CN116162310A - 用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法 - Google Patents

用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它包括以下重量百分含量的原料组分：发泡母粒5～25wt％，所述发泡母粒的粒径为2‑25μm；阻燃母粒6～12wt％；抗氧剂母粒0.3～2wt％；相容剂母粒0.3～2wt％；分子量调节剂母粒0.3～2wt％；聚丙烯橡胶母粒60～80wt％。母粒按比例混合后经挤出、辐照能够使分子链形成网状结构，最后通过高温发泡得到倍率为5‑30倍的聚丙烯发泡材料，该材料压缩回弹性好，可以通过HF‑1测试；其制备方法较简单、廉价、可批量化生产，具有较高的经济价值。

Description

用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种聚丙烯发泡材料，具体涉及一种用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法。
背景技术
随着国内新能源汽车的蓬勃发展，行业内也对锂电池的安全提出了更高的要求，除了锂电池结构本身的安全，现阶段对锂电池包中的缓冲材料也提出了更高的标准。
聚丙烯(PP)是用量最大的通用塑料之一，由于其质轻、价廉、耐热性高等优越性能受到人们的青睐。它除了具有一般发泡制品已知的特点外，还有良好的热稳定性，良好的耐应力开裂性能及高温下制品的尺寸稳定性，较高的韧性以及较高的拉伸强度和冲击强度，适宜、柔顺的表面，优异的微波适应性。
目前，传统的超临界二氧化碳聚丙烯发泡材料已经在电池包中有一定应用，但由于其断裂伸长率低、熔体强度低等缺点，导致其不适合热成型加工，大大限制了其在热成型和发泡材料领域的使用。而PP的断裂伸长差、熔体强度低的根本原因是它具有柔软的长链大分子结构和较高的结晶倾向，其软化点与熔点很接近，达到熔融结晶温度后其熔体黏度迅速下降，而且在结晶过程中释放出大量的结晶热，使其熔体黏度和熔体强度进一步下降。所以PP在热成型过程中不能获得较高的断裂伸长率，在发泡过程中气体易于逃逸、聚集，气泡壁承受不住气泡压力而导致坍塌破裂，难以获得高质量的泡沫塑料；并且材料本身没有交联度，耐温性相对而言略差，受热极其容易收缩，这对锂电池包的安全性造成了风险；最关键的是该种生产方式效率低，材料尺寸受限，导致客户端浪费极大。因此，本发明需要改善超临界二氧化碳发泡聚丙烯材料耐温性能不高、断裂伸长率低、生产效率低、产品尺寸受限等问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的缺陷，提供了一种用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料。
为达到上述目的，本发明提供一种用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，它包括以下重量百分含量的原料组分：
Figure BDA0004107007440000011
Figure BDA0004107007440000021
所述发泡母粒含有聚丙烯树脂和发泡剂，其质量比为1.8～2.5：1；
所述阻燃母粒含有聚丙烯树脂、阻燃剂、抗氧剂和偶联剂，所述聚丙烯树脂和所述阻燃剂的质量比为1.8～2.5：1，所述抗氧剂质量为所述阻燃母粒质量的0.2～1％，所述偶联剂质量为所述阻燃母粒质量的0.5～2％；
所述抗氧剂母粒含有聚丙烯树脂、抗氧剂和稳定剂，其质量比为4～6：1：1；
所述相容剂母粒含有聚丙烯树脂和相容剂，所述相容剂在所述相容剂母粒中的质量含量为5～20％；
所述分子量调节剂母粒含有聚丙烯树脂和分子量调节剂，所述分子量调节剂在所述相容剂母粒中的质量含量为5～20％；
所述聚丙烯橡胶母粒含有聚丙烯树脂和橡胶，所述橡胶在所述聚丙烯橡胶母粒中的质量含量为10～30％。
优化地，所述发泡母粒按以下步骤制备：将发泡剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述阻燃母粒按以下步骤制备：将阻燃剂、抗氧剂、偶联剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述抗氧剂母粒按以下步骤制备：将抗氧剂、稳定剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述相容剂母粒按以下步骤制备：将相容剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述分子量调节剂母粒按以下步骤制备：将分子量调节剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述聚丙烯橡胶母粒按以下步骤制备：将橡胶和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述双螺杆挤出机的工作温度相互独立地为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃。
进一步地，所述发泡剂为选自无机发泡剂和有机发泡剂中的一种或多种组成的混合物，所述无机发泡剂包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠和亚硝酸铵，所述有机发泡剂包括N,N’-二亚硝基五次甲基四胺、偶氮氨基苯、偶氮二甲酰胺中、偶氮二乙丁腈、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸酯、二亚硝基五甲撑四胺、三亚硝基三亚甲基三胺、4,4’-氧代双苯磺酰肼、甲苯磺酰氨基脲、三磷基三嗪和5-苯基四唑；当所述发泡剂为粉体时，其粒径为2-25μm。
进一步地，所述阻燃剂为选自三氧化二锑、十溴二苯基乙烷、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸盐和三氧化二钼中的一种或多种组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述偶联剂为选自硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或多种组成的混合物。
进一步地，所述抗氧剂为选自抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂T501、抗氧剂618、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂B900、受阻酚抗氧剂1076和受阻胺抗氧剂944中的一种或多种组成的混合物，所述稳定剂为选自光稳定剂MD-1024、受阻酚类光稳定剂MD-3114和受阻胺光稳定剂770中的一种或多种组成的混合物。
进一步地，所述相容剂为选自马来酸酐改性相容剂。
进一步地，所述分子量调节剂母粒按以下方法制备：所述分子量调节剂为选自过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷和3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷中的一种或多种组成的混合物。
进一步地，所述橡胶为选SBR、BR、CR、EPDM、EBS、SEBS和NBR中的一种或多种组成的混合物。
优化地，所述聚丙烯树脂粒子的融指MI为1-5g/min的共聚物。
本发明的又一目的在于提供一种上述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(a)将所述发泡母粒、所述阻燃母粒、所述抗氧剂母粒、所述相容剂母粒、所述分子量调节剂母粒和所述聚丙烯橡胶母粒按比例混合后经双螺杆挤出机挤出得混合母片，所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃；
(b)将所述混合母片进行辐照交联，所述辐照交联的剂量为30-120kGy；
(c)将辐照交联后的所述混合母片进行发泡即可，所述发泡温度为220～300℃。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，通过将发泡母粒、阻燃母粒、抗氧剂母粒、相容剂母粒、分子量调节剂母粒和聚丙烯橡胶母粒等进行混合，能够使分子链形成网状结构，使得聚丙烯发泡材料的倍率为5-30倍，压缩回弹性好，可以通过HF-1测试；制得的聚丙烯发泡材料性能优良，耐热性、尺寸稳定性、材料强度等均比模压发泡聚丙烯材料高；应用在新能源汽车电池包上时，具有质轻高强、防腐防霉、缓冲防震、隔热阻燃等优势。用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料的制备方法较简单、廉价、可批量化生产，具有较高的经济价值。
具体实施方式
本发明用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，它包括以下重量百分含量的原料组分：发泡母粒5～25wt％；阻燃母粒6～12wt％；抗氧剂母粒0.3～2wt％；相容剂母粒0.3～2wt％；分子量调节剂母粒0.3～2wt％；聚丙烯橡胶母粒60～80wt％；所述发泡母粒含有聚丙烯树脂和发泡剂，其质量比为1.8～2.5：1；所述阻燃母粒含有聚丙烯树脂、阻燃剂、抗氧剂和偶联剂，所述聚丙烯树脂和所述阻燃剂的质量比为1.8～2.5：1，所述抗氧剂质量为所述阻燃母粒质量的0.2～1％，所述偶联剂质量为所述阻燃母粒质量的0.5～2％；所述抗氧剂母粒含有聚丙烯树脂、抗氧剂和稳定剂，其质量比为4～6：1：1；所述相容剂母粒含有聚丙烯树脂和相容剂，所述相容剂在所述相容剂母粒中的质量含量为5～20％；所述分子量调节剂母粒含有聚丙烯树脂和分子量调节剂，所述分子量调节剂在所述相容剂母粒中的质量含量为5～20％；所述聚丙烯橡胶母粒含有聚丙烯树脂和橡胶，所述橡胶在所述聚丙烯橡胶母粒中的质量含量为10～30％(上述聚丙烯树脂优选使用聚丙烯树脂粒子，即聚丙烯粒子，其融指MI为1-5g/min的共聚物)。通过将发泡母粒、阻燃母粒、抗氧剂母粒、相容剂母粒、分子量调节剂母粒和聚丙烯橡胶母粒等进行混合，进过挤出、辐照能够使分子链形成网状结构，最后经过高温发泡使得聚丙烯发泡材料的倍率为5-30倍，该材料压缩回弹性好，可以通过HF-1测试。
上述发泡母粒按以下方法制备：将发泡剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃、二区165±5℃、三区165±5℃、四区170±5℃、五区170±5℃和六区165±5℃。所述发泡剂为选自无机发泡剂和有机发泡剂中的一种或多种组成的混合物，所述无机发泡剂包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠和亚硝酸铵，所述有机发泡剂包括N,N’-二亚硝基五次甲基四胺、偶氮氨基苯、偶氮二甲酰胺中、偶氮二乙丁腈、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸酯、二亚硝基五甲撑四胺、三亚硝基三亚甲基三胺、4,4’-氧代双苯磺酰肼、甲苯磺酰氨基脲、三磷基三嗪和5-苯基四唑。当所述发泡剂为粉体时，其粒径为2-25μm。
所述阻燃母粒按以下方法制备：将阻燃剂、抗氧剂、偶联剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃、二区165±5℃、三区165±5℃、四区170±5℃、五区170±5℃和六区165±5℃。所述阻燃剂为选自三氧化二锑、十溴二苯基乙烷、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸盐和三氧化二钼中的一种或多种组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述偶联剂为选自硅烷偶联剂(如市售的KH560、KH570等)和钛酸酯偶联剂(如市售的偶联剂TBT、偶联剂TPT等)中的一种或多种组成的混合物。
所述抗氧剂母粒按以下方法制备：将抗氧剂、稳定剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃。所述抗氧剂为选自抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂T501、抗氧剂618、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂B900、受阻酚抗氧剂1076和受阻胺抗氧剂944中的一种或多种组成的混合物，所述稳定剂为选自光稳定剂MD-1024、受阻酚类光稳定剂MD-3114和受阻胺光稳定剂770中的一种或多种组成的混合物。
所述相容剂母粒按以下方法制备：将相容剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃。所述相容剂为选自马来酸酐改性相容剂。
所述分子量调节剂母粒按以下方法制备：将分子量调节剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃。所述分子量调节剂母粒按以下方法制备：所述分子量调节剂为选自过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷和3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷中的一种或多种组成的混合物。
所述聚丙烯橡胶母粒按以下方法制备：将橡胶和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃。所述橡胶为选SBR、BR、CR、EPDM、EBS、SEBS和NBR中的一种或多种组成的混合物。
上述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：(a)将所述发泡母粒、所述阻燃母粒、所述抗氧剂母粒、所述相容剂母粒、所述分子量调节剂母粒和所述聚丙烯橡胶母粒按比例混合后经双螺杆挤出机挤出得混合母片，所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃、二区165±5℃、三区165±5℃、四区170±5℃、五区170±5℃和六区165±5℃；(b)将所述混合母片进行辐照交联，所述辐照交联的剂量为30-120kGy；(c)将辐照交联后的所述混合母片进行发泡即可，所述发泡温度为220～300℃。上述辐照交联采用电子加速器进行操作，所述发泡采用发泡炉进行操作。上述制备方法较简单、廉价、可批量化生产，具有较高的经济价值。
下面对本发明优选实施方案进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，先制备各种母粒：
(1)制备发泡母粒：将发泡剂(AC发泡剂，淡黄色的结晶粉末，粒径为2-25μm)均匀混入聚丙烯树脂粒子(即将发泡剂和聚丙烯树脂粒子搅拌均匀；聚丙烯树脂粒子为融指MI1-5g/min的共聚物，牌号T30S，下同)后经双螺杆挤出机造粒(双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃)，其中发泡剂为发泡母粒含量的33wt％(此时发泡剂与聚丙烯树脂粒子的质量比约为1：2)；
(2)制备阻燃母粒：阻燃母粒的制备方法与发泡母粒的制备方法基本一致，不同的是将阻燃剂(三氧化二锑)、抗氧剂(抗氧剂1010)、偶联剂(硅烷偶联剂KH560)和聚丙烯树脂粒子进行均匀混合，阻燃剂与聚丙烯树脂粒子的质量比为1：2，抗氧剂为阻燃母粒含量的0.3wt％，硅烷偶联剂KH560为阻燃母粒含量的0.5wt％；
(3)制备抗氧剂母粒：抗氧剂母粒的制备方法与发泡母粒的制备方法基本一致，不同的是将抗氧剂(抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比1：1组成的混合物)、稳定剂(光稳定剂MD-1024)和聚丙烯树脂粒子进行均匀混合，其质量比为4：1：1；
(4)制备相容剂母粒：相容剂母粒的制备方法与发泡母粒的制备方法基本一致，不同的是将相容剂(相容剂CMG9801)和聚丙烯树脂粒子进行均匀混合使得相容剂在相容剂母粒中的含量为8wt％；
(5)制备分子量调节剂母粒：分子量调节剂母粒的制备方法与发泡母粒的制备方法基本一致，不同的是将分子量调节剂(过氧化苯甲酰，BPO)和聚丙烯树脂粒子进行均匀混合使得分子量调节剂在相容剂母粒中的含量为5wt％；
(6)制备聚丙烯橡胶母粒(即聚丙烯/橡胶母粒)：聚丙烯橡胶母粒的制备方法与发泡母粒的制备方法基本一致，不同的是将橡胶(橡胶SBR)和聚丙烯树脂粒子进行均匀混合使得橡胶在聚丙烯橡胶母粒中的含量为20wt％。
上述发泡材料的制备方法包括以下步骤：
(a)将上述发泡母粒、阻燃母粒、抗氧剂母粒、相容剂母粒、分子量调节剂母粒和聚丙烯橡胶母粒按比例(具体为：发泡母粒15kg、阻燃母粒10kg、抗氧剂母粒2kg、相容剂母粒2kg、分子量调节剂母粒2kg和聚丙烯橡胶母粒69kg)混合后经双螺杆挤出机挤出得混合母片，该双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃；
(b)将混合母片置于电子辐照加速器中进行辐照交联，辐照剂量为85kGy；
(c)将辐照交联后的混合母片加入发泡炉中发泡，所述发泡温度为220～300℃。
对获得的发泡材料进行性能测试，测试项目、测试标准以及测试结果列于表1中。
表1实施例1中发泡材料的测试表
表观密度 g/m3 ISO845 100
抗压强度(25％) Kpa ISO3380-1 64
拉伸强度(MD) Kpa ISO1926 2433
拉伸强度(CD) Kpa ISO1926 1294
断裂伸长率(MD) ％ ISO1926 607
断裂伸长率(CD) ％ ISO1926 453
尺寸变化MD(120℃×60min) ％ FBS method -0.6
尺寸变化CD(120℃×60min) ％ FBS method -0.5
实施例2
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：发泡母粒19.5kg，阻燃母粒12kg，抗氧剂母粒2kg，相容剂母粒2kg，分子量调节剂母粒2kg，聚丙烯橡胶母粒62.5kg。
对获得的发泡材料进行性能测试，测试项目、测试标准以及测试结果列于表2中。
表2实施例2中发泡材料的测试表
表观密度 g/m3 ISO845 65
抗压强度(25％) Kpa ISO3380-1 110
拉伸强度(MD) Kpa ISO1926 1310
拉伸强度(CD) Kpa ISO1926 1007
断裂伸长率(MD) ％ ISO1926 365
断裂伸长率(CD) ％ ISO1926 285
尺寸变化MD(120℃×60min) ％ FBS method -0.3
尺寸变化CD(120℃×60min) ％ FBS method -0.2
实施例3
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：发泡母粒22kg，阻燃母粒12kg，抗氧剂母粒2kg，相容剂母粒2kg，分子量调节剂母粒2kg，聚丙烯/橡胶母粒60kg。
对获得的发泡材料进行性能测试，测试项目、测试标准以及测试结果列于表3中。
表3实施例3中发泡材料的测试表
Figure BDA0004107007440000071
Figure BDA0004107007440000081
实施例4
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：发泡母粒9kg，阻燃母粒10.1kg，抗氧剂母粒0.3kg，相容剂母粒0.3kg，分子量调节剂母粒0.3kg，聚丙烯/橡胶母粒80kg。
表4实施例4中发泡材料的测试表
表观密度 g/m3 ISO845 160
抗压强度(25％) Kpa ISO3380-1 240
拉伸强度(MD) Kpa ISO1926 2557
拉伸强度(CD) Kpa ISO1926 1920
断裂伸长率(MD) ％ ISO1926 205
断裂伸长率(CD) ％ ISO1926 216
尺寸变化MD(120℃×60min) ％ FBS method -0.1
尺寸变化CD(120℃×60min) ％ FBS method -0.1
实施例5
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：发泡母粒5kg，阻燃母粒12kg，抗氧剂母粒1kg，相容剂母粒1kg，分子量调节剂母粒1kg，聚丙烯/橡胶母粒80kg。
表5实施例5中发泡材料的测试表
表观密度 g/m3 ISO845 330
抗压强度(25％) Kpa ISO3380-1 -
拉伸强度(MD) Kpa ISO1926 4273
拉伸强度(CD) Kpa ISO1926 2635
断裂伸长率(MD) ％ ISO1926 460
断裂伸长率(CD) ％ ISO1926 320
尺寸变化MD(120℃×60min) ％ FBS method -0.1
尺寸变化CD(120℃×60min) ％ FBS method -0.1
对比例1
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：采用的聚丙烯材料融指MI为6-10g/min的共聚物(市售)。
表6对比例1中发泡材料的测试表
表观密度 g/m3 ISO845 100
抗压强度(25％) Kpa ISO3380-1 45
拉伸强度(MD) Kpa ISO1926 1683
拉伸强度(CD) Kpa ISO1926 912
断裂伸长率(MD) ％ ISO1926 429
断裂伸长率(CD) ％ ISO1926 317
尺寸变化MD(120℃×60min) ％ FBS method -0.8
尺寸变化CD(120℃×60min) ％ FBS method -0.65
对比例2
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：不含有相容剂母粒。
表7对比例2中发泡材料的测试表
表观密度 g/m3 ISO845 100
抗压强度(25％) Kpa ISO3380-1 48
拉伸强度(MD) Kpa ISO1926 1800
拉伸强度(CD) Kpa ISO1926 971
断裂伸长率(MD) ％ ISO1926 456
断裂伸长率(CD) ％ ISO1926 338
尺寸变化MD(120℃×60min) ％ FBS method -0.3
尺寸变化CD(120℃×60min) ％ FBS method -0.3
对比例3
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：不含有分子量调节剂母粒。
表8对比例3中发泡材料的测试表
Figure BDA0004107007440000091
Figure BDA0004107007440000101
对比例4
本实施例提供一种用于新能源汽车锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料及其制备方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：不含有聚丙烯橡胶母粒，最终无法获得发泡产品。
实施例1-5的发泡样品送检测试后均满足HF-1阻燃要求。对比例1中选用了熔指较大的PP，结果是抗压强度以及拉伸强度变小，尺寸收缩率变大，阻燃性能没变；对比例2中不含相容剂母粒，结果是抗压强度以及拉伸强度变小，阻燃不能通过HF-1；对比例3中不含分子量调节剂母粒，材料密度变大，力学性能略微减弱，阻燃性能没变。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于，它包括以下重量百分含量的原料组分：
Figure FDA0004107007420000011
所述发泡母粒含有聚丙烯树脂和发泡剂，其质量比为1.8～2.5：1；
所述阻燃母粒含有聚丙烯树脂、阻燃剂、抗氧剂和偶联剂，所述聚丙烯树脂和所述阻燃剂的质量比为1.8～2.5：1，所述抗氧剂质量为所述阻燃母粒质量的0.2～1％，所述偶联剂质量为所述阻燃母粒质量的0.5～2％；
所述抗氧剂母粒含有聚丙烯树脂、抗氧剂和稳定剂，其质量比为4～6：1：1；
所述相容剂母粒含有聚丙烯树脂和相容剂，所述相容剂在所述相容剂母粒中的质量含量为5～20％；
所述分子量调节剂母粒含有聚丙烯树脂和分子量调节剂，所述分子量调节剂在所述相容剂母粒中的质量含量为5～20％；
所述聚丙烯橡胶母粒含有聚丙烯树脂和橡胶，所述橡胶在所述聚丙烯橡胶母粒中的质量含量为10～30％。
2.根据权利要求1所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于，
所述发泡母粒按以下步骤制备：将发泡剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述阻燃母粒按以下步骤制备：将阻燃剂、抗氧剂、偶联剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述抗氧剂母粒按以下步骤制备：将抗氧剂、稳定剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述相容剂母粒按以下步骤制备：将相容剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述分子量调节剂母粒按以下步骤制备：将分子量调节剂和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述聚丙烯橡胶母粒按以下步骤制备：将橡胶和聚丙烯树脂粒子按比例搅拌后经双螺杆挤出机造粒；
所述双螺杆挤出机的工作温度相互独立地为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃。
3.根据权利要求2所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于：所述发泡剂为选自无机发泡剂和有机发泡剂中的一种或多种组成的混合物，所述无机发泡剂包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠和亚硝酸铵，所述有机发泡剂包括N,N’-二亚硝基五次甲基四胺、偶氮氨基苯、偶氮二甲酰胺中、偶氮二乙丁腈、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸酯、二亚硝基五甲撑四胺、三亚硝基三亚甲基三胺、4,4’-氧代双苯磺酰肼、甲苯磺酰氨基脲、三磷基三嗪和5-苯基四唑；当所述发泡剂为粉体时，其粒径为2-25μm。
4.根据权利要求2所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于：所述阻燃剂为选自三氧化二锑、十溴二苯基乙烷、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸盐和三氧化二钼中的一种或多种组成的混合物，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述偶联剂为选自硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或多种组成的混合物。
5.根据权利要求2所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述抗氧剂为选自抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂T501、抗氧剂618、抗氧剂B215、抗氧剂B225、抗氧剂B900、受阻酚抗氧剂1076和受阻胺抗氧剂944中的一种或多种组成的混合物，所述稳定剂为选自光稳定剂MD-1024、受阻酚类光稳定剂MD-3114和受阻胺光稳定剂770中的一种或多种组成的混合物。
6.根据权利要求2所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐改性相容剂。
7.根据权利要求2所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述分子量调节剂母粒按以下方法制备：所述分子量调节剂为选自过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷和3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷中的一种或多种组成的混合物。
8.根据权利要求2所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于：所述橡胶为选SBR、BR、CR、EPDM、EBS、SEBS和NBR中的一种或多种组成的混合物。
9.根据权利要求1所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂粒子的融指MI为1-5g/min的共聚物。
10.权利要求1至9中任一所述用于锂电池包的缓冲阻燃交联聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将所述发泡母粒、所述阻燃母粒、所述抗氧剂母粒、所述相容剂母粒、所述分子量调节剂母粒和所述聚丙烯橡胶母粒按比例混合后经双螺杆挤出机挤出得混合母片，所述双螺杆挤出机的工作温度为：一区155±5℃，二区165±5℃，三区165±5℃，四区170±5℃，五区170±5℃，六区165±5℃；
(b)将所述混合母片进行辐照交联，所述辐照交联的剂量为30-120kGy；
(c)将辐照交联后的所述混合母片进行发泡即可，所述发泡温度为220～300℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117106222A (zh) * 2023-09-26 2023-11-24 深圳市卓颐文通新材料有限公司 一种可吸附锂电池电解液的泡棉制备方法
CN117720783A (zh) * 2023-12-22 2024-03-19 江苏馨德高分子材料股份有限公司 一种无卤膨胀型阻燃电缆料及其制备工艺

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