【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于木质素合成，具体涉及一种基于离子置换思路的木质素磺酸铝的制备方法及木质素磺酸铝作为添加剂在制备铅酸蓄电池中的应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、木质素，又叫木素，通常是从树木当中分离出来，它是植物第二层细胞壁的主要组成部分，是由对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇和芥子醇形成的一种复杂酚类天然高分子聚合物。对木质素进行磺化得到木质素磺酸盐是木质素应用的基础和前提。
3、木质素磺酸盐，又叫磺化木质素，可以由木质素经过磺化获得，也是亚硫酸盐法造纸制浆的副产品，具有很强的分散性，由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性，是一种表面活性物质，能吸附在各种固体质点的表面上，可进行金属离子交换作用，也因为其组织结构上存在各种活性基，因而能产生缩合作用或与其他化合物发生氢键作用，具有广泛的用途，如可用作染料分散剂、农药生产助剂、混凝土减水剂、陶瓷增强剂、蛋白质沉淀剂、炭黑造粒黏结剂、沥青乳化剂、石油采油助剂、橡胶补强剂、导电高分子掺杂剂、电池极板膨胀剂等。
4、目前，电池极板用膨胀剂主要是木质素磺酸钠，合膏时混合在负极板活性物质中使用。放电时，在铅负极上形成一种粗糙的、较厚的多孔结构的pbso4层，从而改善低温和高速率放电能力；充电时，有机膨胀剂起着防止收缩的作用。因为膨胀剂吸附在铅上，因此在pb2+电沉积为铅时防止了颗粒之间的合并，从而保持表面发
5、充电接受能力是衡量铅酸蓄电池指标的重要性能之一，一般指蓄电池在规定的温度、电压、荷电状态下，在一定的时间内能够接受的充电电流值(用安时表示)。通常，木质素磺酸钠的加入会影响到铅酸蓄电池的充电接受能力，导致铅酸蓄电池充电接受能力降低。
技术实现思路
1、本专利技术采用“离子置换法”以木质素磺酸钠为原料制备木质素磺酸铝，并提供了木质素磺酸铝作为铅酸蓄电池负极添加剂的应用，该应用方式不仅可以保持铅酸蓄电池容量和低温性能，还可以有效提高铅酸蓄电池的充电接受能力，显著提高了铅酸蓄电池的性能。
2、基于上述技术效果，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术第一方面，提供一种木质素磺酸铝的制备方法，包括如下步骤：向木质素磺酸钠母液中加入氢氧化钙溶液搅拌反应一段时候后从反应体系中分离得到木质素磺酸钙，将所述木质素磺酸钙配置成浆料并加入铝盐，加热进行反应，反应结束后过滤，保留滤液部分干燥即得木质素磺酸铝。
4、上述制备方法中，所述木质素磺酸钠母液以铅酸蓄电池用木质素磺酸钠作为原料，加入水中搅拌至木质素磺酸钠完全溶解制得；上述母液优选的浓度范围为0～10％且不为0。其中，所述原料的木质素磺酸钠中钠元素的含量优选为3～7％，进一步优选为4～6％，具体的实例如4.5％、4.6％、4.7％、4.8％、4.9％、5.0％、5.1％、5.2％、5.3％。
5、优选的，所述木质素磺酸钙的制备过程中，所述木质素磺酸钠与氢氧化钙的加入比例按照钠与钙重量比为1:0.86～1:0.89的比例加入。
6、进一步的，所述木质素磺酸钠母液中加入氢氧化钙溶液后室温条件下进行反应，反应过程中不断搅拌至不再析出木质素磺酸钙沉淀，反应时间为0.5h以上，优选为0.5h～2h。
7、进一步的，上述氢氧化钙溶液采用氢氧化钙的澄清溶液，配制方式如下：向水中加入氧化钙并过滤，获得上层清液即得。
8、进一步的，所述木质素磺酸钙分离后还包括洗涤的步骤，加水对分离后的木质素磺酸钙进行洗涤以去除母液中未反应的木质素磺酸钠。
9、优选的，木质素磺酸钙制备木质素磺酸铝的过程中，上述分离得到的木质素磺酸钙加水配置成浆料，所述浆料的浓度为0～10％且不为0。
10、进一步的，所述铝盐的加入量按照木素质磺酸钙与铝盐中钙、铝的重量比为1:0.45～1:0.47加入上述浆料中。
11、进一步的，所述铝盐为铝离子与酸根阴离子组成的盐，如三氯化铝、硫酸铝、明矾或其水合物；本专利技术更为优选的实施方式中，所述铝盐为硫酸铝或硫酸铝水合物。
12、进一步的，所述加热温度为90℃及以上，反应过程中需要搅拌，加热反应时间为1.5～3h。
13、进一步的，加热反应完成后，对反应体系进行过滤，滤液部分即为木质素磺酸铝母液，所述滤液干燥得到木质素磺酸铝，所述干燥方式为烘干或喷雾干燥。
14、本专利技术第二方面，提供第一方面所述制备方法获得的木质素磺酸铝。
15、本专利技术第三方面，提供第二方面所述木质素磺酸铝在以下领域的应用：
16、(1)化工领域的应用；
17、(2)建筑领域的应用；
18、(3)电化学领域的应用。
19、木质素衍生物作为天然可再生资源，可以很好的弥补日益枯竭的化石资源，其应用领域也非常广泛，本专利技术提供了一种木质素磺酸铝，相比目前常用的其他木质素磺酸盐具有分散性好、化学性能稳定、助磨性好、耐候性能优良的特点，根据上述理化性质，本领域技术人员可预期其能够保持现有木质素磺酸盐良好的溶解度、分散性及稳定性。
20、优选的方案中，上述(1)方面所述化工领域包括但不限于应用于高分子材料的加工改性、化工产品的分散及粘结、制备油田用化学品或生物发酵底物，具体的实例如染料分散剂、农药生产助剂、炭黑造粒黏结剂、碳纳米管分散剂、沥青乳化剂、石油采油助剂、橡胶补强剂、阻燃材料、催化剂及其载体、蛋白质沉淀剂、微生物培养基、有机肥等。
21、上述(2)方面的应用中，所述木质素磺酸铝可应用于制备一种建材助剂，例如混凝土减水剂、陶瓷增强剂；
22、上述(3)方面的应用中，所述木质素磺酸铝可应用于制备导电高分子掺杂剂或电解质等。
23、针对上述木质素磺酸铝的应用，本专利技术针对其在电化学领域的应用进行了验证，具体提供了上述木质素磺酸铝作为铅酸蓄电池添加剂的应用，根据验证结果，将其作为添加剂不仅能够很好的替代现有的木质素磺酸钠，还有效的提高了电池的抗冻性能。
24、本专利技术第四方面，提供第二方面所述木质素磺酸铝在制备铅酸蓄电池中的应用。
25、上述第四方面中所述应用的主要应用方式为：将所述木质素磺酸铝作为铅酸蓄电池添加剂。
26、本专利技术第五方面，提供一种铅酸蓄电池的阴极，所述铅酸蓄电池阴极包括栅板及涂层，所述涂层中包括第二方面所述的木质素磺酸铝。
27、优选的，上述蓄电池阴极涂层中，木质素磺酸铝的添加量为0‰～10‰且不为0；本专利技术提供的一种实施方式中，以铅膏为基质，所述阴极涂层中硫酸钡、炭黑、木质素磺酸铝在铅膏中占比分别为8～12‰、2～5‰、1～3‰；进一步的，所述硫酸钡、炭黑、木质素磺酸铝在铅膏中占比为9～11％、2～4％、2％。
28、本专利技术第六本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：向木质素磺酸钠母液中加入氢氧化钙溶液搅拌反应一段时候后从反应体系中分离得到木质素磺酸钙，将所述木质素磺酸钙配置成浆料并加入铝盐，加热进行反应，反应结束后过滤，保留滤液部分干燥即得木质素磺酸铝。
2.如权利要求1所述木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，所述木质素磺酸钠母液以铅酸蓄电池用木质素磺酸钠作为原料，加入水中搅拌至木质素磺酸钠完全溶解制得；所述母液优选的浓度范围为0～10％且不为0；所述木质素磺酸钠中钠元素的含量为3～7％。
3.如权利要求1所述木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，所述木质素磺酸钠与氢氧化钙的加入比例按照钠与钙重量比为1:0.86～1:0.89的比例加入。
4.如权利要求3所述木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，所述木质素磺酸钠母液中加入氢氧化钙溶液后室温条件下进行反应，反应过程中不断搅拌至不再析出木质素磺酸钙沉淀，反应时间为0.5h以上；
5.如权利要求1所述木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，木质素磺酸钙制备木质素磺酸铝的过程中，分离得到的木质素磺酸钙
6.权利要求1-5任一项所述制备方法获得的木质素磺酸铝。
7.权利要求6所述木质素磺酸铝在以下领域的应用：
8.权利要求6所述木质素磺酸铝在制备铅酸蓄电池中的应用。
9.一种铅酸蓄电池的阴极，其特征在于，所述铅酸蓄电池阴极包括栅板及涂层，所述阴极涂层以铅膏为基质，所述阴极涂层中硫酸钡、炭黑、木质素磺酸铝在铅膏中占比分别为8～12‰、2～5‰、1～3‰。
10.一种铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池中包括权利要求9所述阴极。
...【技术特征摘要】
1.一种木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：向木质素磺酸钠母液中加入氢氧化钙溶液搅拌反应一段时候后从反应体系中分离得到木质素磺酸钙，将所述木质素磺酸钙配置成浆料并加入铝盐，加热进行反应，反应结束后过滤，保留滤液部分干燥即得木质素磺酸铝。
2.如权利要求1所述木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，所述木质素磺酸钠母液以铅酸蓄电池用木质素磺酸钠作为原料，加入水中搅拌至木质素磺酸钠完全溶解制得；所述母液优选的浓度范围为0～10％且不为0；所述木质素磺酸钠中钠元素的含量为3～7％。
3.如权利要求1所述木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，所述木质素磺酸钠与氢氧化钙的加入比例按照钠与钙重量比为1:0.86～1:0.89的比例加入。
4.如权利要求3所述木质素磺酸铝的制备方法，其特征在于，所述木质素磺酸钠母液中加入氢氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：王厚文，刘文林，班涛伟，崔鹏飞，程建，曹贵发，邢延超，苏守前，
申请(专利权)人：山东金科力电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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