聚苯醚樹(shù)脂合金材料、其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于高分子合金材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于加工電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池外殼的聚苯醚樹(shù)脂合金材料及其制備方法，該聚苯醚樹(shù)脂合金材料包括下列重量份的原料組分：聚苯醚樹(shù)脂40-60份；聚苯乙烯樹(shù)脂20-60份；聚烯烴1-3份；彈性體1-8份；阻燃劑1-15份；玻璃纖維10-20份；接枝體1-15份；功能母粒3-8份；抗氧劑0.2-0.5份。本發(fā)明通過(guò)配方合理組合，工藝優(yōu)化，成功解決了電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)時(shí)間使用，其鋰離子電池外殼發(fā)生變形及電極連接處出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象。
【專(zhuān)利說(shuō)明】聚苯醚樹(shù)脂合金材料、其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子合金材料領(lǐng)域，具體涉及ー種聚苯醚樹(shù)脂合金材料、其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯醚樹(shù)脂具有很多優(yōu)異的性能，比如機(jī)械性能、耐水解、耐酸堿腐蝕、耐熱性能、尺寸穩(wěn)定性等等，其產(chǎn)品廣泛的被運(yùn)用于電子電器、汽車(chē)零部件、水處理設(shè)備、化工行業(yè)等領(lǐng)域。目前，普通聚苯醚樹(shù)脂合金材料在電池外殼應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的優(yōu)勢(shì)，比如材料本身具有耐酸性能、耐熱性能、尺寸穩(wěn)定性能及介電性能。但是在使用過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了很多不足，比如電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)時(shí)間行駛會(huì)出現(xiàn)電池外殼變形，電池外殼的電極連接處出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚苯醚樹(shù)脂合金材料。
[0004]本發(fā)明同時(shí)還提供一種聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法。
[0005]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]聚苯醚樹(shù)脂合金材料，以重量份計(jì)，所述聚苯醚樹(shù)脂合金材料包括下列配方組
分:
[0007]
聚苯醚樹(shù)脂40-60份；
聚苯乙烯樹(shù)脂20-60份；
聚烯烴1-3份；
彈性體1-8份；
阻燃劑1-15份；
玻璃纖維10-20份；
接枝體1-15份；
功能母粒3-8份；
抗氧劑0.2-0.5份；
[0008]其中:
[0009]所述弾性體是丁苯橡膠、氫化丁苯橡膠、二元こ丙橡膠、三元こ丙橡膠、聚丙烯酸酷橡膠、乙烯共聚物弾性體、聚異戊二烯弾性體、1，2聚丁二烯彈性體中的一種或者幾種的混合物；
[0010]所述接枝體是以所述聚苯醚樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、聚烯烴、弾性體中的ー種或者幾種的混合物為基材，所述接枝體的接枝物為こ酸酐、丙酸酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、苯甲酸酐、鄰苯二甲酸酐中的ー種或者幾種的混合物。
[0011]以所述功能母?？傊亓繛?00%計(jì)，所述功能母粒包括下列配方組分:
[0012]
聚苯醚樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚烯烴或者彈性體中的至少ー種70-90%;
手性介孔導(dǎo)電利料3-8%;
潤(rùn)滑劑4-10%;
手性無(wú)機(jī)介孔材料3-15%;
[0013]其中:
[0014]所述手性介孔導(dǎo)電材料為聚苯胺、聚吡咯中至少ー種；
[0015]所述潤(rùn)滑劑為硅油、硬脂酸類(lèi)潤(rùn)滑劑中至少ー種；
[0016]所述手性無(wú)機(jī)介孔材料為二氧化硅、二氧化鈦中的至少ー種。
[0017]所述聚苯醚樹(shù)脂為2，6- 二甲基苯酚的聚合物、2，6- 二甲基苯酚和2，3，6_三甲基苯酚的共聚物中ー種或二者的混合物，其特性粘度為0.2-0.6dl/g。
[0018]所述聚苯乙烯樹(shù)脂是聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯中的ー種或二者的混合物。
[0019]所述聚烯烴是聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚丁烯、乙烯丁烯共聚物、こ烯-不飽和酯共聚物中的一種或者幾種的混合物。
[0020]所述阻燃劑是磷系阻燃劑和氮類(lèi)阻燃劑按重量比為2~4:1組成的復(fù)合體系，其中，所述磷系阻燃劑是磷酸酯類(lèi)阻燃劑、聚磷酸銨類(lèi)阻燃劑、無(wú)機(jī)磷類(lèi)阻燃劑中的一種或幾種的混合物；所述氮類(lèi)阻燃劑是三聚氰胺、雙氰胺類(lèi)阻燃劑中的ー種。
[0021]所述抗氧劑為主抗氧劑和輔助抗氧劑按重量比為I~3:1組成的混合物，其中，所述主抗氧劑為3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八醇酯、3 - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酷、2，2亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)中的一種或者幾種的混合物；所述輔助抗氧劑為三(1，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸、雙(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酷、雙(十八烷基)季戊四醇二磷酸酯中的一種或者幾種的混合物。
[0022]本發(fā)明中，全部所述的原料均可通過(guò)商購(gòu)和/或采取已知的手段來(lái)制備得到，沒(méi)有加以特別說(shuō)明吋，均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)化工產(chǎn)品要求。
[0023]本發(fā)明的聚苯醚樹(shù)脂合金材料可用于電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池外売。
[0024]本發(fā)明采取的又一技術(shù)方案是:ー種上述聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法，包括以下步驟:
[0025](1)制備功能母粒:按所述功能母粒的配方，利用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，溫度控制在260-300°C條件下熔融擠出，主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制在250-350RPM，真空度控制在0.5-0.8MPa。
[0026](2)制備聚苯醚樹(shù)脂合金材料:按所述聚苯醚樹(shù)脂合金材料的配方，先將所述聚烯烴、弾性體、阻燃劑、接枝體、功能母粒、抗氧劑混合均勻形成混合物料，然后將所述聚苯醚樹(shù)脂、所述聚苯乙烯樹(shù)脂、所述混合物料和所述玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的不同加料ロ加入后，進(jìn)行熔融擠出。
[0027]由于上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明聚苯醚樹(shù)脂合金材料，通過(guò)配合使用聚苯醚樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚烯烴、弾性體、阻燃劑、接枝體、功能母粒、抗氧劑，同時(shí)合理優(yōu)化上述原料的用量比例，使得聚苯醚樹(shù)脂合金材料不易發(fā)生變形、在被電解液浸泡之后也不易發(fā)生開(kāi)裂。將該聚苯醚樹(shù)脂合金材料應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池外殼，能夠有效解決目前電動(dòng)汽車(chē)在長(zhǎng)時(shí)間使用下，鋰離子電池外殼發(fā)生變形及鋰離子電池外殼的電極連接處出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象，充分滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池外殼的使用要求。本發(fā)明聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉、生產(chǎn)效益高，所制備出的聚苯醚樹(shù)脂合金材料不易發(fā)生變形、在被電解液浸泡之后也不易發(fā)生開(kāi)裂，適于エ業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。
[0030]各原料重量份數(shù)見(jiàn)表1。各原料的生產(chǎn)廠(chǎng)家為:
[0031]
聚苯醚樹(shù)脂三菱工程塑料有限公司
聚苯乙烯樹(shù)脂奇美實(shí)業(yè)股份有限公司
聚烯烴中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司
弾性體中國(guó)石化集團(tuán)資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理有限公司巴陵石化分公司
玻璃纖維重慶國(guó)際復(fù)合材料有限公司
抗氧劑上海金海雅寶精細(xì)化工有限公司
[0032]實(shí)施例1
[0033]本實(shí)施例采用的原料及用量參見(jiàn)表1，其中:
[0034]聚苯醚樹(shù)脂:選自2，6- 二甲基苯酚的聚合物，其特性粘度為0.4dl/g ；
[0035]聚苯乙烯樹(shù)脂:選自高抗沖聚苯乙烯；
[0036]聚烯烴:由聚乙烯、聚丙烯按重量比為2:1組成；
[0037]弾性體:由丁苯橡膠、氫化丁苯橡膠弾性體按重量比為1:1組成；
[0038]阻燃劑:由磷系阻燃劑和氮類(lèi)阻燃劑按重量比為3:1組成，其中，磷系阻燃劑為磷酸酯類(lèi)阻燃劑，氮類(lèi)阻燃劑為三聚氰胺；
[0039]玻璃纖維:PP0專(zhuān)用無(wú)堿玻璃纖維。
[0040]接枝體:以聚苯醚樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、聚烯烴按重量比為7:2:1組成的混合物為基材，接枝物為こ酸酐；
[0041]抗氧劑:由主抗氧劑和輔助抗氧劑按重量比為2:1組成，其中，主抗氧劑為3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八醇酷，輔助抗氧劑由三(1，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸、雙(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯按重量比為1:1組成；
[0042]功能母粒:自制，以聚苯乙烯樹(shù)脂為基材，載入手性介孔導(dǎo)電材料、潤(rùn)滑劑、手性無(wú)機(jī)介孔材料共同形成，以重量百分比計(jì)，聚苯醚樹(shù)脂占85%、手性介孔`導(dǎo)電材料為聚吡咯占5%、潤(rùn)滑劑為硅油占6%、手性無(wú)機(jī)介孔材料為二氧化硅與二氧化鈦按重量比為1:1組成的混合物占4%。
[0043]聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備步驟如下:[0044](I)制備功能母粒:按功能母粒的配方，利用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，溫度控制在260-300°C條件下熔融擠出，主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制在250-350RPM，真空度控制在0.5-0.8MPa。
[0045](2)制備聚苯醚樹(shù)脂合金材料:按配方，先將聚烯烴、弾性體、阻燃劑、接枝體、功能母粒、抗氧劑混合均勻形成混合物料，然后將聚苯醚樹(shù)脂從第一失重加料ロ加入、聚苯こ烯樹(shù)脂從第二失重加料器ロ加入、混合物料從第三失重加料器ロ加入、玻璃纖維從側(cè)向喂料ロ加入，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)塑化、熔融、擠出、拉條、冷卻、切粒。粒料在鼓風(fēng)機(jī)干燥烘箱120°C干燥2-4h，然后注塑成型制備測(cè)試樣條和制品。
[0046]實(shí)施例2
[0047]本實(shí)施例采用的原料及用量參見(jiàn)表1，聚苯醚樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚烯烴之外的原料均與實(shí)施例1相同。
[0048]本例中，聚苯醚樹(shù)脂:由2，6_ 二甲基苯酚的聚合物、2，6_ 二甲基苯酚和2，3，6_三甲基苯酚的共聚物按重量比為1:1組成的混合物，其特性粘度為0.6dl/g ；
[0049]本例中，聚苯乙烯樹(shù)脂:由聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯按重量比為1:1組成；
[0050]本例中，聚烯烴:由聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚丁烯按重量比為3:1:1組成；
[0051]本實(shí)施例中，聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法同實(shí)施例1,在此不再重復(fù)。
[0052]實(shí)施例3
[0053]本實(shí)施例采用的原料及用量參見(jiàn)表1，弾性體、阻燃劑、功能母粒之外的原料均與實(shí)施例1相同。
[0054]本例中，弾性體:選自丁 苯橡膠；
[0055]本例中，阻燃劑:由磷系阻燃劑和氮類(lèi)阻燃劑按重量比為4:1組成，其中，磷系阻燃劑為聚磷酸銨類(lèi)阻燃劑，氮類(lèi)阻燃劑為三聚氰胺；
[0056]本例中，功能母粒:自制，以聚苯乙烯樹(shù)脂、弾性體按重量比為5:1組成的混合物為基材，載入手性介孔導(dǎo)電材料、潤(rùn)滑劑、手性無(wú)機(jī)介孔材料共同形成，以重量百分比計(jì)，基材占80%、手性介孔導(dǎo)電材料為聚苯胺占8%、潤(rùn)滑劑為硅油占6%、手性無(wú)機(jī)介孔材料為二氧化娃占6%。
[0057]本實(shí)施例中，聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法同實(shí)施例1，不再重復(fù)。
[0058]實(shí)施例4
[0059]本實(shí)施例采用的原料及用量參見(jiàn)表1，接枝體、抗氧劑、功能母粒之外的原料均與實(shí)施例1相同。
[0060]本例中，接枝體:以聚乙烯樹(shù)脂為基材，接枝物由苯甲酸酐、鄰苯二甲酸酐按重量比為1:1組成；
[0061]本例中，抗氧劑:由主抗氧劑和輔助抗氧劑按重量比為3:1組成，其中，主抗氧劑由(6- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酷、2，2亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)按重量比為1:1組成，輔助抗氧劑為雙(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯；
[0062]本例中，功能母粒:自制，以聚烯烴、弾性體按重量比為5:1組成的混合物為基材，載入手性介孔導(dǎo)電材料、潤(rùn)滑劑、手性無(wú)機(jī)介孔材料共同形成，以重量百分比計(jì)，基材占90%、手性介孔導(dǎo)電材料為聚苯胺占3%、潤(rùn)滑劑為硅油占2%、手性無(wú)機(jī)介孔材料為二氧化硅占5% o
[0063]本例中，聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法同實(shí)施例1，不再重復(fù)。[0064]對(duì)比例I
[0065]本對(duì)比例在制備聚苯醚樹(shù)脂合金材料時(shí)不加接枝體和功能母粒，其余原料與實(shí)施例I相同。
[0066]本對(duì)比例的聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法為:按配方，先將聚烯烴、弾性體、阻燃劑、抗氧劑混合均勻形成混合物料，然后將聚苯醚樹(shù)脂從第一失重加料ロ加入、聚苯こ烯樹(shù)脂從第二失重加料器ロ加入、混合物料從第三失重加料器ロ加入、玻璃纖維從側(cè)向喂料ロ加入，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)塑化、熔融、擠出、拉條、冷卻、切粒。粒料在鼓風(fēng)機(jī)干燥烘箱120°C干燥2-4h，然后注塑成型制備測(cè)試樣條和制品。
[0067]表1實(shí)施例1~4、對(duì)比例I的原料重量份數(shù)配比
[0068]
【權(quán)利要求】
1.聚苯醚樹(shù)脂合金材料，其特征在干，以重量份計(jì)，所述聚苯醚樹(shù)脂合金材料包括下列配方組分: 聚苯醚樹(shù)脂40-60份； 聚苯乙烯樹(shù)脂20-60份； 聚烯烴1-3份； 弾性體1_8份； 阻燃劑1-15份； 玻璃纖維10-20份； 接枝體1-15份； 功能母粒3-8份； 抗氧劑0.2-0.5份； 其中: 所述弾性體是丁苯橡膠、氫化丁苯橡膠、二元こ丙橡膠、三元こ丙橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、乙烯共聚物弾性體、聚異戊二烯弾性體、1，2聚丁二烯彈性體中的一種或者幾種的混合物； 所述接枝體是以所述聚苯醚樹(shù)脂、聚乙`烯樹(shù)脂、聚烯烴、弾性體中的一種或者幾種的混合物為基材，所述接枝體的接枝物為こ酸酐、丙酸酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、苯甲酸酐、鄰苯二甲酸酐中的一種或者幾種的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料，其特征在干，以所述功能母?？傊亓繛?00%計(jì)，所述功能母粒包括下列配方組分: 聚苯醚樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚烯烴或者弾性體中的至少ー種70-90% ；手性介孔導(dǎo)電材料3-8%;潤(rùn)滑劑4-10% ；手性無(wú)機(jī)介孔材料3-15% ； 其中: 所述手性介孔導(dǎo)電材料為聚苯胺、聚吡咯中至少ー種； 所述潤(rùn)滑劑為硅油、硬脂酸類(lèi)潤(rùn)滑劑中至少ー種； 所述手性無(wú)機(jī)介孔材料為二氧化硅、二氧化鈦中的至少ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料，其特征在于，所述聚苯醚樹(shù)脂為2，6- 二甲基苯酚的聚合物、2，6- 二甲基苯酚和2，3，6-三甲基苯酚的共聚物中ー種或二者的混合物，其特性粘度為0.2-0.6dl/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料，其特征在于，所述聚苯乙烯樹(shù)脂是聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯中的ー種或二者的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料，其特征在于，所述聚烯烴是聚こ烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、聚丁烯、乙烯丁烯共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物中的ー種或者幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料，其特征在于，所述阻燃劑是磷系阻燃劑和氮類(lèi)阻燃劑按重量比為2~4:1組成的復(fù)合體系，其中，所述磷系阻燃劑是磷酸酯類(lèi)阻燃劑、聚磷酸銨類(lèi)阻燃劑、無(wú)機(jī)磷類(lèi)阻燃劑中的ー種或幾種的混合物；所述氮類(lèi)阻燃劑是三聚氰胺、雙氰胺類(lèi)阻燃劑中的ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料，其特征在于，所述抗氧劑為主抗氧劑和輔助抗氧劑按重量比為廣3:1組成的混合物，其中，所述主抗氧劑為3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八醇酷、(6-(3, 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酷、2，2亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)中的一種或者幾種的混合物；所述輔助抗氧劑為三(1，4-二叔丁基苯基)亞磷酸、雙(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酷、雙(十八烷基)季戊四醇二磷酸酯中的一種或者幾種的混合物。
8.—種如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟: (1)制備功能母粒:按所述功能母粒的配方，利用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，溫度控制在260-300°C條件下熔融擠出，主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制在250-350RPM，真空度控制在0.5-0.8MPa。 (2)制備聚苯醚樹(shù)脂合金材料:按所述聚苯醚樹(shù)脂合金材料的配方，先將所述聚烯烴、弾性體、阻燃劑、接枝體、功能母粒、抗氧劑混合均勻形成混合物料，然后將所述聚苯醚樹(shù)月旨、所述聚苯乙烯樹(shù)脂、所述混合物料和所述玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的不同加料ロ加入后，進(jìn)行熔融擠出。
9.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的聚苯醚樹(shù)脂合金材料在電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池外殼中的應(yīng)用。`
【文檔編號(hào)】C08L25/06GK103497500SQ201310476703
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】李海濤, 何征, 吳憲, 孫偉, 張國(guó)軍, 張寶軍, 廖峻峰, 于強(qiáng) 申請(qǐng)人:蘇州市沃特新材料科技有限公司