本发明涉及一种微发泡尼龙材料及其制备方法，尤其是一种阻燃增强微发泡尼龙材料及其制备方法，属于材料
技术领域：
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背景技术：
：由于目前能够使用的动力电池的单位比能量与传统汽车使用液体燃料的单位比能量差距巨大，动力系统（主要是电池）通常占整车总质量的30%-40%。这就决定了电动汽车在与传统汽车同等排放量的单位能耗（电耗量/50km）下，不能像传统汽车那样靠一次补充能量来实现长距离的行驶。因此，相比于传统汽车，新能源车对于轻量化的要求更为迫切。新能源汽车电池壳体本身体积巨大，成型过程中存在翘曲变形，装配性能合格率不高，抗跌落与困扎性能差，阻燃性能不稳定等问题。微孔发泡技术特有的内部微孔结构可以抵消内应力，不仅可降低汽车零部件重量15-50%，亦可提升制品表观质量，另外，它还具有较高刚性、缓冲性、隔热、隔音性能等优点。然而，对于新能源汽车电池壳体这种大部件的尼龙材料进行微发泡时，目前，多数发泡剂在材料生产或成型过程的高温高压下，分解均会产生水、氨、co2等小分子，会导致尼龙降解，甚至导致产品抗跌落等性能下降，限制了增强阻燃微发泡尼龙材料开发及应用。技术实现要素：为解决以上问题，本发明提供一种微发泡尼龙材料，该材料的阻燃等级达到ul941.6mmv0级，力学性能优异，泡孔密度高，表观质量好特点，用其制备的新能源汽车电池壳体等产品，具有刚性高、耐跌落、薄壁成型效率高、耐热性高、尺寸稳定性好、成品率高等特点；在产品整体减重的情况下，可通过产品捆扎力变形测试；而且，产品还具有良好的长期热老化性能，满足了主机厂150℃1000h长期热氧老化使用要求；另外，产品工艺过程易于工业化生产。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种阻燃增强微发泡尼龙材料，包括以下重量份数的组分：尼龙40-65份聚苯硫醚10-20份玻璃纤维30-45份阻燃剂7-30份抑烟剂1-10份耐水解剂0.2-5份发泡剂0.5-5份发泡助剂1-10份润滑剂0.2-1份稳定剂0.2-1份进一步的技术方案，所述尼龙材料为尼龙66与尼龙12共混物，且二者质量比例为3：1。所述聚苯硫醚为分子量15000-20000的聚苯硫醚，优选分子量为20000的聚苯硫醚。进一步的技术方案，所述玻璃纤维为无碱玻纤，直径6-20um，6-10um抗水解玻璃纤维，优选10um抗水解玻璃纤维。进一步的技术方案，所述阻燃剂为硅系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机矿物阻燃剂、硼系阻燃剂中的一种或两种复配，优选硅系阻燃剂和硼系阻燃剂复配，优选质量比为2：1的溴化聚苯乙烯接枝聚二甲基硅氧烷与硼酸锌复配物。所述抑烟剂为氧化镁、氧化铝、氧化锌、三氧化二铁、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、蒙脱土中的一种或两种复配，优选三氧化二铁与三碱式硫酸铅复配物。进一步的技术方案，所述耐水解剂为氯化钙、无水硫酸铜、纤维素、壳聚糖、聚丙烯酸多价金属盐中的一种或两种复配，优选氯化钙。进一步的技术方案，所述发泡剂为碳酸盐、偶氮化合物、酰肼类化合物、亚硝基化合物中的一种，优选酰肼类化合物，例如bsh、obsh、bdsh等；所述发泡助剂为超细二茂铁、超细硫酸钡、超细硫化锌、纳米凹凸棒、纳米高岭土中的一种，优选超细硫化锌。进一步的技术方案，所述稳定剂为1098、168、h10、h318中的一种或两种组合，优选h10；所述润滑剂为ebs、芥酸酰胺、硬脂酸、氧化pe蜡、乙撑双脂肪酸酰胺中的一种，优选乙撑双脂肪酸酰胺（taf）。一种阻燃增强微发泡尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙40-65份,聚苯硫醚10-20份,阻燃剂7-30份,抑烟剂1-10份,耐水解剂0.2-5份,发泡助剂1-10份,润滑剂0.2-1份,稳定剂0.2-1份按重量份数混配成混合物，放入高速混合机中混合1-3min，通过料斗将此混合物加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30-45份通过侧喂料口加入，在220-380℃温度下，经历挤出、拉条、牵引、造粒制备成预混复合母粒；(2)将以上预混复合母粒与发泡剂按照一定重量份数在混合机中混合，通过注塑得到阻燃增强微发泡尼龙材料或产品。有益效果与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、本发明通过选择分解水量低的发泡剂以及耐水解剂复配使用，消除了发泡剂分解产生的水、氨等易使尼龙基体降解的小分子物质，辅以科学设计改性尼龙体系，系统地解决了阻燃增强尼龙微发泡过程中尼龙基体分解和降解，保证产品性能的实现，同时，增强阻燃尼龙微发泡材料达到ul941.6mm以上v0级别，灼热丝起燃温度超过750℃，满足新能源汽车电池壳体/框架等阻燃性能要求。另一方面，采用长碳链尼龙与合适分子量的聚苯硫醚在保证加工成型性的同时，辅以产品具有优良的韧性和耐热性，微孔的存在进一步提升产品抗跌落性能。2、采用本发明制备的微发泡新能源汽车电池壳/框架产品还具有低翘曲、易薄壁成型、刚性高、尺寸稳定性好等特点，产品完全通过捆扎力等测试，合格率高；实际产品整体减重超过18%；而且，产品还具有良好的长期热老化性能，满足了主机厂150℃1000h长期热氧老化使用要求。3、本发明提供该材料的制备方法，工艺可控，生产成本低，效率高、易于实现工业化。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例一种阻燃增强微发泡尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙40-65份,聚苯硫醚10-20份,阻燃剂7-30份,抑烟剂1-10份,耐水解剂0.2-5份,发泡助剂1-10份,润滑剂0.2-1份,稳定剂0.2-1份按重量份数混配成混合物，放入高速混合机中混合1-3min，通过料斗将此混合物加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30-45份通过侧喂料口加入，在220-380℃温度下，经历挤出、拉条、牵引、造粒制备成预混复合母粒；(2)将以上预混复合母粒与发泡剂按照一定重量份数在混合机中混合，通过注塑得到阻燃增强微发泡尼龙材料或产品。所述尼龙材料为尼龙66与尼龙12共混物，且二者质量比例为3：1。所述聚苯硫醚为分子量15000-20000的聚苯硫醚，优选分子量为20000的聚苯硫醚。所述玻璃纤维为无碱玻纤，直径6-20um，6-10um抗水解玻璃纤维，优选10um抗水解玻璃纤维。所述阻燃剂为硅系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机矿物阻燃剂、硼系阻燃剂中的一种或两种复配，优选硅系阻燃剂和硼系阻燃剂复配，优选质量比为2：1的溴化聚苯乙烯接枝聚二甲基硅氧烷与硼酸锌复配物。所述抑烟剂为氧化镁、氧化铝、氧化锌、三氧化二铁、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、蒙脱土中的一种或两种复配，优选三氧化二铁与三碱式硫酸铅复配物。所述耐水解剂为氯化钙、无水硫酸铜、纤维素、壳聚糖、聚丙烯酸多价金属盐中的一种或两种复配，优选氯化钙。所述发泡剂为碳酸盐、偶氮化合物、酰肼类化合物、亚硝基化合物中的一种，优选酰肼类化合物，例如bsh、obsh、bdsh等；所述发泡助剂为超细二茂铁、超细硫酸钡、超细硫化锌、纳米凹凸棒、纳米高岭土中的一种，优选超细硫化锌。所述稳定剂为1098、168、h10、h318中的一种或两种组合，优选h10；所述润滑剂为ebs、芥酸酰胺、硬脂酸、氧化pe蜡、乙撑双脂肪酸酰胺中的一种，优选乙撑双脂肪酸酰胺（taf）。按照上述方法，通过调整具体组分和份数，制备4种阻燃增强微发泡尼龙材料以及对比例，具体配方如下表1所示。表1对比例与4种实施例配方对比例1实施例1实施例2实施例3实施例4尼龙664045654040尼龙12155聚苯硫醚10151220溴化聚苯乙烯接枝聚二甲基硅氧烷12硼酸锌610红磷7密胺焦磷酸盐303018玻璃纤维3030354045氧化铝5三碱式硫酸铅2三氧化二铁210氧化锌1氯化钙2无水硫酸铜5纤维素3壳聚糖0.2偶氮二异丁腈0.5obsh23碳酸铝5超细二茂铁10超细硫化锌15纳米凹凸棒410980.50.8h100.30.21氧化pe蜡0.21taf0.50.50.6以上对比例和实施例性能结果如下表所示本发明产品对比例与实施例性能表检测项目标准对比例1实施例1实施例2实施例3实施例4密度/g/cm3iso11831.421.101.121.151.20拉伸强度/mpaiso527138145138142150弯曲模量/mpaiso17868008950862083107850悬臂梁缺口冲击强度/kj/m2（23℃）iso1798.911.612.313.714.8热变形温度/℃iso75240255262259266阻燃等级ul941.6mmv0/发烟较大v0/发烟少v0/发烟少v0/发烟少v0/发烟少收缩率/%jl法0.590.320.360.330.23从以上结果可以看出，相比对比例1，实施例1，实施例2，实施例3，实施例4重量减少至少15%以上，产品轻量化效果明显；而且均达到ul941.6mm以上v0级别；微发泡后，材料强度满足使用要求，收缩率由0.59%下降到了0.4%以内，尺寸稳定性明显提高，满足了主机厂对新能源汽车电池壳体/框架材料性能要求。以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12