【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料，具体涉及一种车用动力电池壳体阻燃增强隔热聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚丙烯(pp)作为汽车领域用量最大的高分子材料，具有良好的综合力学性能，其在新能源与储能技术方面提供了可靠的材料支持。聚丙烯作为一种高分子材料，具有轻质、耐腐蚀、绝缘性好等特点，因此被广泛应用于储能盖板中。聚丙烯材料可以有效保护储能设备内部的电池芯、电池管理系统等关键部件，防止外界环境对设备的侵蚀和损坏。此外，聚丙烯材料还具有良好的机械强度和耐化学性，能够承受储能设备在运行过程中的压力和化学物质的腐蚀，确保设备的长期稳定运行。随着新能源汽车的不断发展和市场的扩大，对新能源汽车动力电池保护壳体的需求也在不断增加。聚丙烯作为一种成本低、性能稳定的材料，能够满动力电池保护壳体的要求，并且具有较高的生产可行性和工艺可控性。由于pp材料具备一定的流动性，其常以注塑成型的加工方式用于制备各种部件。因为动力电池在运行过程中会生成大量的热量，过热时会出现燃烧反应，因此必须对作为外壳的pp进行增强隔热阻燃改性。一般地，采用溴锑阻燃剂可以使pp达到v0、并且具有高的氧指数，但是缺点是溴锑以气相阻燃为主，燃烧时产生大量有毒烟雾，对环境带来负面影响。随着国际环保的重视程度日益增高，选择无卤膨胀性阻燃剂在燃烧时产生的烟浓度较低，并且可以在聚合物表面快速成炭。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，意在提供一种车用动力电池壳体阻燃增强隔热聚丙烯复合材料及其制备和应用。该阻燃增强隔热聚丙烯复合
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，包括以下重量份的原料：
4、
5、首先将无卤膨胀型阻燃剂通过密胺树脂作为囊材微胶囊化包覆改性，然后将所制得的微胶囊化阻燃母粒与水滑石进行插层，以此制得阻燃母粒-水滑石复合物，然后和聚丙烯以及其他助剂共混挤出造粒制得阻燃聚丙烯复合材料。
6、上述阻燃增强隔热聚丙烯复合材料中，
7、所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物其中的一种或多种，在230℃，2.16kg的测试条件下，熔融指数为50-70g/10min。
8、所述的无卤膨胀型阻燃剂是含有酸源、碳源、气源的微胶囊化磷氮型阻燃剂，为密胺树脂为壳材，焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸铵复配物为芯材的微胶囊化阻燃剂，其中所述无卤膨胀型阻燃剂d50粒径为4-6μm，焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸盐的比例为3:1～1.5:1。
9、所述的水滑石为一种镁铝型水滑石。
10、所述的短切玻纤直径为13μm，长度为4.5mm。
11、所述的成陶填料包括高岭土、滑石粉、硅灰石、白炭黑、蒙脱土、绢云母、白云母、石英粉中的一种或几种。
12、所述的助熔剂包括硼酸按、硼酸锌、硼熔块、低熔点玻璃粉中的一种或几种。
13、所述的其他助剂包括主抗氧剂、相容剂、辅助抗氧剂、润滑剂。
14、所述的长玻纤母粒是选取在230℃，2.16kg的测试条件下，熔融指数为90-120g/10min的均聚聚丙烯与连续长玻璃纤维混料挤出后的产物。
15、上述阻燃增强隔热聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：
16、(1)通过三聚氰胺(mel)和甲醛反应制备密胺树脂对焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸盐复配物进行包覆，先将阻燃剂加热活化一段时间，加入适量mel并加热到mel升华温度，反应一段时间后得到表面接枝mel包覆的阻燃剂。将该包覆阻燃剂添加到12％质量分数甲醇水溶液中，再加入适量福尔马林溶液在80℃恒温反应一段时间后即可得到密胺甲醛树脂包覆阻燃剂。然后将所制得的微胶囊化阻燃母粒与水滑石进行插层，先通过加入naoh改善镁铝水滑石的酸碱环境，通过共沉淀法按照质量比5:1，在120℃，以500r/min的恒定速度，连续搅拌6h，停止搅拌后立即倒出沉淀物进行抽滤，后将抽滤得到的产物放入60℃烘箱内干燥1h后取出，以此制得阻燃母粒-水滑石复合物。
17、(2)按所述的重量百分比称取聚丙烯树脂、阻燃母粒-水滑石复合物、成陶填料、助熔剂和其他添加剂在高速混料机中干混3-5min，使其混合均匀。
18、(3)将上述混合原料置于啮合同向双螺杆挤出机，并同时通过侧喂料的方式加入上述质量比的短切玻纤，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等一系列工序后，获得所述的储能电池用隔热阻燃聚丙烯复合材料，其中，挤出机螺杆直径为35mm，长径比l/d为40，螺杆转速为250-350rpm/min，挤出机各段温度在一区温度在150-160℃，其他各区温度在180-210℃之间。
19、(4)将聚丙烯与抗氧剂相容剂搅拌均匀的混合物倒入双螺杆挤出机的下料口，物料在经过双螺杆的剪切、塑化、均化后，按照恒定的输送速度流入浸渍槽内经过浸渍，熔融包覆，形成熔融料条；料条经水槽冷却、风干、切粒最终形成长玻纤母粒，其中聚丙烯与连续长玻纤质量比为1：1。
20、(5)将所制得的粒子与长玻纤母粒以9：1的质量比在搅拌机中进行混料工序，搅拌机的设备参数可设定为时间5min，转速600r/min。
21、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
22、(1)基于无卤阻燃剂在长期湿热环境下易析出，在加工过程中容易分散不均与基体聚丙烯树脂的相容性不好，阻燃剂通过密胺树脂作为包覆囊材，无卤膨胀型阻燃剂作为芯材制备微胶囊阻燃母粒，提高与基体树脂的相容性以及材料加工过程中的分散性以此提高材料阻燃效率。
23、(2)通过将微胶囊包覆型阻燃剂与镁铝型水滑石的插层，水滑石在燃烧过程中会发生脱水分解，释放大量的水蒸气和co2等气体，其脱水产物发挥隔热保护作用，还可以作为一种成炭催化剂。水滑石在燃烧过程中所产生的氧化物可以促进成炭反应，增加炭层以此提高材料的阻燃性，而且在长周期湿热老化后仍具有优异的力学性能和降低析出的特性。
24、(3)本专利技术在保持聚丙烯材料高阻燃性能的同时，可大幅度提高其耐热性能，材料的耐烧穿时间达到164～195s；通过在增强无卤阻燃体系中加入成陶填料同时辅助低熔点助熔剂，无卤阻燃剂形成的大量碳层起到隔热作用且材料背面温度低至158～196℃。
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1.一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物中的一种或多种，在230℃，2.16kg的测试条件下，熔融指数为50-70g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的无卤膨胀型阻燃剂是含有酸源、碳源、气源的微胶囊化磷氮型阻燃剂，为密胺树脂为壳材，焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸铵复配物为芯材的微胶囊化阻燃剂，其中所述无卤膨胀型阻燃剂D50粒径为4-6μm，焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸盐的比例为3:1～1.5:1。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的水滑石为一种镁铝型水滑石。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的短切玻纤直径为13μm，长度为4.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的成陶填料包括高岭土、滑
7.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的其他助剂包括主抗氧剂、相容剂、辅助抗氧剂、润滑剂。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的长玻纤母粒是选取在230℃，2.16kg的测试条件下，熔融指数为90-120g/10min的均聚聚丙烯与连续长玻璃纤维混料挤出后的产物。
9.权利要求1-8任意之一所述阻燃增强隔热聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，其步骤为：
10.权利要求1-8任意之一所述阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于，应用于制造车用动力电池壳体。
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物中的一种或多种，在230℃，2.16kg的测试条件下，熔融指数为50-70g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的无卤膨胀型阻燃剂是含有酸源、碳源、气源的微胶囊化磷氮型阻燃剂，为密胺树脂为壳材，焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸铵复配物为芯材的微胶囊化阻燃剂，其中所述无卤膨胀型阻燃剂d50粒径为4-6μm，焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸盐的比例为3:1～1.5:1。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的水滑石为一种镁铝型水滑石。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃增强隔热聚丙烯复合材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈聪，赵卫哲，何书珩，倪灿艳，蔺芳，张锴，周文，
申请(专利权)人：上海普利特复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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