CN114426807A - 一种电池密封用组合物和电池用密封蜡及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池密封用组合物和电池用密封蜡及其制备方法和应用。一种电池密封用组合物，包括微晶蜡、萜烯树脂、聚乙烯蜡、聚异丁烯、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物和抗氧剂。采用本发明的电池密封用组合物制备的密封蜡具有良好的粘附性、韧性和耐高温性，原料廉价易得，能满足9V碳性电池中所用的封装蜡要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池密封用组合物和电池用密封蜡及其制备方法和应用。
背景技术
9V碳性电池是锌锰干电池的一种，由6块扁平形单体电池层叠组合而成，需浸泡一种密封蜡链接起来，这种封口蜡能起着密封、连接和绝缘作用。国内生产9V碳性电池的电池厂家有惠州金山超霸电池有限公司、广州天球电池有限公司、上海松下电池有限公司等。上海松下电池有限公司采用的电池密封蜡是日本精蜡公司和摩皮多公司的特种蜡(602特种蜡)，但是该特种蜡价格昂贵。国内有些电池厂家采用石蜡和松香来调配9V碳性电池密封蜡，但在浸渍封装过程中出现裂纹，60℃高温贮存出现漏蜡等问题，无法满足9V碳性电池的封装性能要求。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种电池密封用组合物，采用本发明的电池密封用组合物制备的密封蜡具有良好的粘附性、韧性和耐高温性，原料廉价易得，制备方法安全环保，能耗低，能满足9V碳性电池中所用的封装蜡要求，浸渍过程无裂纹出现，60℃高温贮存不漏蜡。
本发明第一方面提供了一种电池密封用组合物，包括微晶蜡、萜烯树脂、聚乙烯蜡、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，微晶蜡的含量为50-65重量％。例如50重量％、55重量％、60重量％、65重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，萜烯树脂的含量为20-35重量％。例如20重量％、25重量％、30重量％、35重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，聚乙烯蜡的含量为5-8重量％。例如5重量％、6重量％、7重量％、8重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，聚异丁烯的含量为5-10重量％。例如5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为2-5重量％。例如2重量％、3重量％、4重量％、5重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，抗氧剂的含量为0-0.5重量％。电池密封用组合物优选包括抗氧剂，抗氧剂可改善电池密封用组合物的颜色，可以有效避免黄色、褐色等不期望的颜色出现。进一步优选地，以电池用密封组合物的总重量为基准，抗氧剂的含量为0.1-0.5重量％例如0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，所述微晶蜡的熔点不小于60℃，优选为60-90℃，更优选地，所述微晶蜡为70号微晶蜡。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，所述聚乙烯蜡的分子量为1800-2200。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，所述聚乙烯蜡的熔点为100-105℃。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，所述聚异丁烯为中分子量聚异丁烯。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，所述聚异丁烯的平均分子量为40000-60000。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯的含量为14-27重量％。例如14重量％、16重量％、18重量％、20重量％、22重量％、24重量％、27重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的组合物的一些实施方式，所述抗氧剂为酚型抗氧剂，优选为抗氧剂T501和/或抗氧剂B225。
本发明第二方面提供了一种电池用密封蜡，通过将微晶蜡、萜烯树脂、聚乙烯蜡、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂进行混合和加热而得。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，微晶蜡的用量为50-65重量％。例如50重量％、55重量％、60重量％、65重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，萜烯树脂的用量为20-35重量％。例如20重量％、25重量％、30重量％、35重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，聚乙烯蜡的用量为5-8重量％。例如5重量％、6重量％、7重量％、8重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，聚异丁烯的用量为5-10重量％。例如5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为2-5重量％。例如2重量％、3重量％、4重量％、5重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，以电池用密封组合物的总重量为基准，抗氧剂的含量为0-0.5重量％。电池密封用组合物优选包括抗氧剂，抗氧剂可改善电池密封用组合物的颜色，可以有效避免黄色、褐色等不期望的颜色出现。进一步优选地，以电池用密封组合物的总重量为基准，抗氧剂的含量为0.1-0.5重量％例如0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，所述微晶蜡的熔点大于60℃，优选为60-90℃，更优选地，所述微晶蜡为70号微晶蜡。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，所述聚乙烯蜡的分子量为1800-2200。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，所述聚乙烯蜡的熔点为100-105℃。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，所述聚异丁烯为中分子量聚异丁烯。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，所述聚异丁烯的平均分子量为40000-60000。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯的含量为14-27重量％。例如14重量％、16重量％、18重量％、20重量％、22重量％、24重量％、27重量％，以及它们之间的任意值。
根据本发明所述的电池用密封蜡的一些实施方式，所述抗氧剂为酚型抗氧剂，优选为抗氧剂T501和/或抗氧剂B225。
本发明第三方面提供了一种电池用密封蜡的制备方法，包括将微晶蜡、萜烯树脂、聚乙烯蜡、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂进行混合并加热。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述加热的条件包括：温度为140-150℃，时间为1-4h。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，优选地，将微晶蜡和聚乙烯蜡混合并第一加热，然后与萜烯树脂、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂混合并第二加热。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述第一加热和第二加热的条件各自独立地包括：温度为140-150℃，时间为1-4h。
本发明第四方面提供了上述的电池密封用组合物、上述的电池用密封蜡或上述的电池用密封蜡的制备方法在电池中的应用。
根据本发明所述的应用的一些实施方式，所述电池为9V碳性电池。
本发明的有益效果：
采用本发明的电池用密封组合物进行制备的电池用密封蜡具有良好的粘附性、韧性和耐高温性，电池浸渍不开裂，60℃高温贮存不漏蜡，从而改善9V碳性电池贮存稳定性，延长电池的使用寿命。该密封蜡的制备方法简单，工艺流程短，成本低，便于实现工业化。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
在本发明中，
70号微晶蜡购自荆门石化公司，熔点为70℃；
聚乙烯蜡购自霍尼菲尔公司；
中分子量聚异丁烯购自日本日石公司，平均分子量为50000；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物购自美国杜邦公司，醋酸乙烯酯的含量为25重量％；抗氧剂B225购自德国巴斯夫公司。
【实施例1】
将600千克的70号微晶蜡和50千克的聚乙烯蜡(分子量为2000，熔点为105℃)置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入250千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯、30千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【实施例2】
将620千克的70号微晶蜡和60千克的聚乙烯蜡(分子量为2000，熔点为105℃)置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入230千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯、20千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【实施例3】
将600千克的70号微晶蜡和40千克的聚乙烯蜡(分子量为2200，熔点为105℃)置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入260千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯、20千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【实施例4】
将600千克的70号微晶蜡和50千克的聚乙烯蜡(分子量为1800，熔点为105℃)置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入260千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯、20千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【实施例5】
将400千克的70号微晶蜡和100千克的聚乙烯蜡(分子量为2000，熔点为105℃)置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入400千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯、28千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【实施例6】
将300千克的70号微晶蜡和70千克的聚乙烯蜡(分子量为2000，熔点为105℃)置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入300千克萜烯树脂、300千克中分子聚异丁烯、28千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【实施例7】
将150千克的70号微晶蜡和70千克的聚乙烯蜡(分子量为2000，熔点为105℃)置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入175千克萜烯树脂、75千克中分子聚异丁烯、525千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【实施例8】
按照实施例1的方法，不同的是，聚乙烯蜡的分子量为3000。得到电池用密封蜡。
【实施例9】
按照实施例1的方法，不同的是，聚乙烯蜡的分子量为1200。得到电池用密封蜡。
【实施例10】
按照实施例1的方法，不同的是，将70号微晶蜡替换为90号微晶蜡。得到电池用密封蜡。
【对比例1】
按照实施例1的方法，不同的是，不使用微晶蜡，即：
将50千克的聚乙烯蜡置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入250千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯、30千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【对比例2】
按照实施例1的方法，不同的是，不使用萜烯树脂，即：
将600千克的70号微晶蜡和50千克的聚乙烯蜡置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入70千克中分子聚异丁烯、30千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【对比例3】
按照实施例1的方法，不同的是，不使用聚乙烯蜡，即：
将600千克的70号微晶蜡置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入250千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯、30千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【对比例4】
按照实施例1的方法，不同的是，不使用聚异丁烯，即：
将600千克的70号微晶蜡和50千克的聚乙烯蜡置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入250千克萜烯树脂、30千克乙烯-醋酸乙烯酯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【对比例5】
按照实施例1的方法，不同的是，不使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，即：
将600千克的70号微晶蜡和50千克的聚乙烯蜡置于反应釜中，加热升温至140℃恒温，慢慢开动搅拌，溶解完全；搅拌过程中慢慢加入250千克萜烯树脂、70千克中分子聚异丁烯及2千克抗氧剂B225，温度保持140℃，搅拌2小时至溶解完全为止。得到电池用密封蜡。
【测试例】
分别测试实施例1-10和对比例1-5的电池用密封蜡的性能，
(1)电池浸渍密封蜡重量判定的测定方法为：将6块扁平形单体电池层叠起来，用一钳子用力压紧压实，套入一夹套中，准确称重W2(夹套也要先称重W1)；将电池和夹套浸入恒温130℃的电池用密封蜡液中10秒，取出冷却10秒，称重W3；从夹套中取出9V电池，夹套称重W4；每个9V电池浸渍密封蜡重量：W3-W2-(W4-W1)。每个9V电池浸渍密封蜡重量规定小于1.05克。
(2)电池浸渍是否开裂的测定方法为：将6块扁平形单体电池层叠起来，用一钳子用力压紧压实，套入一夹套中，浸入恒温130℃的电池用密封蜡液中10秒，取出冷却10秒，从夹套中取出9V电池，观察其表面是否出现裂纹，如有裂纹视为不合格。
(3)60℃高温贮存是否漏蜡的测定方法为：一托盘中放一张白纸，将浸过电池用密封蜡液的9V电池放在白纸上，置于60℃烘箱24h，取出冷却后观察白纸上是否明显有粘蜡，如有明显有粘蜡视为漏蜡不合格。
测试结果见表1。
表1
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池密封用组合物，包括微晶蜡、萜烯树脂、聚乙烯蜡、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以电池用密封组合物的总重量为基准，微晶蜡的含量为50-65重量％，萜烯树脂的含量为20-35重量％、聚乙烯蜡的含量为5-8重量％、聚异丁烯的含量为5-10重量％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为2-5重量％、抗氧剂的含量为0-0.5重量％。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述微晶蜡的熔点不小于60℃，优选为60-90℃，更优选地，所述微晶蜡为70号微晶蜡。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述聚乙烯蜡的分子量为1800-2200，和/或，所述聚乙烯蜡的熔点为100-105℃。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述聚异丁烯为中分子量聚异丁烯，优选地，所述聚异丁烯的平均分子量为40000-60000。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯的含量为14-27重量％。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述抗氧剂为酚型抗氧剂，优选为抗氧剂T501和/或抗氧剂B225。
8.一种电池用密封蜡，通过将微晶蜡、萜烯树脂、聚乙烯蜡、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂进行混合和加热而得。
9.一种电池用密封蜡的制备方法，包括将微晶蜡、萜烯树脂、聚乙烯蜡、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂进行混合并加热；
优选地，将微晶蜡和聚乙烯蜡混合并第一加热，然后与萜烯树脂、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和任选的抗氧剂混合并第二加热；
优选地，所述第一加热和第二加热的条件各自独立地包括：温度为140-150℃，时间为1-4h。
10.权利要求1-7中任意一项所述的电池密封用组合物、权利要求8所述的电池用密封蜡或权利要求9所述的电池用密封蜡的制备方法在电池中的应用；
优选地，所述电池为9V碳性电池。
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