CN106159166B - 一种快速吸液耐碱隔膜材料及其生产方法 - Google Patents

一种快速吸液耐碱隔膜材料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速吸液耐碱隔膜材料及其生产方法。是将三醋酸纤维素接枝磺酸基团的改性纤维、维尼纶、天丝3种纤维和聚丙烯酰胺类湿强剂加水混合均匀，稀释调浓后在长网纸机上经过成型、压榨、干燥、卷取、压光整理等步骤而得到的一种纸质功能性材料。该产品具有耐碱稳定性好、吸液速度快、收缩小、工作时间长等特点，主要适用于配套化学电源的电池组中，激活时间短，设备的工作寿命也有大幅度提升。

Description

一种快速吸液耐碱隔膜材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种快速吸液耐碱隔膜材料及其生产方法。
背景技术
近年来，随着高机动性远程巡航导弹武器的发展，弹上用电系统要求配套化学电源能及时提供更持久的电能，达到准确、快速攻击远程目标的目的，因此要求配套化学电源同时具备快速激活和长寿命的特性。目前先进的巡航导弹、新一代巡航导弹和顶级海上用巡航技术导弹等杀手锏武器，要求配套电源在1.5s内可以正常供电，而工作时间最长达到12000s，这是成熟型号远程巡航导弹化学电源工作时间的2～4倍。
隔膜是电池组中极板组的重要组成部分，它在吸收电解液后才能形成充足的电化学反应过程、离子迁移通道并确保有足够的电解液参加反应，故隔膜的吸液速度直接影响电池组的激活时间；锌银贮备电池组的电解液是强腐蚀性的氢氧化钾水溶液，当隔膜在电解液中发生腐蚀降解后可造成正、负电极短路，导致电池组失效，故隔膜的耐碱稳定性是电池组长时间工作的必要条件之一；另外电解液是30％的浓碱液，会引起纤维的强烈润胀，发生收缩变形，进而造成隔膜的收缩，隔膜收缩变形大的话会自身破损，从而引发电池短路。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电池隔膜材料及其生产方法，具有吸液速度快、耐碱稳定性好、收缩率小等特点。
本发明的具体技术解决方案是：
生产过程包括磨浆、打浆、配浆、抄纸、压榨、干燥、整理等。由三醋酸纤维素接枝磺酸基团的改性纤维和天丝都先经过KRK磨浆机处理，然后再用打浆机匀整成浆，打浆度控制在25-30°SR；所述改性纤维用量30-50％，天丝用量5-15％，维尼纶用量45-60％；然后加入聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂湿强剂，其用量占绝干浆重量的0.3-0.8％；把3种处理好的纤维和所述湿强剂混合搅拌均匀后，用200mm设计幅宽的试验型小长网纸机经过网部成型、压榨、干燥、卷取、压光得到最终成品。产品的关键性能指标定量55g/m2-65g/m2、厚度达到0.08-0.11mm、吸碱速度≥50mm/5min、收缩率≤3.0％，满足使用要求。
所述改性纤维处理方式采用磨浆机和打浆机结合，控制磨浆机刀间距为0.5-0.3-0.1-0.1mm，具体操作是用0.5mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.3mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.1mm刀间距2遍；磨1遍所需时间5-10min，磨浆转速2750r/min，磨浆浓度10-25％；之后用打浆机进行匀整，最后成浆打浆度控制在25-30°SR。
所述天丝规格3-38mm，处理方式采用磨浆机和打浆机结合，控制磨浆机刀间距为1.0-0.8-0.5-0.3-0.1-0.1mm或者0.5-0.3-0.1-0.1mm(以天丝的长度而定)，具体操作是如果纤维长度10-38mm之间，刀间距就以1.0mm开始，继而0.8-0.5-0.3各1遍，然后0.1mm2遍；如果纤维长度＜10mm，刀间距就以0.5mm开始磨1遍，继而0.3mm1遍，0.1mm2遍；磨1遍所需时间5-10min；转速2750r/min；磨浆浓度10-25％；之后用打浆机进行匀整，最后成浆打浆度控制在25-30°SR。
所述维尼纶规格1.1dtex×(3-5)mm，按照比例称取后直接加入配浆池中，和所述改性纤维、天丝混合均匀即可。
所述整理工段包括压光操作，所述压光过程很关键；卷取下来的产品在湿度为75-90％的环境下平衡2小时，然后上压光机，调整速度5-8m/min，压力80-100N，使厚度达到0.08-0.11mm之间。
本发明提供的快速吸液耐碱隔膜材料的生产方法，所选纤维原料各有特性，利用所述改性纤维的耐碱稳定性；利用天丝的纤维微细且孔微小，调节纸张孔径；利用维尼纶自身的特点，调节纸张的吸液性以及收缩变形；有效利用3种纤维各自的特点，充分发挥各自的优势，使所制得的产品满足使用要求。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实例对本发明优选实施方案进行描述。
实施例1：
将所述改性纤维事先用水浸泡，浓度20％；然后用磨浆机磨浆，转速2750r/min。具体操作是用0.5mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.3mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.1mm刀间距2遍；磨1遍所需时间6min；之后用打浆机进行匀整，成浆打浆度为29°SR，备用。天丝规格5mm，处理同所述改性纤维一样，最后打浆度为30°SR，备用。配浆桶以1.2kg绝干浆计算，按照纤维比例(改性纤维40％、天丝5％、维尼纶55％)分别称取好在配浆桶中混合均匀；然后加入所述湿强剂搅拌10min，之后用200mm设计幅宽的试验型小长网纸机进行抄造，车速1.1m/min；卷取后在75％湿度下平衡2小时，经过压光制得定量为65g/m2，厚度为0.10mm、吸碱速度54mm/5min、收缩率2.5％的成品。
实施例2：
将所述改性纤维事先用水浸泡，浓度25％；然后用磨浆机磨浆，转速2750r/min；具体操作是用0.5mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.3mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.1mm刀间距2遍；之后用打浆机进行匀整，成浆打浆度为27°SR，备用。所述天丝规格38mm，刀间距以1.0mm开始，继而0.8-0.5-0.3各1遍，然后0.1mm2遍；磨1遍所需时间10min；之后用打浆机进行匀整，成浆打浆度为29°SR，备用。配浆桶以1.0kg绝干浆计算，按照纤维比例(改性纤维45％、天丝10％、维尼纶45％)分别称取好在配浆桶中混合均匀；然后加入所述湿强剂搅拌10min，之后用200mm设计幅宽的试验型小长网纸机进行抄造，车速1.2m/min。卷取后在90％湿度下平衡2小时，经过压光制得定量为55g/m2，厚度为0.085mm、吸碱速度56mm/5min、收缩率2.6％的成品。

Claims (4)

1.一种用于碱性电池中的隔膜材料，其特征在于：由三醋酸纤维素接枝磺酸基团的改性纤维、天丝、维尼纶、聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂湿强剂加工而成，产品生产工艺流程包括以下内容：
生产过程包括磨浆、打浆、配浆、抄纸、压榨、干燥、整理；所述改性纤维和天丝都先经过KRK磨浆机处理，然后再用打浆机匀整成浆，打浆度控制在25-30°SR；所述改性纤维用量30-50％，天丝用量5-15％，维尼纶用量45-60％；所述改性纤维处理方式采用磨浆机和打浆机结合，控制磨浆机刀间距为0.5-0.3-0.1-0.1mm，具体操作是用0.5mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.3mm刀间距磨1遍，相同的浓度0.1mm刀间距2遍；磨1遍所需时间5-10min；转速2750r/min；磨浆浓度10-25％；之后用打浆机进行匀整，最后成浆打浆度控制在25-30°SR；然后加入所述湿强剂，其用量占绝干浆重量的0.3-0.8％；把2种处理好的纤维和湿强剂混合搅拌均匀后，用200mm设计幅宽的试验型小长网纸机经过网部成型、压榨、干燥、卷取、压光得到最终成品；所制得产品的关键性能指标定量55g/m2-65g/m2、厚度达到0.08-0.11mm、吸碱速度≥50mm/5min、收缩率≤3.0％，满足使用要求。
2.根据权利要求1所述的一种用于碱性电池中的隔膜材料，其特征在于，所述天丝规格3-38mm，处理方式采用磨浆机和打浆机结合，根据天丝的长度，控制磨浆机刀间距为1.0-0.8-0.5-0.3-0.1-0.1mm或者0.5-0.3-0.1-0.1mm，具体操作是如果纤维长度在10-38mm之间，刀间距就以1.0mm开始，继而0.8-0.5-0.3各1遍，然后0.1mm2遍；如果纤维长度＜10mm，刀间距就以0.5mm开始磨1遍，继而0.3mm1遍，0.1mm2遍；磨1遍所需时间5-10min；转速2750r/min；磨浆浓度10-25％；之后用打浆机进行匀整，最后成浆打浆度控制在25-30°SR。
3.根据权利要求1所述的一种用于碱性电池中的隔膜材料，其特征在于，所述维尼纶规格1.1dtex×(3-5)mm，按照比例称取后直接加入配浆池中，和所述改性纤维、天丝混合均匀即可。
4.根据权利要求1所述的一种用于碱性电池中的隔膜材料，其特征在于，卷取下来的产品在湿度为75-90％的环境下平衡2小时，然后上压光机，调整速度5-8m/min，压力80-100N，使厚度达到0.08-0.11mm之间。
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