CN111211254B - 一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳 - Google Patents

一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铅酸蓄电池塑壳领域，尤其涉及一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳。其由塑壳内侧的有机‑无机复合板、缠绕在有机‑无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成，其中塑壳体按照重量份数计包括以下组分：ABS树脂80~100份、硅藻土10~20份、氧化石墨烯10~15份、硅烷偶联剂10~15份、阻燃剂10~15份、阻燃协效剂1~5份以及润滑剂3~10份。本发明克服了现有技术中的铅酸蓄电池不耐腐蚀，导致其力学性能随使用时间延长不断下降的缺陷，具有良好的耐腐蚀性能同时具有良好的韧性以及抗冲击性能的优点，能够长时间保证塑壳的使用安全性。

Description

一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池塑壳领域，尤其涉及一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳。
背景技术
铅酸电池(VRLA)，是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
铅酸电池一般由五大部分组成，其分别为：正极、负极、隔板、电解质以及电池壳体。其中的电池壳体具有保护电池内部元件不受外界碰撞而破裂、电解液泄露等作用，然而现有的锂电池壳体中材料通常由抗冲击效果好的ABS材料制成，但是其性能仍然不能令人完全放心。
此外，ABS塑料虽然具有一定耐腐蚀性，但是经过实际使用我们发现由ABS塑料制成的管材不耐硫酸腐蚀，长时间遇硫酸就会粉碎性破裂。这一点在电池塑壳中尤为如此，由于铅酸电池内部通常为硫酸溶液，因此随着使用时间的延长，电池塑壳通常由内至外会发生缓慢的分解，其抗冲击性能会大大下降。同时，由于铅酸蓄电池在充放电过程中会释放大量的热量，且呈一定的周期性释放，因此热量又会加速硫酸对铅酸蓄电池塑壳的腐蚀。
现有技术例如申请号为CN201811057971.4的一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳及其制备方法，该耐腐蚀铅蓄电池塑壳包括以下重量份数的组成：ABS树脂70～90份、环氧树脂15～20份、氢化丁腈橡胶10～15份、改性竹纤维10～20份、白炭黑10～20份、氯化聚乙烯6～10份、硬脂酸5～8份、抗氧化剂3～5份、稳定剂4～9份。该发明采用氧化石墨烯增强改性的竹纤维和白炭黑一同作为填料制备铅蓄电池塑壳，白炭黑和改性竹纤维与环氧树脂能够形成复杂的三维网络结构，制备的铅酸蓄电池塑壳具有良好的耐腐蚀性和强度，且制备工艺简单，适合大规模生产。但是其也存在不足之处，例如其虽然通过氧化石墨烯增强改性的竹纤维和白炭黑提升了电池塑壳的耐腐蚀性能，但是其在使用过程中作为主体材料的ABS树脂仍然会直接与硫酸接触，导致塑壳内部仍然会缓慢腐蚀粉碎，导致性能随时间延长大幅下降。
本发明是为了克服现有技术中的铅酸蓄电池不耐腐蚀，导致其力学性能随使用时间延长不断下降的缺陷，提供了一种具有良好耐腐蚀性，同时其力学性能不会随时使用时间延长而大幅下降的一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其由塑壳内侧的有机-无机复合板、缠绕在有机-无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成；
其中：所述塑壳体按照重量份数计包括以下组分：ABS树脂80～100份、硅藻土10～20份、氧化石墨烯10～15份、硅烷偶联剂10～15份、阻燃剂10～15份、阻燃协效剂1～5份以及润滑剂3～10份；
所述有机-无机复合板按照重量份数计包括以下组分：石英微片100份、片状氧化铝15～35份、六氟铝酸钠10～15份、环氧树脂15～30份以及固化剂0.05～0.1份；
所述有机-无机复合板由石英微片以及片状氧化铝经过分散压缩后烧结成片状板材，将其在真空环境下浸渍环氧树脂后取出固化后即得；
所述塑壳内侧的的有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层。
发明中的铅酸蓄电池塑壳，其结构主要由三层结构组成，其中的塑壳体为整个电池塑壳提供成型以及缓冲效果，对铅酸蓄电池提供第一步保护。而芳纶纤维层目的在于提高整体铅酸蓄电池塑壳的韧性，同时包裹内部的有机-无机复合板使之不会因为受到外界压力而破损。
在电池塑壳内层的有机-无机复合板其由耐酸腐蚀的石英微片以及片状氧化铝组成，能够有效防止硫酸对塑壳体腐蚀，同时在有机-无机复合板的内部填充有环氧树脂，能够有效保证玻石英微片以及片状立方氧化铝在烧结之后的力学强度，达到了有机-无机复合的效果。当受到足够强大的冲击后，外层的塑壳体能够吸收一定量的冲击，当冲击力传递到内部的有机-无机复合板时，石英微片以及片状氧化铝可能会出现裂缝，但是填充在两者之间的环氧树脂由于其具有良好的塑性形变，其能够消耗部分外部冲击力，同时环氧树脂能够填充至裂缝中间，从而阻止了裂缝的进一步增长。
此外，本发明还在有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层，其具有超疏水性能，因而塑壳内部的硫酸溶液会被含氟涂层隔绝，从而防止了硫酸液对电池塑壳的腐蚀作用。
作为优选，所述电池塑壳的制备方法如下：
(1)填料改性：将硅藻土以及氧化石墨烯分散于乙醇无水乙醇溶液中，然后向其中加入硅烷偶联剂，回流反应后，蒸干溶剂，粉碎后得到表面改性填料；
(2)混料：将塑壳体按照配方依次称取各原料以及表面改性填料，混合后得到注塑料；
(3)注塑成型：将有机-无机复合板放置在模具最内侧，并在有机-无机复合板外侧通过环氧树脂粘结一层芳纶纤维布，然后将注塑料注塑到芳纶纤维布外侧，得到塑壳坯；
(4)表面涂覆：向塑壳坯内侧的有机-无机复合板表面涂覆一层含氟涂料，固化后得到含氟涂层。
本发明中的塑壳注塑方法与常规方法不同之处在于，现有的注塑方法中是将注塑料直接注塑到模具中，而本发明中的注塑方法首先将制备得到的有机-无机复合板放置在模具最内侧，然后再进行注塑，在有机-无机复合板外围注塑包覆一层塑壳，这样塑壳体与有机-无机复合板能够有效结合，不会产生接合不良的缺陷。
作为优选，所述有机-无机复合板具体制备工艺如下：
(S.1)沉降成型：将石英微片、六氟铝酸钠以及片状氧化铝置于水中然后高速搅拌分散30～60min，然后在-100～-50KPa压力下减压抽滤得到滤饼，滤饼烘干后得到板坯；
(S.2)机械压缩：对板坯施加10～25MPa的静压力进行单轴压缩，得到预烧料；
(S.3)烧结：预烧料在1000～1150℃下烧结3～5h后，自然降温冷却至室温，得到多孔板；(S.4)真空浸渍：将多孔板置于容器中，然后抽真空至50～100Pa后向容器中加入环氧树脂并浸渍30～120min；
(S.5)固化：将浸渍了环氧树脂后的多孔板在110～125℃下固化，得到有机-无机复合板。
本发明在有机-无机复合板制备第一步中首先将石英微片以及片状氧化铝置于水中然后高速搅拌分散，然后自然沉降之后通过抽滤的方式，能够让石英微片以及片状氧化铝之间形成稠密的高度有序结构，使得板坯的各个部分的结构均一稳定。此外，通过机械压缩能够增加板坯的密度，从而保证了烧结时的烧结率。同时在烧结过程中六氟铝酸钠会有一定的融化从而有效降低了石英微片以及片状氧化铝的熔融温度，使得各个片状粉末之间发生黏连形成一个内部具有多孔结构的整体。当对其抽真空后空隙中的空气被抽出，使得环氧树脂能够顺利的进入到空隙中，固化后具有良好的韧性，能够有效提升整体的抗裂纹扩展能力。
作为优选，所述硅烷偶联剂为甲基氯丙基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷或者乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。
作为优选，所述阻燃剂为聚磷酰胺、三聚氰胺以及淀粉质量比为10：(3～5)：(1～3的)的组合物。
作为优选，所述阻燃协效剂为三氧化二锑与氯化铜质量比为(5～10):1的组合物。
本发明中的阻燃协效剂其中的三氧化二锑具有良好的阻燃效果，其能够增强阻燃剂的阻燃效果，而添加一定量的氯化铜能够催化阻燃剂燃烧时碳的生成速率，使其更加蓬松，膨胀性更好，从而阻燃性大大提升。
作为优选，所述润滑剂为硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺或者季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
作为优选，所述含氟涂层由含氟涂料固化后得到，所述含氟涂料制备方法如下：a：将十三氟辛基三甲氧基硅烷、氨基丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及白炭黑按照质量比为100：(30～50)：(10～20)：(5～10)混合物水解后得到的预聚物；
b：将预聚物与石油醚按照质量比1:1配制成溶液，然后加入整体预聚物质量1～5％的2,4,6-三甲基苯甲酰二苯氧磷，混合均匀得到光固化涂料。
作为优选，所述含氟涂料固化条件如下：在紫外辐射能量为200～500mJ/cm2，紫外固化时间为5～10min。
因此，本发明具有以下有益效果：
(1)具有良好的耐腐蚀性能；
(2)同时具有良好的韧性以及抗冲击性能；
(3)能够长时间保证塑壳的使用安全性。
具体实施方式
下述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于下述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
实施例1
一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其由塑壳内侧的有机-无机复合板、缠绕在有机-无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成，塑壳内侧的的有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层。
其制备方法如下：
(1)填料改性：将硅藻土10份以及氧化石墨烯10份分散于50份无水乙醇溶液中，然后向其中加入甲基氯丙基二甲氧基硅烷10份，回流2h反应后，蒸干溶剂，粉碎至粒径100～200μm后得到表面改性填料。
(2)混料：将按照配方依次ABS树脂80份、硅藻土10份、阻燃剂10份、阻燃协效剂1份、硬脂酸酰胺3份以及步骤(1)中制备得到的表面改性填料，混合后得到注塑料，所述阻燃剂为聚磷酰胺、三聚氰胺以及淀粉质量比为10：3：1的组合物，阻燃协效剂为三氧化二锑与氯化铜质量比为5:1的组合物。
(3)注塑成型：将有机-无机复合板放置在模具最内侧，并在有机-无机复合板外侧通过环氧树脂粘结一层芳纶纤维布，然后将注塑料注塑到芳纶纤维布外侧，得到塑壳坯；
(4)表面涂覆：向塑壳坯内侧的有机-无机复合板表面涂覆一层含氟涂料，在紫外辐射能量为200mJ/cm2下紫外固化10min后得到含氟涂层。
所述含氟涂料制备方法如下：
a：将十三氟辛基三甲氧基硅烷、氨基丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及白炭黑按照质量比为100：30：10：5混合物水解后得到的预聚物；
b：将预聚物与石油醚按照质量比1:1配制成溶液，然后加入整体预聚物质量1％的2,4,6-三甲基苯甲酰二苯氧磷，混合均匀得到光固化涂料。
有机-无机复合板具体制备工艺如下：
(S.1)沉降成型：将石英微片100份、六氟铝酸钠10份以及片状氧化铝15份置于水中然后高速搅拌分散30min，然后在-100KPa压力下减压抽滤得到滤饼，滤饼烘干后得到板坯；
(S.2)机械压缩：对板坯施加10MPa的静压力进行单轴压缩，得到预烧料；
(S.3)烧结：预烧料在1000℃下烧结3h后，自然降温冷却至室温，得到多孔板；
(S.4)真空浸渍：将多孔板置于容器中，然后抽真空至50Pa后向容器中加入含有0.05份固化剂的环氧树脂15份并浸渍30min；
(S.5)固化：将浸渍了环氧树脂后的多孔板在110℃下固化，得到有机-无机复合板。
实施例2
一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其由塑壳内侧的有机-无机复合板、缠绕在有机-无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成，塑壳内侧的的有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层。
其制备方法如下：
(1)填料改性：将硅藻土20份以及氧化石墨烯15份分散于50份无水乙醇溶液中，然后向其中加入γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷15份，回流2h反应后，蒸干溶剂，粉碎至粒径100～200μm后得到表面改性填料。
(2)混料：将按照配方依次ABS树脂100份、硅藻土20份、阻燃剂15份、阻燃协效剂5份、乙撑双硬脂酰胺10份以及步骤(1)中制备得到的表面改性填料，混合后得到注塑料，所述阻燃剂为聚磷酰胺、三聚氰胺以及淀粉质量比为10：5：3的组合物，阻燃协效剂为三氧化二锑与氯化铜质量比为10:1的组合物。
(3)注塑成型：将有机-无机复合板放置在模具最内侧，并在有机-无机复合板外侧通过环氧树脂粘结一层芳纶纤维布，然后将注塑料注塑到芳纶纤维布外侧，得到塑壳坯；
(4)表面涂覆：向塑壳坯内侧的有机-无机复合板表面涂覆一层含氟涂料，在紫外辐射能量为500mJ/cm2下紫外固化5min后得到含氟涂层。
所述含氟涂料制备方法如下：
a：将十三氟辛基三甲氧基硅烷、氨基丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及白炭黑按照质量比为100：40：15：8混合物水解后得到的预聚物；
b：将预聚物与石油醚按照质量比1:1配制成溶液，然后加入整体预聚物质量2.5％的2,4,6-三甲基苯甲酰二苯氧磷，混合均匀得到光固化涂料。
有机-无机复合板具体制备工艺如下：
(S.1)沉降成型：将石英微片100份、六氟铝酸钠15份以及片状氧化铝35份置于水中然后高速搅拌分散60min，然后在-50KPa压力下减压抽滤得到滤饼，滤饼烘干后得到板坯；
(S.2)机械压缩：对板坯施加25MPa的静压力进行单轴压缩，得到预烧料；
(S.3)烧结：预烧料在1150℃下烧结5h后，自然降温冷却至室温，得到多孔板；
(S.4)真空浸渍：将多孔板置于容器中，然后抽真空至100Pa后向容器中加入含有0.1份固化剂的环氧树脂30份并浸渍120min；
(S.5)固化：将浸渍了环氧树脂后的多孔板在125℃下固化，得到有机-无机复合板。
实施例3
一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其由塑壳内侧的有机-无机复合板、缠绕在有机-无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成，塑壳内侧的的有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层。
其制备方法如下：
(1)填料改性：将硅藻土15份以及氧化石墨烯12份分散于50份无水乙醇溶液中，然后向其中加入γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷12份，回流2h反应后，蒸干溶剂，粉碎至粒径100～200μm后得到表面改性填料。
(2)混料：将按照配方依次ABS树脂90份、硅藻土15份、阻燃剂12份、阻燃协效剂2.5份、亚乙基双硬脂酸酰胺8份以及步骤(1)中制备得到的表面改性填料，混合后得到注塑料，所述阻燃剂为聚磷酰胺、三聚氰胺以及淀粉质量比为10：4：2的组合物，阻燃协效剂为三氧化二锑与氯化铜质量比为8:1的组合物。
(3)注塑成型：将有机-无机复合板放置在模具最内侧，并在有机-无机复合板外侧通过环氧树脂粘结一层芳纶纤维布，然后将注塑料注塑到芳纶纤维布外侧，得到塑壳坯；
(4)表面涂覆：向塑壳坯内侧的有机-无机复合板表面涂覆一层含氟涂料，在紫外辐射能量为300mJ/cm2下紫外固化5～10min后得到含氟涂层。
所述含氟涂料制备方法如下：
a：将十三氟辛基三甲氧基硅烷、氨基丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及白炭黑按照质量比为100：40：15：8混合物水解后得到的预聚物；
b：将预聚物与石油醚按照质量比1:1配制成溶液，然后加入整体预聚物质量2.5％的2,4,6-三甲基苯甲酰二苯氧磷，混合均匀得到光固化涂料。
有机-无机复合板具体制备工艺如下：
(S.1)沉降成型：将石英微片100份、六氟铝酸钠12份以及片状氧化铝20份置于水中然后高速搅拌分散40min，然后在-80KPa压力下减压抽滤得到滤饼，滤饼烘干后得到板坯；
(S.2)机械压缩：对板坯施加15MPa的静压力进行单轴压缩，得到预烧料；
(S.3)烧结：预烧料在1100℃下烧结4h后，自然降温冷却至室温，得到多孔板；
(S.4)真空浸渍：将多孔板置于容器中，然后抽真空至80Pa后向容器中加入含有0.08份固化剂的环氧树脂20份并浸渍60min；
(S.5)固化：将浸渍了环氧树脂后的多孔板在115℃下固化，得到有机-无机复合板。
实施例4
一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其由塑壳内侧的有机-无机复合板、缠绕在有机-无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成，塑壳内侧的的有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层。
其制备方法如下：
(1)填料改性：将硅藻土12份以及氧化石墨烯12份分散于50份无水乙醇溶液中，然后向其中加入乙烯基三甲氧基硅烷15份，回流2h反应后，蒸干溶剂，粉碎至粒径100～200μm后得到表面改性填料。
(2)混料：将按照配方依次ABS树脂85份、硅藻土12份、阻燃剂12份、阻燃协效剂2份、季戊四醇硬脂酸酯5份以及步骤(1)中制备得到的表面改性填料，混合后得到注塑料，所述阻燃剂为聚磷酰胺、三聚氰胺以及淀粉质量比为10：3.5：1.5的组合物，阻燃协效剂为三氧化二锑与氯化铜质量比为6:1的组合物。
(3)注塑成型：将有机-无机复合板放置在模具最内侧，并在有机-无机复合板外侧通过环氧树脂粘结一层芳纶纤维布，然后将注塑料注塑到芳纶纤维布外侧，得到塑壳坯；
(4)表面涂覆：向塑壳坯内侧的有机-无机复合板表面涂覆一层含氟涂料，在紫外辐射能量为250mJ/cm2下紫外固化6min后得到含氟涂层。
所述含氟涂料制备方法如下：
a：将十三氟辛基三甲氧基硅烷、氨基丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及白炭黑按照质量比为100：35：12：6混合物水解后得到的预聚物；
b：将预聚物与石油醚按照质量比1:1配制成溶液，然后加入整体预聚物质量1.5％的2,4,6-三甲基苯甲酰二苯氧磷，混合均匀得到光固化涂料。
有机-无机复合板具体制备工艺如下：
(S.1)沉降成型：将石英微片100份、六氟铝酸钠10份以及片状氧化铝20份置于水中然后高速搅拌分散35min，然后在-100KPa压力下减压抽滤得到滤饼，滤饼烘干后得到板坯；
(S.2)机械压缩：对板坯施加12MPa的静压力进行单轴压缩，得到预烧料；
(S.3)烧结：预烧料在1050℃下烧结3.5h后，自然降温冷却至室温，得到多孔板；
(S.4)真空浸渍：将多孔板置于容器中，然后抽真空至60Pa后向容器中加入含有0.1份固化剂的环氧树脂20份并浸渍45min；
(S.5)固化：将浸渍了环氧树脂后的多孔板在115℃下固化，得到有机-无机复合板。
实施例5
一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其由塑壳内侧的有机-无机复合板、缠绕在有机-无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成，塑壳内侧的的有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层。
其制备方法如下：
(1)填料改性：将硅藻土18份以及氧化石墨烯14份分散于50份无水乙醇溶液中，然后向其中加入甲基氯丙基二甲氧基硅烷14份，回流2h反应后，蒸干溶剂，粉碎至粒径100～200μm后得到表面改性填料。
(2)混料：将按照配方依次ABS树脂95份、硅藻土18份、阻燃剂14份、阻燃协效剂3.5份、乙撑双硬脂酰胺8份以及步骤(1)中制备得到的表面改性填料，混合后得到注塑料，所述阻燃剂为聚磷酰胺、三聚氰胺以及淀粉质量比为10：4.5：2.5的)的组合物，阻燃协效剂为三氧化二锑与氯化铜质量比为8:1的组合物。
(3)注塑成型：将有机-无机复合板放置在模具最内侧，并在有机-无机复合板外侧通过环氧树脂粘结一层芳纶纤维布，然后将注塑料注塑到芳纶纤维布外侧，得到塑壳坯；
(4)表面涂覆：向塑壳坯内侧的有机-无机复合板表面涂覆一层含氟涂料，在紫外辐射能量为450mJ/cm2下紫外固化8min后得到含氟涂层。
所述含氟涂料制备方法如下：
a：将十三氟辛基三甲氧基硅烷、氨基丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及白炭黑按照质量比为100：45：18：7混合物水解后得到的预聚物；
b：将预聚物与石油醚按照质量比1:1配制成溶液，然后加入整体预聚物质量4.5％的2,4,6-三甲基苯甲酰二苯氧磷，混合均匀得到光固化涂料。
有机-无机复合板具体制备工艺如下：
(S.1)沉降成型：将石英微片100份、六氟铝酸钠14份以及片状氧化铝30份置于水中然后高速搅拌分散55min，然后在-50KPa压力下减压抽滤得到滤饼，滤饼烘干后得到板坯；
(S.2)机械压缩：对板坯施加20MPa的静压力进行单轴压缩，得到预烧料；
(S.3)烧结：预烧料在1100℃下烧结4.5h后，自然降温冷却至室温，得到多孔板；
(S.4)真空浸渍：将多孔板置于容器中，然后抽真空至80Pa后向容器中加入含有0.1份固化剂的环氧树脂28份并浸渍100min；
(S.5)固化：将浸渍了环氧树脂后的多孔板在125℃下固化，得到有机-无机复合板。
对比例1
对比例1中的条件与实施例5中条件一致，区别在于对比例1中不含有有机-无机复合板。
对比例2
对比例2中的条件与实施例5中条件一致，区别在于对比例1中不含有有机-无机复合板以及芳纶纤维层。
将实施例1～5以及对比例1中制备得到的铅酸蓄电池塑壳与市售塑壳进行测试，测试方法如下：
(1)弯曲强度采用三点弯曲法测试，根据GB/T9341-2000塑料弯曲性能试验方法，准备长方体型测试样条，尺寸为80mm(长)×10mm(宽)×4mm(厚)。
(2)拉伸强度采用高低温拉力试验机(AI-7000M)，准备哑铃型测试样条，尺寸为80mm(长)×12mm(端宽)×4mm(中宽)×4mm(厚)。
(3)冲击强度采用液晶显示冲击试验机(XJ-50Z)测试，测试样条尺寸也为80mm(长)×10mm(宽)×4mm(厚)。
(4)介电性能测试采用常州同惠电子股份公司的TH2826A型LCR数字电桥测试，测试电压0.5V，测试频率为1MHz，使用SMD夹具(改制双圆片12mm)。
(5)耐酸性测试方法如下：将待测样品放入温度为60℃浓度为20％的硫酸溶液中，浸泡处理5天。
测试结果如下：
Figure BDA0002241561050000101
从上表中可知，本发明中制备得到的铅酸蓄电池塑壳相较于市售塑壳而言，在拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、介电常数以及耐酸性方面均有明显的提升。同时，对比实施例5、对比例1以及对比例2我们发现在塑壳体一样的条件下，在塑壳内部添加有机-无机复合板以及芳纶纤维层，能够有效提升塑壳的力学、电学以及耐腐蚀性能。

Claims (9)

1.一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，其由塑壳内侧的有机-无机复合板、缠绕在有机-无机复合板的芳纶纤维层以及包覆在芳纶纤维层外侧的塑壳体构成；
其中：所述塑壳体按照重量份数计包括以下组分：ABS树脂80~100份、硅藻土10~20份、氧化石墨烯10~15份、硅烷偶联剂10~15份、阻燃剂10~15份、阻燃协效剂1~5份以及润滑剂3~10份；
所述有机-无机复合板按照重量份数计包括以下组分：石英微片100份、片状氧化铝15~35份、六氟铝酸钠10~15份、环氧树脂15~30份以及固化剂0.05~0.1份；
所述有机-无机复合板由石英微片以及片状氧化铝经过分散压缩后烧结成片状板材，将其在真空环境下浸渍环氧树脂后取出固化后即得；
所述塑壳内侧的有机-无机复合板表面还涂覆有一层含氟涂层。
2.根据权利要求1所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述电池塑壳的制备方法如下：
（1）填料改性：将硅藻土以及氧化石墨烯分散于无水乙醇溶液中，然后向其中加入硅烷偶联剂，回流反应后，蒸干溶剂，粉碎后得到表面改性填料；
（2）混料：将按照配方依次称取各原料以及表面改性填料，混合后得到注塑料；
（3）注塑成型：将有机-无机复合板放置在模具最内侧，并在有机-无机复合板外侧通过环氧树脂粘结一层芳纶纤维布，然后将注塑料注塑到芳纶纤维布外侧，得到塑壳坯；
（4）表面涂覆：向塑壳坯内侧的有机-无机复合板表面涂覆一层含氟涂料，固化后得到含氟涂层。
3.根据权利要求1或2所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述有机-无机复合板具体制备工艺如下：
（S.1）沉降成型：将石英微片、六氟铝酸钠以及片状氧化铝置于水中然后高速搅拌分散30~60min，然后在-100~-50KPa压力下减压抽滤得到滤饼，滤饼烘干后得到板坯；
（S.2）机械压缩：对板坯施加10~25MPa的静压力进行单轴压缩，得到预烧料；
（S.3）烧结：预烧料在1000~1150℃下烧结3~5h后，自然降温冷却至室温，得到多孔板；
（S.4）真空浸渍：将多孔板置于容器中，然后抽真空至50~100Pa后向容器中加入环氧树脂并浸渍30~120min；
（S.5）固化：将浸渍了环氧树脂后的多孔板在110~125℃下固化，得到有机-无机复合板。
4.根据权利要求1或2所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述硅烷偶联剂为甲基氯丙基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷或者乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。
5.根据权利要求1或2所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述阻燃剂为聚磷酰胺、三聚氰胺以及淀粉质量比为10：（3~5）：（1~3）的组合物。
6.根据权利要求1或2所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述阻燃协效剂为三氧化二锑与氯化铜质量比为（5~10）:1的组合物。
7.根据权利要求1或2所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺或者季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
8.根据权利要求1或2所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述含氟涂层由含氟涂料固化后得到，所述含氟涂料制备方法如下：
a：将十三氟辛基三甲氧基硅烷、氨基丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及白炭黑按照质量比为100：（30~50）：（10~20）：（5~10）混合物水解后得到的预聚物；
b：将预聚物与石油醚按照质量比1:1配制成溶液，然后加入整体预聚物质量1~5%的2,4,6-三甲基苯甲酰二苯氧磷，混合均匀得到光固化涂料。
9.根据权利要求8所述一种耐酸腐蚀铅酸蓄电池塑壳，其特征在于，所述含氟涂料固化条件如下：在紫外辐射能量为200~500mJ/cm2，紫外固化时间为5~10min。
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