[发明专利]一种用于制备铅酸蓄电池隔板的聚氯乙烯粉末生产方法

说明书

技术领域

本发明一种用于制备铅酸蓄电池隔板的聚氯乙烯粉末生产方法，属氯乙烯单体乳液聚合方法领域。

背景技术

铅酸蓄电池是一种用途广泛的化学电源，隔板是蓄电池三大主要部件之一。作为一种电工器材，隔板必须具备：化学性能稳定、微孔结构好、机械强度高、不含对电池有害物质。这些特征的优劣对蓄电池的功能和使用寿命影响很大。随着蓄电池本身的改进，制造隔板的材质也不断更新，五十年代微孔橡胶隔板取代了性能低劣的木质隔板，目前广泛用于汽车蓄电池上的烧结聚氯乙烯微孔隔板，无论是性能还是生产工艺及成本又都优于橡胶隔板。

铅酸蓄电池烧结聚氯乙烯隔板是将粉末状的氯乙烯聚合物通过适当的压制烧结，所制备的隔板内部为多孔结构。由于加工隔板采用原料的单一性，所以隔板质量的优劣直接依赖用于加工的氯乙烯聚合物的特性。通用的悬浮法和乳液法聚氯乙烯树脂虽然可用于制备烧结隔板，但由于悬浮法聚氯乙烯树脂颗粒大，制成的产品会出现大量的直通孔和龟裂，隔板的强度不够；通用的乳液法树脂粒径虽小，因是糊用，为了得到良好的糊性能，必须扩大粒径分布，导致烧结后的微孔结构不好、孔隙率低、电阻大，加之残留在树脂表面的乳化剂是极好的起泡剂，导致在电池初次充电时产生大量带酸泡沫，损害设备、污染环境。

为此，必须寻求更适用于制备铅酸蓄电池烧结聚氯乙烯隔板的氯乙烯聚合物的生产方法，以满足隔板生产的需求，提高烧结聚氯乙烯隔板的品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备铅酸蓄电池隔板的聚氯乙烯粉末生产方法，为制备铅酸蓄电池烧结聚氯乙烯隔板提供能满足其特定技术需求的专用氯乙烯聚合物粉末原料。

本发明目的的技术方案是：

本发明是采用乳液聚合方法，将氯乙烯单体、引发剂、乳化剂、PH调节剂和脱盐水等组份物料按比例量加入聚合釜中，经聚合反应生成胶乳性聚合物，加入后处理剂处理后，再将该胶乳性聚合物通过喷雾干燥获得80％粒径集中在33μ左右的聚氯乙烯粉末，以氯乙烯单体重量100份为基准的组份物料配方如下：

氯乙烯单体                        100份，

引发剂  选自：过硫酸钾、甲醛次硫酸钠、亚硫酸氢钠、

        氯化铜中的两种以上，为0.1-0.3份，

乳化剂  选自：硬脂酸钠与十二烷基硫酸钠、十二烷基苯

        磺酸钠、月桂酸钠、肉豆蔻酸中的一种以上，为

        0.8-3份，

后处理剂 选自：月桂酸钠、硬脂酸钠中的一种，为0.2-0.4

         份，

PH调节剂 选自：碳酸氢钠、碳酸氢铵、氢氧化钠中的一种，

         为0.05-0.1份

脱盐水   为120-200份。

根据上述聚合反应物料组份配方，采用的聚合反应工艺技术条件为：在聚合釜内加入配方量的脱盐水，启动搅拌，将氯乙烯单体、乳化剂、起始量的引发剂、PH调节剂等组份物料按比例量投入聚合釜中，搅拌转速40转/min，在45-60℃下聚合，根据反应速率连续加入余量的引发剂，聚合10-12小时，当釜内压力降至0.4Mp时，加入后处理剂，搅拌10分钟开始回收釜内未反应的氯乙烯单体，将反应所得胶乳性聚合物进行喷雾干燥即获得氯乙烯聚合物粉末产品。

铅酸蓄电池烧结聚氯乙烯隔板应具有孔径小，总孔隙率恰当，机械强度高的品质，所以用于烧结隔板的氯乙烯聚合物粉末必须是凝胶化容易、烧结性能好、堆积密度高、热稳定性好，不含起泡剂等杂质。但聚氯乙烯是对热极不稳定的聚合物，通常最为有效的方法是在聚合物中添加一定量的热稳定剂，这在隔板加工中是不允许，因为这些物质的分离物会被带到电极上严重影响蓄电池的使用寿命。而且虽然一般乳液聚合用的阴离子型和非离子型乳化剂都具有较好的亲水性，残存在粒子表面的乳化剂使隔板具有良好的瞬间润湿性。但绝大部分乳化剂均为起泡剂，当残留在粒子表面的乳化剂超过一定量时，就会溶解在电池酸液中，充电时产生有害泡沫。试验表明若通过加入消泡剂来抑制泡沫，将会造成隔板在一段时间后发脆易折，影响隔板的机械强度。

要解决用聚氯乙烯树脂制备隔板存在的这些问题，必须要求聚合反应所得的胶乳粒子要小，干燥后的粉料粒度又应适度粗，其粉末流动性必须适应生产隔板所采用的加工工艺。同时，聚合物粉末粒子表面应即具有良好的润湿性又不含有影响电池使用寿命的其它物质。只有达到以上要求的氯乙烯聚合粉末方能满足生产隔板的需求。但就现行通用的方法而言，无论是悬浮法还是乳液法所生产的氯乙烯聚合物粉末均达不到此要求。