[发明专利]一种玻璃纤维改性无卤阻燃聚丙烯材料、电池外壳及其制备方法

说明书

本发明提供了一种玻璃纤维改性无卤阻燃聚丙烯材料、电池外壳及其制备方法，所述材料按质量百分含量包括如下组分：聚丙烯30‑50％；玻璃纤维10‑40％；无卤阻燃剂10‑35％；阻燃促进剂0.5‑5％；添加剂至100％；其中，所述玻璃纤维的长度大于10mm；所述无卤阻燃剂为磷氮系阻燃剂；所述阻燃促进剂为无硼锌阻燃促进剂。本发明采用磷氮系阻燃剂与阻燃促进剂共同使用，协同增效，有效解决长玻纤的“烛芯效应”，提高聚丙烯材料的阻燃性能，保证聚丙烯的使用安全。

技术领域

本发明属于改性材料领域，涉及一种玻璃纤维改性无卤阻燃聚丙烯材料、电池外壳及其制备方法。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，新能源汽车行业对电池外壳材料的使用要求也越来越高。目前新能源汽车电池外壳所用的材料通常为金属如铸铝、板金等或热固性树脂如酚醛树脂、环氧树脂等，金属外壳存在比重高、消耗汽车能源大等缺点，而热固性树脂则存在加工工艺复杂、加工周期长等缺点。热塑性树脂如聚丙烯、聚乙烯等因具有低比重、良好的加工性能而逐渐成为新能源汽车轻量化和节能的关键材料。

CN105802020A公开了新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯及其制备方法，主要提升了电池外壳用聚丙烯的热稳定性及化学性能，但是并未研究其机械强度和阻燃性能，不能为电池提供足够的安全保障。LFT-D成型技术是一种长玻纤增强热塑性复合材料在线直接生产技术，该技术在节省成本、降低能耗的同时，可大幅提高热塑性树脂的强度、韧性和耐热性能，已在汽车多种部件上得到应用。CN105367901A公开了一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D制备方法，虽解决了产品表面粗糙、收缩痕等外观问题，但其不具备阻燃性能，对于需要较强阻燃的动力电池包，无法提供安全保障。CN105670105A公开了一种用于LFT-D生产工艺的高流动、高模量、阻燃聚丙烯复合材料，制备的阻燃聚丙烯复合材料具有高流动和高模量，但其无法克服长玻纤的“烛芯效应”，材料的阻燃性能无法满足使用要求。CN103937229A公开了一种阻燃玻璃纤维增强尼龙复合材料及其制备方法，该发明在尼龙中加入阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐和成炭剂解决了玻纤增强尼龙纤维的“烛芯效应”，但是据研究发现，该发明提供的“协效阻燃”仅能解决短玻纤的“烛芯效应”，当玻纤长度增加时，并不能有效阻燃，例如LFT-D生产工艺得到的制件中玻璃纤维纤维的有效长度较长，通常在10mm以上，上述专利提供的配方并不能够解决利用LFT-D生产工艺得到的产品的“烛芯效应”。

需要开发一种玻璃纤维增强聚丙烯的技术，克服长玻纤的“烛芯效应”，满足在电池外壳中的应用要求。

发明内容

本发明的目的在于一种玻璃纤维改性无卤阻燃聚丙烯材料、电池外壳及其制备方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种玻璃纤维改性无卤阻燃聚丙烯材料，所述材料按质量百分含量包括如下组分：

在本发明中，所述聚丙烯的质量百分含量为30-50％，例如32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％等。

在本发明中，所述玻璃纤维的质量百分含量为10-40％，例如12％、15％、20％、22％、25％、27％、30％、32％、35％、37％等。

其中，所述玻璃纤维的长度大于10mm，例如15mm、20mm、30mm等。

在本发明中，所述无卤阻燃剂的质量百分含量为15-35％，例如20％、22％、25％、27％、30％、32％、34％等。

所述无卤阻燃剂为磷氮系阻燃剂。

在本发明中，所述阻燃促进剂的质量百分含量为0.5-5％，例如0.6％、1％、1.2％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％等。