一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料 |
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| 申请号 | CN201710657392.2 | 申请日 | 2017-08-03 | 公开(公告)号 | CN107523002A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 长兴天晟能源科技有限公司; | 发明人 | 佘海中; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 蓄 电池 外壳 专用的高耐油高性能ABS 合金 材料，按照重量百分比计，其原料包括：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物10-50%、PBT 10-50%、丁二烯类接枝 橡胶 3-20%、相容剂1-10%、耐低温改性剂1-10%、加工助剂0.5-5%。本发明制备的 蓄电池 外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料具有优异的机械性能、良好的耐油性能、优异的低温落球性能，良好的成型性能，能够满足新 能源 电动 汽车 用电池壳的性能需求，具有广阔的市场前景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料，其特征在于，按照重量百分比计，其原料包括：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物10-50%、PBT 10-50%、丁二烯类接枝橡胶3- |
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| 说明书全文 | 一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料技术领域背景技术[0002] ABS塑料是五大合成合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。 [0003] ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。由于具有三种组成，而赋予了其很好的性能；丙烯腈赋予ABS树脂的化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度；丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介电性能，并呈现良好的加工性。ABS塑料将PB、PAN、PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。大部分ABS是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。ABS具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能，尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。ABS塑料耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS塑料热变形温度低，可燃，耐候性较差。熔融温度在217-237℃，热分解温度在250℃以上。如今的市场上改性ABS材料，很多都是掺杂了水口料、再生料，导致客户成型产品性能不是很稳定。 [0004] 针对电池壳行业，使用最多的就是ABS和PP材料，其中ABS材料以其优异的力学性能，良好的尺寸稳定性成为首选。常规的电瓶车用电池外壳，材料使用较差，要求很低，只需要材料具有一定冲击强度以及低温冲击强度就可以达到使用的要求；而新能源汽车方面，由于电池外壳与发动机周边接触，这就要求材料有较高的耐温，较好的耐机油（刹车油），优异的低温落球性能。由于新能源电动汽车用电池壳需要满足90℃高温耐油测试、-40℃低温落球测试等苛刻的要求，而传统的ABS材料本身热变形温度只有85℃左右，耐刹车油性能也一般，-40℃下的低温冲击更是较低，因此需要对ABS进行改性来实现。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料，按照重量百分比计，其原料包括： 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物10-50%、PBT 10-50%、丁二烯类接枝橡胶3-20%、相容剂1- 10%、耐低温改性剂1-10%、加工助剂0.5-5%。 [0007] 作为本发明进一步的方案：所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丁二烯的摩尔含量为15-25%。 [0008] 作为本发明再进一步的方案：所述PBT的粘度为0.8-1.2。 [0009] 作为本发明再进一步的方案：所述丁二烯类接枝橡胶为甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯含量在60%以上的ABS高胶粉中的一种或两种组合。 [0011] 作为本发明再进一步的方案：所述耐低温改性剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种组合。 [0012] 作为本发明再进一步的方案：所述加工助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂；所述主抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基- 4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇、2,6-二叔丁基-4-4甲酚中的一种或多种组合；所述辅助抗氧剂为三(2,4－二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双硬脂醇酯中的一种或多种组合；所述润滑剂为E蜡、硬脂酸钙、PE蜡、硅酮母粒、PETS中的一种或多种组合。 [0013] 作为本发明再进一步的方案：按照重量百分比计，其原料包括：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物30%、PBT 40%、丁二烯类接枝橡胶20%、相容剂4.5%、耐低温改性剂5%、加工助剂0.5%。 [0014] 所述蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料的制备方法，步骤如下：称取各原料加入至高混机中高速搅拌5分钟，送入到挤出机的主喂料器中，然后加入至双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的温度分布如下：由进料段到机头分别为：220℃、245℃、245℃、245℃、240℃、240℃、230℃、230℃、230℃，模头：240℃；挤出的粒料经过水冷、切粒，然后包装。 [0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料具有优异的机械性能、良好的耐油性能、优异的低温落球性能，良好的成型性能，能够满足新能源电动汽车用电池壳的性能需求，具有广阔的市场前景。 具体实施方式[0016] 下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。 [0017] 一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料，按照重量百分比计，其原料包括：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物10-50%、PBT 10-50%、丁二烯类接枝橡胶3-20%、相容剂1-10%、耐低温改性剂1-10%、加工助剂0.5-5%。 [0018] 所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丁二烯的摩尔含量为15-25%。 [0019] 所述PBT的粘度为0.8-1.2。 [0020] 所述丁二烯类接枝橡胶为甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯含量在60%以上的ABS高胶粉中的一种或两种组合。 [0021] 所述相容剂为ABS接枝物、α-甲基苯乙烯接枝马来酰亚胺、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种组合。 [0022] 所述耐低温改性剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚酯弹性体、聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种组合。 [0023] 所述加工助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂。 [0024] 所述主抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇、2,6-二叔丁基-4-4甲酚中的一种或多种组合。 [0025] 所述辅助抗氧剂为三(2,4－二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双硬脂醇酯中的一种或多种组合。 [0026] 所述润滑剂为E蜡、硬脂酸钙、PE蜡、硅酮母粒、PETS中的一种或多种组合。 [0027] 所述蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料的制备方法如下：将苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、PBT、丁二烯类接枝橡胶、相容剂、耐低温改性剂和加工助剂加入至高混机中高速搅拌5分钟，送入到挤出机的主喂料器中，然后加入至双螺杆挤出机中进行挤出造粒。双螺杆挤出机的温度分布如下：由进料段到机头分别为：220℃、245℃、245℃、245℃、240℃、240℃、230℃、230℃、230℃，模头：240℃。挤出的粒料经过水冷、切粒，然后包装。粒料在鼓风干燥箱中100℃下干燥4小时，然后由注塑机制备测试样条。 [0028] 下面将结合两个实施例和三个对比例，按照上述制备工艺制备测试样条。。两个实施例和三个对比例的具体组分配比如表1所示。对所制备的测试样条进行性能测试，测试结果如表2所示。 [0029] 表1 原料配比表组分 对比例1 对比例2 实施例1 实施例2 对比例3 ABS 757K 85% 73% 45% 30% 0% PBT 1.0粘 0% 12% 30% 40% 85% HR-181 10% 10% 15% 20% 0% 耐低温改性剂 4.5% 0% 5% 5% 10% 相容剂 0% 4.5% 4.5% 4.5% 4.5% 主抗氧剂1010 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 辅助抗氧剂168 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 润滑剂 PETS 0.3% 0.3% 0.3% 0.3% 0.3% 注：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物选用ABS 757K，所选用的PBT粘度为1.0，丁二烯类接枝橡胶选用HR-181，耐低温改性剂选用苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体，相容剂选用乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，主抗氧剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（即抗氧剂1010），辅助抗氧剂选用三(2,4－二叔丁基苯基)亚磷酸酯（即抗氧剂168），润滑剂选用PETS。 [0030] 表2 性能测试结果表性能指标 测试标准 对比例1 对比例2 实施例1 实施例2 对比例3 缺口冲击强度 ISO179-1 35 25 30 35 25 -30℃低温缺口冲击强度 ISO179-1 20 15 18 15 12 常温耐油测试 企标 差 合格 合格 优异 优异 80℃高温耐油测试 企标 非常差 不合格 合格 优异 优异 低温落球测试 企标 合格 合格 较好 优异 合格 胶水粘结测试 企标 合格 合格 优异 较好 不合格 从上表可以看出，随着PET加入量的增加，材料的冲击强度明显下降，但是PBT的加入，材料的耐油性能有一个非常明显的提升，但是相对应的材料胶水粘接性能却有明显的下降。因此，控制PBT的含量成为关键。实施例1-2所制备的材料均能够满足新能源电动汽车用电池壳的性能需求。其中，实施例2所制备的材料性能较好，作为优选的实施例。 [0031] 实施例3一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料，按照重量百分比计，其原料包括： 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物15%、PBT 45%、丁二烯类接枝橡胶20%、相容剂10%、耐低温改性剂5.5%、加工助剂4.5%。 [0032] 所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丁二烯的摩尔含量为25%。 [0033] 所述PBT的粘度为0.8。 [0034] 所述丁二烯类接枝橡胶为甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。 [0035] 所述相容剂为α-甲基苯乙烯接枝马来酰亚胺。 [0036] 所述耐低温改性剂为甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物。 [0037] 所述加工助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂，主抗氧剂、辅助抗氧剂和润滑剂的重量比为1:1:3。 [0038] 所述主抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯。 [0039] 所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯。 [0040] 所述润滑剂为硬脂酸钙。 [0041] 实施例4一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料，按照重量百分比计，其原料包括： 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物50%、PBT 35%、丁二烯类接枝橡胶5%、相容剂5%、耐低温改性剂2.5%、加工助剂2.5%。 [0042] 所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丁二烯的摩尔含量为18%。 [0043] 所述PBT的粘度为1.1。 [0044] 所述丁二烯类接枝橡胶为甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。 [0045] 所述相容剂为乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。 [0046] 所述耐低温改性剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。 [0047] 所述加工助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂，主抗氧剂、辅助抗氧剂和润滑剂的重量比为1:1:3。 [0048] 所述主抗氧剂为双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇和2,6-二叔丁基-4-4甲酚按照重量比1:1组成。 [0049] 所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸双硬脂醇酯。 [0050] 所述润滑剂为E蜡和PETS按照重量比1:2组成。 [0051] 实施例5一种蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料，按照重量百分比计，其原料包括： 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物30%、PBT 35%、丁二烯类接枝橡胶15%、相容剂8%、耐低温改性剂8%、加工助剂4%。 [0052] 所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丁二烯的摩尔含量为25%。 [0053] 所述PBT的粘度为1.2。 [0054] 所述丁二烯类接枝橡胶为甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。 [0055] 所述相容剂为α-甲基苯乙烯接枝马来酰亚胺、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物按照重量比3:2组成。 [0056] 所述耐低温改性剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体和乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照重量比3:5组成。 [0057] 所述加工助剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂，主抗氧剂、辅助抗氧剂和润滑剂的重量比为1:1:3。 [0058] 所述主抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-4甲酚。 [0059] 所述辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双硬脂醇酯按照重量比3:1组成。 [0060] 所述润滑剂为PE蜡。 [0061] 实施例3-5所制备的材料同样能够满足新能源电动汽车用电池壳的性能需求。 [0062] 本发明制备的蓄电池外壳专用的高耐油高性能ABS合金材料具有优异的机械性能、良好的耐油性能、优异的低温落球性能，良好的成型性能，能够满足新能源电动汽车用电池壳的性能需求，具有广阔的市场前景。 [0063] 上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。 |
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