技术摘要：
一种蓄电池外壳专用聚丙烯改性材料及其制备方法，其聚丙烯70~90%；增韧体系5~20%；增强体系3~10%；成核剂0.5~1%；抗氧剂0.3~0.5%；润滑剂0.2~0.5%。本发明选用矿物填料和聚丙烯树脂制备一步料的方法，解决了在双螺杆挤出机中直接添加超细填料带来的喂料架桥、下料不均 全部
背景技术：
大众汽车在中国市场有着极高的市场占有率，体现着德国严谨的制造工艺和极高 的技术水平。大众汽车所使用的铅酸蓄电池外壳也有很高的技术要求，需要材料刚性、韧 性、常温性能、高温性能都达到最佳。 大众汽车所需铅酸电池聚丙烯外壳，需要达到如下性能要求（部分）： 从上表可以看到，大众汽车配套铅酸蓄电池外壳技术要求中包含了低温韧性（低温落 球冲击）、高温（2000小时老化）、常温刚性（常温拉伸和常温弯曲）、耐化学性（耐发动机油和 油脂），而且每项要求单独作为一项指标都属于高水平要求；由于刚性和韧性属于矛盾的， 因此当把各个高水平指标放在一起时，难度就很大了。 因此需要设计一种聚丙烯改性材料，均衡各方面性能，全面提升，满足大众汽车所 使用的铅酸蓄电池外壳的需要。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种可以满足大众汽车要求的同时具备低温韧性及常温刚 性的耐化学腐蚀的蓄电池外壳专用聚丙烯改性材料。 本发明目的还在于提供上述蓄电池外壳专用聚丙烯改性材料的制备方法。 本发明的技术方案包括如下重量配比的组份： 聚丙烯：70~90%； 增韧体系：5~20%； 4 CN 111592720 A 说 明 书 2/5 页 增强体系：3~10%； 成核剂：0.5~1%； 抗氧剂：0.3~0.5%； 润滑剂：0.2~0.5%； 其他助剂：0~0.4%； 所述聚丙烯为聚丙烯树脂； 所述的增韧体系包括弹性体和增韧协效剂； 所述的增强体系为矿物填料。 本发明最佳重量配比的组份： 聚丙烯：79%； 增韧体系：12%； 增强体系：8%； 成核剂：0.4%； 抗氧剂：0.3%； 润滑剂：0.3%。 本发明所述聚丙烯树脂的等规度≥90%，聚丙烯树脂熔体流动速率在230℃、 2.16kg条件下为1.5~3g/10min；所述的聚丙烯树脂为燕山石化的K8003、埃克森美孚的 7032KN。所述共聚丙烯等规度较高，具有较高的结晶性能和刚性，与所选的增韧体系复配后 使得聚丙烯组合物在具有优异抗冲击性能的同时具有较好的刚性，能够同时满足大众标准 对于刚性及韧性的要求。另一方面，所述聚丙烯的熔指区间也经过特别筛选，在此区间范围 内，可以满足电池壳体的加工及后续的电池组装生产要求，可作为大众料的基础料。 本发明所述的增韧体系其中弹性体为乙烯-丙烯嵌段共聚物、 三元乙丙橡胶共聚 物、 聚丙烯弹性体、 乙烯－辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，弹性体为三元乙丙橡 胶，比如美利肯的3940，聚丙烯弹性体比如中韩石化的NS06，POE比如韩国SK871； 增韧协效剂为聚乙烯-马来酸酐接枝物、聚丙烯-马来酸酐接枝物、聚乙烯-甲基丙烯酸 甘油酯接枝物以及聚丙烯-甲基丙烯酸甘油酯接枝物的一种或几种的混合物； 增韧协效剂 市售如佳易容的CMG9801、CMG5804、南海柏晨的PC-1，等。 增韧协效剂在增韧体系中的含量为5-20%。增韧协效剂的加入可以改善弹性体的 分散效果，使聚丙烯材料具有更加优异的抗低温冲击性能。 本发明所述增强体系为矿物填料为硫酸钡、硅藻土和滑石粉中的一种或者几种, 其中硫酸钡为沉淀硫酸钡，其细度在5000目以上，而且白度较好；滑石粉为5000目~7000目， 硅藻土为市售煅烧硅藻土，其细度在1000目以上。 硅藻土为经过750-800摄氏度煅烧，多级 梯次粉碎工艺加工制成，在保证粒度的同时，又能保证其内部微孔结构的完整性。滑石粉为 5000目~7000目，矿物填料主要是提高刚性，而非传统的填充降成本，另一方面，蓄电池的大 小盖为实现阻酸及排气的功能，结构比较复杂，包含较多的筋位，若使用传统的聚丙烯材料 会出现收缩而影响产品的尺寸和性能，因此添加合适的填料不仅可以提升材料的机械性 能，而且还会改善产品的尺寸稳定性，所以本发明筛选的矿物填料的细度都远高于普通用 途的物料；通过控制填料的组成及添加比例，最终物料的密度在0.91g/cm3以下。 本发明所述抗氧剂为：所述抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂进行复配而成；主抗 5 CN 111592720 A 说 明 书 3/5 页 氧剂为市售通用的抗氧剂1010、抗氧剂1076，辅助抗氧剂为抗氧剂DLTP或者抗氧剂168，其 中主抗氧剂重量比为0.1-0.2%，辅助抗氧剂重量比为0.2-0.4%； 本发明所述成核剂为β成核剂，具体牌号为山西化工研究所的成核剂TMB-5、美利肯的 成核剂3940； 本发明所述润滑剂为润滑剂EBS，具体牌号为雅宝润滑剂EBS325目、可赛成功润滑剂 WAX2006。 除此之外本发明的组合物中还包括以下其他助剂组份：用量为原料总重量的0- 0.3%的耐候剂，用量为原料总重量0-1%的颜料；耐候剂为市售通用抗紫外吸收剂，具体牌号 为UV-571，UV-770，颜料为钛白粉。 本发明的助剂的加入满足要求产品所需的加工性能、老化性能、化学稳定性、耐热 性能。 由于本发明所指的聚丙烯改性材料用于生产铅酸蓄电池外壳，蓄电池外壳属于薄 壁制品，最小壁厚为1.8mm，因此要保证良好的加工性能，；不同批次的原材料颜色上存在差 异，因此还需要添加合适的颜料来控制色差。 本发明的铅酸蓄电池外壳用聚丙烯改性材料制备方法包括如下步骤 ： 1） 将本发明矿物填料和聚丙烯树脂以比例加入到高温混炼机中，在170-210℃的温度 下进行预混合， 造粒冷却得到一步料。上述一步料中矿物填料和聚丙烯树脂的比例范围为 50-90%： 10-50%。 2）将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂、成核剂、抗氧剂、润滑 剂、其他助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，在180-210℃的温度下进行熔融混合，然后 过水、风干、切粒、干燥、称量包装。双螺杆挤出机的长径比为40：1。 所述高温混炼机为密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：选用特定的矿物填料和聚丙烯树脂 制备一步料的方法，解决了在双螺杆挤出机中直接添加超细填料带来的喂料架桥、下料不 均匀及超细填料容易在空气中飞扬而造成的污染，使得填料在聚丙烯基体中的分散更加均 匀，而且整个制造过程更加地环保，材料也具有更好的机械性能；配方体系中选用接枝物作 为增韧协效剂，一方面可以改善填料与聚丙烯树脂的相容性，另一方面也改善了弹性体在 聚丙烯基体中的分散，使得弹性体在树脂的更加均匀细化，超低温冲击性能更加优良，本发 明制备的聚丙烯材料注塑的电池壳体在零下四十摄氏度环境放置24H后，使用500g钢球在1 米的高度落下冲击壳体不会破裂，对比采用聚丙烯树脂与滑石粉填料及增韧助剂直接简单 共混后造粒得到的改性材料，不能通过该测试。同时搭配使用精选的、具有适当的熔指范围 及等规度较高的聚丙烯树脂， 使得使用本发明的聚丙烯材料制备的大众铅酸蓄电池外壳 专用料，能够满足大众外壳标准，通过相关测试。
一种蓄电池外壳专用聚丙烯改性材料及其制备方法，其聚丙烯70~90%；增韧体系5~20%；增强体系3~10%；成核剂0.5~1%；抗氧剂0.3~0.5%；润滑剂0.2~0.5%。本发明选用矿物填料和聚丙烯树脂制备一步料的方法，解决了在双螺杆挤出机中直接添加超细填料带来的喂料架桥、下料不均 全部
背景技术：
大众汽车在中国市场有着极高的市场占有率，体现着德国严谨的制造工艺和极高 的技术水平。大众汽车所使用的铅酸蓄电池外壳也有很高的技术要求，需要材料刚性、韧 性、常温性能、高温性能都达到最佳。 大众汽车所需铅酸电池聚丙烯外壳，需要达到如下性能要求（部分）： 从上表可以看到，大众汽车配套铅酸蓄电池外壳技术要求中包含了低温韧性（低温落 球冲击）、高温（2000小时老化）、常温刚性（常温拉伸和常温弯曲）、耐化学性（耐发动机油和 油脂），而且每项要求单独作为一项指标都属于高水平要求；由于刚性和韧性属于矛盾的， 因此当把各个高水平指标放在一起时，难度就很大了。 因此需要设计一种聚丙烯改性材料，均衡各方面性能，全面提升，满足大众汽车所 使用的铅酸蓄电池外壳的需要。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种可以满足大众汽车要求的同时具备低温韧性及常温刚 性的耐化学腐蚀的蓄电池外壳专用聚丙烯改性材料。 本发明目的还在于提供上述蓄电池外壳专用聚丙烯改性材料的制备方法。 本发明的技术方案包括如下重量配比的组份： 聚丙烯：70~90%； 增韧体系：5~20%； 4 CN 111592720 A 说 明 书 2/5 页 增强体系：3~10%； 成核剂：0.5~1%； 抗氧剂：0.3~0.5%； 润滑剂：0.2~0.5%； 其他助剂：0~0.4%； 所述聚丙烯为聚丙烯树脂； 所述的增韧体系包括弹性体和增韧协效剂； 所述的增强体系为矿物填料。 本发明最佳重量配比的组份： 聚丙烯：79%； 增韧体系：12%； 增强体系：8%； 成核剂：0.4%； 抗氧剂：0.3%； 润滑剂：0.3%。 本发明所述聚丙烯树脂的等规度≥90%，聚丙烯树脂熔体流动速率在230℃、 2.16kg条件下为1.5~3g/10min；所述的聚丙烯树脂为燕山石化的K8003、埃克森美孚的 7032KN。所述共聚丙烯等规度较高，具有较高的结晶性能和刚性，与所选的增韧体系复配后 使得聚丙烯组合物在具有优异抗冲击性能的同时具有较好的刚性，能够同时满足大众标准 对于刚性及韧性的要求。另一方面，所述聚丙烯的熔指区间也经过特别筛选，在此区间范围 内，可以满足电池壳体的加工及后续的电池组装生产要求，可作为大众料的基础料。 本发明所述的增韧体系其中弹性体为乙烯-丙烯嵌段共聚物、 三元乙丙橡胶共聚 物、 聚丙烯弹性体、 乙烯－辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，弹性体为三元乙丙橡 胶，比如美利肯的3940，聚丙烯弹性体比如中韩石化的NS06，POE比如韩国SK871； 增韧协效剂为聚乙烯-马来酸酐接枝物、聚丙烯-马来酸酐接枝物、聚乙烯-甲基丙烯酸 甘油酯接枝物以及聚丙烯-甲基丙烯酸甘油酯接枝物的一种或几种的混合物； 增韧协效剂 市售如佳易容的CMG9801、CMG5804、南海柏晨的PC-1，等。 增韧协效剂在增韧体系中的含量为5-20%。增韧协效剂的加入可以改善弹性体的 分散效果，使聚丙烯材料具有更加优异的抗低温冲击性能。 本发明所述增强体系为矿物填料为硫酸钡、硅藻土和滑石粉中的一种或者几种, 其中硫酸钡为沉淀硫酸钡，其细度在5000目以上，而且白度较好；滑石粉为5000目~7000目， 硅藻土为市售煅烧硅藻土，其细度在1000目以上。 硅藻土为经过750-800摄氏度煅烧，多级 梯次粉碎工艺加工制成，在保证粒度的同时，又能保证其内部微孔结构的完整性。滑石粉为 5000目~7000目，矿物填料主要是提高刚性，而非传统的填充降成本，另一方面，蓄电池的大 小盖为实现阻酸及排气的功能，结构比较复杂，包含较多的筋位，若使用传统的聚丙烯材料 会出现收缩而影响产品的尺寸和性能，因此添加合适的填料不仅可以提升材料的机械性 能，而且还会改善产品的尺寸稳定性，所以本发明筛选的矿物填料的细度都远高于普通用 途的物料；通过控制填料的组成及添加比例，最终物料的密度在0.91g/cm3以下。 本发明所述抗氧剂为：所述抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂进行复配而成；主抗 5 CN 111592720 A 说 明 书 3/5 页 氧剂为市售通用的抗氧剂1010、抗氧剂1076，辅助抗氧剂为抗氧剂DLTP或者抗氧剂168，其 中主抗氧剂重量比为0.1-0.2%，辅助抗氧剂重量比为0.2-0.4%； 本发明所述成核剂为β成核剂，具体牌号为山西化工研究所的成核剂TMB-5、美利肯的 成核剂3940； 本发明所述润滑剂为润滑剂EBS，具体牌号为雅宝润滑剂EBS325目、可赛成功润滑剂 WAX2006。 除此之外本发明的组合物中还包括以下其他助剂组份：用量为原料总重量的0- 0.3%的耐候剂，用量为原料总重量0-1%的颜料；耐候剂为市售通用抗紫外吸收剂，具体牌号 为UV-571，UV-770，颜料为钛白粉。 本发明的助剂的加入满足要求产品所需的加工性能、老化性能、化学稳定性、耐热 性能。 由于本发明所指的聚丙烯改性材料用于生产铅酸蓄电池外壳，蓄电池外壳属于薄 壁制品，最小壁厚为1.8mm，因此要保证良好的加工性能，；不同批次的原材料颜色上存在差 异，因此还需要添加合适的颜料来控制色差。 本发明的铅酸蓄电池外壳用聚丙烯改性材料制备方法包括如下步骤 ： 1） 将本发明矿物填料和聚丙烯树脂以比例加入到高温混炼机中，在170-210℃的温度 下进行预混合， 造粒冷却得到一步料。上述一步料中矿物填料和聚丙烯树脂的比例范围为 50-90%： 10-50%。 2）将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂、成核剂、抗氧剂、润滑 剂、其他助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，在180-210℃的温度下进行熔融混合，然后 过水、风干、切粒、干燥、称量包装。双螺杆挤出机的长径比为40：1。 所述高温混炼机为密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：选用特定的矿物填料和聚丙烯树脂 制备一步料的方法，解决了在双螺杆挤出机中直接添加超细填料带来的喂料架桥、下料不 均匀及超细填料容易在空气中飞扬而造成的污染，使得填料在聚丙烯基体中的分散更加均 匀，而且整个制造过程更加地环保，材料也具有更好的机械性能；配方体系中选用接枝物作 为增韧协效剂，一方面可以改善填料与聚丙烯树脂的相容性，另一方面也改善了弹性体在 聚丙烯基体中的分散，使得弹性体在树脂的更加均匀细化，超低温冲击性能更加优良，本发 明制备的聚丙烯材料注塑的电池壳体在零下四十摄氏度环境放置24H后，使用500g钢球在1 米的高度落下冲击壳体不会破裂，对比采用聚丙烯树脂与滑石粉填料及增韧助剂直接简单 共混后造粒得到的改性材料，不能通过该测试。同时搭配使用精选的、具有适当的熔指范围 及等规度较高的聚丙烯树脂， 使得使用本发明的聚丙烯材料制备的大众铅酸蓄电池外壳 专用料，能够满足大众外壳标准，通过相关测试。
