CN106784527A - 一种铅酸蓄电池用隔板及其制备方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池用隔板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池用隔板及其制备方法，该铅酸蓄电池用隔板主要由以下重量份比的组分制备而成：EW‑200玻璃纤维平纹布64.2‑65份；酚醛树脂 29.8‑30.2份；偶联剂 0.1‑0.7份；热稳定剂5‑15份；耐化学品改性剂 0.5‑5份；钛酸钡粉4.6‑5.8份；阻燃协效剂 2‑6份；溴系阻燃剂 5‑15份；核壳丙烯酸弹性乳液 3‑6份。本发明所得隔板具有质轻、强度高、耐高温、耐腐蚀的优点，且具有较好的耐阻燃性和韧性。

Description

一种铅酸蓄电池用隔板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铅酸蓄电池用隔板及其制备方法，属于化学电源领域。
背景技术
铅酸蓄电池应用广泛，在世界范围内产值产量都居各类化学电源首位，其中的代表电池是阀控式铅酸蓄电池。这种铅酸蓄电池依靠两种不同的方式固定电解液，一种是AGM技术，即通过AGM 隔板固定电解液，现今国内大部分铅酸蓄电池都用此种技术，但它有隔板孔径太大、耐压性能不好、易导致酸分层等缺点，正在逐渐被另一种更先进的胶体固定技术代替。
目前的隔板普遍存在韧性查、耐温性能较差，耐腐蚀性能和耐阻燃性能差的缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种铅酸蓄电池用隔板及其制备方法，所得隔板具有质轻、强度高、耐高温、耐腐蚀的优点，且具有较好的耐阻燃性和韧性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种铅酸蓄电池用隔板，主要由以下重量份比的组分制备而成：
EW-200玻璃纤维平纹布64.2-65份、双组分聚酯纤维11-22份、原料油22-28份、聚烯烃树脂18-21份、玻璃纤维棉10-18份、酚醛树脂 29.8-30.2份；偶联剂 0.1-0.7份；热稳定剂5-15份；耐化学品改性剂 0.5-5份；钛酸钡粉4.6-5.8份；阻燃协效剂 2-6份；溴系阻燃剂5-15份；核壳丙烯酸弹性乳液 3-6份。
优选地，所述的溴系阻燃剂为四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧、四溴邻苯二甲酸-( 2-乙基己基)酯中的一种或多种。
优选地，所述的阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物。
优选地，所述的耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
优选地，所述热稳定剂为稀土热稳定剂和有机锡类热稳定剂中的一种或两种的组合。
本发明提供了一种铅酸蓄电池用隔板的制备方法，包括以下步骤:
S1、按照权利要求1 -5 所述一种铅酸蓄电池用隔板的配方分别称取各组分；
S2、将钛酸钡和95%的乙醇溶剂混合，并用超声处理2h；
S3、往步骤S2中所得的混合液中加入偶联剂，并加热到70℃保温2h，边加热边搅拌；
S4、将步骤S3所得的混合液烘干，得到表面改性的钛酸钡粉末；
S5、将称取的热稳定剂、耐化学品改性剂、阻燃协效剂 、溴系阻燃剂 、核壳丙烯酸弹性乳液以及步骤S4得到钛酸钡粉末投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180-600rpm，将液态二氧化碳充入输送泵，其中，可以通过压力阀设定的压力将二氧化碳的输送压力控制在临界压力（7.4MPa）至50MPa范围内的任意恒定压力以便输送二氧化碳，加热该二氧化碳至临界温度（31℃）或者更高温度以便将其转化为超临界二氧化碳，然后将超临界二氧化碳在挤出机三-四区和五-八区分别注入，经过熔融挤出，粉碎，得混合物粉末；
S6、步骤S5所得的混合物粉末加入溶解在乙醇溶剂中的酚醛树脂中，混合均匀，再加入双组分聚酯纤维、原料油、聚烯烃树脂充分搅拌混合得到混合树脂溶剂；
S7、将EW-200玻璃纤维平纹布和玻璃纤维棉浸入步骤S6所得的混合树脂溶剂，得到预浸料；
S8、将步骤S7所得的预浸料经铺层，固化得到制品。
优选地，所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃，各区的压力为2-35MPa。
优选地，所述的S3中超临界二氧化碳流速为1mL/min-50mL/min。
优选地，所述双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
本发明具有以下有益效果：
所得隔板具有质轻、强度高、耐高温、耐腐蚀的优点，采用了超龄界二氧化碳注入处理的方法，一方面，由于二氧化碳无毒安全，临界温度低同时具有成本优势，而且它能溶胀或者溶解大多数聚合物，超临界二氧化碳对聚合物有很强的增塑作用，可以减少在材料加工的时候因为剪切力造成的材料降解，降低小分子有机化合物的产生；另一方面，在真空口处由于压力降低，超临界二氧化碳会气化从真空口排出，同时带出溶解的小分子，起到减少体系内低分子物的作用；通过阻燃剂和阻燃协效剂的添加，使得隔板具有良好的阻燃性，耐化学品改性剂的添加，使得隔板具有良好的防腐蚀性。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合及具体实施例进行详细描述。
以下实施例中，所使用的溴系阻燃剂为四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧、四溴邻苯二甲酸-( 2-乙基己基)酯中的一种或多种。
所使用的阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物。
所使用的的耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
所使用的热稳定剂为稀土热稳定剂和有机锡类热稳定剂中的一种或两种的组合。
实施例1
S1、称取EW-200玻璃纤维平纹布64.2份、双组分聚酯纤维15份、原料油25份、聚烯烃树脂19份、玻璃纤维棉15份、 酚醛树脂 29.8份；偶联剂 0.1份；热稳定剂5份；耐化学品改性剂 0.5份；钛酸钡粉4.6份；阻燃协效剂 2份；溴系阻燃剂 5份；核壳丙烯酸弹性乳液 3份；
S2、将钛酸钡和95%的乙醇溶剂混合，并用超声处理2h；
S3、往步骤S2中所得的混合液中加入偶联剂，并加热到70℃保温2h，边加热边搅拌；
S4、将步骤S3所得的混合液烘干，得到表面改性的钛酸钡粉末；
S5、将称取的热稳定剂、耐化学品改性剂、阻燃协效剂 、溴系阻燃剂 、核壳丙烯酸弹性乳液以及步骤S4得到钛酸钡粉末投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180-600rpm，将液态二氧化碳充入输送泵，其中，可以通过压力阀设定的压力将二氧化碳的输送压力控制在临界压力（7.4MPa）至50MPa范围内的任意恒定压力以便输送二氧化碳，加热该二氧化碳至临界温度（31℃）或者更高温度以便将其转化为超临界二氧化碳，然后将超临界二氧化碳在挤出机三-四区和五-八区分别注入，经过熔融挤出，粉碎，得混合物粉末；
S6、步骤S5所得的混合物粉末加入溶解在乙醇溶剂中的酚醛树脂中，混合均匀，再加入双组分聚酯纤维、原料油、聚烯烃树脂充分搅拌混合得到混合树脂溶剂；
S7、将EW-200玻璃纤维平纹布和玻璃纤维棉浸入步骤S6所得的混合树脂溶剂，得到预浸料；
S8、将步骤S7所得的预浸料经铺层，固化得到制品。
所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃，各区的压力为2-35MPa。
所述的S3中超临界二氧化碳流速为1mL/min-50mL/min。
所述双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
实施例2
S1、称取EW-200玻璃纤维平纹布65份、双组分聚酯纤维12份、原料油22份、聚烯烃树脂18份、玻璃纤维棉10份、 酚醛树脂30.2份；偶联剂 0.7份；热稳定剂15份；耐化学品改性剂5份；钛酸钡粉5.8份；阻燃协效剂 6份；溴系阻燃剂 15份；核壳丙烯酸弹性乳液 6份；
S2、将钛酸钡和95%的乙醇溶剂混合，并用超声处理2h；
S3、往步骤S2中所得的混合液中加入偶联剂，并加热到70℃保温2h，边加热边搅拌；
S4、将步骤S3所得的混合液烘干，得到表面改性的钛酸钡粉末；
S5、将称取的热稳定剂、耐化学品改性剂、阻燃协效剂 、溴系阻燃剂 、核壳丙烯酸弹性乳液以及步骤S4得到钛酸钡粉末投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180-600rpm，将液态二氧化碳充入输送泵，其中，可以通过压力阀设定的压力将二氧化碳的输送压力控制在临界压力（7.4MPa）至50MPa范围内的任意恒定压力以便输送二氧化碳，加热该二氧化碳至临界温度（31℃）或者更高温度以便将其转化为超临界二氧化碳，然后将超临界二氧化碳在挤出机三-四区和五-八区分别注入，经过熔融挤出，粉碎，得混合物粉末；
S6、步骤S5所得的混合物粉末加入溶解在乙醇溶剂中的酚醛树脂中，混合均匀，再加入双组分聚酯纤维、原料油、聚烯烃树脂充分搅拌混合得到混合树脂溶剂；
S7、将EW-200玻璃纤维平纹布和玻璃纤维棉浸入步骤S6所得的混合树脂溶剂，得到预浸料；
S8、将步骤S7所得的预浸料经铺层，固化得到制品。
所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃，各区的压力为2-35MPa。
所述的S3中超临界二氧化碳流速为1mL/min-50mL/min。
所述双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
实施例3
S1、称取EW-200玻璃纤维平纹布64.6份 、双组分聚酯纤维22份、原料油28份、聚烯烃树脂21份、玻璃纤维棉18份、酚醛树脂 30份；偶联剂 0.4份；热稳定剂10份；耐化学品改性剂2.75份；钛酸钡粉5.2份；阻燃协效剂 4份；溴系阻燃剂10份；核壳丙烯酸弹性乳液 4.5份；
S2、将钛酸钡和95%的乙醇溶剂混合，并用超声处理2h；
S3、往步骤S2中所得的混合液中加入偶联剂，并加热到70℃保温2h，边加热边搅拌；
S4、将步骤S3所得的混合液烘干，得到表面改性的钛酸钡粉末；
S5、将称取的热稳定剂、耐化学品改性剂、阻燃协效剂 、溴系阻燃剂 、核壳丙烯酸弹性乳液以及步骤S4得到钛酸钡粉末投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180-600rpm，将液态二氧化碳充入输送泵，其中，可以通过压力阀设定的压力将二氧化碳的输送压力控制在临界压力（7.4MPa）至50MPa范围内的任意恒定压力以便输送二氧化碳，加热该二氧化碳至临界温度（31℃）或者更高温度以便将其转化为超临界二氧化碳，然后将超临界二氧化碳在挤出机三-四区和五-八区分别注入，经过熔融挤出，粉碎，得混合物粉末；
S6、步骤S5所得的混合物粉末加入溶解在乙醇溶剂中的酚醛树脂中，混合均匀，再加入双组分聚酯纤维、原料油、聚烯烃树脂充分搅拌混合得到混合树脂溶剂；
S7、将EW-200玻璃纤维平纹布和玻璃纤维棉浸入步骤S6所得的混合树脂溶剂，得到预浸料；
S8、将步骤S7所得的预浸料经铺层，固化得到制品。
所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃，各区的压力为2-35MPa。
所述的S3中超临界二氧化碳流速为1mL/min-50mL/min。
所述双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
本发明所得隔板具有质轻、强度高、耐高温、耐腐蚀的优点，采用了超龄界二氧化碳注入处理的方法，一方面，由于二氧化碳无毒安全，临界温度低同时具有成本优势，而且它能溶胀或者溶解大多数聚合物，超临界二氧化碳对聚合物有很强的增塑作用，可以减少在材料加工的时候因为剪切力造成的材料降解，降低小分子有机化合物的产生；另一方面，在真空口处由于压力降低，超临界二氧化碳会气化从真空口排出，同时带出溶解的小分子，起到减少体系内低分子物的作用；通过阻燃剂和阻燃协效剂的添加，使得隔板具有良好的阻燃性，耐化学品改性剂的添加，使得隔板具有良好的防腐蚀性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铅酸蓄电池用隔板，其特征在于，主要由以下重量份比的组分制备而成：
EW-200玻璃纤维平纹布64.2-65份、双组分聚酯纤维11-22份、原料油22-28份、聚烯烃树脂18-21份、玻璃纤维棉10-18份、酚醛树脂 29.8-30.2份；偶联剂 0.1-0.7份；热稳定剂5-15份；耐化学品改性剂 0.5-5份；钛酸钡粉4.6-5.8份；阻燃协效剂 2-6份；溴系阻燃剂5-15份；核壳丙烯酸弹性乳液 3-6份。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用隔板，其特征在于，所述的溴系阻燃剂为四溴双酚A，十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪、亚乙基-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)、溴化环氧、四溴邻苯二甲酸-( 2-乙基己基)酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用隔板，其特征在于，所述的阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用隔板，其特征在于，所述的耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
5.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池用隔板，其特征在于，所述热稳定剂为稀土热稳定剂和有机锡类热稳定剂中的一种或两种的组合。
6.一种铅酸蓄电池用隔板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
S1、按照权利要求1-5所述一种铅酸蓄电池用隔板的配方分别称取各组分；
S2、将钛酸钡和95%的乙醇溶剂混合，并用超声处理2h；
S3、往步骤S2中所得的混合液中加入偶联剂，并加热到70℃保温2h，边加热边搅拌；
S4、将步骤S3所得的混合液烘干，得到表面改性的钛酸钡粉末；
S5、将称取的热稳定剂、耐化学品改性剂、阻燃协效剂 、溴系阻燃剂 、核壳丙烯酸弹性乳液以及步骤S4得到钛酸钡粉末投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180-600rpm，将液态二氧化碳充入输送泵，其中，可以通过压力阀设定的压力将二氧化碳的输送压力控制在临界压力（7.4MPa）至50MPa范围内的任意恒定压力以便输送二氧化碳，加热该二氧化碳至临界温度（31℃）或者更高温度以便将其转化为超临界二氧化碳，然后将超临界二氧化碳在挤出机三-四区和五-八区分别注入，经过熔融挤出，粉碎，得混合物粉末；
S6、步骤S5所得的混合物粉末加入溶解在乙醇溶剂中的酚醛树脂中，混合均匀，再加入双组分聚酯纤维、原料油、聚烯烃树脂充分搅拌混合得到混合树脂溶剂；
S7、将EW-200玻璃纤维平纹布和玻璃纤维棉浸入步骤S6所得的混合树脂溶剂，得到预浸料；
S8、将步骤S7所得的预浸料经铺层，固化得到制品。
7.如权利要求6所述的一种铅酸蓄电池用隔板的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180-260℃，温控3-4区的温度为180-260℃，温控5-6区的温度为180-260℃，温控7-8区的温度为180-260℃，温控9-10区的温度为180-260℃，各区的压力为2-35MPa。
8.如权利要求6所述的一种铅酸蓄电池用隔板的制备方法，其特征在于，所述的S3中超临界二氧化碳流速为1mL/min-50mL/min。
9.如权利要求6所述的一种铅酸蓄电池用隔板的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
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