本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池技術領域，尤其是涉及一種抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料制備方法。

背景技術：

當今國際能源競爭日趨激烈，世界能源格局加快調(diào)整，在傳統(tǒng)能源清潔高效利用的基礎上，發(fā)展以再生能源和生物能源為主的清潔能源，推動經(jīng)濟綠色增長，成為必由之路和共同選擇。中國政府在保持經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，也先后出臺了一系列綠色能源及新能源合理開發(fā)、利用、保護的政策、法規(guī)。而蓄電池作為一種新型綠色能源，因其本身安全可靠，性價比高，環(huán)境適應能力強等優(yōu)點，被廣泛應用于各行各業(yè)。

對于蓄電池而言，作為用來盛放電解液和極群載體的鉛蓄電池殼則是重要組成部分。尤其是鉛蓄電池殼體的抗沖擊性、耐熱性、耐氧化性及電氣性等性能的優(yōu)劣，直接影響到蓄電池性價比的高低。因此，如何提高鉛蓄電池槽的整體性能成為行業(yè)關注的焦點。近年來，隨著工程塑料的迅速發(fā)展，大多采用abs樹脂材料作為鉛蓄電池殼體原材料較為普遍，但abs材料抗沖擊性能差，在發(fā)生碰撞時極易破裂，從而影響使用壽命。

例如，授權公告號cn101235184b，授權公告日2010.08.18的中國專利公開了一種鉛酸蓄電池外殼專用阻燃abs材料。它除abs外，余量主要由以下組分組成：阻燃劑、協(xié)效劑、阻燃助劑、增韌劑、相容劑組成。該阻燃abs材料主要提高了鉛酸蓄電池外殼的阻燃性能，但仍未解決abs材料抗沖擊性能差，在發(fā)生碰撞時極易破裂的問題；另外，該材料的制備方法是將各組分按配比加入高速混合機中混合均勻，再使用雙螺桿擠出機造粒。該制備方法先高速混合，高速混合只是簡單的物理混合，在后續(xù)擠出中時，各組分尤其是細小的無機顆粒依然不能均勻分散，很難與樹脂基體混合均勻，材料的混合均勻性差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術的鉛酸蓄電池外殼所存在的上述技術問題，提供了一種工藝步驟簡單，可操作性強，物料混合均勻性好的抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料制備方法，制得的鉛酸蓄電池塑殼材料具有較高的沖擊強度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料制備方法，包括以下步驟：

(1)制備表面改性滑石粉：在高速混合機中加入滑石粉預熱至80～90℃后，保持溫度并在800～1000r/min條件下混合分散30～40min，以霧狀在滑石粉表面均勻噴上表面處理劑并在1000～1200r/min條件下繼續(xù)攪拌至少30min，所述表面處理劑由乙醇與偶聯(lián)劑kh-550按質(zhì)量比1:1混合而成，硅烷偶聯(lián)劑的加入量為滑石粉質(zhì)量的0.5～1％，待用?；劢?jīng)表面處理后不僅能改善與基體樹脂之間的相容性，而且使得基體樹脂與滑石粉之間形成良好的界面分子結構，增加界面粘結，形成模量梯度的界面過渡層，有利于應力傳遞，從而產(chǎn)生增韌增強的效果，有利于提高材料的抗沖擊性能。

(2)制備改性玻璃纖維：將玻璃纖維置于丙酮中充分分散，再經(jīng)過濾、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，過濾后烘干，即得改性玻璃纖維，待用。玻璃纖維在丙酮中分散，在去除表面雜質(zhì)的同時進行充分分散，使得改性液能充分、均勻浸潤玻璃纖維，有利于提高改性效果，改性后的玻璃纖維與基體樹脂之間的相容性及粘結強度好，能有效避免產(chǎn)生“銀絲紋”及擴展為裂紋。

(3)稱料：按300～400份abs樹脂，150～200份pvc樹脂，100～150份聚酰胺，80～100份表面改性滑石粉，30～50份改性玻璃纖維，15～20份cpe抗沖擊改性劑，10～15份鄰苯二甲酸二辛酯，5～10份潤滑劑，10～15份穩(wěn)定劑的重量份配比計量各組分，待用。本發(fā)明對塑殼材料的配方進行優(yōu)化改進，以abs樹脂、pvc樹脂、聚酰胺作為基體樹脂，其中pvc樹脂可提高材料的耐候性，聚酰胺可提高材料的韌性，解決了abs樹脂脆性大的問題；改性玻璃纖維與基體樹脂的相容性好，且改性玻璃纖維的加入能大大加強材料的抗沖擊性能；表面改性滑石粉能均勻分散在基體樹脂中，當材料受到?jīng)_擊時，表面改性滑石粉能承受沖擊，并使應力得到均勻的分散，同時存在的界面帶也將吸收大量的沖擊能以緩解材料的破壞，有利于提高材料的沖擊強度；cpe抗沖擊改性劑能在pvc樹脂中形成交聯(lián)的網(wǎng)絡，從而達到提高材料沖擊強度的目的；鄰苯二甲酸二辛酯作為塑化劑以提高材料的曲撓性和柔韌性。本發(fā)明配方合理科學，各組分相容性好，抗沖擊性能優(yōu)異，有利于提高塑殼的使用壽命。

(4)混料造粒：將各組分混合后投入密煉機中進行密煉，密煉后的物料冷卻后，粉碎，再進入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒即得抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料。本發(fā)明中先進行密煉，在熱融狀態(tài)下通過密煉機的反復剪切攪拌使各組分混合均勻，得到的材料混合均勻性好，再通過擠出造粒即可得到均勻的物料顆粒，工藝步驟簡單，可操作性強。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，所述滑石粉的粒徑為5～10μm。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，所述改性液由以下重量百分比的組分組成：3～7％e51型環(huán)氧樹脂，1～2％聚酯樹脂，0.3～0.5％改性納米二氧化硅分散液，0.1～0.2％季銨鹽，0.5～1％偶聯(lián)劑kh-550，余量為水。本發(fā)明中的改性液干燥后能在玻璃纖維表面形成一層薄膜，使得玻璃纖維形成被包覆的狀態(tài)，分散性得到大大提高，不易團聚，解決了玻璃纖維不易在基體樹脂中不易均勻分散的問題，同時能與樹脂基體產(chǎn)生很好的相容性，其中e51型環(huán)氧樹脂為主成膜劑，聚酯樹脂為輔成膜劑，改性納米二氧化硅分散液中含有分散相的納米二氧化硅，納米二氧化硅能附著在玻璃纖維表面提高玻璃纖維表面的有效面積，使得玻璃纖維與樹脂基體在復合的時候產(chǎn)生錨釘效應，有效增加玻璃纖維與基體之間的結合力作用；季銨鹽為陽離子表面活性劑，避免玻璃纖維團聚；偶聯(lián)劑kh-550一端能與玻璃纖維能產(chǎn)生化學鍵合，另一端能與基體樹脂的分子鏈纏結或反應，從而使玻璃纖維與基體樹脂兩相之間較好相容。

作為優(yōu)選，所述改性納米二氧化硅分散液通過以下方法制得：以去離子水作為分散劑對納米二氧化硅進行球磨至充分分散后，在攪拌條件下加入偶聯(lián)劑kh-550中，于80～90℃溫度下分散即得改性納米二氧化硅分散液。對納米二氧化硅改性以提高其分散性，避免團聚。

作為優(yōu)選，納米二氧化硅與偶聯(lián)劑kh-550的摩爾比為1：1～1.5。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，所述玻璃纖維長度為1～3mm。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，所述潤滑劑為硬脂酸和/或聚乙烯蠟。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，所述穩(wěn)定劑為有機錫穩(wěn)定劑。

作為優(yōu)選，步驟(4)中，密煉溫度為150～200℃，密煉時間至少30min。

作為優(yōu)選，步驟(4)中，熔融擠出溫度為230～250℃。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)滑石粉經(jīng)表面處理后不僅能改善與基體樹脂之間的相容性，而且使得基體樹脂與滑石粉之間形成良好的界面分子結構，增加界面粘結，形成模量梯度的界面過渡層，有利于應力傳遞，從而產(chǎn)生增韌增強的效果，有利于提高材料的抗沖擊性能；

(2)玻璃纖維在丙酮中分散，在去除表面雜質(zhì)的同時進行充分分散，使得改性液能充分、均勻浸潤玻璃纖維，有利于提高改性效果，改性后的玻璃纖維與基體樹脂之間的相容性及粘結強度好，能有效避免產(chǎn)生“銀絲紋”及擴展為裂紋；

(3)對塑殼材料的配方進行優(yōu)化改進，配方合理科學，各組分相容性好，抗沖擊性能優(yōu)異，有利于提高塑殼的使用壽命；

(4)先進行密煉，在熱融狀態(tài)下通過密煉機的反復剪切攪拌使各組分混合均勻，得到的材料混合均勻性好，再通過擠出造粒即可得到均勻的物料顆粒，工藝步驟簡單，可操作性強。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。

實施例1

(1)制備表面改性滑石粉：在高速混合機中加入粒徑為7μm的滑石粉預熱至85℃后，保持溫度并在900r/min條件下混合分散35min，以霧狀在滑石粉表面均勻噴上表面處理劑并在1100r/min條件下繼續(xù)攪拌至少30min，所述表面處理劑由乙醇與偶聯(lián)劑kh-550按質(zhì)量比1:1混合而成，硅烷偶聯(lián)劑的加入量為滑石粉質(zhì)量的0.7％，待用；

(2)制備改性玻璃纖維：將長度為2mm的玻璃纖維置于丙酮中充分分散，再經(jīng)過濾、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，過濾后烘干，即得改性玻璃纖維，待用，其中改性液由以下重量百分比的組分組成：5％e51型環(huán)氧樹脂，1.2％聚酯樹脂，0.4％改性納米二氧化硅分散液，0.15％季銨鹽，0.7％偶聯(lián)劑kh-550，余量為水，改性納米二氧化硅分散液通過以下方法制得：以去離子水作為分散劑對納米二氧化硅進行球磨至充分分散后，在攪拌條件下加入偶聯(lián)劑kh-550中，納米二氧化硅與偶聯(lián)劑kh-550的摩爾比為1：1.2，于85℃溫度下分散即可；

(3)稱料：按350gabs樹脂，170gpvc樹脂，120g聚酰胺，90g表面改性滑石粉，40g改性玻璃纖維，18gcpe抗沖擊改性劑，12g鄰苯二甲酸二辛酯，7g潤滑劑(硬脂酸和聚乙烯蠟)，12g穩(wěn)定劑(有機錫穩(wěn)定劑)的重量配比計量各組分，待用；

(4)混料造粒：將各組分混合后投入密煉機中進行密煉，密煉溫度為180℃，密煉時間至少30min，密煉后的物料冷卻后，粉碎，再進入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒即得抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料，熔融擠出溫度為240℃。

實施例2

(1)制備表面改性滑石粉：在高速混合機中加入粒徑為10μm的滑石粉預熱至90℃后，保持溫度并在1000r/min條件下混合分散40min，以霧狀在滑石粉表面均勻噴上表面處理劑并在1200r/min條件下繼續(xù)攪拌至少30min，所述表面處理劑由乙醇與偶聯(lián)劑kh-550按質(zhì)量比1:1混合而成，硅烷偶聯(lián)劑的加入量為滑石粉質(zhì)量的1％，待用；

(2)制備改性玻璃纖維：將長度為3mm的玻璃纖維置于丙酮中充分分散，再經(jīng)過濾、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，過濾后烘干，即得改性玻璃纖維，待用，其中改性液由以下重量百分比的組分組成：7％e51型環(huán)氧樹脂，2％聚酯樹脂，0.5％改性納米二氧化硅分散液，0.2％季銨鹽，1％偶聯(lián)劑kh-550，余量為水，改性納米二氧化硅分散液通過以下方法制得：以去離子水作為分散劑對納米二氧化硅進行球磨至充分分散后，在攪拌條件下加入偶聯(lián)劑kh-550中，納米二氧化硅與偶聯(lián)劑kh-550的摩爾比為1：1.5，于90℃溫度下分散即可；

(3)稱料：按400gabs樹脂，200gpvc樹脂，150g聚酰胺，100g表面改性滑石粉，50g改性玻璃纖維，20gcpe抗沖擊改性劑，15g鄰苯二甲酸二辛酯，10g潤滑劑(聚乙烯蠟)，15g穩(wěn)定劑(有機錫穩(wěn)定劑)的重量配比計量各組分，待用；

(4)混料造粒：將各組分混合后投入密煉機中進行密煉，密煉溫度為200℃，密煉時間至少30min，密煉后的物料冷卻后，粉碎，再進入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒即得抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料，熔融擠出溫度為250℃。

實施例3

(1)制備表面改性滑石粉：在高速混合機中加入粒徑為5μm的滑石粉預熱至80℃后，保持溫度并在800r/min條件下混合分散30min，以霧狀在滑石粉表面均勻噴上表面處理劑并在1000r/min條件下繼續(xù)攪拌至少30min，所述表面處理劑由乙醇與偶聯(lián)劑kh-550按質(zhì)量比1:1混合而成，硅烷偶聯(lián)劑的加入量為滑石粉質(zhì)量的0.5％，待用；

(2)制備改性玻璃纖維：將長度為1mm的玻璃纖維置于丙酮中充分分散，再經(jīng)過濾、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，過濾后烘干，即得改性玻璃纖維，待用，其中改性液由以下重量百分比的組分組成：3％e51型環(huán)氧樹脂，1％聚酯樹脂，0.3％改性納米二氧化硅分散液，0.1％季銨鹽，0.5％偶聯(lián)劑kh-550，余量為水，改性納米二氧化硅分散液通過以下方法制得：以去離子水作為分散劑對納米二氧化硅進行球磨至充分分散后，在攪拌條件下加入偶聯(lián)劑kh-550中，納米二氧化硅與偶聯(lián)劑kh-550的摩爾比為1：1，于80℃溫度下分散即可；

(3)稱料：按300gabs樹脂，150gpvc樹脂，100g聚酰胺，80g表面改性滑石粉，30g改性玻璃纖維，15gcpe抗沖擊改性劑，10g鄰苯二甲酸二辛酯，5g潤滑劑(硬脂酸)，10g穩(wěn)定劑(有機錫穩(wěn)定劑)的重量配比計量各組分，待用；

(4)混料造粒：將各組分混合后投入密煉機中進行密煉，密煉溫度為150℃，密煉時間至少30min，密煉后的物料冷卻后，粉碎，再進入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒即得抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料，熔融擠出溫度為230℃。

將通過本發(fā)明制得的抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料注塑成型即可得到抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼，經(jīng)測試(均按照gb/t23754-2009執(zhí)行)其力學性能為：

耐沖擊：低溫-30℃以下無裂紋；

抗張強度(mpa)≥630；

彎曲強度(mpa)≥920；

彎曲模數(shù)(mpa)≥3200；

沖擊強度(j/m)≥3500(現(xiàn)有市售的abs材料塑殼沖擊強度一般在2200±50j/m)。

由此可知，由通過本發(fā)明制得的抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料制成的抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼的力學性能指標遠超過gb/t23754-2009《鉛酸蓄電池槽》標準要求，具有很高的沖擊強度，說明通過本發(fā)明制得的抗沖擊鉛酸蓄電池塑殼材料具有優(yōu)異的抗沖擊性能。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。