改进纺织纤维挺度的方法和电池隔板技术

本发明专利技术涉及其上积附有可凝固的，多相胶乳粘合剂的改进型纺织纤维。本发明专利技术也涉及改进纺织材料挺度的方法，即在纺织材料上附积以耐酸，可凝固，多相的胶乳粘合剂，其中的一相增加纺织纤维的挺度；另一相则控制胶乳粘合剂的凝固温度。该胶乳粘合剂尤其适用于蓄电池隔板。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及其上涂敷有耐酸、可凝固、多相胶乳粘合剂的改进型纺织纤维。本专利技术还涉及通过在纺织材料上积附耐酸、可凝固、多相胶乳粘合剂以改进纺织材料的硬挺度的方法，其中的一相增加纺织纤维的硬挺度;另一相则控制胶乳粘合剂的凝固温度。该胶乳粘合剂尤其适合用于蓄电池隔板。虽已为各种各样的纺织应用研制出了很多种类的胶乳，它们可以用作修饰涂层、粘合剂、粘胶剂、背面涂层、转移薄膜和夹层，但仍然缺少一种胶乳，当它单独使用或与其它物质一起用于纺织品时，可以(1)改进纺织材料在高温和高相对湿度下的硬挺度;(2)耐酸;(3)在一定的温度条件下是可凝固的。这些性质对于用作蓄电池隔板的聚合物来说是十分重要的。蓄电池隔板为薄的多孔织物，它是用胶乳粘合剂浸渍，再经过烘干炉除水制得的。在蓄电池中，间隔很近的金属电极板串联连结并浸入在强酸性的电解质溶液中，蓄电池隔板放在金属电极板之间，一方面防止金属电极板互相接触;另一方面防止金属的盐类或其它导电物质在金属电极板之间形成桥。这两个问题最后都会使电池短路。蓄电池隔板必须保持足够的孔洞以使电解质溶液在金属电极板之间自由流动，进行有效的离子交换。当蓄电池隔板插入靠得很近的金属电极板之间时，隔板材料的挠性会带来一些问题，即隔板不能顺利地插入金属电极板之间，导致装配操作的困难。在高温和高相对湿度下这个问题更加严重。工业上，蓄电池隔板是用各种纤维(例如，纤维素、玻璃、聚烯烃、聚酯等等)和填料(例如，硅藻土、各种粘土、二氧化硅、石英、烃类聚合物粉末等)用有机粘合剂结合在一起而制造的，这种粘合剂是以胶乳或水分散体形式供应的。用通常的胶乳粘合剂制成的蓄电池隔板是有一定挺度的，但它随温度和相对湿度升高而降低。挺度降低会在蓄电池装配过程中带来麻烦。许多专利涉及到对改进型的蓄电池隔板的需求。例如美国专利第4，529，677号披露了一种新型的改进蓄电池隔板材料，特别适合用于不需要维护的蓄电池。这种蓄电池隔板含有硅藻土填料，丙烯酸酯共聚物粘合剂(其中包含连结在聚合物主链上的硅烷偶联剂)，和多种纤维材料(包括聚烯烃、聚酯和玻璃纤维)的组合。所用的丙烯酸酯共聚物粘合剂含有约80%(重量)的C1至C8丙烯酸烷基酯单体，含量为约80%(重量)至约30%(重量)则稍差一点。这种共聚物的玻璃化温度为约30℃至约60℃。此外，美国专利第4，363，856号报导了供电池隔层用的有机粘合剂。该粘合剂是通常市售的，能形成薄膜的聚合物，其构成单体为例如甲基丙烯酸，丙烯酸，丙烯酸乙酯，丙烯酸甲酯等。这些单体生成亲水的挠性粘合剂。获得更硬挺的蓄电池隔板的一种方法是以能生成硬挺、更疏水的聚合物的单体为基础，设计单相式胶乳粘合剂。为了实现这种想法，如果在一种用作蓄电池隔板粘合剂的普通胶乳中加入诸如苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、或甲基丙烯酸异冰片酯一类的单体以取代该胶乳中的甲基丙烯酸甲酯;控制所配制的胶乳粘合剂在非织底物上的凝结温度的复杂因素就被打乱了，凝固不能在所要求的温度下发生(该温度应为约30℃至约60℃，这是工业上可以采纳的凝固温度范围，较好的范围是约40℃至约45℃)。调节胶乳粘合剂的组合物以得到较硬挺的蓄电池隔板时，新组合物有可能不在所需的温度范围内凝固。蓄电池隔板是由纤维和填料构成非织底物，随后用胶乳粘合剂浸渍制成的。然后使整个物料在高温下干燥，使胶乳粘合剂交联并蒸发胶乳粘合剂中的水从而形成蓄电池隔板。在干燥操作过程中，胶乳粘合剂会随着水的蒸发而迁移到电池隔层的表面上来，从而导致胶乳粘合剂的不均匀分布。所以，为了避免这一问题，胶乳粘合剂要仔细调配以使其在非织底物上浸渍时保持稳定，而在较低、较窄的温度范围内用炉子干燥时，在大量水蒸发之前就在整个非织底物上均匀凝固。对于目前在蓄电池隔板中有工业应用的胶乳粘合剂，已经研究出一些配方可使粘合剂在约30℃至约60℃的温度下凝固，尤以约40℃至45℃为好。多相聚合物也已用于纺织品以改善低温性质(如柔软性)。例如美国专利第4，107，120号报导了呈芯/壳形态的胶乳组合物及其用于纺织材料以改进材料的低温性质的用途。美国专利第4，277，384号进一步改进了上述专利技术，它所提供的呈芯/壳形态的胶乳组合物及其用于纺织材料的用途不仅增强了低温性质，而且改善了纺织材料的柔软性和缝口耐撕裂性。美国专利第4，181，769号和4，351，875号分别介绍了上述芯/壳组合物的制成品。但是这些方法中没有一个提到使用这样的多相胶乳粘合剂组合物其中有一相是增强纺织纤维的挺度，另一相则控制胶乳粘合剂的凝固温度。本专利技术不仅满足对高温及高相对湿度下纺织材料较硬挺的要求(特别是在酸性环境中)，而且也满足了对胶乳粘合剂的凝固温度可以控制的要求。因此，本专利技术的目的是提供改进的纺织纤维，它含有耐酸、可凝固的多相胶乳粘合剂。本专利技术的另一个目的是提供改进纺织材料挺度的方法。在下面的叙述和权利要求中，本专利技术的其它目的和优点是显而易见的。本专利技术提供改进的纤维材料，它包含积附在纺织纤维上的耐酸、可凝固的多相胶乳粘合剂。这种耐酸、可凝固的多相胶乳粘合剂包含第一相共聚物，它能增强纺织纤维的挺度;还包含至少另一级共聚物，它能控制胶乳粘合剂的凝固温度。这种胶乳粘合剂特别适用于蓄电池隔板。这里所用的“纺织物”一词是指由天然或合成纤维构成的材料，可以是织物或非织物，其特征在于其挠性、细度、及长度/厚度的高比值。这里所用的“胶乳”一词是指不溶于水的聚合物，它可用通常的聚合方法制备(例如乳液聚合)。这里所用的“玻璃化温度”或“Tg”是指用Fox方法计算的聚合物的玻璃化温度〔参见美国物理协会公报1，3，123页(1956)〕1/(Tg) ＝ (W1)/(Tg(1)) + (W2)/(Tg(2))对共聚物而言，W1和W2是指两种共聚单体的重量分数，Tg(1)和Tg(2)是指这两种相应的均聚物的玻璃化温度。本专利技术的胶乳粘合剂组合物为由至少两种互不相容的共聚物组成的多相胶乳粒子。这些互不相容的共聚物可以按下列形态构型存在，例如，芯/壳，壳层不完全包封芯部的芯/壳粒子，多芯的芯/壳粒子，互相渗透的网架粒子等等。所有这些情况下，粒子表面积的主要部分由至少一个外层相占据，而粒子内部则由至少一个内层相占据。两种聚合物组合物的互不相容性可用本领域中已知的各种方法确定。例如采用着色法以突出相间或级间外观差异的扫描电子显微镜分析就是一种这样的方法。本专利技术的多相胶乳粘合剂组合物应表述为含有“第一相”和“第二相”。这里所用的“第二相”一词并不意味着排除这样的可能性即一种或几种聚合物可插入其间，或可在第二相共聚物之前，在第一相共聚物上形成一种或几种聚合物。本专利技术要求第一相共聚物有助于硬挺度特性，要求另一个共聚物(这里称作“第二相”)能控制胶乳粘合剂的凝固。胶乳粘合剂的“第一相”包含一种疏水的，在酸性环境中稳定且干燥状态下玻璃化温度高于约80℃的共聚物。为了制备这一相共聚物可以采用多种第一单体或单体混合物，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、2-氯苯乙烯、2，4-二氯苯乙烯、2，5-二氯苯乙烯、2，6-二氯苯乙烯、4-氯-2-甲基苯乙烯、4-氯-3-氟苯乙烯等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
由纺织纤维和积附在该纺织纤维上的多相水不溶性聚合物构成的组合物，其中所述的聚合物包括第一相共聚物和第二相共聚物，其中所述的第二相聚合物是一种耐酸，可凝固，离子稳定的共聚物，其中的改进在于所述的第一相聚合物是由至少一种疏水单体和至少一种多官能团单体所生成的共聚物，其中的第一相聚合物是耐酸的，并且具有高于约８０℃的玻璃化温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CT阿肯斯，RT斯马特，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]