[发明专利]一种改性聚苯醚发泡珠粒的配方、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种改性聚苯醚发泡珠粒的配方、制备方法及其应用，其配方由包含以下重量份的组分制成：聚苯醚30‑90份、改性聚合物30‑90份、相容剂5‑30份、增韧剂5‑30份、阻燃剂5‑20份、抗氧剂1‑5份、助抗氧剂1‑5份、润滑剂1‑3份、偶联剂1‑‑3份、分散剂1‑‑10份、无机纳米成核剂材料2‑6份；本发明可以制造出适合发泡均匀，倍率大，闭孔率高，泡孔均匀细密，不容易收缩塌陷的发泡珠粒；快捷安全高效节能的预发泡加工设备和工艺来完成发泡改性聚苯醚发泡珠粒的生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是一种改性聚苯醚发泡珠粒的配方、制备方法及其应用。

背景技术

近20多年来，各国汽车制造商都十分重视汽车轻量化的工作，投入大量的人力和资金进行研究，汽车轻量化取得了显著的成就，这主要归功于材料工程领域的科技进步。首先是诸多高强度轻质材料的开发及在汽车制造中的应用，取代了不少传统的钢铁制件;其次是新的成形工艺，不断涌现，优化了工件结构，大大减少了材料消耗。汽车轻量化目的的实现主要依靠材料的更新换代和加工技术的创新，认识新材料才能更新加工工艺，创造新的加工技术来实现目的。

我国与其他国家相比，在这方面的研究还不够先进，应该投入更多的精力来发展此项工艺，即改变汽车的制造材料，又改变汽车的部分零件和结构设计，技术与材料相结合，推进汽车轻量化的发展。

电动汽车的电池箱作为纯电动汽车动力电池总成的承重与保护装置，是动力电池箱总成的关键组成部分。纯电动汽车装配大量的动力电池来满足电动汽车续航里程的要求，往往动力电池箱总成就要占整车总质量的30%-40%。而各大电池厂商目前大多使用厚重的箱体式的电池箱来装载动力电池，这无形中增加了纯电动汽车的整体质量。因此，在满足电池箱动静态性能、密封防水性、碰撞安全性等基本的要求的基础上，需对纯电动汽车的电池箱结构进行优化设计从而实现其轻量化设计，对推进纯电动汽车的快速发展具有重要的意义。

电动汽车的电池箱作为电动汽车所载有的动力源是电动汽车的关键部件，其性能的优劣将对电动汽车的应用前景产生重大影响，动力电池使用环境一般都比较差，电池箱体作为动力电池的防护零件，需要满足诸多功能需求。在箱体结构设计上，需要考虑以下因素:耐振动强度和疲劳耐久性能；耐冲击性能，要求箱体外部及内部经历冲击不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象；碰撞安全性能，车辆在发生正面碰撞、侧面碰撞及后碰撞过程中对电池箱体可能造成的挤压破坏而采取的有效保护措施；密封性能，电池位于车身底板下方，在车身外侧，且离路面很近，其防水、防尘的密封要求必不可少；防腐性能，电池的位置极易沾粘雨水、泥浆，是腐蚀重灾区，其防腐性能要求应很高；耐热性能，电池工作时产生较高的热量，防护箱体的材料必须有耐高温性能，轻量化，考虑到车辆能源的过量消耗和大气的污染，电池箱体愈轻愈好。所以现有传统方法是采用易于成型的金属箱体（如铝合金），共聚PP、m-PPE高强度塑料材料制作。

作为改性工程塑料聚苯醚(m-PPE)，比重1.07g/cm3;其分子结构决定了其具有良好的热性能，它的玻璃化转变温度(Tg)可达210 ℃,在较宽的温度范围内能够保持优良的力学性能、电性能、保温性能，阻燃性能，并具有良好的耐热水和耐水蒸气性能。

高性能聚苯醚树脂作为基本材料，其强度可达70MPa左右，大约是聚乙烯的3倍，弹性模量大于2000MPa，材料的抗冲击性能大于430J /m(Izod试验方法)。热变形温度高达120℃，线膨胀系数大约1.0--2.0X106℃，低于聚乙烯和聚丙烯，因此产品的尺寸稳定好，它的耐蠕变性能是五大工程塑料中最好的，长期使用强度具有较高的可靠性，聚苯醚材料还具有本征的阻燃性，且属于低烟无卤环保型阻燃，树脂本身的耐酸碱、耐水，卫生性能比较好。

但高性能聚苯醚树脂分子键刚性大，玻璃化转化温度高，不易取向，制品内残余内应力较高，熔融流动性差，加工困难，价格高等缺点。因此，通常采用掺混等合金化方法对PPE改性，并通过加入发泡剂，生产改性聚苯醚的发泡材料。