[发明专利]一种铅酸蓄电池高强度塑壳的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其是涉及一种铅酸蓄电池高强度塑壳的制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池经过100多年的发展，相关技术已经趋于成熟，成本也较低廉，被广泛应用于交通、通讯、电力、军事、航海等众多经济领域，成为一种不可或缺的化学电源。铅酸蓄电池塑壳作为铅酸蓄电池的重要部件，其起到承载极板、隔板和电解液等电池重要部件的作用，要求其具有较好的耐化学腐蚀性能、较高的稳定性、高强度和良好的机械加工性能。

现有技术中，铅酸蓄电池塑壳常采用ABS树脂作为原料，经注塑制得铅酸蓄电池塑壳，但ABS树脂耐候性能、化学稳定性等性能较差，同时其机械性能也较差，经过一段时间使用后常规出现性能的大幅滑坡，出现力学性能劣化，材料变硬发脆等问题，难以满足当下铅酸蓄电池制造的相关要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种能够制备具有高强度并且具有较高韧性的铅酸蓄电池用塑壳的方法；

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铅酸蓄电池高强度塑壳的制备方法，包括以下步骤：

a）制备改性钛酸锆纤维：将钛酸锆纤维加入到改性剂中超声处理30～50分钟，然后在60～80℃下干燥制得改性钛酸锆纤维；

b）制备改性云母：将云母粉碎至40～50μm后放入到云母3倍云母重量的2.0～3.0mol/L的盐酸溶液中超声处理30～40分钟后用水洗净并烘干，然后将处理后的云母加入到浓度为1.0～1.5wt%硅烷偶联剂KH550的丙酮溶液中，超声处理1～2小时，过滤干燥，制得改性云母；

c）制备改性白炭黑：向白炭黑加入白炭黑3倍重量的2.0～3.0mol/L的盐酸溶液，超声处理30～40分钟后用水洗净，然后将白炭黑、甲苯和硅烷偶联剂KH550以重量比10：5：2混合后在40～60℃下共混2～4小时，制得改性白炭黑；

d）原料混合：按50～70份ABS树脂，30～50份PVC树脂，10～20份丁腈橡胶，10～12份改性钛酸锆纤维，5～10份改性云母，6～10份改性白炭黑，2～3份抗氧化剂，1～2份抗老剂，4～6份硬脂酸，60～100份溶剂的重量份配比称取各组分，将ABS树脂、PVC树脂和丁腈橡胶混合后在溶剂中浸泡并搅拌10～20分钟，烘干，将剩余组分加入并混合均匀，制得注塑原料；

e）注塑成型：将注塑原料注塑机注塑成型，制得铅酸蓄电池高强度塑壳。

现有技术中的铅酸蓄电池塑壳以ABS树脂和PVC树脂为原料，但是这一组合作为原料，存在强度不够高，韧性较差等缺点，因此，本发明的目的主要是为了增强塑壳的强度，同时改善塑壳的韧性。本发明中，依据不同维度材料对树脂材料强度的增强作用，添加了近改性后的一维材料颗粒状的白炭黑、二维材料增强纤维和二维材料层片状的云母，从多方位改善树脂材料的强度，通过纤维的连接作用，将树脂材料紧密的结合在一起，即使是受到强外力的作用时，也能保持其原有的形态而不损坏，在纤维增强之外，还辅助以层片状的云母和颗粒状的白炭黑辅助增强树脂间的结合力，形成一种以纤维网络为主体，颗粒状白炭黑和层片状为辅助的增强体结构；丁腈橡胶，具有耐热性能好，耐化学稳定性能好，抗静电性能好，其具有一定的弹性，但其弹性又稍低于其他种类的橡胶，在其添加后既能在一定程度上改性塑壳的弹性，使塑壳具有一定的韧性，但又不至于弹性太大，影响塑壳的强度，在改善塑壳的韧性之外，还能改善塑壳的耐寒性能、耐化学稳定性等性能；同时，最重要的一点是，丁腈橡胶与PVC树脂具有较好的相溶性能，两者能够良好结合。此外，添加的抗氧化剂和抗老剂能够赋予塑壳相应的抗性性能，保证塑壳具有较长久的使用寿命；硬脂酸作为热稳定性剂添加，能增加塑壳的耐热及耐寒性能。

钛酸锆纤维，作为一种无机纤维，其具有较好的抗拉伸性能，在树脂中添加后能够在树脂中形成纤维网络，将树脂紧密的结合在一起，同时，钛酸锆纤维又具有良好的韧性，其具有的良好韧性，又进一步增进其形成的纤维网络的强度，同时也增强塑壳的强度。但是，钛酸锆纤维毕竟是无机纤维，其与有机树脂的结合性能相对较差，对其表面进行改性，增进其与树脂间的亲和力。