一种用在电池的轻量化塑胶中框复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，具体为一种用在电池的轻量化塑胶中框复合材料及其制备方法；本发明专利技术为了降低电池中框重量，制备了塑胶复合材料来制备电池中框，利用纳米炭纤维与聚氨酯之间复合，从而提升复合材料的强度与其耐磨

【技术实现步骤摘要】
一种用在电池的轻量化塑胶中框复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体为一种用在电池的轻量化塑胶中框复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]电池中框通常用于固定和保护电池组件
。
它们通常由塑料或合金制成，用于密封和保护电池内部的电化学反应，避免电池受到外界环境的损害，如撞击
、
震动
、
摔落等作用，从而影响电池的安全性能与工作性能；虽然金属材料中框具有着强度高，耐磨性好的技术优势，但是金属材料受限于自身性质，重量大，不利于电池的轻量化处理；塑胶中框具有着轻量化优势，但是塑胶中框受限于自身性质，其耐磨性
、
强度等方面表现较差，因此有必要针对这一缺陷进行改性，以满足市场需求；

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用在电池的轻量化塑胶中框复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种用在电池的轻量化塑胶中框复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0005]S1.
制备改性碳纤维；
[0006]S11.
将纳米碳纤维分散至浓硫酸中，加入过硫酸钾，升温至
85
‑
95℃
，搅拌反应5‑
10h
后，降温冷却至
25
‑
30℃
，加入高锰酸钾，继续混合反应1‑
2h/>后，离心分离，将沉淀再次分散至双氧水中，搅拌反应
0.5
‑
1h
后，再次离心分离沉淀，使用稀盐酸洗涤3‑5次后，使用去离子水洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到氧化纳米碳纤维；
[0007]S12.
氮气氛围下，将甲基三烯丙基硅烷分散至二甲苯中，搅拌混合
15
‑
30min
后，得到烯丙基硅烷溶液；
[0008]将对三氟甲氧基苯异氰酸酯分散至二甲苯中，氮气氛围保护，混合均匀后，冰水浴冷却至5‑
10℃
后，将其滴加至烯丙基硅烷溶液中，滴加结束后，加入二甲基亚锡，升温至
115
‑
120℃
，反应1‑
2h
后，冷却至5‑
8℃
，调节反应液
pH
值至中性后，向其中滴加溶有邻三氟甲基苯胺的甲苯溶液，升温至
110
‑
115℃
反应
0.5
‑
1h
，去除其中甲苯后，继续升温至
120
‑
125℃
，反应1‑
2h
后，停止加热，真空
60℃
蒸发至恒重后，得到改性烯丙基化合物；
[0009]S13.
氮气氛围下，将硫代磷酸三苯基异氰酸酯升温至
88
‑
95℃
，滴加溶有改性烯丙基化合物的二甲苯溶液，反应2‑
4h
后，降温至
55
‑
65℃
，加入氧化纳米碳纤维，搅拌反应5‑
8h
后，离心分离，使用甲苯洗涤3‑5次后，真空
60
‑
80℃
蒸发处理1‑
2h
后，得到改性碳纤维；
[0010]S2.
将多元醇
、
扩链剂
、
抗氧化剂混合，搅拌均匀后得到多元醇混合物；
[0011]将改性碳纤维与异佛尔酮二异氰酸酯混合，超声震荡反应
0.5
‑
1h
后，加入至多元醇混合物中，继续混合反应3‑
5min
后，将其注塑成型，升温至
105
‑
110℃
，固化反应1‑
1.5h
后，得到轻量化塑胶中框复合材料
。
[0012]进一步的，步骤
S11
中，按重量份数计，所述纳米碳纤维
、
浓硫酸
、
过硫酸钾
、
高锰酸钾的质量比为
(2
‑
5)
：
(60
‑
80)
：
(4
‑
6)
：
(4
‑
8)。
[0013]进一步的，步骤
S12
中，按重量份数计，所述甲基三烯丙基硅烷
、
对三氟甲氧基苯异氰酸酯
、
二甲基亚锡
、
邻三氟甲基苯胺的质量比为1：
(1.5
‑
1.78)
：
(0.03
‑
0.05)
：
[0014](1.2
‑
1.41)。
[0015]进一步的，步骤
S13
中，按重量份数计，硫代磷酸三苯基异氰酸酯
、
改性烯丙基化合物
、
氧化纳米碳纤维的质量比为1：
(0.7
‑
1.05)
：
(2
‑
4)。
[0016]进一步的，步骤
S2
中，按重量份数计，所述多元醇
、
扩链剂
、
抗氧化剂的质量比为
50
：
(3
‑
5)
：
(0.1
‑
0.2)。
[0017]进一步的，步骤
S2
中，所述多元醇为聚己内酯二醇；所述扩链剂为
2,4
‑
二氨基
‑
3,5
‑
二甲硫基甲苯；抗氧化剂为抗氧化剂
1010。
[0018]进一步的，步骤
S2
中，按重量份数计，所述改性碳纤维
、
异佛尔酮二异氰酸酯
、
多元醇混合物的质量比为
(17.5
‑
22)
：
(16
‑
21)
：
(53.1
‑
56)。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0020]1.
本专利技术为了降低电池中框重量，制备了塑胶复合材料来制备电池中框，利用纳米炭纤维与聚氨酯之间复合，从而提升复合材料的强度与其耐磨
、
抗冲击性能；
[0021]2.
本专利技术为了提升纳米炭纤维与聚氨酯材料的相容性，对纳米炭纤维进行了改性处理；本专利技术首先对纳米碳纤维进行了氧化改性处理，使用高锰酸钾等物质氧化纳米炭纤维表面，在其表面生成羧基
、
羟基等活性基团；之后本申请进一步的以甲基三烯丙基硅烷为原料，并通过控制反应条件，分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用在电池的轻量化塑胶中框复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.
制备改性碳纤维；
S11.
将纳米碳纤维分散至浓硫酸中，加入过硫酸钾，升温至
85
‑
95℃
，搅拌反应5‑
10h
后，降温冷却至
25
‑
30℃
，加入高锰酸钾，继续混合反应1‑
2h
后，离心分离，将沉淀再次分散至双氧水中，搅拌反应
0.5
‑
1h
后，再次离心分离沉淀，使用稀盐酸洗涤3‑5次后，使用去离子水洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到氧化纳米碳纤维；
S12.
氮气氛围下，将甲基三烯丙基硅烷分散至二甲苯中，搅拌混合
15
‑
30min
后，得到烯丙基硅烷溶液；将对三氟甲氧基苯异氰酸酯分散至二甲苯中，氮气氛围保护，混合均匀后，冰水浴冷却至5‑
10℃
后，将其滴加至烯丙基硅烷溶液中，滴加结束后，加入二甲基亚锡，升温至
115
‑
120℃
，反应1‑
2h
后，冷却至5‑
8℃
，调节反应液
pH
值至中性后，向其中滴加溶有邻三氟甲基苯胺的甲苯溶液，升温至
110
‑
115℃
反应
0.5
‑
1h
，去除其中甲苯后，继续升温至
120
‑
125℃
，反应1‑
2h
后，停止加热，真空
60℃
蒸发至恒重后，得到改性烯丙基化合物；
S13.
氮气氛围下，将硫代磷酸三苯基异氰酸酯升温至
88
‑
95℃
，滴加溶有改性烯丙基化合物的二甲苯溶液，反应2‑
4h
后，降温至
55
‑
65℃
，加入氧化纳米碳纤维，搅拌反应5‑
8h
后，离心分离，使用甲苯洗涤3‑5次后，真空
60
‑
80℃
蒸发处理1‑
2h
后，得到改性碳纤维；
S2.
将多元醇
、
扩链剂
、
抗氧化剂混合，搅拌均匀后得到多元醇混合物；将改性碳纤维与异佛尔酮二异氰酸酯混合，超声震荡反应
0.5
‑
1h
后，加入至多元醇混合物中，继续混合反应3‑
5min
后，将其注塑成型，升温至
105
‑
110℃
，固化反应1‑
1.5h
后，得到轻量化塑胶中框复合材料
。2.
根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世雄，刘春森，叶新云，龙永书，
申请(专利权)人：东莞智通模具塑胶制品有限公司，
类型：发明
国别省市：