一种高流动耐烧蚀阻燃PPO组合物及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物及其制备方法。

背景技术：

1、聚苯醚(ppo或ppe)，化学名称为聚2,6—二甲基—1,4—苯醚，又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。ppo是一种主链上含有苯环的工程塑料，因此具有优良的机械强度、耐应力松弛、抗蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性，但是纯的ppo树脂冲击韧性差，熔体粘度高，加工性差，通常通过合金化来对其进行改性。

2、随着新能源的发展，锂电池也随之蓬勃发展，电池包的安全得到大众的更多关注。结构复杂的电池支架，电池包的阻燃效果，燃烧后结构完整保持率，烧蚀后结构强度已多次出现在主机厂的电池包部件测试项目之中。

3、ppo材料因其杰出的耐电解液，耐酸耐碱，是锂电池支架电池包的理想材料。但因为ppo化学结构特点，加工性差，流动性难以满足复杂结构的加工。对于高流动性的ppo材料对于注塑加工需求迫切。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，包括以下质量份的原料：ppo树脂30-50份、ps树脂20-40份、阻燃剂10-25份、酚醛树脂纤维20-50份，陶瓷粉20-40份、偶联剂0.2-1份、抗氧剂0.1-0.3份。

4、进一步地，所述ppo树脂中包括：20-30质量份数均分子量为2000-4000的ppo树脂、10-20质量份数均分子量为40000-60000的ppo树脂。

5、进一步地，所述ps树脂为聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、间规聚苯乙烯中的一种或多种，且数均分子量为80000-120000。

6、进一步地，所述酚醛树脂纤维为线型酚醛树脂和/或热固性酚醛树脂制成的交联纤维，单丝直径5-13μm，长度为10-50mm。

7、进一步地，所述阻燃剂为红磷、环状磷酸酯、螺旋状磷酸酯、磷酸三苯酯、双酚a双、间苯二酚中的一种或多种。

8、进一步地，所述陶瓷粉为氧化物、碳化物、硅化物、氮化物及硼化物中的一种或多种；陶瓷粉末填料用微米或纳米量级粉末，粒径范围为200-1000目。

9、进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类，受阻胺类，硫代酯类，亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种；所述偶联剂采用硅烷类偶联剂。

10、上述高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物的制备方法，包括以下步骤：

11、将ppo树脂，ps树脂，阻燃剂，陶瓷粉，偶联剂，抗氧剂混合均匀，之后加入双螺杆挤出机主喂或侧喂，酚醛树脂纤维加入到挤出机主喂或侧喂，熔融挤出造粒，得到所述ppo组合物。

12、进一步地，所述双螺杆挤出机的工作参数为：一区温度180-230℃、二区温度250-270℃、三区温度250-275℃、四区温度250-270℃、五区温度为260-270℃、六区温度230-240℃、第七区温度230-240℃、模头温度240-250℃，主螺杆转速为300-500r/min。

13、上述高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物在制备新能源汽车电池支架、电池端板以及电池包中的应用。

14、本发明的有益效果：

15、1、本发明通过引入酚醛树脂纤维提高组合物的耐烧蚀特性，阻燃性，酚醛树脂纤维燃烧时只会炭化、发烟量少、且极少发生有毒瓦斯，在高温下也不熔融、且热收断缩少，抗燃性能突出，极限氧指数为34，瞬间接触近7500℃的氧-乙炔火焰，不熔融也不延燃，具有自熄性可以为组合物提供很好的阻燃性能，烧蚀后高强度的骨架结构。

16、2、本发明通过引入陶瓷粉，在燃烧过程中对着温度的上升和时间的延长，陶瓷粉固体颗粒制件相互键联，晶粒长大，形成一定强度的多晶烧结体。陶瓷粉具有优异的耐高温、抗腐蚀、耐磨损性能，是一类应用广泛的结构功能材料，均匀分散无机粉末的热阻隔效应有效抑制有机聚合物骨架的热分解，延缓有机分子链的热分解速率，提高耐烧蚀性能，为烧蚀后的结构完整度，强度提供有力的支撑。

17、3、本发明同时引入陶瓷粉和酚醛树脂纤维，陶瓷粉与酚醛树脂纤维从微观上的充分混合，酚醛树脂纤维的耐火特性为陶瓷粉提供了支撑，在烧蚀过程中陶瓷粉在酚醛树脂纤维的表面陶瓷化，从而由无规结构变为三维网络结构，为材料提供更好的强度，保持材料烧蚀后结构稳定。

18、4、低分子量ppo的引入，可以有效的提高溶体流动速率，这种超低分子量ppo主要是应用于电路板覆铜板行业与环氧树脂混合使用，在改性塑料行业因其分子量太低，易脆，耐热低，基本没有应用。低分子量ppo的引入，在注塑过程中可以提高流动性，优先流动充填模具，包裹填料，对阻燃，强度起到很好的效果。

19、5、ppo树脂采用高分子量和低分子量复配，可以在注塑过程中流动性更高的低分子量ppo树脂更加容易填充到模具各处，从而避免因分子量过高而到时候加工性差，对于复杂结构的模具难以完美复制。分子量高的ppo树脂，可以为材料提供足够的强度，已满足制件对材料的要求。

技术特征：

1.一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，其特征在于，包括以下质量份的原料：ppo树脂30-50份、ps树脂20-40份、阻燃剂10-25份、酚醛树脂纤维20-50份，陶瓷粉20-40份、偶联剂0.2-1份、抗氧剂0.1-0.3份。

2.根据权利要求1所述的一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，其特征在于，所述ppo树脂中包括：20-30质量份数均分子量为2000-4000的ppo树脂、10-20质量份数均分子量为40000-60000的ppo树脂。

3.根据权利要求1所述的一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，其特征在于，所述ps树脂为聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、间规聚苯乙烯中的一种或多种，且数均分子量为80000-120000。

4.根据权利要求1所述的一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，其特征在于，所述酚醛树脂纤维为线型酚醛树脂和/或热固性酚醛树脂制成的交联纤维，单丝直径5-13μm，长度为10-50mm。

5.根据权利要求1所述的一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，其特征在于，所述阻燃剂为红磷、环状磷酸酯、螺旋状磷酸酯、磷酸三苯酯、双酚a双、间苯二酚中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，其特征在于，所述陶瓷粉为氧化物、碳化物、硅化物、氮化物及硼化物中的一种或多种；陶瓷粉末填料用微米或纳米量级粉末，粒径范围为200-1000目。

7.根据权利要求1所述的一种高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类，受阻胺类，硫代酯类，亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种；所述偶联剂采用硅烷类偶联剂。

8.权利要求1-7任一项所述的高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物的制备方法，其特在于，所述双螺杆挤出机的工作参数为：一区温度180-230℃、二区温度250-270℃、三区温度250-275℃、四区温度250-270℃、五区温度为260-270℃、六区温度230-240℃、第七区温度230-240℃、模头温度240-250℃，主螺杆转速为300-500r/min。

10.权利要求1-7任一项所述的高流动耐烧蚀阻燃ppo组合物在制备新能源汽车电池支架、电池端板以及电池包中的应用。

技术总结
本发明公开一种高流动耐烧蚀阻燃PPO组合物及其制备方法，属于高分子材料领域；一种高流动耐烧蚀阻燃PPO组合物包括以下质量份的原料：PPO树脂30‑50份、PS树脂20‑40份、阻燃剂10‑25份、酚醛树脂纤维20‑50份，陶瓷粉20‑40份、偶联剂0.2‑1份、抗氧剂0.1‑0.3份；PPO树脂中包括：20‑30份数均分子量为2000‑4000的PPO树脂、10‑20份数均分子量为40000‑60000的PPO树脂；通过将PPO树脂，PS树脂，阻燃剂，陶瓷粉，偶联剂，抗氧剂混合均匀，之后加入双螺杆挤出机主喂或侧喂，酚醛树脂纤维加入到挤出机主喂或侧喂，熔融挤出造粒，得到PPO组合物。

技术研发人员：廖虎辉,陈鹏
受保护的技术使用者：会通新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29