一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳及制备方法技术

本发明专利技术公开一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳及其制备方法，涉及锌锰电池技术领域，是以水为溶剂，以石墨和碳黑为主要导电基料，以水性树脂为粘结基料，辅以助剂混配而成；其混配成分的重量比为：水性树脂溶液10～40份，羧甲基纤维素钠0.3～1份，润湿分散剂1～3份，流平剂0.1～2份，成膜助剂1～8份，石墨和炭黑10～40份，抗闪锈剂1～3份，消泡剂0.1～2份，氨水0.1～1份，水30～80份，丙二醇甲醚1～3份。本发明专利技术的碱性锌锰电池用水基导电石墨乳解决了现有的溶剂导电石墨乳生产现场环境恶劣、干膜导电的能力不足和抗腐蚀能力差的问题。

A kind of water-based calcium carbide ink emulsion for alkaline zinc manganese battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳及制备方法
本专利技术涉及锌锰电池
，特别涉及一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳及其制备方法。
技术介绍
节能和环保是当今世界的两个重点关注的问题，因此高效、新型绿色的环保型产品已经成为各国科学家的重点发展方向之一。碱性锌锰电池导电石墨乳主要用于碱性锌锰电池阳极金属外壳内的喷涂。目前国内碱性锌锰电池生产厂家普遍采用溶剂型导电石墨乳。其主要缺陷在于：(1)溶剂型导电石墨乳的溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂、苯类溶剂、醇类溶剂等。在生产使用现场这些有机溶剂占导电石墨乳产品总重量的40％-80％。由于这些溶剂多为易燃易爆且有毒性，导致生产现场环境恶劣，且存在安全隐患，VOC更是严重超标，不符合环境保护及安全生产要求，是一项急需解决的关键问题。(2)市场上溶剂导电石墨乳普遍存在其干膜导电的能力不足，其干膜体积电阻率在0.4—2.0Ω.cm之间，严重影响到电池的充放电能力。(3)绝大多数水性导电石墨乳产品普遍存在抗腐蚀能力差，抗霉变性能弱的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳及其制备方法，解决现有的导电石墨乳生产现场环境恶劣、干膜导电的能力不足和抗腐蚀能力差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，是以水为溶剂，以石墨和碳黑为主要导电基料，以水性树脂为粘结基料，辅以助剂混配而成；其混配成分的重量比为：水性树脂10～40份，羧甲基纤维素钠0.3～1份，润湿分散剂1～3份，流平剂0.1～2份，成膜助剂1～8份，石墨和炭黑10～40份，抗闪锈剂1～3份，消泡剂0.1～2份，氨水0.1～1份，水30～80份，丙二醇甲醚1～3份。其中，优选地，所述石墨为微粉石墨，石墨和炭黑可以为任意重量比。其中，优选地，所述水性树脂为氨基树脂或丙烯酸树脂。其中，优选地，所述润湿分散剂为酯嵌段共聚物。其中，优选地，所述的流平剂为聚氨酯类流平剂。其中，优选地，所述成膜助剂为所述成膜助剂为十二醇酯。其中，优选地，所述抗闪锈剂为含有锌盐的胺类螯合物。其中，优选地，所述消泡剂为聚醚改性的硅油。一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳的制备方法，包括下述步骤：(1)将羧甲基纤维素钠均匀分散于水中，配成羧甲基纤维素钠水溶液，并静置24小时；(2)将羧甲基纤维素钠水溶液转入高速分散机中开始搅拌，转速为600转/分，边搅拌边加入润湿分散剂、消泡剂、石墨和碳黑，搅拌15分钟，然后将转速调至1200～1600转/分，继续搅拌分散20分钟；(3)将以上分散好的料液转入装有氧化铝球的球磨机或砂磨机中继续研磨分散4小时；(4)将以上研磨分散好的料液转入高速分散机中，开始600转/分搅拌，边搅拌边依次加入消泡剂、成膜助剂、抗闪锈剂、流平剂、丙二醇甲醚、水性树脂和余量水，搅拌分散60分钟，用氨水将料液pH值调整为9～10；(5)将以上调好的料液过滤，取样检测后，用灌装机灌装、包装、入库。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用绿色环保的水为溶剂，因而从根本上解决了溶剂性产品带来的安全隐患和环境保护问题，VOC排放接近为零。(2)本专利技术产品选用的导电基料为石墨和碳黑，其中石墨是选择了产自山东莱西、平度产的优质鳞片石墨为原料，加工形成的高纯鳞片石墨微粉、纳米石墨浆料，石墨和碳黑的重量比为10:1～2，确保了该导电石墨乳产品良好导电性的同时，更加赋予了其干膜优良的润滑性，其干膜摩擦系数低，干膜体积电阻率小于0.20Ω·cm，导电性能领先国内同类产品，满足碱性电池生产厂家的需求。(3)本专利技术选用水性树脂，采用全新的乳液聚合技术生产，对碱性电池阳极外壳基材附着力优异，同时能耐40％KOH强碱腐蚀，能够满足碱性锌锰电池特有的要求。(4)针对石墨及碳黑产品难以润湿分散之特点，专门对外委托加工定制了特有的润湿分散剂和抗闪锈剂，确保了石墨乳产品的质量未稳定性和抗锈蚀能力。(5)本专利技术工艺选用先打浆，后调合技术，工艺简单，耗能少，成本低，产品质量稳定，易于形成工业化生产。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，是以水为溶剂，以石墨和碳黑为主要导电基料，以水性树脂为粘结基料，辅以助剂混配而成；其混配成分的重量比为：丙烯酸树脂20份，羧甲基纤维素钠0.6份，琥珀酯嵌段共聚物2份，有机硅流平剂1.0份，十二醇酯2.5份，石墨18份，碳黑2份，含有锌盐的胺类螯合物2份，聚醚改性的硅油1.0份，氨水0.5份，水30份，丙二醇甲醚2份。本实施例碱性锌锰电池用水基导电石墨乳的制备方法，包括下述步骤：(1)将羧甲基纤维素钠均匀分散于水中，配成羧甲基纤维素钠水溶液，并静置24小时；(2)将羧甲基纤维素钠水溶液转入高速分散机中开始搅拌，转速为600转/分，边搅拌边加入嵌段共聚物、石墨和碳黑，搅拌15分钟，然后将转速调至1200～1600转/分，继续搅拌分散20分钟；(3)将以上分散好的料液转入装有氧化铝球的球磨机或砂磨机中继续研磨分散4小时；(4)将以上研磨分散好的料液转入高速分散机中，开始600转/分搅拌，边搅拌边依次加入聚醚改性的硅油、十二醇酯、含有锌盐的胺类螯合物、有机硅流平剂、丙二醇甲醚、丙烯酸乳液和余量水，搅拌分散60分钟，用氨水将料液pH值调整为9～10；(5)将以上调好的料液过滤，取样检测后，用灌装机灌装、包装、入库。实施例2本实施例提供一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，是以水为溶剂，以石墨和碳黑为主要导电基料，以水性树脂为粘结基料，辅以助剂混配而成；其混配成分的重量比为：氨基树脂10份，羧甲基纤维素钠1份，琥珀酯嵌段共聚物2份，有机硅流平剂2份，十二醇酯1份，石墨20份，碳黑1份，含有锌盐的胺类螯合物1份，聚醚改性的硅油0.1份，氨水1份，水80份，丙二醇甲醚3份。本实施例碱性锌锰电池用水基导电石墨乳的制备方法，包括下述步骤：(1)将羧甲基纤维素钠均匀分散于水中，配成羧甲基纤维素钠水溶液，并静置24小时；(2)将羧甲基纤维素钠水溶液转入高速分散机中开始搅拌，转速为600转/分，边搅拌边加入琥珀酯嵌段共聚物、石墨和碳黑，搅拌15分钟，然后将转速调至1200～1600转/分，继续搅拌分散20分钟；(3)将以上分散好的料液转入装有氧化铝球的球磨机或砂磨机中继续研磨分散4小时；(4)将以上研磨分散好的料液转入高速分散机中，开始600转/分搅拌，边搅拌边依次加入聚醚改性的硅油、十二醇酯、含有锌盐的胺类螯合物、有机硅流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，其特征在于是以水为溶剂，以石墨和碳黑为主要导电基料，以水性树脂为粘结基料，辅以助剂混配而成；其混配成分的重量比为：水性树脂10～40份，羧甲基纤维素钠0.3～1份，润湿分散剂1～3份，流平剂0.1～2份，成膜助剂1～8份，石墨和炭黑10～40份，，抗闪锈剂1～3份，消泡剂0.1～2份，氨水0.1～1份，水30～80份，丙二醇甲醚1～3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，其特征在于是以水为溶剂，以石墨和碳黑为主要导电基料，以水性树脂为粘结基料，辅以助剂混配而成；其混配成分的重量比为：水性树脂10～40份，羧甲基纤维素钠0.3～1份，润湿分散剂1～3份，流平剂0.1～2份，成膜助剂1～8份，石墨和炭黑10～40份，，抗闪锈剂1～3份，消泡剂0.1～2份，氨水0.1～1份，水30～80份，丙二醇甲醚1～3份。


2.根据权利要求1所述的一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，其特征在于：所述石墨为微粉石墨。


3.根据权利要求1所述的一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，其特征在于：所述水性树脂为水性氨基树脂或水性丙烯酸树脂。


4.根据权利要求1所述的一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，其特征在于：所述润湿分散剂为酯嵌段共聚物。


5.根据权利要求1所述的一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，其特征在于：所述的流平剂为聚氨酯类流平剂。


6.根据权利要求1所述的一种碱性锌锰电池用水基导电石墨乳，其特征在于：所述成膜助剂为所述成膜助剂为十二醇酯。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭太昌，郭亮，刘春胜，
申请(专利权)人：山东润辉石墨制品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37