CN101880463B - 用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂及其制备方法 - Google Patents

用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，由包括以下质量百分比的组分制备而成：沥青70％～90％、相容剂1％～15％、改性剂1％～15％。本发明还公开了该改性沥青电池封口剂的制备方法，其包括以下步骤：(1)将沥青加热至150℃～200℃；(2)先加入相容剂，与沥青混合均匀后，再加入改性剂进行搅拌混合，得混合物料，即得改性沥青电池封口剂。本发明提供的改性沥青电池封口剂具有良好的抗蠕变性，长时间在温度及压力作用下有良好的密封效果，从而改善电池贮存稳定性，延长电池的使用寿命。

Description

用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池封口剂，尤其是涉及一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，本发明还涉及了该改性沥青电池封口剂的制备方法。
背景技术
目前，锌锰电池封口剂有沥青系列、橡胶系列和环氧系列。1.环氧系列封口剂具有良好的粘接强度，同时有良好的电绝缘性能及耐碱性能，但环氧系列封口剂是双组份，由环氧树脂和固化剂(乙二胺)按比例配好后必须立刻使用，否则随着放置时间的变化胶的粘度也在增大，甚至固化不能使用。而且固化后的封口胶，脆性大，耐振动、抗冲击能力差，剥离强度低。2.橡胶系列，是一种热熔胶，该类型封口剂封口性能好，无毒，满足环保要求，但是成本较高，如中石化茂名分公司技术中心研制的DH-2电池封口剂。3.沥青系列电池封口剂价格低廉，但存在着夏天易流淌，冬天易脆裂，与锌筒粘着力差等缺点；电池厂家往往自行在沥青中加入松香、机油等进行改性，以提高粘接强度，这种改性有一定的效果，但是不能从根本上解决电池漏液的难题。现在，在国外生产高功率锌锰电池采用沥青系列电池封口剂的发展方向是改性沥青，在沥青中加入橡胶、热塑性弹性体和合成树脂等进行改性，改性后的沥青粘接性能好，耐高温、低温性能好，脆点可降低到-30℃。
国内有一些从国外引进先进电池生产设备的电池厂家，由于电池封口剂在国内尚无法解决，在生产中仍要从国外引进，这就大大增加了成本。而国内电池厂曾使用最多的电池封口剂是新疆某炼油厂生产的20号电池封口剂，是一种轻度氧化沥青，虽然质量较好，但其对原料的性质及原料稳定性要求较高，导致成本高而利润低，因而近两年来，该厂已停止生产20号电池封口剂。目前国内电池厂家使用的沥青电池封口剂是山东某厂生产的，仍存在耐低温性能差，低温易脆裂的现象。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，该电池封口剂具有良好的抗蠕变性，长时间在温度及压力作用下有良好的密封效果，从而改善电池贮存稳定性，延长电池的使用寿命。
本发明的目的之二是提供上述改性沥青电池封口剂的制备方法。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，其由包括以下质量百分比的组分制备而成：
沥青      70％～90％
相容剂    1％～15％
改性剂    1％～15％。
本发明所述的沥青作为该电池封口剂的基础原料，可以采用市售的各种等级类型的沥青，如：AH-90、AH-70和AH-50等型号重交通道路石油沥青。其中，优选采用高等级道路沥青，如：AH-70重交通道路石油沥青。
本发明所述的相容剂可以溶解改性剂，降低熔融粘度。该相容剂优选采用高芳烃油，如：催化回炼油、或减三抽出油或减四抽出油等。
本发明所述的改性剂可以采用橡胶、热塑性弹性体、塑料和合成树脂类等，用于改善沥青的高温稳定性、低温抗开裂性和粘附性。其中，所述的橡胶可选用丁苯橡胶、或氯丁橡胶、或废橡胶或再生橡胶；所述的热塑性弹性体可选用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、或热塑聚氨酯弹性体(TPU)等；所述的合成树脂可选用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、或石油树脂、或天然松香等。
本发明可做以下改进：即在前述配方的基础上，还包括质量百分比为0.1％～3％的稳定剂。
本发明所述的稳定剂可以采用金属氧化物、或有机物或聚合物等，用于防止沥青出现离析。其中，所述的金属氧化物可选用氧化锌、或氧化镁等，所述的有机物可选用DDJ-C稳定剂、或RAS-2稳定剂等，所述的聚合物可选用聚异丁烯等。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：一种上述用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将沥青加热至150℃～200℃；
(2)加入相容剂，与沥青混合均匀后，再加入改性剂进行搅拌混合，得混合物料，即得改性沥青电池封口剂。
本发明可作以下改进：在所述的步骤(2)中的加入相容剂与沥青混合均匀后，再加入改性剂搅拌混合得到混合物料后，加入稳定剂继续搅拌均匀，即得改性沥青电池封口剂。
为使改性剂均匀分散在沥青中，本发明还可作以下改进，即步骤(2)中沥青、相容剂及改性剂的混合分两步进行：沥青、相容剂及改性剂先搅拌预混30～60min，然后移至高剪切搅拌机中继续搅拌30min～60min，温度控制在180℃～205℃范围内。所述的高剪切搅拌机的转速4000r/min～6000r/min。
所述的步骤(2)中的搅拌时间优选是30min～60min。
本发明与现有技术相比具有以下显著效果：
本发明的改性沥青电池封口剂是一种改性沥青，适用于高功率锌锰电池的封口。改性后的沥青的粘附性好、耐高温、低温性能好，其脆点可降到-30℃，其具有良好的抗蠕变性，长时间在温度及压力作用下有良好的密封效果，从而改善电池贮存稳定性，延长电池的使用寿命。随着欧盟对环保要求的不断提高，电池厂家降低原料成本的需要，以及国产加热涂胶设备的广泛应用，本发明将有很大的应用前景。现有技术中的沥青电池封口剂是一种氧化沥青，价格低廉，夏天易流淌，冬天易脆裂，与锌筒粘着力差等缺点。
Figure BSA00000161003400031
具体实施方式
以下通过实施例更加详细地阐述本发明内容，但是下述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
实施例一：
(1)先将830千克的AH-70重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至150℃；
(2)加入90千克催化回炼油及50千克改性剂丁苯橡胶，开动搅拌预混60min，温度保持150℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切30min，物料温度控制在205℃，使丁苯橡胶均匀分散在沥青中，然后加入30千克DDJ-C稳定剂，继续剪切搅拌30min。
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
实施例二：
(1)先将800千克的AH-90重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至170℃；
(2)加入130千克减三抽出油及50千克改性剂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)，开动搅拌预混60min，温度保持170℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切60min，物料温度控制在180℃，使苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)均匀分散在沥青中，然后加入20千克氧化锌稳定剂，继续剪切搅拌40min。
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
实施例三：
(1)先将750千克的AH-70重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至170℃；
(2)加入140千克减四抽出油及60千克改性剂废橡胶，开动搅拌预混60min，温度保持170℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切50min，物料温度控制在190℃，使废橡胶均匀分散在沥青中，然后加入5千克RAS-2稳定剂，继续剪切搅拌50min。
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
实施例四：
(1)先将830千克的AH-50重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至170℃；
(2)加入95千克催化回炼油及50千克改性剂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)，开动搅拌预混60min，温度保持170℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切40min，物料温度控制在200℃，使苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)均匀分散在沥青中，然后加入25千克聚异丁烯继续剪切搅拌60min。
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
实施例五：
(1)先将900千克的AH-70重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至180℃；
(2)加入50千克催化回炼油及25千克改性剂乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，开动搅拌预混60min，温度保持180℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切40min，物料温度控制在190℃，使乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)均匀分散在沥青中，然后加入25千克氧化锌继续剪切搅拌60min。
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
实施例六：
(1)先将700千克的AH-70重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至200℃；
(2)加入150千克催化回炼油及150千克改性剂热塑聚氨酯弹性体(TPU)，开动搅拌预混60min，温度保持200℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切40min，物料温度控制在200℃，使热塑聚氨酯弹性体(TPU)均匀分散在沥青中。
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。

Claims (5)

1.一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，其特征在于，其由以下方法制备而成：
(1)先将800千克的AH-90重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至170℃；
(2)加入130千克减三抽出油及50千克改性剂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，开动搅拌预混60min，温度保持170℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切60min，物料温度控制在180℃，使苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物均匀分散在沥青中，然后加入20千克氧化锌稳定剂，继续剪切搅拌40min；
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
2.一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，其特征在于，其由以下方法制备而成：
(1)先将750千克的AH-70重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至170℃；
(2)加入140千克减四抽出油及60千克改性剂废橡胶，开动搅拌预混60min，温度保持170℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切50min，物料温度控制在190℃，使废橡胶均匀分散在沥青中，然后加入5千克RAS-2稳定剂，继续剪切搅拌50min；
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
3.一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，其特征在于，其由以下方法制备而成：
(1)先将830千克的AH-50重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至170℃；
(2)加入95千克催化回炼油及50千克改性剂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，开动搅拌预混60min，温度保持170℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切40min，物料温度控制在200℃，使苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物均匀分散在沥青中，然后加入25千克聚异丁烯继续剪切搅拌60min；
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
4.一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，其特征在于，其由以下方法制备而成：
(1)先将900千克的AH-70重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至180℃；
(2)加入50千克催化回炼油及25千克改性剂乙烯-醋酸乙烯共聚物，开动搅拌预混60min，温度保持180℃，得到混合物料；
(3)然后将步骤(2)中的混合物料移至高剪切搅拌机中，开动高剪切搅拌机循环剪切40min，物料温度控制在190℃，使乙烯-醋酸乙烯共聚物均匀分散在沥青中，然后加入25千克氧化锌继续剪切搅拌60min；
(4)关闭高剪切搅拌机，开动搅拌桨搅拌，慢慢降低温度至140℃，得到用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂。
5.一种用于锌锰电池封口的改性沥青电池封口剂，其特征在于，其由以下方法制备而成：
(1)先将700千克的AH-70重交通道路石油沥青置于反应釜中，加热升温至200℃；
(2)加入150千克催化回炼油及150千克改性剂热塑聚氨酯弹性体，开动搅拌预混60min，温度保持200℃，得到混合物料；
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