CN108219276A

CN108219276A - 一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料及制备工艺和用途

Info

Publication number: CN108219276A
Application number: CN201810029500.6A
Authority: CN
Inventors: 程瑞良; 周斌; 李定标; 汤贵州
Original assignee: Guangdong Feaong Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Feaong Technology Co Ltd
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2018-06-29

Abstract

本发明公开了一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯、导热助剂、阻燃剂、阻燃协效剂以及其他助剂。本发明公开了一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料的制备工艺，包括：将各组分进行共混，并使用同向平行双螺杆进行挤出造粒。本发明公开的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料用于新能源汽车组锂电池护套。本发明提供的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料具有导热、阻燃、防老化、易脱模、耐撞击优点，完全满足新能源汽车锂电池护套所需要的各项要求，且导热率在2.2‑4.5w/M·K，阻燃达到1.5mm UL94 V0，韧性达到20‑40KJ/㎡。

Description

一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料及制备工艺和用途

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料。

背景技术

目前，新能源汽车发展突飞猛进，锂电池作为新能源汽车的动力源，是机车的心脏，其安全非常关键。锂电池充电和放电的过程都会产生大量的热量，这种热量如果不能及时的传导出去，其后果将是非常严重。近几年国内多起公交车和新能源小轿车自燃事件，导致了非常严重的人员伤亡和财产损失。究其原因就是材料的导热、阻燃性能不佳。

目前新能源汽车锂电池的护套选用的材料大致分为三类：a：金属铝合金类；b：普通耐冲击ABS类；c：阻燃耐冲击ABS类。

采用金属合金类生产新能源锂电池护套存在着诸多缺点：难加工，加工效率低；质量重，密度远大于塑料；容易产生静电，造成短路等事故；金属是良导体，锂电池发生漏电事故以后做不到绝缘屏蔽，降低事故影响；金属材料的回弹性差，发生碰撞或者电池组之间互相摩擦碰撞同意导致形变无法恢复，长时间累积会损毁内部的锂电池。

采用普通耐冲击ABS类材料做锂电池护套存在缺点：不阻燃，不导热，热量散发不出去，容易引起火灾事故；ABS材料容易产生静电，存在安全隐患。

采用阻燃耐冲击ABS类材料作为锂电池护套也存在着不导热，热量散发不出去的缺点。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种能够用于制造新能源汽车锂电池护套的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，具备了导热、阻燃、耐冲击的性能，且不易产生静电，使用更安全。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，按质量分数计，包括以下组分：

聚丙烯xx％-xx％、导热助剂10％-35％、阻燃剂8％-20％、阻燃协效剂2％-5％以及其他助剂xx％-xx％。本发明所选用的聚丙烯的抗冲击强度在20KJ/㎡-60KJ/㎡。

优选的是，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，所述导热助剂为钠基插层蒙脱土与超细云母粉的共混物，且所述超细云母粉在所述导热助剂中的质量分数为10％-90％；

所述钠基插层蒙脱土的细度为800目-3000目；所述超细云母粉的细度为1250目-3500目。

优选的是，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，所述阻燃剂为溴系阻燃剂；所述阻燃协效剂为三氧化二锑。三氧化二锑的纯度为99.5％-99.8％。溴系阻燃剂包含十溴二苯乙烷、八溴醚、溴代三嗪、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯等。

优选的是，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，所述其他助剂包括抗氧剂、分散剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及相容剂。

优选的是，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，所述抗氧剂的质量分数为0.3％-0.5％，所述抗氧剂选自168、1010、1076、1098中的一种或几种。

优选的是，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，所述分散剂的质量分数为0.5％-1.5％，且所述分散剂选自EBS、PE蜡、PETS中的任意一种。

优选的是，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，所述紫外线吸收剂的质量分数为0.1％-1％，优选0.3％，且所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***、单苯甲酸间苯二酚酯、2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2’-正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种。

优选的是，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，所述相容剂的质量分数为xx％，且所述相容剂选自马来酸酐接枝聚乙烯蜡、马来酸酐接枝聚丙烯蜡中任意的一种。

本发明公开了一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料的制备工艺，包括：

按质量分数计，将xx％-xx％的聚丙烯、10％-35％的导热助剂、8％-20％的阻燃剂、2％-5％的阻燃协效剂以及xx％-xx％的其他助剂进行共混；

使用同向平行双螺杆对共混后的混合物进行挤出造粒，挤出温度为180℃-200℃，得到高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料。

本发明公开了一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料的用途，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料用于新能源汽车组锂电池护套。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明提供的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料导热率在2.2-4.5w/M·K，阻燃达到1.5mm UL94V0，其韧性(以缺口冲击强度表征)达到20-40KJ/㎡。

2、本发明提供的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料具有导热、阻燃、防老化、易脱模、耐撞击等优点，完全满足新能源汽车锂电池护套所需要的各项要求。

3、本发明提供的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料的制备工艺简单、安全可靠。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

选用中石化茂名石化分公司的57.1％的聚丙烯K8003做基材(主材料)，加入25％导热助剂，12％的十溴二苯乙烷，3％的三氧化二锑、0.3％邻羟基苯甲酸苯酯紫外线吸收剂(光稳定剂)，0.3％的EBS分散剂，1.5％的脱模剂，0.3％的抗氧剂，以及0.5％的相容剂。

将上述各组分共混后，使用同向平行双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出温度条件为180℃-200℃。表1中详细列出了该实施例所制备的产品的测试数据。

表1.产品的性能数据

实施例2

选用中石化茂名石化分公司的48.6％的聚丙烯K8003做基材(主材料)，加入35％导热助剂，11％的十溴二苯乙烷，3％的三氧化二锑、0.3％邻羟基苯甲酸苯酯紫外线吸收剂(光稳定剂)，0.3％的EBS分散剂，1％的脱模剂，0.3％的抗氧剂以及0.5％的相容剂。

将上述各组分共混后，使用同向平行双螺杆挤出机挤出，挤出温度为180℃-200℃。表2中详细列出了该实施例所制备的产品的测试数据。

表2.产品的性能数据

从表1中可以得出实施例1产品韧性、导热、防火均达到设计值，满足新能源电池组锂电池护套对材料性能的要求。对比实施例1和实施例2及其测试结果可知，通过调整导热剂、阻燃剂的加入量来调控导热性能和材料的基本物性，使其满足不同功率的电池组对导热的需求。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims

1.一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，按质量分数计，包括以下组分：

聚丙烯xx％-xx％、导热助剂10％-35％、阻燃剂8％-20％、阻燃协效剂2％-5％以及其他助剂xx％-xx％。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述导热助剂为钠基插层蒙脱土与超细云母粉的共混物，且所述超细云母粉在所述导热助剂中的质量分数为10％-90％；

3.根据权利要求1所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为溴系阻燃剂；所述阻燃协效剂为三氧化二锑。

4.根据权利要求1所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述其他助剂包括抗氧剂、分散剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及相容剂。

5.根据权利要求4所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂的质量分数为0.3％-0.5％，所述抗氧剂选自168、1010、1076、1098中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述分散剂的质量分数为0.5％-1.5％，且所述分散剂选自EBS、PE蜡、PETS中的任意一种。

7.根据权利要求4所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂的质量分数为0.1％-1％，且所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***、单苯甲酸间苯二酚酯、2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2’-正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种。

8.根据权利要求4所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂的质量分数为xx％，且所述相容剂选自马来酸酐接枝聚乙烯蜡、马来酸酐接枝聚丙烯蜡中任意的一种。

9.一种根据权利要求1～8任意一项所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料的制备工艺，其特征在于，包括：

10.一种根据权利要求1～8所述的一种高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料的用途，其特征在于，所述的高韧性超导热阻燃聚丙烯复合材料用于新能源汽车组锂电池护套。