| 专利名称： | 新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方及其制备方法 | ||
| 专利名称(英文)： | New energy storage battery housing for automobile using modified polypropylene formulation and preparation method thereof | ||
| 专利号： | CN201610197914.0 | 申请时间： | 20160331 |
| 公开号： | CN105670123A | 公开时间： | 20160615 |
| 申请人： | 黄山安达尔塑业有限公司 | ||
| 申请地址： | 245200 安徽省黄山市歙县经济技术开发区 | ||
| 发明人： | 张方磊 | ||
| 分类号： | C08L23/12; C08L23/14; C08L23/06; C08L27/18; B29B9/06; B29C47/92 | 主分类号： | C08L23/12 |
| 代理机构： | 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 汤东凤 |
| 摘要： | 本发明公开了新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方及其制备方法，其中改性聚丙烯包括由抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚丙烯；以此为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.15-0.51%β晶型成核剂；在混合阶段中增加重量百分比为重量百分比为耐老化剂0.1-0.5%。提高新能源汽车用的蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低其使用成本，为新能源汽车的使用提供良好的使用技术支撑。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses new energy storage battery housing for automobile using modified polypropylene formulation and preparation method thereof, wherein the modified polypropylene comprises a anti-impact polypropylene, atactic polypropylene and ethylene homopolymer formed by polymerizing ethylene the mass fraction is 6-10% α crystalline polypropylene; with this as the raw material, the weight percentage of the stage of 0.15-0.51% β crystal nucleating agent; aggravation quantity in a mixing stage in percentage is weight percentage of the anti-aging agent 0.1-0.5%. The new energy storage battery housing for automobile impact-resistant, shock-proof mechanical performance, at the same time to enhance its thermal stability and anti-oxidation and chemical properties and resistance to corrosion, and then increases the service life of the storage battery housing, thereby reducing the cost of using the same, the use of the new energy car technical support provide a good use. | ||
1.新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：包括由抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚丙烯；以此为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.15-0.51%β晶型成核剂；在混合阶段中增加重量百分比为0.1-0.5%的耐老化剂。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：所述α晶型聚丙烯在制备时，包括按重量百分比计算的如下物质：抗冲聚丙烯76-82%，无规共聚聚丙烯8-10%，乙烯均聚物6-16%。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：所述耐老化剂中至少包含重量比为0.01-0.03%的聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1或3所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：所述耐老化剂为氧化锌或硫代二丙酸二月桂酯或炭黑。
5.新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：包括如下步骤： S1，α晶型聚丙烯合成，采用抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚丙烯； S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.15-0.51%β晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合3-5min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为150℃-210℃，螺杆转速为300-400rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物； S3，混合阶段，向其内添加0.01-0.03%的聚四氟乙烯和其余耐老化剂0.1-0.5%。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S1共聚聚丙稀合成时，按照下述重量百分比配料完成后：抗冲聚丙烯76-82%、无规共聚聚丙烯9-10%和乙烯均聚物6-16%，加入重量百分比为0.2-0.35%的抗氧剂，在200-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%α晶型聚丙烯。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S1共聚聚丙稀合成中，加入重量百分比含量为0.2-0.35%的抗氧剂，在200-220°C的高温环境下熔融1-2h，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%α晶型聚丙烯。
8.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的重量比为70：30至80：20。
9.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：所述步骤S3的混合阶段中，还包括步骤S4，在其内添加助剂，所述助剂包括云母粉、沉淀硫酸钡、石墨、二硫化钼中的一种或者数种。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：所述步骤S3混合阶段中添加的助剂的重量百分比含量为0.5-1.2%。
1.新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：包括由抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚丙烯；以此为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.15-0.51%β晶型成核剂；在混合阶段中增加重量百分比为0.1-0.5%的耐老化剂。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：所述α晶型聚丙烯在制备时，包括按重量百分比计算的如下物质：抗冲聚丙烯76-82%，无规共聚聚丙烯8-10%，乙烯均聚物6-16%。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：所述耐老化剂中至少包含重量比为0.01-0.03%的聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1或3所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，其特征在于：所述耐老化剂为氧化锌或硫代二丙酸二月桂酯或炭黑。
5.新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：包括如下步骤： S1，α晶型聚丙烯合成，采用抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚丙烯； S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.15-0.51%β晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合3-5min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为150℃-210℃，螺杆转速为300-400rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物； S3，混合阶段，向其内添加0.01-0.03%的聚四氟乙烯和其余耐老化剂0.1-0.5%。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S1共聚聚丙稀合成时，按照下述重量百分比配料完成后：抗冲聚丙烯76-82%、无规共聚聚丙烯9-10%和乙烯均聚物6-16%，加入重量百分比为0.2-0.35%的抗氧剂，在200-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%α晶型聚丙烯。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S1共聚聚丙稀合成中，加入重量百分比含量为0.2-0.35%的抗氧剂，在200-220°C的高温环境下熔融1-2h，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%α晶型聚丙烯。
8.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的重量比为70：30至80：20。
9.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：所述步骤S3的混合阶段中，还包括步骤S4，在其内添加助剂，所述助剂包括云母粉、沉淀硫酸钡、石墨、二硫化钼中的一种或者数种。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：所述步骤S3混合阶段中添加的助剂的重量百分比含量为0.5-1.2%。
翻译：技术领域
本发明涉及新能源汽车用蓄电池外壳的材料制配方及材料制备方法技术领域，特别是涉及新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法。
背景技术
随着新能源汽车的推广以及应用，蓄电池，尤其是铅蓄电池的技术发展也越来越受到重视，通用的蓄电池外壳专用料,多为聚丙烯装置直接生产的中、高抗冲注塑级专用料,如国内一些蓄电池外壳生产厂采用进口料新加坡聚烯烃AY564、B3001做蓄电池外壳,其成本较高。因而国内一些院校、科研机构采用小本体聚丙烯与增韧体共混的方式改性以取代进口料,在一定程度上降低了成本,但也存在着质量不稳定、波动过大的缺陷,生产过程繁琐,不能大规模化生产等缺点。
新能源电池外壳在设计时，要求具有较强的耐冲击、抗震动、耐挤压、耐颠簸等机械性能，同时兼顾抗氧化（耐紫外线）的性能，耐气候（耐大气侵蚀，不易被腐蚀），从而保证其具有较强的使用性能，适合在汽车上，尤其是新能源汽车上使用。
目前，虽然塑料制品的相关单位虽然公布了关于改性聚丙烯以及共聚型聚丙烯在工业中的相关应用以及配制方法，其中申请公布号为CN104558822A，名称为一种聚丙烯组合物，其公开了聚丙烯包括抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物。其中，所述抗冲聚丙烯的重量份数为70-90份，无规共聚聚丙烯的重量份数为4-20份，乙烯均聚物的重量份数为4-20份。根据该申请提供的聚丙烯组合物为多相结构，具有较好的刚韧平衡特性，同时具有较好的耐应力发白性能。但是其抗老化、耐腐蚀性能以及热稳定性能不够，使用寿命也在很大的程度上受到限制。其余的一些聚丙烯混合物的兼顾了其力学性能，就较难兼顾其耐候性能以及其耐低温性能，故而目前没有一种兼顾上述性能，并且适合新能源汽车使用的电池外壳。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其目的在于提高新能源汽车用的蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低其使用成本，为新能源汽车的使用提供良好的使用技术支撑。
本发明所采用的技术方案是：新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯配方，包括由抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚丙烯；以此为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.15-0.51%β晶型成核剂；在混合阶段中增加重量百分比为重量百分比为耐老化剂0.1-0.5%。
本发明的进一步改进在于，α晶型聚丙烯在制备时，包括按重量百分比计算的如下物质：抗冲聚丙烯76-82%，无规共聚聚丙烯8-10%，乙烯均聚物6-16%。
本发明的进一步改进在于，耐老化剂中至少包含重量比为0.01-0.03%的聚四氟乙烯。优选地，耐老化剂为氧化锌或硫代二丙酸二月桂酯或炭黑。
新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，包括如下步骤：
S1，α晶型聚丙烯合成，采用抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚聚丙烯；
S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.15-0.51%β晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合3-5min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为150℃-210℃，螺杆转速为300-400rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物；
S3，混合阶段，向其内添加0.01-0.03%的聚四氟乙烯和其余耐老化剂0.1-0.5%。
本发明的进一步改进在于，步骤S1共聚聚丙稀合成时，按照下述重量百分比配料完成后：抗冲聚丙烯76-82%、无规共聚聚丙烯9-10%和乙烯均聚物6-16%，加入重量百分比为0.2-0.35%的抗氧剂，在200-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%α晶型聚丙烯。
本发明的进一步改进在于，步骤S1共聚聚丙稀合成中，加入重量百分比含量为0.2-0.35%的抗氧剂，在200-220°C的高温环境下熔融1-2h，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%α晶型聚丙烯。
本发明的进一步改进在于，步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的重量比为70：30至80：20。
本发明的进一步改进在于，步骤S3的混合阶段中，还包括步骤S4，在其内添加助剂，助剂包括云母粉、沉淀硫酸钡、石墨、二硫化钼中的一种或者数种。
本发明的进一步改进在于，步骤S3混合阶段中添加的助剂的重量百分比含量为0.5-1.2%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的改性聚丙烯配方，采用抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的乙烯质量分数为6-10%α晶型聚丙烯，充分利用了抗冲聚丙烯具有较为优越的韧性，无规共聚聚丙烯的优越的化学稳定性能以及耐腐蚀性能，得到了质量分数为6-10%的α晶型聚丙烯型，其结晶程度高，耐冲击性能以及耐腐蚀性能较强；但是其收缩率较大，为1%~2.5%。故而本申请在其基础上，以其为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.15-0.51%β晶型成核剂，使其熔融，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物，充分利用了β晶型聚丙烯的结晶状态与α晶型聚丙烯的结晶状态不一样，其结晶为球状，并且其球状结晶之间没有清晰的界限，其受到外力拉伸或者冲击时会产生微孔，其能充分吸收冲击能量，并且减缓变形，同时具有较强的韧性，但是耐腐蚀性能得到一定的减缓。故而本改性聚丙烯合成后，又在其内增加了重量百分比为耐老化剂0.1-0.5%，最终保证了其具有较强的机械性能、耐腐蚀性能以及良好的化学稳定性能。
本发明的改性聚丙烯配方及其制备方法，提高了新能源汽车用的蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低了其使用成本，为新能源汽车的使用提供良好的使用技术支撑。
附图说明
图1为新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法的一个实施例的流程图；
图2为本申请的改性聚丙烯的其中三个实施例的耐冲击试验结果对照表。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例1
参照图1，实现第一步至第三步，其中：
第一步，步骤S1α晶型聚丙烯合成，按照下述重量百分比配料：抗冲聚丙烯76g、无规共聚聚丙烯9g和乙烯均聚物15g，加入重量百分比为0.25g的抗氧剂，在200-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%的α晶型聚丙烯。
第二步，步骤S2晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.18gβ晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合3-5min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为150℃-170℃，螺杆转速为300-350rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物。
第三步，将步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的混合物加入搅拌设备混合，并且按照S3步骤进行混合，向其内添加0.022g的聚四氟乙烯和炭黑0.3g。搅拌均匀后便可连通注塑机成形为蓄电池的外壳使用。
第四步，采用步骤三种得到的混合改性聚丙烯制成蓄电池外壳。
第五步，进行抗冲击性能试验，冲击试验结果见图2所示，其与现有的EPF30R聚丙烯和进口的AY-564聚丙烯相比，其拉伸屈服强度和弯曲模量都增加了，相应地其拉伸屈服的伸长率缩短了，从而很好地说了，本申请的配方以及方法，提高了改性聚丙烯的机械性能。
耐腐蚀性能试验，将制成的蓄电池外壳，置于海边或者高原地区的露天进行耐侯试验，其耐候时间比现有的聚丙烯制成的蓄电池外壳增加了1-2倍。
实施例2
参照图1，实现第一步至第三步，其中：
第一步，步骤S1α晶型聚丙烯合成，按照下述重量百分比配料：抗冲聚丙烯80g、无规共聚聚丙烯9g和乙烯均聚物11g，加入重量百分比为0.25g的抗氧剂，在160-190°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为6-10%的α晶型聚丙烯。
第二步，步骤S2晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.38gβ晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合3-5min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为150℃-170℃，螺杆转速为300-360rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物。
第三步，将步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的混合物加入搅拌设备混合，并且按照S3步骤进行混合，向其内添加0.025g的聚四氟乙烯和硫代二丙酸二月桂酯0.3g。
第四步，在上述步骤中制得的混合物中添加0.6g云母粉作为助剂，所述助剂包括,搅拌均匀后便可连通注塑机成形为蓄电池的外壳使用。
第五步，采用步骤三种得到的混合改性聚丙烯制成蓄电池外壳。
第六步，进行抗冲击性能试验，冲击试验结果见图2所示，其与现有的EPF30R聚丙烯和进口的AY-564聚丙烯相比，其拉伸屈服强度和弯曲模量都增加了，相应地其拉伸屈服的伸长率缩短了，从而很好地说了，本申请的配方以及方法，提高了改性聚丙烯的机械性能。
耐腐蚀性能试验，将制成的蓄电池外壳，置于海边或者高原地区的露天进行耐侯试验，其耐候时间比现有的聚丙烯制成的蓄电池外壳增加了1.5-3倍。
实施例3
参照图1，实现第一步至第三步，其中：
第一步，步骤S1α晶型聚丙烯合成，按照下述重量百分比配料：抗冲聚丙烯82g、无规共聚聚丙烯10g和乙烯均聚物8g，加入重量百分比为0.20g的抗氧剂，在170-180°C的高温环境下，按照熔融指数为0.38g/min进行混合得到质量分数为6-10%的α晶型聚丙烯。
第二步，步骤S2晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.36gβ晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合3-5min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为150℃-170℃，螺杆转速为380-390rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物。
第三步，将步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的混合物加入搅拌设备混合，并且按照S3步骤进行混合，向其内添加0.025g的聚四氟乙烯和氧化锌0.3g。
第四步，在上述步骤中制得的混合物中添加0.6g云母粉作为助剂，所述助剂包括,搅拌均匀后便可连通注塑机成形为蓄电池的外壳使用。
第五步，采用步骤三种得到的混合改性聚丙烯制成蓄电池外壳。
第六步，进行抗冲击性能试验，冲击试验结果见图2所示，其与现有的EPF30R聚丙烯和进口的AY-564聚丙烯相比，其拉伸屈服强度和弯曲模量都增加了，相应地其拉伸屈服的伸长率缩短了，从而很好地说了，本申请的配方以及方法，提高了改性聚丙烯的机械性能。
耐腐蚀性能试验，将制成的蓄电池外壳，置于海边或者高原地区的露天进行耐侯试验，其耐候时间比现有的聚丙烯制成的蓄电池外壳增加了2-3.5倍。
此外，经某大型蓄电池厂使用,生产多种规格铅酸蓄电池,反映该专用料综合性能优异,具体表现在:设备能耗有明显降低；制品脱模顺利、成型周期短、成本降低，外观各项指标与进口料生产的制品相同；耐低温冲击性能最优。
本发明的改性聚丙烯配方及其制备方法，提高了新能源汽车用的蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低了其使用成本，为新能源汽车的使用提供良好的使用技术支撑。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
