技术摘要：
一种蓄电池外壳专用聚丙烯增韧改性材料及其制备方法，包括聚丙烯70~90%；TPO弹性体3~10%；增强体系3~5%；抗氧剂0.3~0.5%；本发明不使用增韧协效剂与弹性体搭配使用，使弹性体在聚丙烯体系中用量减少，减少刚性的损失；选用矿物填料和聚丙烯树脂制备一步料的方法，解决 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，因此需要设计一种配方，均衡各方面性能，全面提升， 满足大众汽车需要。 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）： 可以看到，大众汽车所使用的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。通常塑料改进增韧体系普遍使用POE等 弹性体，POE是杜邦陶氏化学INSITE催化体系生产的聚烯烃类弹性体，分子结构类似EPDM； 由于结构类似EPDM，因此与PP的相容性并不完美，需要使用增韧协效剂协助融合，这就使得 刚性有所下降，使用POE改性的材料低温抗冲击的性能不能满足大众汽车的标准要求。 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配套铅酸蓄电池外壳材料的技术要 求、低温韧性好、还具备一定刚性的蓄电池外壳专用聚丙烯增韧改性材料。 4 CN 111592719 A 说 明 书 2/5 页 本发明目的还在于提供上述蓄电池外壳专用聚丙烯增韧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%； TPO弹性体：3~10%； 增强体系：3~5%； 抗氧剂：0.3~0.5%； 其他助剂：0~1%； 所述的增强体系为矿物填料； 所述聚丙烯为聚丙烯树脂。 本发明最佳重量配比的组份： 聚丙烯：75%； TPO弹性体：14.5%； 增强体系：10%； 抗氧剂：0.5%； 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TPO弹性体为日本IPP公司HORIZON气相法合成的TPO弹性体， 其密度 为 0.850 0.890g/cm3~ ， 熔体流动速率在 190℃、 2.16kg 的条件下为 0.2-8 g/10min。其 分子结构与聚丙烯相同，因此相对与POE，TPO与聚丙烯更好的相容性；能够完全与聚丙烯相 容， TPO弹性体由于完全相容，可以减少增韧协效剂的使用量，也就减少了对刚性的损害， 获得更高的综合性能。 本发明所述的增强体系为矿物填料，包含硫酸钡、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，滑石粉为市售通用的滑石粉， 其细度区间为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主抗氧剂与辅助抗氧剂进行复配而成；主抗氧剂为市售通用 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%； 除此之外本发明的组合物中还可以包含其它添加剂，如成核剂为市售通用β成核剂，牌 号如山西化工研究所的TMB-5，其成核剂的成分为山梨醇类成核剂，主抗氧剂为雅宝的 1010，辅助抗氧剂为雅宝的168，润滑剂为可赛成功的WAX2006，其润滑剂的目数为325目，耐 5 CN 111592719 A 说 明 书 3/5 页 候剂为市售通用的抗紫外吸收剂，牌号为抗紫外线吸收剂UV-571、光稳定剂UV-770。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。 本发明的蓄电池外壳专用聚丙烯增韧改性材料， 其制备方法包括如下步骤 ： 1） 将本发明优选的矿物填料和聚丙烯树脂以一定的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、抗氧剂、润滑剂，等其他加工助剂混合 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。 所述高温混炼机包括但不限于密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：单独采用TPO，不使用增韧协效剂与 弹性体搭配使用，使弹性体在聚丙烯体系中用量减少，减少刚性的损失；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；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 制备的大众汽车铅酸蓄电池外壳专用料，能够满足大众汽车外壳标准，通过相关测试。
一种蓄电池外壳专用聚丙烯增韧改性材料及其制备方法，包括聚丙烯70~90%；TPO弹性体3~10%；增强体系3~5%；抗氧剂0.3~0.5%；本发明不使用增韧协效剂与弹性体搭配使用，使弹性体在聚丙烯体系中用量减少，减少刚性的损失；选用矿物填料和聚丙烯树脂制备一步料的方法，解决 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，因此需要设计一种配方，均衡各方面性能，全面提升， 满足大众汽车需要。 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）： 可以看到，大众汽车所使用的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。通常塑料改进增韧体系普遍使用POE等 弹性体，POE是杜邦陶氏化学INSITE催化体系生产的聚烯烃类弹性体，分子结构类似EPDM； 由于结构类似EPDM，因此与PP的相容性并不完美，需要使用增韧协效剂协助融合，这就使得 刚性有所下降，使用POE改性的材料低温抗冲击的性能不能满足大众汽车的标准要求。 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配套铅酸蓄电池外壳材料的技术要 求、低温韧性好、还具备一定刚性的蓄电池外壳专用聚丙烯增韧改性材料。 4 CN 111592719 A 说 明 书 2/5 页 本发明目的还在于提供上述蓄电池外壳专用聚丙烯增韧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%； TPO弹性体：3~10%； 增强体系：3~5%； 抗氧剂：0.3~0.5%； 其他助剂：0~1%； 所述的增强体系为矿物填料； 所述聚丙烯为聚丙烯树脂。 本发明最佳重量配比的组份： 聚丙烯：75%； TPO弹性体：14.5%； 增强体系：10%； 抗氧剂：0.5%； 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TPO弹性体为日本IPP公司HORIZON气相法合成的TPO弹性体， 其密度 为 0.850 0.890g/cm3~ ， 熔体流动速率在 190℃、 2.16kg 的条件下为 0.2-8 g/10min。其 分子结构与聚丙烯相同，因此相对与POE，TPO与聚丙烯更好的相容性；能够完全与聚丙烯相 容， TPO弹性体由于完全相容，可以减少增韧协效剂的使用量，也就减少了对刚性的损害， 获得更高的综合性能。 本发明所述的增强体系为矿物填料，包含硫酸钡、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，滑石粉为市售通用的滑石粉， 其细度区间为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主抗氧剂与辅助抗氧剂进行复配而成；主抗氧剂为市售通用 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%； 除此之外本发明的组合物中还可以包含其它添加剂，如成核剂为市售通用β成核剂，牌 号如山西化工研究所的TMB-5，其成核剂的成分为山梨醇类成核剂，主抗氧剂为雅宝的 1010，辅助抗氧剂为雅宝的168，润滑剂为可赛成功的WAX2006，其润滑剂的目数为325目，耐 5 CN 111592719 A 说 明 书 3/5 页 候剂为市售通用的抗紫外吸收剂，牌号为抗紫外线吸收剂UV-571、光稳定剂UV-770。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。 本发明的蓄电池外壳专用聚丙烯增韧改性材料， 其制备方法包括如下步骤 ： 1） 将本发明优选的矿物填料和聚丙烯树脂以一定的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、抗氧剂、润滑剂，等其他加工助剂混合 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。 所述高温混炼机包括但不限于密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：单独采用TPO，不使用增韧协效剂与 弹性体搭配使用，使弹性体在聚丙烯体系中用量减少，减少刚性的损失；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；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 制备的大众汽车铅酸蓄电池外壳专用料，能够满足大众汽车外壳标准，通过相关测试。
