[发明专利]一种耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物及其制备方法，组分包括：聚丙烯、阻燃剂、相容剂等。本发明所述的耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物，具有优异的阻燃性能，同时保持良好的机械性能，特别是耐低温冲击性能，可以应用于新能源汽车锂电池的外壳和上盖等零部件，保护电池模组免受外力破坏。

技术领域

本发明属于聚丙烯组合物及其制备领域，特别涉及一种耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

近年来新能源汽车行业飞速发展。作为新能源汽车的核心部件，锂电池的安全使用非常重要。锂电池的外壳、盖板和隔板等零部件通常由改性聚丙烯材料制备，对保护电池模组起着举足轻重的作用。因此用于锂电池的改性聚丙烯材料需要具有优异的阻燃性能，同时也要具备良好的机械性能，特别是耐低温冲击性能。目前用于阻燃聚丙烯材料的阻燃剂中，以聚磷酸铵为代表的无卤阻燃剂因具有低烟环保等优点而受到青睐。但是无卤阻燃剂对聚丙烯的耐低温冲击性能具有明显的负面影响，使得该材料制备的零部件容易在低温下受撞击而开裂，影响锂电池在低温下的安全使用。

CN103030877A公开了一种耐冲击的聚丙烯复合材料及其制备方法，利用橡胶的增韧原理提高复合材料的耐冲击性能。其缺点在于橡胶同时会造成复合材料的模量等其他性能的明显下降，没有解决无卤阻燃剂与聚丙烯树脂基体相容性差的根本问题。

为了克服无卤阻燃剂的以上缺点，传统的改良技术为在材料配方中添加相容剂，如马来酸酐接枝聚丙烯。例如专利CN 101205330 A公开了改进冲击性能的高耐热无卤阻燃聚丙烯组合物及其制备方法，在组分中添加不饱和酸或酸酐接枝的聚丙烯低聚物后，对材料的常温冲击强度有一定的提升。聚丙烯本身耐低温冲击性能较差。由于聚磷酸铵属于离子型聚合物，极性非常强，聚磷酸铵与聚丙烯两相界面的相容性差会造成复合物低温冲击性能的进一步降低。传统改良技术中所用的相容剂属于共价型物质，对提高聚磷酸铵与聚丙烯的相容性程度有限，因此难以大幅度改善组合物的低温冲击性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐低温冲击阻燃聚丙烯组合物及其制备方法，克服现有技术无法从根本上改善无卤阻燃剂与聚丙烯相容性差的问题。本发明不仅具有优异的阻燃性能，同时具有良好的机械性能，特别是在低温条件下仍能保持较好的耐冲击性能，可以应用于新能源汽车的锂电池组件。

本发明提供一种聚丙烯组合物，其特征在于，按重量份数，原料组分包括：

其中所述相容剂以含马来酸酐接枝聚丙烯、季铵盐、抗氧剂A的原料，通过挤出造粒获得。

所述聚丙烯为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，在温度230℃、载荷2.16kg下的熔体流动速率为1～120g/10min；所述无卤阻燃剂为聚磷酸铵和/或三聚氰胺聚磷酸盐。

所述成炭剂为季戊四醇类成炭剂和/或三嗪类成炭剂；进一步地，所述成炭剂包括但不限于季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、和2,4,6-三(乙氧基-苯基次膦酰基)-1,3,5-三嗪。所述增韧剂为乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种。

所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫醚类抗氧剂、受阻胺抗氧剂中的一种或几种；所述润滑剂为硬脂酸酯类、硬脂酸盐类、酰胺类润滑剂中的一种或几种；所述抗氧剂包括但不限于抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP、受阻胺3853。所述润滑剂包括但不限于乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸锌和芥酸酰胺。

所述抗滴落剂为聚四氟乙烯类抗滴落剂，其中平均粒径为200～400μm，密度为2.0～2.5g/cm³。

所述马来酸酐接枝聚丙烯、季铵盐、抗氧剂的重量比为96～99：1～4：0.05～0.2；所述挤出造粒具体为双螺杆挤出机的各区加工温度为180～200℃，真空度≤-0.06MPa。