一种铅酸蓄电池阻燃塑壳的制备方法技术

本发明专利技术属于铅酸蓄电池技术领域。本发明专利技术公开一种铅酸蓄电池阻燃塑壳的制备方法，其包括制备改性水镁石、制备改性云母、制备改性复合阻燃剂、原料混合、注塑成型等步骤，其中复合阻燃剂采用硅藻土负载碳酸氢钠的方式制得。通过本发明专利技术制得的铅酸蓄电池塑壳具有较高的机械强度，抗冲击强度；具有较好的韧性，具有较高的拉伸强度和弯曲模量；具有较好的阻燃性能，其阻燃性能远高于国家标准中对塑料阻燃性能的要求；具有良好的热稳定性能，同时也具有较好的耐高电压性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铅酸蓄电池阻燃塑壳的制备方法
本专利技术涉及铅酸蓄电池
尤其是涉及一种铅酸蓄电池阻燃塑壳的制备方法。
技术介绍
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、阻燃性能较差，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，甚至存在爆燃等危险，难以满足当下铅酸蓄电池制造的相关要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种具有高强度并且具有较高韧性的，同时较好阻燃效果的铅酸蓄电池用塑壳。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种铅酸蓄电池阻燃塑壳的制备方法，包括以下步骤：a）制备改性水镁石：将水镁石加入到水镁石重量1～2倍的改性剂中超声处理20～40分钟，然后在40～50℃下干燥制得改性水镁石；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）制备改性复合阻燃剂：将硅藻土依次在盐酸溶液和水中各浸泡30～40分钟并烘干，然后将其加入到25～30℃的饱和碳酸氢钠溶液中，超声分散同时烘干水分制得复合阻燃剂，然后将复合阻燃剂加入到复合阻燃剂重量0.5～1倍的改性剂中混合均匀，然后在60～70℃下干燥制得改性复合阻燃剂；d）原料混合：按60～80份ABS树脂，30～40份PVC树脂，15～20份丁腈橡胶，10～12份改性水镁石，5～10份改性云母，10～14份改性复合阻燃剂，1～2份抗氧化剂，1.5～2.5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，制得铅酸蓄电池阻燃塑壳。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，本专利技术的目的主要是为了增强塑壳的强度，同时改善塑壳的韧性。本专利技术中，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以硅藻土为基体的复合阻燃剂、二维材料以纤水镁石为主要成分的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复合阻燃剂辅助增强树脂间的结合力，形成一种以纤维网络为主体，颗粒状复合阻燃剂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。本专利技术的目的是为了塑壳的阻燃性能，为了实现这一目的，在塑壳的原料中加入了一些具有阻燃效果的原料，水镁石和复合阻燃剂。水镁石是一种富含羟基的矿物，其受热后会发生分解，吸收热量进而起到阻燃的作用，其受热分解温度大致为450℃，可以在较高温度阶段起到阻燃的作用；复合阻燃剂由负载碳酸氢钠的硅藻土组成，其阻燃效果通碳酸氢钠受热分解实现，碳酸氢钠的受热分解温度为270℃，可以在较低温度阶段起到阻燃的作用，通过硅藻土在饱和碳酸氢钠溶液中浸泡的方式进行负载，可以使的碳酸氢钠更好的进入硅藻土的孔道中，使得具有更好的负载效果，负载得也更加稳定；水镁石和复合阻燃剂分别在较低温度和较高温度上实现阻燃作用，相互辅助，相互配合，使得本专利技术中的塑壳具有较好的阻燃效果。云母和硅藻土都是亲水性的无机矿物，其不经过亲油性的表面改性难以与树脂材料进行良好的结合，对于这两种无机材料的表面改性都是利用硅烷偶联剂对其进行表面改性，但是对于两种无机材料进行表面改性的具体方法又根据由于硅藻土还需要负载碳酸氢钠作为复合阻燃剂，因此两者具体的改性过程及相关处理过程迥异。云母是一种层状硅酸盐矿物，其常与一些杂质矿物共生，所以需要在改性前将其与盐酸溶液混合除去其中的氧化物杂质，然后再投入到硅烷偶联剂丙酮溶液中进行表面改性，选择丙酮溶液是因为丙酮溶液与云母和硅烷偶联剂都具有良好的亲和性，超声处理加快改性处理的速率。硅藻土中往往含有一些有机物杂质和一些易热分解杂质，因此在改性前先将硅藻土进行盐酸和水清洗，使杂质尽量除去，硅藻土负载碳酸氢钠制得复合阻燃剂后，改性时使用甲苯作为硅烷偶联剂的溶剂，也是根据硅烷偶联剂和硅藻土的性质决定的，改性时采用加热的方式进行改性，使能获得一个较好的改性效果。作为优选，水镁石为纤水镁石。纤水镁石为纤维状矿物，能够更好的起到增强塑壳机械强度的作用。作为优选，步骤a和步骤c中的改性剂由以下重量百分比的原料经超声分散制得，3～5wt%聚苯乙烯微球，0.1～1wt%硅烷偶联剂KH550，余量为水组成。作为优选，聚苯乙烯微球的粒径为150～200nm。改性剂用于对矿物的表面改性，这一改性过程是采用具有与树脂具有较好结合性能的聚苯乙烯微球包覆在纤维表面完成的，聚苯乙烯微球与矿物之间的结合采用偶联剂的辅助进行，将聚苯乙烯微球与偶联剂分散于水中，制成混合液；由于采用的聚苯乙烯微球的直径为150～200nm范围内，因此其使用超声技术分散于水中之后形成聚苯乙烯微球胶体，超声分散后制得胶体这样更容易在矿物表面进行包覆操作。作为优选，丁腈橡胶为丙烯腈含量为24～28%的丁腈橡胶。丙烯腈含量为24～28%的丁腈橡胶为中丙烯腈丁腈橡胶，中丙烯腈丁腈橡胶虽然没有高丙烯腈丁腈橡胶的高耐油性能，但是其具有更优良的耐寒性能，显然对于铅酸蓄电池塑壳，耐寒性能更加的重要，具有较高耐寒性能的塑壳可以保证铅酸蓄电池在低温环境下也能正常使用，而不会发生因塑壳损坏而产生的失效报废问题。作为优选，抗氧剂为抗氧剂1078，抗老剂为抗老剂1010，溶剂为二甲苯或N-甲基吡咯烷酮中的一种。作为优选，硅藻土的粒径为50～100μm。作为优选，步骤b和步骤c中，盐酸溶液的浓度为2.0～3.0mol/L。作为优选，步骤e中，注塑机注塑机注塑成型时，主塑料桶的温度为220～260℃，成型模具的温度为50～70℃，保压压力为70～85MPa，保压时间为6～9s。因此，本专利技术具有以下有益效果：（1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅酸蓄电池阻燃塑壳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a）制备改性水镁石：将水镁石加入到水镁石重量1～2倍的改性剂中超声处理20～40分钟，然后在40～50℃下干燥制得改性水镁石；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）制备改性复合阻燃剂：将硅藻土依次在盐酸溶液和水中各浸泡30～40分钟并烘干，然后将其加入到25～30℃的饱和碳酸氢钠溶液中，超声分散同时烘干水分制得复合阻燃剂，然后将复合阻燃剂加入到复合阻燃剂重量0.5～1倍的改性剂中混合均匀，然后在60～70℃下干燥制得改性复合阻燃剂；d）原料混合：按60～80份ABS树脂，30～40份PVC树脂，15～20份丁腈橡胶，10～12份改性水镁石，5～10份改性云母，10～14份改性复合阻燃剂，1～2份抗氧化剂，1.5～2.5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，制得铅酸蓄电池阻燃塑壳。...

【技术特征摘要】
1.一种铅酸蓄电池阻燃塑壳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a）制备改性水镁石：将水镁石加入到水镁石重量1～2倍的改性剂中超声处理20～40分钟，然后在40～50℃下干燥制得改性水镁石；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）制备改性复合阻燃剂：将硅藻土依次在盐酸溶液和水中各浸泡30～40分钟并烘干，然后将其加入到25～30℃的饱和碳酸氢钠溶液中，超声分散同时烘干水分制得复合阻燃剂，然后将复合阻燃剂加入到复合阻燃剂重量0.5～1倍的改性剂中混合均匀，然后在60～70℃下干燥制得改性复合阻燃剂；d）原料混合：按60～80份ABS树脂，30～40份PVC树脂，15～20份丁腈橡胶，10～12份改性水镁石，5～10份改性云母，10～14份改性复合阻燃剂，1～2份抗氧化剂，1.5～2.5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，制得铅酸蓄电池阻燃塑壳。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘进泉，章维华，王祥鑫，王斌，豆行枫，
申请(专利权)人：浙江畅通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33