一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，具体是一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着科技的发展，以及人们环保理念的提升，人们越来越注重新能源的开发和利用，新能源汽车就是其中的热点之一。现在新能源汽车也开始在人们的生活中普及。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等，发展势头良好。
3.动力电池是新能源汽车的核心部件、一般都布置在车身底板下方，电池组件通过电池包固定连接在车体上，一般而言，为了使得电池使用过程更为有效，更好的保护电池，并且给车体带来较小的影响，电池包需要起到防水、防火及固定作用，并且自身的重量不能太重。汽车轻量化是新能源汽车的重要需求，新能源汽车的电池外壳的轻量化也是研究的重点和热点。传统的电池包有多种形式，一种是采用钢铁或铝合金材料焊接而成，这种电池包质量重，不利于新能源汽车轻质化进程，同时，其也容易出现安全隐患；另外一类的电池包为轻量化材料壳体，包括玻璃纤维增强的复合材料，smc片状材料、碳纤维增强复合材料等，但是其强度低、力学要求不达标。
4.聚丙烯材料是目前产量及用量仅次于聚乙烯的第二大塑料品种，具有质轻、耐化学性、高频绝缘性能好、比重小、易于加工成型、价格低廉等优点，在汽车工业、电子电器工业、家电、纺织等领域上有广泛的应用。以聚丙烯材料作为动力电池外壳能够满足汽车轻量化的要求，但是目前聚丙烯材料的抗冲击强度以及阻燃性能却无法满足新能源汽车的电池外壳的要求。因此，亟需一种新能源汽车电池外壳用高强度、高阻燃性能的改性聚丙烯材料，以满足汽车在发生碰撞时有效的保护动力电池不损毁、不自燃的要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料及其制备方法，通过加入聚酰亚胺包覆改性聚磷酸铵阻燃剂，有效提高了材料的阻燃性能，通过添加2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性绢云母，有效的提高了材料的耐老化性能，通过添加bs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物相容剂，提高了复合材料的力学性能。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，包括以下重量份原料：聚丙烯30-60份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10-15份、改性绢云母15-20份、玻璃纤维10-12份、阻燃剂5-8份、相容剂5-10份、抗氧剂0.5-2份、光稳定剂0.1-1份、润滑剂1-3份；
8.所述阻燃剂以改性聚磷酸铵为芯材、聚酰亚胺为囊材，通过低温喷雾干燥法制备；
9.所述改性绢云母为绢云母经过热活化、酸化、钠化后通过2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性得到；
10.所述相容剂为abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物abs-g-(gma-co-st)。
11.所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为硬脂酸复合脂或油酰胺。
12.进一步优选地，阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
13.(1)将聚磷酸铵和γ-氨丙基三甲氧基硅烷分散在无水乙醇中，加热至90-100℃反应3-5h，再向溶液中加入氧化石墨烯分散液，继续反应3-5h，得到灰黑色固体，用去离子水洗涤3-5次后冷冻干燥，得到改性聚磷酸铵；
14.(2)将步骤(1)制备的改性聚磷酸铵粉末加入无水乙醇中溶解得到溶液a，将聚酰亚胺树脂粉末溶解于二甲基乙酰胺中得到溶液b，再将上述两种溶液混合后加热至45-55℃，恒温搅拌30-60min；
15.(3)将步骤(2)中得到的溶液超声处理15-30min，然后喷雾干燥即得到所述改性剂。
16.进一步优选地，步骤(1)中聚磷酸铵、γ-氨丙基三甲氧基硅烷及氧化石墨烯的质量比为30:2:1。
17.进一步优选地，步骤(2)中溶液a的浓度为0.16g/ml，溶液b的浓度为0.2g/ml，溶液a和溶液b按体积比2-3:1。
18.进一步优选地，步骤(3)中喷雾干燥的进料速度为15-18ml/min、进风温度为80-90℃、出风温度为60-70℃。
19.进一步优选地，改性绢云母的制备方法包括以下步骤：
20.a.将绢云母置于马弗炉中，先以速5℃/min的速率升温至180-220℃，再以10℃/min的速率升温至800-850℃，煅烧1-3h得到活化绢云母；
21.b.将活化绢云母按照固液比2-4％加入浓度为8-12mol/l的硝酸中，在90-95℃下搅拌反应3-5h，抽滤洗涤数次后得到酸化绢云母；
22.c.将酸化绢云母按固液比2-4％加入氯化钠饱和溶液中，在90-95℃下搅拌反应3-5h，抽滤洗涤数次后得到钠化绢云母；
23.d.将2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶解于丙酮中，然后将钠化绢云母按加入2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液，在85-90℃下超声处理30-90min，抽滤洗涤数次后得到改性绢云母。
24.进一步优选地，步骤d中2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液的浓度为1.2g/ml，所述钠化绢云母与2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液的固液比为1：20-30。
25.进一步优选地，相容剂的制备方法包括以下步骤：
26.a、按配比称取abs树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯以及过氧化二异丙苯；
27.b、将abs树脂与过氧化二异丙苯加入215-225℃混炼机中熔融混合3-5min，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯，继续混合3-5min；
28.c、将共混物迅速剪成小块，然后用粉碎机进行粉碎，得到小颗粒状相容剂。
29.进一步优选地，步骤a中abs树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯以及过氧化二异丙苯的质量比为100:3:3:0.03。
30.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
31.s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性绢云母、玻璃纤维和相容剂加入215-225℃混炼机中熔融混合5-10min，再加入阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合5-10min；
32.s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为205-210℃、225-230℃、230-235℃、235-240℃、240-245℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。
33.本发明的有益效果：
34.本发明通过聚酰亚胺包覆改性聚磷酸铵，提高了改性聚磷酸铵与聚丙烯的相容性，同时利用氧化石墨烯表面羟基和羧基电离能与聚磷酸铵形成强静电相互作用，同时氧化石墨烯与聚丙烯之间有较强的界面黏附力，在燃烧过程中改性聚磷酸铵可以形成炭层，抑制挥发物扩散到火焰中，从而有效地保护聚合物链，减少氧和热的影响。
35.本发明对绢云母进行热活化、酸化、钠化处理，提高绢云母片层活性，然后采用2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的对活化绢云母进行插层改性，制备得到插层改性绢云母，将其添加到改性聚丙烯材料中，有效的提高了材料的耐老化性能。
36.本发明以abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物作为相容剂，接枝过程中加入与甲基丙烯酸缩水甘油酯同质量比的苯乙烯能有效地提高相对接枝度，降低交联度，使pbt/pp复合材料的冲击强度上升，同时abs-g-(gma-co-st)的加入使分散相粒子尺寸变小，改善了复合材料的相容性，提高了聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚丙烯复合材料的力学性能。
37.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
38.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例1
40.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，包括以下重量份原料：聚丙烯30份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10份、改性绢云母15份、玻璃纤维10份、阻燃剂5份、相容剂5份、抗氧剂0.5份、光稳定剂0.1份、润滑剂1份；所述阻燃剂以改性聚磷酸铵为芯材、聚酰亚胺为囊材，通过低温喷雾干燥法制备；所述改性绢云母为绢云母经过热活化、酸化、钠化后通过2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性得到；所述相容剂为abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物abs-g-(gma-co-st)，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为油酰胺。
41.上述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
42.(1)将聚磷酸铵和γ-氨丙基三甲氧基硅烷分散在无水乙醇中，加热至92℃反应3h，再向溶液中加入氧化石墨烯分散液，继续反应3h，得到灰黑色固体，用去离子水洗涤3-5次后冷冻干燥，得到改性聚磷酸铵，其中中聚磷酸铵、γ-氨丙基三甲氧基硅烷及氧化石墨烯的质量比为30:2:1；
43.(2)将步骤(1)制备的改性聚磷酸铵粉末加入无水乙醇中溶解得到浓度为0.16g/ml溶液a，将聚酰亚胺树脂粉末溶解于二甲基乙酰胺中得到浓度为0.2g/ml溶液b，再将上述两种溶液按体积比2:1混合后加热至45℃，恒温搅拌30min；
44.(3)将步骤(2)中得到的溶液超声处理15min，然后喷雾干燥即得到所述改性剂，喷雾干燥的进料速度为15ml/min、进风温度为80℃、出风温度为60℃。
45.上述改性绢云母的制备方法包括以下步骤：
46.a.将绢云母置于马弗炉中，先以速5℃/min的速率升温至180℃，再以10℃/min的速率升温至800℃，煅烧1h得到活化绢云母；
47.b.将活化绢云母按照固液比2％加入浓度为8mol/l的硝酸中，在90℃下搅拌反应3h，抽滤洗涤数次后得到酸化绢云母；
48.c.将酸化绢云母按固液比2％加入氯化钠饱和溶液中，在90℃下搅拌反应3h，抽滤洗涤数次后得到钠化绢云母；
49.d.将2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶解于丙酮中，2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液的浓度为1.2g/ml，然后将钠化绢云母按固液比为1：20加入2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液，在85℃下超声处理30min，抽滤洗涤数次后得到改性绢云母。
50.上述相容剂的制备方法包括以下步骤：
51.a、按质量比100:3:3:0.03称取abs树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯以及过氧化二异丙苯；
52.b、将abs树脂与过氧化二异丙苯加入215℃混炼机中熔融混合3min，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯，继续混合3min；
53.c、将共混物迅速剪成小块，然后用粉碎机进行粉碎，得到小颗粒状相容剂。
54.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
55.s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性绢云母、玻璃纤维和相容剂加入215℃混炼机中熔融混合50min，再加入阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合min；
56.s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为205℃、225℃、230℃、235℃、240℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。
57.实施例2
58.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，包括以下重量份原料：聚丙烯45份、聚对苯二甲酸丁二醇酯12份、改性绢云母18份、玻璃纤维10份、阻燃剂6份、相容剂8份、抗氧剂1份、光稳定剂0.5份、润滑剂2份；所述阻燃剂以改性聚磷酸铵为芯材、聚酰亚胺为囊材，通过低温喷雾干燥法制备；所述改性绢云母为绢云母经过热活化、酸化、钠化后通过2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性得到；所述相容剂为abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物abs-g-(gma-co-st)，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照
质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为硬脂酸复合脂。
59.上述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
60.(1)将聚磷酸铵和γ-氨丙基三甲氧基硅烷分散在无水乙醇中，加热至96℃反应4h，再向溶液中加入氧化石墨烯分散液，继续反应4h，得到灰黑色固体，用去离子水洗涤3-5次后冷冻干燥，得到改性聚磷酸铵，其中中聚磷酸铵、γ-氨丙基三甲氧基硅烷及氧化石墨烯的质量比为30:2:1；
61.(2)将步骤(1)制备的改性聚磷酸铵粉末加入无水乙醇中溶解得到浓度为0.16g/ml溶液a，将聚酰亚胺树脂粉末溶解于二甲基乙酰胺中得到浓度为0.2g/ml溶液b，再将上述两种溶液按体积比3:1混合后加热至50℃，恒温搅拌45min；
62.(3)将步骤(2)中得到的溶液超声处理20min，然后喷雾干燥即得到所述改性剂，喷雾干燥的进料速度为16ml/min、进风温度为85℃、出风温度为65℃。
63.上述改性绢云母的制备方法包括以下步骤：
64.a.将绢云母置于马弗炉中，先以速5℃/min的速率升温至200℃，再以10℃/min的速率升温至830℃，煅烧2h得到活化绢云母；
65.b.将活化绢云母按照固液比3％加入浓度为10mol/l的硝酸中，在92℃下搅拌反应4h，抽滤洗涤数次后得到酸化绢云母；
66.c.将酸化绢云母按固液比3％加入氯化钠饱和溶液中，在92℃下搅拌反应4h，抽滤洗涤数次后得到钠化绢云母；
67.d.将2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶解于丙酮中，2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液的浓度为1.2g/ml，然后将钠化绢云母按固液比为1：25加入2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液，在88℃下超声处理60min，抽滤洗涤数次后得到改性绢云母。
68.上述相容剂的制备方法包括以下步骤：
69.a、按质量比100:3:3:0.0称取abs树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯以及过氧化二异丙苯；
70.b、将abs树脂与过氧化二异丙苯加入220℃混炼机中熔融混合4min，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯，继续混合4min；
71.c、将共混物迅速剪成小块，然后用粉碎机进行粉碎，得到小颗粒状相容剂。
72.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
73.s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性绢云母、玻璃纤维和相容剂加入220℃混炼机中熔融混合8min，再加入阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合8min；
74.s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为208℃、228℃、232℃、237℃、243℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。
75.实施例3
76.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，包括以下重量份原料：聚丙烯58份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、改性绢云母20份、玻璃纤维11份、阻燃剂8份、相容剂10份、抗氧剂1.8份、光稳定剂1份、润滑剂3份；所述阻燃剂以改性聚磷酸铵为芯材、聚酰亚胺为囊材，通过低温喷雾干燥法制备；所述改性绢云母为绢云母经过热活化、酸化、钠化后通过2，2
亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性得到；所述相容剂为abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物abs-g-(gma-co-st)。所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为硬脂酸复合脂。
77.上述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
78.(1)将聚磷酸铵和γ-氨丙基三甲氧基硅烷分散在无水乙醇中，加热至98℃反应5h，再向溶液中加入氧化石墨烯分散液，继续反应5h，得到灰黑色固体，用去离子水洗涤3-5次后冷冻干燥，得到改性聚磷酸铵，其中中聚磷酸铵、γ-氨丙基三甲氧基硅烷及氧化石墨烯的质量比为30:2:1；
79.(2)将步骤(1)制备的改性聚磷酸铵粉末加入无水乙醇中溶解得到浓度为0.16g/ml溶液a，将聚酰亚胺树脂粉末溶解于二甲基乙酰胺中得到浓度为0.2g/ml溶液b，再将上述两种溶液按体积比3:1混合后加热至55℃，恒温搅拌60min；
80.(3)将步骤(2)中得到的溶液超声处理30min，然后喷雾干燥即得到所述改性剂，喷雾干燥的进料速度为18ml/min、进风温度为90℃、出风温度为70℃。
81.上述改性绢云母的制备方法包括以下步骤：
82.a.将绢云母置于马弗炉中，先以速5℃/min的速率升温至220℃，再以10℃/min的速率升温至850℃，煅烧3h得到活化绢云母；
83.b.将活化绢云母按照固液比4％加入浓度为12mol/l的硝酸中，在95℃下搅拌反应5h，抽滤洗涤数次后得到酸化绢云母；
84.c.将酸化绢云母按固液比4％加入氯化钠饱和溶液中，在95℃下搅拌反应5h，抽滤洗涤数次后得到钠化绢云母；
85.d.将2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶解于丙酮中，2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液的浓度为1.2g/ml，然后将钠化绢云母按固液比为1：30加入2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液，在90℃下超声处理90min，抽滤洗涤数次后得到改性绢云母。
86.上述相容剂的制备方法包括以下步骤：
87.a、按质量比100:3:3:0.03称取abs树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯以及过氧化二异丙苯；
88.b、将abs树脂与过氧化二异丙苯加入225℃混炼机中熔融混合5min，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯，继续混合5min；
89.c、将共混物迅速剪成小块，然后用粉碎机进行粉碎，得到小颗粒状相容剂。
90.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
91.s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性绢云母、玻璃纤维和相容剂加入225℃混炼机中熔融混合10min，再加入阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合10min；
92.s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为210℃、230℃、235℃、240℃、245℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。
93.对比例1
94.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，包括以下重量份原料：聚丙烯58份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、玻璃纤维11份、阻燃剂8份、相容剂10份、抗氧剂1.8份、光稳定
剂1份、润滑剂3份；所述阻燃剂以改性聚磷酸铵为芯材、聚酰亚胺为囊材，通过低温喷雾干燥法制备；所述相容剂为abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物abs-g-(gma-co-st)，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为硬脂酸复合脂。
95.阻燃剂、相容剂的制备方法同实施例3。
96.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
97.s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯玻璃纤维和相容剂加入225℃混炼机中熔融混合10min，再加入阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合10min；
98.s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为210℃、230℃、235℃、240℃、245℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。
99.对比例2
100.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，包括以下重量份原料：聚丙烯58份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、改性绢云母20份、玻璃纤维11份、相容剂10份、抗氧剂1.8份、光稳定剂1份、润滑剂3份；所述改性绢云母为绢云母经过热活化、酸化、钠化后通过2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性得到；所述相容剂为abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物abs-g-(gma-co-st)，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为硬脂酸复合脂或油酰胺。
101.改性绢云母、相容剂的制备方法同实施例3。
102.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
103.s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性绢云母、玻璃纤维和相容剂加入225℃混炼机中熔融混合10min，再加入抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合10min；
104.s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为210℃、230℃、235℃、240℃、245℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。
105.对比例3
106.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，包括以下重量份原料：聚丙烯58份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、改性绢云母20份、玻璃纤维11份、阻燃剂8份、抗氧剂1.8份、光稳定剂1份、润滑剂3份；所述阻燃剂以改性聚磷酸铵为芯材、聚酰亚胺为囊材，通过低温喷雾干燥法制备；所述改性绢云母为绢云母经过热活化、酸化、钠化后通过2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性得到；所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为硬脂酸复合脂或油酰胺。
107.阻燃剂、改性绢云母的制备方法同实施例3。
108.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
109.s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性绢云母和玻璃纤维加入225℃混炼机中熔融混合10min，再加入阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合10min；
110.s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为210℃、230℃、235℃、240℃、245℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。
111.性能检测
112.1、阻燃性能测试
113.将实施例1-实施例3、对比例1-对比例3制备的改性聚丙烯材料用双螺杆挤出机、注塑机加工成标准样条，然后分别进行以下测试：
114.①
垂直燃烧(ul-94)测试
115.按照gb/t2408-2008标准，用czf-5型水平垂直燃烧测试仪进行测定，试样的尺寸为125mm
×
13mm
×
3mm。
116.②
极限氧指数测试
117.按照gb/t2406.2-2009测试标准，用极限氧指数仪测定，测试的样条尺寸为80mm
×
10mm
×
4mm。
118.得到阻燃性能测试数据如下表1所示。
119.表1改性聚丙烯材料阻燃性能测试结果
[0120][0121][0122]
由表1可以看出，在上述改性聚丙烯材料中，仅对比例2中垂直燃烧等级为v-1，同时极限氧指数小于其他组，而其他组的数据相当，说明本发明添加的聚酰亚胺包覆改性聚磷酸铵阻燃剂有效提高了复合材料的阻燃性能。
[0123]
2、耐老化性能测试
[0124]
将实施例1-实施例3、对比例1-对比例3制备的改性聚丙烯材料用双螺杆挤出机、注塑机加工成标准样条，然后进行热氧老化试验，具体方法如下，将力学性能测试中冲击样条置于140℃下进行7d，21d，35d的老化实验，然后按照缺口冲击强度测试中的方法测试样条的冲击韧性，得到数据如下表2所示。
[0125]
表2改性聚丙烯材料耐老化性能测试结果
[0126][0127][0128]
由表2可以看出，在上述改性聚丙烯材料中，140℃下老化35d过程中对比例1的力学性能下降幅度较其他组更为明显，而其他组的数据相当，说明对比例1中的复合材料较其他组耐老化性能差，因此，本发明添加的2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性绢云母，有效的提高了材料的耐老化性能。
[0129]
3、力学性能测试
[0130]
将实施例1-实施例3、对比例1-对比例3制备的改性聚丙烯材料用双螺杆挤出机、注塑机加工成标准拉伸样条和冲击样条，然后分别进行以下性能测试：
[0131]
①
抗拉强度测试
[0132]
按照gb/t1040-1992，将标准样条在电子万能试验机上进行拉伸性能测试，拉伸速率选取50mm/min，夹具间距为115mm。
[0133]
②
缺口冲击强度测试
[0134]
按照gb/t1843-1996标准，将模压制得的板材制成长80
±
2mm、宽10.0
±
0.2mm、厚4mm的样条。在万能制样机上制得v型缺口，缺口深度2mm；在摆锤冲击试验机上进行缺口冲击实验。
[0135]
③
弯曲性能测试
[0136]
按照gb/t9341-2000测试，压缩速率选取2mm/min，夹具间距为64mm。
[0137]
得到力学性能测试数据如下表3所示。
[0138]
表3改性聚丙烯材料力学性能测试结果
[0139][0140]
由表1可以看出，在上述改性聚丙烯材料中，对比例3的力学性能较其他组有明显的差距，说明本发明添加的abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物作相容剂有效的提高了材料的力学性能，而对比例1的力学性能略低于其他组，可能原因是改性绢云母同样对材料的力学性能有一定的影响。
[0141]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份原料：聚丙烯30-60份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10-15份、改性绢云母15-20份、玻璃纤维10-12份、阻燃剂5-8份、相容剂5-10份、抗氧剂0.5-2份、光稳定剂0.1-1份、润滑剂1-3份；所述阻燃剂以改性聚磷酸铵为芯材、聚酰亚胺为囊材，通过低温喷雾干燥法制备；所述改性绢云母为绢云母经过热活化、酸化、钠化后通过2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性得到；所述相容剂为abs树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物abs-g-(gma-co-st)。所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂p-epq按照质量比1：1混合，所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-p,所述润滑剂为硬脂酸复合脂或油酰胺。2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：(1)将聚磷酸铵和γ-氨丙基三甲氧基硅烷分散在无水乙醇中，加热至90-100℃反应3-5h，再向溶液中加入氧化石墨烯分散液，继续反应3-5h，得到灰黑色固体，用去离子水洗涤3-5次后冷冻干燥，得到改性聚磷酸铵；(2)将步骤(1)制备的改性聚磷酸铵粉末加入无水乙醇中溶解得到溶液a，将聚酰亚胺树脂粉末溶解于二甲基乙酰胺中得到溶液b，再将上述两种溶液混合后加热至45-55℃，恒温搅拌30-60min；(3)将步骤(2)中得到的溶液超声处理15-30min，然后喷雾干燥即得到所述改性剂。3.根据权利要求2所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤(1)中聚磷酸铵、γ-氨丙基三甲氧基硅烷及氧化石墨烯的质量比为30:2:1。4.根据权利要求2所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤(2)中溶液a的浓度为0.16g/ml，溶液b的浓度为0.2g/ml，溶液a和溶液b按体积比2-3:1。5.根据权利要求2所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤(3)中喷雾干燥的进料速度为15-18ml/min、进风温度为80-90℃、出风温度为60-70℃。6.根据权利要求1所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述改性绢云母的制备方法包括以下步骤：a.将绢云母置于马弗炉中，先以速5℃/min的速率升温至180-220℃，再以10℃/min的速率升温至800-850℃，煅烧1-3h得到活化绢云母；b.将活化绢云母按照固液比2-4％加入浓度为8-12mol/l的硝酸中，在90-95℃下搅拌反应3-5h，抽滤洗涤数次后得到酸化绢云母；c.将酸化绢云母按固液比2-4％加入氯化钠饱和溶液中，在90-95℃下搅拌反应3-5h，抽滤洗涤数次后得到钠化绢云母；d.将2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶解于丙酮中，然后将钠化绢云母按加入2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液，在85-90℃下超声处理30-90min，抽滤洗涤数次后得到改性绢云母。7.根据权利要求6所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤d中2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液的浓度为1.2g/ml，所述钠化绢云母与2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)溶液的固液比为1：20-30。
8.根据权利要求1所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述相容剂的制备方法包括以下步骤：a、按配比称取abs树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯以及过氧化二异丙苯；b、将abs树脂与过氧化二异丙苯加入215-225℃混炼机中熔融混合3-5min，再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯，继续混合3-5min；c、将共混物迅速剪成小块，然后用粉碎机进行粉碎，得到小颗粒状相容剂。9.根据权利要求8所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料，其特征在于，所述步骤a中abs树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯以及过氧化二异丙苯的质量比为100:3:3:0.03。10.一种如权利要求1-9任一项所述的新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将按比例称取聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性绢云母、玻璃纤维和相容剂加入215-225℃混炼机中熔融混合5-10min，再加入阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，继续混合5-10min；s2、将共混物用双螺杆挤出机挤出，挤出机各区温度分别为205-210℃、225-230℃、230-235℃、235-240℃、240-245℃，挤出料条经水冷后用切粒机造粒，即得所述改性聚丙烯材料。

技术总结
本发明公开了一种新能源汽车电池外壳用改性聚丙烯材料及其制备方法，改性聚丙烯材料包括以下重量份原料：聚丙烯30-60份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10-15份、改性绢云母15-20份、玻璃纤维10-12份、阻燃剂5-8份、相容剂5-10份、抗氧剂0.5-2份、光稳定剂0.1-1份、润滑剂1-3份，本发明通过加入聚酰亚胺包覆改性聚磷酸铵阻燃剂，有效提高了材料的阻燃性能，通过添加2，2亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)插层改性绢云母，有效的提高了材料的耐老化性能，通过添加BS树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯共聚物相容剂，提高了复合材料的力学性能。提高了复合材料的力学性能。


技术研发人员：张飞辉 潘学知 王芬 张振宇
受保护的技术使用者：广东亨嘉橡塑科技有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/12