CN104064819B - 一种铅酸蓄电池底胶光固化工艺 - Google Patents

一种铅酸蓄电池底胶光固化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铅酸蓄电池底胶光固化工艺，所述光固化工艺包括如下制备底胶，填充底胶，紫外辐射固化。本发明将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下照射，简化了设备，有利于提高空间利用率；紫外光源照射使得底胶光固化，耗时短，有利于提高生产效率；不需要在固化窑中保温，则不需要提供热能，说明本发明能耗低，生产成本降低；在不降低底胶对ABS塑料的粘结力的前提下，大幅度提高了对金属、乙丙橡胶的粘结力，确保电极极柱上的三种材质的粘结强度；铅酸蓄电池拉伸、剪切强度远超过国家标准3Mpa的指标，也明显优于市场上同类产品，本发明制备的底胶耐酸性好，固化物不发脆。

Description

一种铅酸蓄电池底胶光固化工艺
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池固化密封，尤其涉及一种操作简单、生产成本低、提高生产效率且节能环保的铅酸蓄电池底胶固化工艺。
背景技术
铅酸电池（Lead-acid battery）电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。自法国人普兰特（G.Plante）于1859年发明铅酸蓄电池，已经历了近150年的发展历程，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。近年来，随着城市化的加速和城市范围的扩大，交通流量剧增。虽然汽车等交通工具发展迅速，但受到使用价格相对昂贵和油价上涨等因素的影响，使电动自行车以其轻捷、方便、价格低廉等优势，在国内市场深受广大消费者的欢迎。铅酸蓄电池因性价比高、功率特性好，自放电小，价格便宜，近年来在电动自行车中又得到了应用。
传统用于铅酸电池底胶的固化工艺，首先将底胶主剂与固化剂按一定比例配好，将其倒入铅酸蓄电池端子密封孔中，电池被送入一环境温度约为68℃的固化窑中，约1小时后，待底胶完全固化后，电池从固化窑的另一端被输送出。此种工艺存在以下不足：所需设备占地面积大，能耗高；生产效率不高。
中国专利公开号CN101007937A，公开日为2007年8月1日，名称为蓄电池密封胶，该申请案公开了一种蓄电池密封胶，包括A、B两种组份，A、B组份的重量比为A：B=2:1；A组份由环氧树脂、稀释剂和/或溶剂组成；B组份由固化剂、增塑剂组成。其不足之处在于，该方法虽然保证了密封效果，但是固化密封所需时间较长。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有铅酸电池底胶的固化工艺所需设备占地面积大，能耗高；固化时间长，生产效率不高的缺陷而提供一种操作简单、生产成本低、提高生产效率且节能环保的铅酸蓄电池底胶固化工艺。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种铅酸蓄电池底胶光固化工艺，所述光固化工艺包括如下步骤：
a）制备底胶：将齐聚物、活性稀释剂、引发剂以及助剂按一定比例混合均匀，通常各组分比例如下：齐聚物50-80％、活性稀释剂15-45％、引发剂1-5％以及助剂0-1％；
b）填充底胶：将步骤a）制备的底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，底胶填充至端子密封孔2/3-4/5的高度；
c）紫外辐射固化：将步骤b）得到已完成填充底胶的端子密封孔的电池随传送带通过紫外光源正下方，使底胶受到紫外光辐射，完成固化。
在本技术方案中，传统铅酸电池底胶的固化工艺，是在固化窑中，将灌注了固化胶的铅酸蓄电池保温固化，设备占地较大，而本发明则是先制备底胶，然后将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，然后将铅酸蓄电池在紫外光源下照射，简化了设备，有利于提高空间利用率；紫外光源照射使得底胶光固化，耗时短，有利于提高生产效率；不需要在固化窑中保温，则不需要提供热能，说明本发明能耗低，生产成本降低。
作为优选，所述的齐聚物为不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、多烯硫醇体系、聚醚丙烯酸酯、水性丙烯酸酯、阳离子树脂中的一种或两种组合。
作为优选，所述活性稀释剂为多官能团稀释剂。
作为优选，引发剂为自由基光引发剂或阳离子光引发剂。
作为优选，所述助剂包括光敏增效剂、纳米稀土氧化物、流平剂或抗氧剂。
作为优选，所述的紫外光源选用弧光灯或微波灯。
作为优选，紫外光源的波长为280-450nm。
作为优选，紫外光辐射的时间为15-30s。在本技术方案中，紫外光源照射使得底胶光固化，耗时短，有利于提高生产效率。
本发明的有益效果是：
1）本发明将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下照射，简化了设备，有利于提高空间利用率；紫外光源照射使得底胶光固化，耗时短，有利于提高生产效率；不需要在固化窑中保温，则不需要提供热能，说明本发明能耗低，生产成本降低；
2）本发明在不降低底胶对ABS塑料的粘结力的前提下，大幅度提高了对金属、乙丙橡胶的粘结力，确保电极极柱上的三种材质的粘结强度；
3）本发明铅酸蓄电池拉伸、剪切强度远超过国家标准3Mpa的指标，也明显优于市场上同类产品，本发明制备的底胶耐酸性好，固化物不发脆。
具体实施方式
以下通过具体实施例，对本发明做进一步的解释：
本发明中，若非特指，所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明中，齐聚物选择聚氨酯树脂（购自江阴市华士化工助剂有限公司，型号PU-318E）、丙烯酸树脂（购自厦门康迪隆贸易有限公司，型号TB7511G）一种或两种等比例组合的混合物；
活性稀释剂选择三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（购自上海淳安国际贸易有限公司，型号EM231）；
引发剂选择自由基光引发剂或阳离子光引发剂（购自上海宝润化工有限公司）；
助剂包括光敏增效剂、纳米稀土氧化物、流平剂或抗氧化剂。
紫外光源可以选择弧光灯或微波灯，也可以是弧光灯与微波灯共同组成，紫外光源反射罩为椭圆形铝制品。
实施例1
将齐聚物聚氨酯树脂PU-318、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、651光引发剂在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的2/3的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长400-450nm，辐射时间25s。其中底胶中各组分含量为质量分数为78%的PU-318、质量分数为20%的TMPTA与质量分数为2%的651光引发剂。
实施例2
将齐聚物聚氨酯树脂PU-318、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、651光引发剂在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的3/4的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长320-400nm，辐射时间30s。其中底胶中各组分含量为质量分数为50%的PU-318、质量分数为45%的TMPTA与质量分数为5%的651光引发剂。
实施例3
将齐聚物丙烯酸树脂TB7511G、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、907光引发剂与助剂硫醇、纳米级氧化镧在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的2/3的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长280-320nm，辐射时间28s。其中底胶中各组分含量为质量分数为80%的TB7511G、质量分数为15%的TMPTA、质量分数为4%的907光引发剂与助剂1%，硫醇与纳米级氧化镧的质量比为1:0.05。
实施例4
将齐聚物丙烯酸树脂TB7511G、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、907光引发剂与助剂硫醇、聚二甲基硅氧烷在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的4/5的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长280-320nm，辐射时间28s。其中底胶中各组分含量为质量分数为78%的TB7511G、质量分数为17%的TMPTA、质量分数为4.2%的907光引发剂与助剂0.8%，硫醇与聚二甲基硅氧烷的质量比为1:1。
实施例5
将齐聚物聚氨酯树脂PU-318、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、1110光引发剂在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的3/4的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长400-450nm，辐射时间23s。其中底胶中各组分含量为质量分数为60%的PU-318、质量分数为35%的TMPTA与质量分数为5%的1110光引发剂。
实施例6
将齐聚物聚氨酯树脂PU-318、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、651光引发剂在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的3/4的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长320-400nm，辐射时间20s。其中底胶中各组分含量为质量分数为65%的PU-318、质量分数为34%的TMPTA与质量分数为1%的651光引发剂。
实施例7
将齐聚物聚氨酯树脂PU-318、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、1173光引发剂在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的3/4的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长280-320nm，辐射时间15s。其中底胶中各组分含量为质量分数为50%的PU-318、质量分数为45%的TMPTA与质量分数为5%的1173光引发剂。
实施例8
将齐聚物丙烯酸树脂TB7511G与聚氨酯树脂PU-318、活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、1173光引发剂在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的3/4的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长280-320nm，辐射时间20s。其中底胶中各组分含量为质量分数为39%的PU-318、质量分数为39%的TB7511G、质量分数为20%的TMPTA与质量分数为2%的1173光引发剂。
对比例1，传统铅酸蓄电池底胶的固化工艺。
对实施例1-8制备的底胶与对比例1制备的底胶进行剪切强度测试、吸酸率测试、检测在70℃下邵氏硬度，检测数据如下：
表1、检测数据
项目 剪切强度（ABS对ABS ≥4 MPa） 吸酸率（≤1%） 高温邵氏硬度（70℃ ≥60） 样块滴酸（无明显变色、无腐蚀）
实施例1 4.5 0.79 73 无明显变色、无腐蚀
实施例2 4.67 0.74 71.2 无明显变色、无腐蚀
实施例3 4.55 0.67 71 无明显变色、无腐蚀
实施例4 4.23 0.81 65 无明显变色、无腐蚀
实施例5 4.37 0.56 64 无明显变色、无腐蚀
实施例6 4.77 0.91 69 无明显变色、无腐蚀
实施例7 4.19 0.83 70 无明显变色、无腐蚀
实施例8 4.81 0.68 67 无明显变色、无腐蚀
对比例1 2.69 1.81 53 无明显变色、无腐蚀
本发明将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下照射，简化了设备，有利于提高空间利用率；紫外光源照射使得底胶光固化，耗时短，有利于提高生产效率；不需要在固化窑中保温，则不需要提供热能，说明本发明能耗低，生产成本降低；在不降低底胶对ABS塑料的粘结力的前提下，大幅度提高了对金属、乙丙橡胶的粘结力，确保电极极柱上的三种材质的粘结强度；铅酸蓄电池拉伸、剪切强度远超过国家标准3Mpa的指标，也明显优于市场上同类产品，本发明制备的底胶耐酸性好，固化物不发脆。

Claims (1)

1.一种铅酸蓄电池底胶光固化工艺，其特征在于，所述光固化工艺包括如下步骤：将质量分数为80%的齐聚物丙烯酸树脂TB7511G、质量分数为15%的活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、质量分数为4%的907光引发剂与质量分数为1%的助剂硫醇、纳米级氧化镧在常温下混合后搅拌，搅拌均匀后得到底胶，将底胶填充到铅酸蓄电池的端子密封孔中，直至底胶填充满端子密封孔的2/3的高度，然后将填充了底胶的铅酸蓄电池在紫外光源下接受紫外光的辐射以完成固化，紫外光波长280-320nm，辐射时间28s；硫醇与纳米级氧化镧的质量比为1:0.05。
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