一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电池材料领域，公开了一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳及其制备方法，该耐腐蚀铅蓄电池塑壳包括以下重量份数的组成：ABS树脂70~90份、环氧树脂15~20份、氢化丁腈橡胶10~15份、改性竹纤维10~20份、白炭黑10~20份、氯化聚乙烯6~10份、硬脂酸5~8份、抗氧化剂3~5份、稳定剂4~9份。本发明专利技术采用氧化石墨烯增强改性的竹纤维和白炭黑一同作为填料制备铅蓄电池塑壳，白炭黑和改性竹纤维与环氧树脂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良好的耐腐蚀性和强度，且制备工艺简单，适合大规模生产。

A Corrosion Resistant Lead Battery Plastic Shell and Its Preparation Method

The invention relates to the field of battery materials, and discloses a corrosion-resistant lead-acid battery plastic shell and its preparation method. The corrosion-resistant lead-acid battery plastic shell comprises the following components: ABS resin 70-90 phr, epoxy resin 15-20 phr, hydrogenated nitrile rubber 10-15 phr, modified bamboo fiber 10-20 phr, white carbon black 10-20 phr, chlorinated polyethylene 6-10 phr, stearic acid 5-8 phr, antioxidant 3-5 phr, antioxidant 3-5 phr. 4-9 copies of stabilizer. The invention uses graphene oxide reinforced bamboo fibers and silica as fillers to prepare lead-acid battery plastic shell. Silica and modified bamboo fibers can form complex three-dimensional network structure with epoxy resin. The prepared lead-acid battery plastic shell has good corrosion resistance and strength, and the preparation process is simple, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳及其制备方法
本专利技术涉及电池材料领域，尤其涉及一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳及其制备方法。
技术介绍
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树脂耐溶剂性、耐候性能、化学稳定性等性能较差，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CN101235184B的专利，公开了一种铅酸蓄电池外壳专用阻燃ABS材料。该铅酸蓄电池外壳专用阻燃ABS材料除ABS外还包括：阻燃剂、协效剂、阻燃助剂、增韧剂、相容剂、加工助剂组成。阻燃剂和耐热剂加入到ABS材料内后，虽然提高了蓄电池的阻燃性和热稳定性，但未能解决ABS材料的耐溶剂性差的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳及其制备方法。本专利技术的耐腐蚀铅蓄电池塑壳耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化性好，强度高，制备工艺简单。本专利技术的具体技术方案为：一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，包括以下重量份数的组成：ABS树脂70～90份、环氧树脂15～20份、氢化丁腈橡胶10～15份、改性竹纤维10～20份、白炭黑10～20份、氯化聚乙烯6～10份、硬脂酸5～8份、抗氧化剂3～5份、稳定剂4～9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，经过一段时间使用后常会出现性能的大幅滑坡，需要在制备过程中添加填料增加其耐溶剂性和机械性能。本专利技术将改性竹纤维和白炭黑配合作为ABS树脂的添加剂，来增加产品的耐腐蚀性和机械强度。环氧树脂具有防腐蚀性好、抗水、抗渗漏好、强度高等特点，将环氧树脂填充到ABS树脂中能改善ABS树脂的耐腐蚀性能和强度。氢化丁腈橡胶具有良好的耐热性、耐化学腐蚀，同时具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，将氢化丁腈橡胶填充到ABS树脂中，能改善ABS树脂的低温冲击性能和耐腐蚀性能。将改性的竹纤维作为ABS树脂的填料能进一步增强ABS树脂的强度和耐腐蚀性。单纯添加竹纤维时，由于竹纤维与ABS基质的相容性差，竹纤维在基质中的分散性差，无法发挥其增强效果，需要对竹纤维进行改性处理。改性后的竹纤维与ABS基体的相容性增加，有利于竹纤维在基质中的分散。同时，改性后的竹纤维的表面的羟基、羧基等基团的数量增加，有利于和其他的物质交联。白炭黑表面也具有羟基基团。将改性竹纤维和白炭黑一同作为ABS基体的填料时，改性竹纤维表面的羟基和羧基可以与白炭黑表面的羟基结合形成复杂的三维网络结构，使得制备的ABS材料中复杂的三维网络结构能够显著增强ABS树脂的强度。改性竹纤维与白炭黑交联能够进一步增强竹纤维的强度降低。同时，白炭黑与改性竹纤维结合后可以解决二者单独作为填料时易团聚的问题，增加二者在橡胶中的分散性。作为优选，所述改性竹纤维为经过氧化石墨烯接枝增强改性的竹纤维。竹纤维作为高分材料的添加剂时，其与高分子材料基质的相容性差，需要进行表面改性。用石墨烯进行接枝改性后可以增强竹纤维的强度。将石墨烯接枝增强的竹纤维作为ABS树脂的填料时，能够显著增强ABS树脂的强度。作为优选，所述改性竹纤维的制备方法为：将竹纤维与马来酸酐在130～150℃恒温回流2～6h，冷却、过滤、干燥后得到马来酸酐改性的竹纤维；将氧化石墨烯置于浓度为30～50wt％的丙酮溶液中超声20～30min，加入马来酸酐改性的竹纤维，在90～110℃反应10～15h后过滤，用丙酮和去离子水反复洗涤，干燥后得到改性竹纤维。本专利技术首先通过将竹纤维与马来酸酐回流2～6h，然后用氧化石墨烯对其进行接枝增强改性，马来酸酐上的羧基和氧化石墨烯上的羟基和羧基能够与白炭黑和环氧树脂之间交联形成复杂的三维网状结构，同时，改性竹纤维至间也能形成交联。因此，将改性后的竹纤维作为ABS基质的填料时，制备的ABS材料中包含三种网络结构，分别是：氧化石墨烯自身的网络结构、改性竹纤维与环氧树脂和白炭黑交联形成的网络结构、环氧树脂自身交联的网络结构。作为优选，所述竹纤维与马来酸酐的质量比为1:0.5～1.5。竹纤维与马来酸酐的质量比为1:0.5～1.5时，经氧化石墨烯进一步改性后得到的改性竹纤维的强度最高。作为优选，所述氧化石墨烯与马来酸酐改性的竹纤维的质量比为1:2～4。氧化石墨烯与马来酸酐改性的竹纤维的质量比为1:2～4时既能达到增强竹纤维的效果，又能保留竹纤维和马来酸酐上足够的官能团，将改性竹纤维作为填料时改性效果最佳。作为优选，所述白炭黑的比表面积为80～120m2/g。作为优选，所述抗氧化剂为对苯二胺和二氢喹啉以质量比为1﹕2～4组成的混合物。抗氧化剂能够增加材料的抗氧化性能，延长铅蓄电池塑壳的使用寿命。作为优选，所述稳定剂为有机锡类稳定剂。一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份数称取ABS树脂、环氧树脂、氢化丁腈橡胶、改性竹纤维、白炭黑、氯化聚乙烯、硬脂酸、抗氧化剂、稳定剂，将ABS树脂、环氧树脂和氢化丁腈橡胶置于无水乙醇中浸泡并搅拌10～15min，烘干；(2)将各种原料混合均匀后用注塑机注塑成型，制得耐腐蚀铅酸蓄电池塑壳。作为优选，步骤(2)中，所述注塑成型时，主塑料桶的温度为220～240℃，成型模具的温度为50～60℃，保压压力为60～65MPa，保压时间为7～10s。成型温度超过240℃时，ABS树脂开始分解，因此成形温度不超过240℃。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用改性竹纤维和白炭黑一同作为填料制备耐腐蚀铅酸蓄电池塑壳，制备的耐腐蚀铅酸蓄电池塑壳具有良好的耐腐蚀性、热稳定性和高强度，且制备工艺简单，适合大规模生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。在本专利技术中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。实施例1一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，包括以下重量份数的组成：ABS树脂80份、环氧树脂18份、氢化丁腈橡胶13份、改性竹纤维15份、比表面积为100m2/g的白炭黑15份、氯化聚乙烯8份、硬脂酸6份、苯二胺1份、二氢喹啉3份、有机锡类稳定剂6份。其制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份数称取ABS树脂、环氧树脂、氢化丁腈橡胶、改性竹纤维、白炭黑、氯化聚乙烯、硬脂酸、抗氧化剂、有机锡类稳定剂，将ABS树脂和环氧树脂置于无水乙醇中浸泡并搅拌13min，烘干；(2)将各种原料混合均匀后用注塑机注塑成型，制得耐腐蚀铅酸蓄电池塑壳。注塑成型时，主塑料桶的温度为230℃，成型模具的温度为55℃，保压压力为62MPa，保压时间为8s。其中，改性竹纤维的制备方法为：将竹纤维与马来酸酐在140℃恒温回流4h，冷却、过滤、干燥后得到马来酸酐改性的竹纤维，其中，竹纤维与马来酸酐的质量比为1:1；将氧化石墨烯置于浓度为40wt％的丙酮溶液中超声25min，加入马来酸酐改性的竹纤维，氧化石墨烯与马来酸酐改性的竹纤维的质量比为1:3，在100℃反应12h后过滤，用丙酮和去离子水反复洗涤，干燥后得到改性竹纤维。实施例2一种耐腐蚀铅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，其特征在于包括以下重量份数的组成：ABS树脂70~90份、环氧树脂15~20份、氢化丁腈橡胶10~15份、改性竹纤维10~20份、白炭黑10~20份、氯化聚乙烯6~10份、硬脂酸5~8份、抗氧化剂3~5份、稳定剂4~9份。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，其特征在于包括以下重量份数的组成：ABS树脂70~90份、环氧树脂15~20份、氢化丁腈橡胶10~15份、改性竹纤维10~20份、白炭黑10~20份、氯化聚乙烯6~10份、硬脂酸5~8份、抗氧化剂3~5份、稳定剂4~9份。2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，其特征在于：所述改性竹纤维为经过氧化石墨烯接枝增强改性的竹纤维。3.如权利要求1所述的一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，其特征在于：所述改性竹纤维的制备方法为：将竹纤维与马来酸酐在130~150℃恒温回流2~6h，冷却、过滤、干燥后得到马来酸酐改性的竹纤维；将氧化石墨烯置于浓度为30~50wt%的丙酮溶液中超声20~30min，加入马来酸酐改性的竹纤维，在90~110℃反应10~15h后过滤，用丙酮和去离子水反复洗涤，干燥后得到改性竹纤维。4.如权利要求3所述的一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，其特征在于：所述竹纤维与马来酸酐的质量比为1:0.5~1.5。5.如权利要求3所述的一种耐腐蚀铅蓄电池塑壳，其特征在于：所述氧化石墨烯与马来酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘进泉，王斌，王祥鑫，周朝森，卢哲，
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