CN101798778A

CN101798778A - 用于高速电池生产线的无汞锌-锰干电池的浆层纸及其制备方法

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Publication number: CN101798778A
Application number: CN 201010122801
Authority: CN
Inventors: 肖勇
Original assignee: Individual
Current assignee: GUANGDONG ZHAOQING MINGZHU PAPER CO Ltd
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: CN101798778B

Abstract

本发明是关于一种用于高速电池生产线的无汞锌-锰干电池浆层纸及其制备方法，本发明的浆层纸包括基纸和涂覆在基纸正面与反面的涂布层，即双层涂布。基纸可采用低紧度干电池浆层纸基纸，涂布层由改性淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧基丁苯胶乳、聚乙二醇、丙二醇嵌段聚醚及复合缓蚀剂组成，该电池浆层纸机械适应性好、抗静电能力强、吸液量大、吸液速度快、保液性能好、隔离性能高。本发明的浆层纸生产的无汞锌-锰干电池电性能较好，能满足锌-锰干电池无汞化高速生产线(600支/分以上)的需要。

Description

用于高速电池生产线的无汞锌-锰干电池的浆层纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种浆层纸及制备方法，属于干电池制造技术领域，特别是涉及一种用于高速电池生产线(≥600支/分)的无汞锌-锰干电池浆层纸及制备方法。

背景技术

随着技术的进步，电池生产的机械化、自动化程度越来越高，速度越来越快，用普通干电池浆层纸基纸生产的浆层纸由于硬度大，容易产生静电，高速生产线生产电池过程中常常出现浆层纸进锌筒困难、浆层纸破裂、掉粉等现象。严重影响生产线性能的正常发挥，生产的电池次品、废品增加；而采用复合基纸生产的浆层纸由于价格高昂而增大生产成本，普通锌-锰干电池又难以承受，为此，必须对传统的浆层纸生产工艺进行改革，以生产适用于高速电池生产线(≥600支/分)生产锌-锰干电池的需要。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种适应于高速电池生产线(≥600支/分)生产干电池用的浆层纸，该电池浆层纸除满足干电池生产要求的隔离性能和保液性能好，还具有吸液速度快，吸液量大；有良好的机械和化学稳定性，抗静电能力持久，能满足锌-锰干电池的电性能要求及高速电池生产线的生产工艺要求。

本发明的另一目的是提供一种适用于高速电池生产线的浆层纸的制备方法，为了达到上述目的，必须解决浆层纸的隔离性能和保液性能外，还必须解决浆层纸的吸液速度快，吸液量大，机械适应性和化学稳定性及抗静电能力等技术问题。

本发明是采用以下技术方案来实现的：依据本发明提出的一种适用于高速电池生产线(≥600支/分)生产无汞锌-锰干电池的浆层纸，具有基纸，所述基纸的双面均涂覆有涂布层，所述涂布层包括以下重量百分含量的各组份，各组份的百分含量之和为100％：

改性淀粉：35-40％聚丙烯酰胺：2-3％

聚乙烯醇：30-45％聚乙二醇：5-10％

羧甲基纤维素：3.0-5.5％羧基丁苯胶乳：3-6％

复合缓蚀剂：1.5-3％丙二醇嵌段聚醚：2-5％。

根据本发明实施例的无汞锌-锰干电池浆层纸，所述复合缓蚀剂由三氯化铋与EDTA组成，其中，三氯化铋与EDTA的重量比为5-7∶1。

根据本发明实施例的无汞锌-锰干电池浆层纸，所述聚乙烯醇包括：15％-20％的聚乙烯醇1788及20％-30％的聚乙烯醇1799。

根据本发明实施例的无汞锌-锰干电池浆层纸，所述聚乙二醇包括：2％-5％聚乙二醇200及3％-8％的聚乙二醇400。

根据本发明实施例的无汞锌-锰干电池浆层纸，所述丙二醇嵌段聚醚包括：1％-3％丙二醇嵌段聚醚F68及1％-4％丙二醇嵌段聚醚F38。

根据本发明实施例的无汞锌-锰干电池浆层纸，所述涂层包括以下重量百分含量的各组分所述涂布层包括以下重量百分含量的各组分，各组份的百分含量之和为100％：

改性淀粉：38％聚丙烯酰胺：2.5％

聚乙烯醇1788：16％聚乙烯醇1799：22％

聚乙二醇200：3％聚乙二醇400：4％

羧甲基纤维素：3％羧基丁苯胶乳：5％

复合缓蚀剂：2.5％丙二醇嵌段聚醚F68：1.5％

丙二醇嵌段聚醚F38：2.5％。

另外，本发明还提出了一种适应于高速电池生产线(≥600支/分)生产无汞锌-锰干电池的浆层纸的制备方法，包括以下步骤：

①将35％-40％的改性淀粉加入去离子水调制成改性淀粉溶液，再将2％-3％的聚丙烯酰胺、30％-45％的聚乙烯醇、5％-10％的聚乙二醇、3.5％-5.5％的羧甲基纤维素、5％-10％的羧基丁苯胶乳加去离子水溶解，然后加入到改性淀粉溶液中搅拌，在搅拌过程中加入1.5％-3％的复合缓蚀剂，并用2-5％的丙二醇嵌段聚醚作消泡剂消泡，搅拌直至混合均匀，可得到浆层纸的涂布层；②将上述涂布层均匀地涂覆在基纸的两面干燥后即得浆层纸。

根据本发明实施例的制备方法，所述浆层纸的涂布层厚度根据各型号电池的要求为40-70μm。

借由上述技术方案，本发明用于高速电池生产线(≥600支/分)生产无汞锌-锰干电池的浆层纸及其制备方法具有以下优点：

1、在浆料中加入聚乙二醇，由于聚乙二醇在改善基纸纤维的柔软性的同时，还充当淀粉涂层的软化剂，从而有效地提高了浆层纸的机械适应性，防止高速生产线上浆层纸因纤维和涂层的硬化引起的浆层纸进锌筒困难及破裂，同时聚乙二醇还能提高涂层的湿润能力以提高浆层纸的吸水速度，聚乙二醇还具有抗静电的作用；

2、在浆层纸浆料中加入羧基丁苯胶乳，由于有极性基团(羧基)的存在，使涂层的粘接性、成膜性大大提高，从而使浆层纸具有良好的机械和化学稳定性；

3、在浆层纸浆料的制备过程中用丙二醇嵌段聚醚作消泡剂的同时，由于丙二醇嵌段聚醚能对纤维提供持久的静电防护作用，避免了高速线生产过程中浆层纸产生的静电而影响锌-锰干电池的电性能；

4、在浆料中使用复合缓蚀剂有效地提高其阻隔性能和缓蚀性能，因为聚丙烯酰胺在分子链上有活泼的酰胺基(-NH₂)，它能与缓蚀剂中的高价阳离子发生络合作用，形成絮状凝胶络合物，使聚丙烯酰胺在浆料中的溶解度降低，粘度下降，当絮凝严重时，还伴有氢键缔合物和分子卷曲现象而形成团状凝胶，传统的方法是调节PH值，增加H⁺浓度，使-NH₂基团中的氮原子的负电性减弱，使其难以再与高价阳离子发生络合作用，但效果往往不理想，本发明的复合缓蚀剂由三氯化铋与EDTA组成，这样EDTA作为掩蔽剂，让缓蚀剂中的高价阳离子先与EDTA形成稳定的络合物，这样，高价阳离子就不能再与聚丙烯酰胺发生络合作用而产生凝胶，大大提高了缓蚀剂中缓蚀剂的化学稳定性，由于避免凝胶产生，浆料的成膜性能也大大提高，从而有效地提高其阻隔性能和缓蚀性能；

5、用低紧度干电池用基纸替代复合纸生产适用于高速线(≥600支/分)生产无汞锌-锰干电池的浆层纸，能有效地降低生产成本。

附图说明

图1是本发明用于高速生产线(≥600支/分)无汞锌-锰干电池的浆层纸的结构示意图。

图2是本发明的浆层纸浆料层(涂布层)的制备工艺图。

图3是本发明的浆层纸制备方法的工艺流程图。

10：基纸

20、20’：涂布层

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明所述的适用于高速电池生产线(≥600支/分)无汞锌-锰干电池的浆层纸，包括：基纸10和涂覆在基纸正反两面上的涂布层20、20’。本发明由于在浆料中加入了提高纤维和涂层柔软性能的软化剂和抗静电剂，使本发明生产的浆层纸的机械适应性大大提高，浆层纸完全能满足高速生产线的工艺要求，生产的锌-锰干电池电性能稳定。

请参阅图2所示，上述涂布层(浆料层)是由改性淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、复合缓蚀剂、羧基丁苯胶乳、聚乙二醇、丙二醇嵌段聚醚组成。所述的涂布层厚度根据各型号电池的规格要求为40-70μm。

本发明适用于高速电池生产线(≥600支/分)生产无汞锌-锰干电池的浆层纸与现有技术用基纸生产的浆层纸相比，本发明在涂层中加入了两种不同分子量的聚乙二醇，有效地改善纤维及涂层的柔软性，同时，提高涂层的再湿润能力，有效地提高浆层纸的吸水速度；本发明在涂层中加入羧基丁苯胶乳，能使涂层与基纸粘接更加牢固，使浆层纸具有良好的机械和化学稳定性；本发明在涂层的浆料制备过程中用两种不同型号的丙二醇嵌段聚醚作消泡剂消泡的同时，由于丙二醇嵌段聚醚能对纤维提供持久的静电防护作用，避免了高速生产过程中浆层纸产生的静电而影响锌-锰干电池的电性能；本发明所使用的复合缓蚀剂由三氯化铋与EDTA组成，能够有效提高其阻隔性能和缓蚀性能。

请参阅图3所示，图3是本发明适用于高速电池生产线(≥600支/分)生产无汞锌-锰干电池的浆层纸的制备方法的工艺流程图。首先配浆，配浆是将上述材料用水溶解混合，搅拌均匀，制成涂料层；之后上浆，上浆是在基纸的双面均匀地涂上浆料；上浆处理后烘干得卷纸，

实施例1：

涂布层的各组分为：

改性淀粉：38％

聚丙烯酰胺：2.5％

聚乙烯醇1788：16％

聚乙烯醇1799：22％

聚乙二醇200：3％

聚乙二醇400：4％

羧甲基纤维素：3％

羧基丁苯胶乳：5％

复合缓蚀剂：2.5％

丙二醇嵌段聚醚F68：1.5％

丙二醇嵌段聚醚F38：2.5％

将上述改性淀粉加入去离子水调制成改性淀粉溶液；再将上述聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、羧甲基纤维素、羧基丁苯胶乳加入去离子水溶解，然后加入到改性淀粉溶液中搅拌。在搅拌过程中加入复合缓蚀剂，用丙二醇嵌段聚醚作消泡剂消泡，搅拌直至均匀混合，可得到浆层纸的涂布层；将浆层纸的涂布层均匀涂布在基纸的双面，干燥后即得浆层纸。

实施例2：

改性淀粉：35％

聚丙烯酰胺：2.5％

聚乙烯醇1788：15％

聚乙烯醇1799：26％

聚乙二醇200：2％

聚乙二醇400：5.5％

羧甲基纤维素：4％

羧基丁苯胶乳：5.5％

复合缓蚀剂：2％

丙二醇嵌段聚醚F68：1％

丙二醇嵌段聚醚F38：1.5％

实施例3：

涂布层的各组分为：

改性淀粉：40％

聚丙烯酰胺：2％

聚乙烯醇1788：15％

聚乙烯醇1799：20％

聚乙二醇200：4％

聚乙二醇400：4％

羧甲基纤维素：3％

羧基丁苯胶乳：3％

复合缓蚀剂：3％

丙二醇嵌段聚醚F68：2％

丙二醇嵌段聚醚F38：3％

生产实践证明，本发明用低紧度干电池浆层纸基纸生产用于高速电池生产线(≥600支/分)生产无汞锌-锰干电池的浆层纸纤维和涂层粘接牢固、柔软，涂层均匀光滑，无静电产生，在高速电池生产线(≥600支/分)上，浆层纸进锌筒顺利、无破裂、无掉粉现象，完全能满足高速电池生产线(≥600支/分)的生产工艺要求，生产的锌-锰干电池也能达到其电性能要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种用于高速电池生产线的无汞锌-锰干电池浆层纸，具有基纸，其特征在于：所述基纸的正面与反面均涂覆有一涂布层，所述涂布层包括以下重量百分含量的各组分，各组份的百分含量之和为100％：

改性淀粉：35-40％聚丙烯酰胺：2-3％

聚乙烯醇：30-45％聚乙二醇：5-10％

羧甲基纤维素：3.5-5.5％羧基丁苯胶乳：5-10％

复合缓蚀剂：1.5-3％丙二醇嵌段聚醚：2-5％。

2.根据权利要求1所述的无汞锌-锰干电池浆层纸，其特征在于：所述复合缓蚀剂由三氯化铋与EDTA组成，其中三氯化铋与EDTA的重量为5-7∶1。

3.根据权利要求2所述的无汞锌-锰干电池浆层纸，其特征在于：所述聚乙二醇包括：2％-5％聚乙二醇200与3％-8％聚乙二醇400。

4.根据权利要求书3所述的无汞锌-锰干电池浆层纸，其特征在于：所述丙二醇嵌段聚醚包括：1％-3％丙二醇嵌段聚醚F68与1％-4％丙二醇嵌段聚醚F38。

5.根据权利要求书4所述的无汞锌-锰干电池浆层纸，其特征在于：所述聚乙烯醇包括：15％-20％的聚乙烯醇1788及20％-30％的聚乙烯醇1799。

6.根据权利要求书5所述的无汞锌-锰干电池浆层纸，其特征在于：所述涂布层包括以下重量百分含量的各组分，各组份的百分含量之和为100％：

改性淀粉：38％聚丙烯酰胺：2.5％

聚乙烯醇1788：16％聚乙烯醇1799：22％

聚乙二醇200：3％聚乙二醇400：4％

羧甲基纤维素：3％羧基丁苯胶乳：5％

复合缓蚀剂：2.5％丙二醇嵌段聚醚F68：1.5％

丙二醇嵌段聚醚F38：2.5％。

7.一种用于高速电池生产线的无汞锌-锰干电池浆层纸的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：

①将35％-40％的改性淀粉加入去离子水调成改性淀粉溶液，再将2％-3％的聚丙烯酰胺、30％-45％的聚乙烯醇、5％-10％的聚乙二醇、3.5％-5.5％的羧甲基纤维素、5％-10％的羧基丁苯胶乳加去离子水溶解，然后加入到改性淀粉溶液中搅拌，在搅拌过程中加入1.5％-3％的复合缓蚀剂，并用2-5％的丙二醇嵌段聚醚作消泡剂消泡，搅拌直至混合均匀，可得到浆层纸的涂布层；

②将上述涂布层均匀地涂覆在基纸的正反两面，干燥后即得浆层纸。

8.根据权利要求书7所述的无汞锌-锰干电池浆层纸的制备方法，其特征在于：所述涂布层为双面涂布，涂布层厚度可以为40-70μm。