一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的聚丙烯复合材料，包括如下组分：聚丙烯、熔体强度改性剂、热塑性弹性体、阻燃剂、耐候剂、激光吸收剂；所述聚丙烯为高熔体强度聚丙烯，在230℃，2.16kg测试条件下的熔体质量流动率为0.1～5g/10min，所述熔体强度改性剂包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯中的至少一种。本发明专利技术制备的大尺寸吸塑工件具有高韧性、阻燃、耐高低温、耐候、绝缘等特点，采用“熔融共混改性

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]电动汽车目前已成为汽车工业的重要发展方向之一，相比传统燃油汽车，电动汽车单次充电的续航里程是制约其发展的重要因素之一，电池包作为电动汽车的重要核心部件，其安全性、轻量化、低成本成为重要的考虑因素。目前电池包的底盖一般采用金属冲压成型，对于电池包上盖材料，主要有金属冲压成型、玻纤增强的热固性塑料(SMC、PCM等)模压成型，以及热塑性塑料的注射成型等几种制备方法。金属材料由于其自身比重较大，绝缘性和耐腐蚀性差正逐渐被高分子复合材料替代；玻纤增强的热固性塑料使用后不能回收再利用，不符合环保低碳的循环经济发展方向，而且材料密度大，加工费用高等缺陷也正逐步被热塑性塑料所替代。
[0003]通过对普通聚丙烯材料进行增强、增韧、阻燃等改性后，具有均衡的物理力学性能、阻燃、易成型、加工费用低、工艺简单等特点，可以满足电动汽车电池包的严苛要求。现有技术公开了一种电池包上盖用玻纤增强阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法，该复合材料采用熔体预浸渍连续长纤的加工方式进行生产，制备的玻纤增强阻燃聚烯烃复合材料具有高强度、阻燃性能优异的特点，但是该材料加工流动性较低，不适宜注塑较大尺寸的大型电池包上盖，只适宜采用成本较高的模压成型方式制备大型电池包上盖，而且表面易出现浮纤等外观缺陷。现有技术公开了一种新能源车电池包上盖用阻燃聚丙烯材料及其制备方法，该材料采用双螺杆熔融共混的方式生产，制备了一种玻纤增强的无卤阻燃聚烯烃复合材料，该材料同样存在加工流动性低，不适宜成型较大尺寸的电池包上盖，而且无卤阻燃剂耐温性较低，对于深色电池包上盖容易出现水纹、银纹等外观缺陷。现有技术还公开了一种新能源车电池包上盖及其制备方法，该专利有提到采用热塑性塑料(PP)进行吸塑成型，重点采用不含卤素阻燃剂的环保阻燃PP进行负压吸塑成型，该方案存在无卤阻燃剂耐温性低加工窗口窄、以及不适宜结构较复杂、吸塑深度大的电池包上盖制件，容易出现表面银纹、吸塑破孔的现象。因此，亟需一种综合性能优异，加工性好，适宜成型大尺寸工件的材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种聚丙烯复合材料，具有高韧性、阻燃、耐高低温、耐候性，且加工性能良好。
[0005]本专利技术还提出一种上述聚丙烯复合材料的制备方法和应用。
[0006]本专利技术的第一个方面，提出了一种聚丙烯复合材料，包括如下组分：聚丙烯、熔体强度改性剂、热塑性弹性体、阻燃剂、耐候剂、激光吸收剂；所述聚丙烯为高熔体强度聚丙烯，在230℃，2.16kg测试条件下的熔体质量流动率为0.1～5g/10min，所述熔体强度改性剂包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯中的至少一种。
[0007]根据本专利技术的第一方面，至少具有如下的有益效果：
[0008]本专利技术通过采用高熔体强度聚丙烯作为材料的基本组分，赋予材料良好的加工特性和均衡的物理力学性能；熔体强度改性剂提升复合材料的熔体强度，有效改善吸塑成型时制品破裂、壁厚严重减薄的缺陷，同时赋予材料良好的冲击韧性；热塑性弹性体改善材料的冲击韧性和提高材料的耐低温性能；阻燃剂主要是赋予材料良好的阻燃性能，使材料能够满足安全性要求；耐候剂可以改善材料的户外使用性能，防止材料变色和减缓材料机械性能的衰减；激光吸收剂可以赋予材料良好的激光吸能性能，实现良好的打标清晰度，制备得到的聚丙烯复合材料具有高韧性、阻燃、耐高低温、耐候、绝缘等性能，且加工性能优异。
[0009]优选地，所述聚丙烯的熔体拉伸张力为10～40cN，更优选14～30cN。
[0010]优选地，所述聚丙烯包括牌号为HMSPP H001、HMSPP H
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002中的至少一种。
[0011]优选地，所述熔体强度改性剂包括高密度聚乙烯。
[0012]优选地，所述熔体强度改性剂在190℃，2.16kg测试条件下的熔体质量流动速率为0.1～10g/10min，更优选0.1～5g/10min。
[0013]优选地，所述熔体强度改性剂包括牌号为HDPE HHM5502、HDPE A5006FN1280中的至少一种。
[0014]优选地，所述聚丙烯复合材料还包括填料、抗氧剂、润滑剂、色母粒中的至少一种。填料可以增加材料的强度和刚性，提升产品的尺寸稳定性，同时可以降低材料的成本；抗氧剂可以防止材料在加工时的高温氧化降解，同时提高材料在使用过程中的抗氧化降解性能；润滑剂赋予了材料良好的润滑性能，提高材料的阻燃剂、填料的分散性能，降低材料与设备筒体之间的摩擦，提高材料的脱模性和外观光泽度。
[0015]优选地，所述聚丙烯复合材料包括如下质量占比的组分：
[0016]聚丙烯30～50％；
[0017]熔体强度改性剂10～30％；
[0018]热塑性弹性体1～10％；
[0019]阻燃剂20～40％；
[0020]耐候剂0.1～1％；
[0021]激光吸收剂0.1～2％；
[0022]填料0～20％；
[0023]抗氧剂0～1％；
[0024]润滑剂0～1％；
[0025]色母粒0～1％。
[0026]优选地，所述聚丙烯复合材料包括如下质量占比的组分：
[0027]聚丙烯30～40％；
[0028]熔体强度改性剂15～30％；
[0029]热塑性弹性体1～5％；
[0030]阻燃剂20～30％；
[0031]耐候剂0.1～0.5％；
[0032]激光吸收剂0.3～1％；
[0033]填料10～20％；
[0034]抗氧剂0.1～1％；
[0035]润滑剂0.1～0.5％；
[0036]色母粒0～1％。
[0037]优选地，所述聚丙烯复合材料包括如下质量占比的组分：
[0038]聚丙烯32～38％；
[0039]熔体强度改性剂15～26％；
[0040]热塑性弹性体3～4％；
[0041]阻燃剂27～30％；
[0042]耐候剂0.1～0.2％；
[0043]激光吸收剂0.3～0.5％；
[0044]填料10～13％；
[0045]抗氧剂0.1～0.2％；
[0046]润滑剂0.2～0.3％；
[0047]色母粒0～1％。
[0048]优选地，所述热塑性弹性体包括苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物、乙烯
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辛烯共聚物(POE)、乙烯
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下组分：聚丙烯、熔体强度改性剂、热塑性弹性、阻燃剂、耐候剂、激光吸收剂；所述聚丙烯为高熔体强度聚丙烯，在230℃，2.16kg测试条件下的熔体质量流动率为0.1～5g/10min，所述熔体强度改性剂包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯中的至少一种。2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯的熔体拉伸张力为10～40cN。3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述熔体强度改性剂在190℃，2.16kg测试条件下的熔体质量流动速率为0.1～10g/10min。4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料还包括填料、抗氧剂、润滑剂、色母粒中的至少一种；所述聚丙烯复合材料包括如下质量占比的组分：聚丙烯30～50％；熔体强度改性剂10～30％；热塑性弹性体1～10％；阻燃剂20～40％；耐候剂0.1～1％；激光吸收剂0.1～2％；填...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝建鑫，袁海兵，秦小磊，邓爵安，黄泽彬，粟新，张聂斌，刘樟生，
申请(专利权)人：芜湖聚赛龙新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：