一种高刚高热封强度聚丙烯材料及其制备方法技术

一种高刚高热封强度聚丙烯材料及其制备方法，其组分组成：聚丙烯树脂88.5~94.3%；增强剂5~10%；其他助剂0.7~1.5%；所述增强剂为改性硅灰石；制备方法为：称取投料量一半的聚丙烯树脂投入到高速混料机中，然后将除改性硅灰石以外的其他原料投入到混料机中，混合充分后得到混合料；将混合料投入到挤出机主喂料进口中，将改性硅灰石从挤出机侧喂进口加入，挤出并造粒，得硅灰石母粒，熔融挤出温度为185‑200℃：将硅灰石母粒与剩余另一半投料量的聚丙烯树脂混合均匀。与现有技术相比，本发明专利技术采用改性硅灰石来增强聚丙烯材料，在较低的填充量下可以实现较高的刚性。同时，较低的填充使得材料有更好的热封强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高刚高热封强度聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术涉及阀控式电池槽体使用的高分子材料，具体涉及一种高刚高热封强度聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(polypropylene)是一种通用塑料。其力学性能优良，成型加工性能好，电绝缘性能好，对于一般的化学品有较好的耐受性能。阀控式铅酸蓄电池是一种特殊的铅酸蓄电池，分为贫液式和胶体式。与普通富液铅酸蓄电池比较，阀控式电池内部压力较大。普通聚丙烯材料用于制备阀控式电池的槽体的刚性不足，若使用未改性的聚丙烯材料直接用于阀控式电池的槽体，会出现电池鼓肚变形的现象，影响产品的正常使用。目前的阀控式电池的槽体使用滑石粉填充改性聚丙烯材料，与普通聚丙烯材料比较，滑石粉填充改性聚丙烯的刚性较高，可以满足阀控式电池的槽体对刚性的要求。热封是蓄电池的槽体生产过程中的关键工序，是采用热板分别加热电池大盖与电池槽，然后将熔融状态下的电池大盖与槽体压合，冷却后电池槽盖粘接成为一体。为满足高刚性的要求，滑石粉改性聚丙烯的填充量比较高，试验发现，高填充的聚丙烯材质电池槽盖的热封强度较差，在振动环境下使用的时候会出现热封面断开，电池漏液失效。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高刚高热封强度聚丙烯材料。本专利技术的目的还在于提供上述高刚高热封强度聚丙烯材料的制备方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案予以实现：一种高刚高热封强度聚丙烯材料，质量百分数计的组分组成：聚丙烯树脂88.5~94.3%，增强剂5~10%，其他助剂0.7~1.5%；所述增强剂为改性硅灰石；所述其他助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂，其中，抗氧剂占材料总质量的0.2~0.5%；润滑剂占材料总质量的0.3~0.5%；光稳定剂占材料总质量的0.2~0.5%。本专利技术所述抗氧剂为抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（抗氧剂1010）、抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）中的一种或两种。本专利技术所述抗氧剂为主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、0.2％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比例为1：2。本专利技术所述光稳定剂为紫外吸收剂，其型号为UV-531、UV-770。本专利技术所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS），是塑料润滑剂脂肪双酰胺类化合物中的代表性品种，其型号为EBS325目。本专利技术所述改性硅灰石长径比为12：1，表面经偶联剂处理。优选的，所述聚丙烯树脂为市售通用级共聚聚丙烯，可以根据具体的需求来选择不同的牌号。本专利技术一种高刚高热封强度聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤：1）.配料：按质量比例称取原料，所述原料包括聚丙烯树脂、改性硅灰石、其他助剂；2）.混合：称取投料量一半的聚丙烯树脂投入到高速混料机中，然后将除改性硅灰石以外的其他原料投入到混料机中，混合充分后得到混合料；3）.熔融挤出：将混合料投入到挤出机主喂料进口中，将改性硅灰石从挤出机侧喂进口加入，挤出并造粒，得硅灰石母粒，熔融挤出温度为185-200℃；4）.混匀包装待用：将步骤3）中制备的硅灰石母粒与剩余另一半投料量的聚丙烯树脂混合均匀后包装待用。本专利技术所述步骤3）熔融挤出中，挤出机主机螺杆转速在330—380转/分钟，主机喂料频率为22-30Hz，相应的侧喂料频率为8-12Hz条件。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所提供的高刚高热封强度聚丙烯材料，采用改性硅灰石来增强聚丙烯材料，硅灰石为针状填料，材质为硅酸盐，与电解液不发生化学反应，选用侧喂加工的方法，可以在最终的改性物料中保持比较好的长径比，与滑石粉及云母粉类的片状填料相比，针状的硅灰石有更好的增强效果，在较低的填充量下可以实现较高的刚性。同时，较低的填充使得材料有更好的热封强度。现有技术中，塑胶材料的各组份从挤出机主喂料加入，硅灰石作为针状填充料，若从主喂加入，一方面因为路径过长摩擦增多，另一方面挤出机输送段的树脂熔融不充分造成物料间的摩擦力过大，两方面因素造成针状硅灰石过度磨损，长径比变小从而失效。将硅灰石从挤出机中段的侧位加料口加入可以避免硅灰石在挤出机中通过路径过长，另外挤出机中段树脂已经充分熔融，物料之间的摩擦力较小，将改性硅灰石从挤出机侧喂加入，可以避免硅灰石的过度摩擦，尽量保持原有的长径比。本专利技术的高刚高热封强度聚丙烯材料，通过效果试验证明，主机螺杆转速在本专利技术制备方法的条件下，硅灰石的长径比保持比较好，在此转速下，主机喂料频率，相应的侧喂料频率条件下，制作出的硅灰石母粒中硅灰石含量在10%，采用以上方式制作硅灰石母粒；使用母粒与树脂原料进行混合，得到高刚高热封强度的聚丙烯材料，采用这种的方式制作的聚丙烯材料比传统的工艺有更好的热封强度。原因是注塑机螺杆的分散能力较弱，采用母粒加原料的方式使得热封面上有更多的树脂原料，因而有比较好的热封强度。本专利技术制备的材料具有优良的刚性及热封强度，与对比样比较，同样的刚性水平下，采用本专利技术制备的材料热封强度明显优于对比例。具体实施方式以下结合实施例来进一步解释本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。实施例1先将45.6%％质量的聚丙烯树脂、0.3％质量的润滑剂EBS325目、0.2％质量的光稳定剂UV-770、0.1％质量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）和0.2％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）投入到高速混料机混合两分钟，使各组分充分搅拌分散均匀，备用。混合好的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机主喂进口中，将8％质量的改性硅灰石（长径比大于10即可，优选冯家山WFC5-2101）从侧喂进口中加入到挤出机，熔融挤出温度在185-200℃，螺杆转速为380转/分，主机喂料频率为30Hz，相应的侧喂料频率为12Hz。经塑化、熔融，再经挤出、冷却、切粒、过磁，得到硅灰石母粒。将所得的硅灰石母粒进行冷却、风干、切粒、过强磁后，与剩余的45.6%质量的聚丙烯树脂混合均匀后包装待用。实施例2先将44.5%％质量的聚丙烯树脂、0.4％质量的润滑剂EBS325目、0.3％质量的光稳定剂UV-531、0.1％质量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）和0.2％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）投入到高速混料机混合两分钟使各组分充分搅拌分散均匀，备用。混合好的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机主喂进口中，将10％质量的改性硅灰石从侧喂进口中加入到挤出机中塑化、熔融，再经挤出、冷却、切粒、过磁，得到硅灰石母粒。熔融挤出温度在185-200℃，螺杆转速为330-380转/分，主机喂料频率为22-30Hz，相应的侧喂料频率为8-12Hz。将所得的硅灰石母粒进行冷却、风干、切粒、过强磁后，与剩余的44.5%质量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高刚高热封强度聚丙烯材料，质量百分数计的组分组成：聚丙烯树脂88.5~94.3%；增强剂5~10%；其他助剂0.7~1.5%；/n所述增强剂为改性硅灰石；/n所述其他助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种高刚高热封强度聚丙烯材料，质量百分数计的组分组成：聚丙烯树脂88.5~94.3%；增强剂5~10%；其他助剂0.7~1.5%；
所述增强剂为改性硅灰石；
所述其他助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂。


2.根据权利要求1所述的高刚高热封强度聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂占材料总质量的0.2~0.5%；润滑剂占材料总质量的0.3~0.5%；光稳定剂占材料总质量的0.2~0.5%。


3.根据权利要求1所述的高刚高热封强度聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（抗氧剂1010）、抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）中的一种或两种。


4.根据权利要求1所述的高刚高热封强度聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂为主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、0.2％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比例为1：2。


5.根据权利要求1所述的高刚高热封强度聚丙烯材料，其特征在于：所述光稳定剂为紫外吸收剂，其型号为UV-531、UV-770。


6.根据权利要求1所述的高刚高...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长来，夏诗忠，史锋，徐建刚，刘世忠，陈世海，
申请(专利权)人：骆驼集团蓄电池研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42