[发明专利]一种高强度铅蓄电池塑壳及其制备方法

说明书

本发明涉及电池材料领域，公开了一种高强度铅蓄电池塑壳，该高强度铅蓄电池塑壳包括以下重量份数的组成：ABS树脂50~70份、PVC树脂20~30份、改性碳纤维5~15份、改性埃洛石纳米管5~10份、改性石墨烯5~10份、白炭黑10~20份、氯化聚乙烯5~8份、硬脂酸3~6份、抗氧化剂2~4份、稳定剂5~10份。本发明采用改性碳纤维、改性埃洛石纳米管、改性石墨烯和白炭黑一同作为填料制备铅蓄电池塑壳，白炭黑与改性碳纤维、改性埃洛石纳米管和改性石墨烯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高强度、良好的热稳定性，且制备工艺简单，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，尤其涉及一种高强度铅蓄电池塑壳及其制备方法。

背景技术

铅蓄电池塑壳作为铅蓄电池盛放电解液和极板组的重要部件，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。

中国专利申请公开号为CN107118500A的专利，公开了一种高耐油、耐酸蓄电池壳体材料及制备方法。该高耐油、耐酸蓄电池壳体材料包括如下重量份数的原料：ABS树脂50～70份、聚氯乙烯20～25份、无卤阻燃剂0.5～5份、抗氧化剂0.8～2.0份、玻璃微珠6～10份、增韧剂3～6份、碳酸镁1～3份、耐油组合物2～9份、硼酸钙3～7份、乙烯-三氟氯乙烯共聚物10～14份、偏硅酸钙6～11份、铝粉5～9份、硫酸钙5～10份、硝基纤维素2～4份。该方法虽然提高了蓄电池的耐油性、耐酸性，但仍未解决ABS材料强度差，在一段时间使用后出现力学性能劣化，材料变硬发脆等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度铅蓄电池塑壳及其制备方法。本发明的高强度铅蓄电池塑壳强度高、热稳定性、抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性能好，制备工艺简单。

本发明的具体技术方案为：一种高强度铅蓄电池塑壳，包括以下重量份数的组成：ABS树脂50～70份、PVC树脂20～30份、改性碳纤维5～15份、改性埃洛石纳米管5～10份、氧化石墨烯5～10份、白炭黑10～20份、氯化聚乙烯5～8份、硬脂酸3～6份、抗氧化剂2～4份、稳定剂5～10份。

ABS材料是丙烯腈、1，3-丁二烯、苯乙烯三种单体的接枝共聚物，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。然而，ABS材料的耐溶剂性差，同时其机械性能也较差，需要在制备过程中添加填料增加其耐溶剂性和机械性能。目前，常通过与聚氯乙烯共混来增加材料的耐溶剂性和阻燃性，然而聚氯乙烯对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降。因此还需要添加其他的添加剂来增加材料的热稳定性。本发明利用聚氯乙烯来增强ABS树脂的耐溶剂性和阻燃性；利用氯化聚乙烯来提高ABS树脂的抗冲击性。本发明将改性碳纤维、改性埃洛石纳米管、氧化石墨烯和白炭黑配合作为ABS树脂的添加剂，来增加产品的机械强度和热稳定性。单纯添加改性碳纤维、改性埃洛石纳米管、氧化石墨烯或白炭黑虽然能在一定程度上增加ABS树脂的强度，但依然存在绝缘性差或生产成本高等缺点。本发明人经过实验发现，将改性碳纤维、氧化石墨烯、改性埃洛石纳米管和白炭黑一同作为ABS的填充剂时，制备的ABS塑壳表现出优异的强度、抗冲击性、热稳定性和耐磨性能。