一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板
技术领域
1.本发明属于agm隔板技术领域，特别是涉及一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板。
背景技术：
2.隔板作为铅酸蓄电池的除了正极板、负极板外的又一个十分重要的组成部分，对铅酸电池尤其是阀控式铅酸蓄电池性能有着很大的影响，因此又被人们称作vrla电池的“第三电极”。agm隔板自从1970年左右应用于密封铅酸蓄电池并取得良好的应用效果以来，便广泛应用于铅酸蓄电池，并在vrla电池中扮演着十分重要的角色[2-1：1)隔离正负极板，防止电池内部短路；2)储存电解液，为电极反应提供电解液；3)为电池内氧循环，以及离子和水的迁移提供通道；4)保障电池内部装配压力，抑制活性物质的膨胀、脱落等。
[0003]
多年来，pvc隔板、pp隔板和pe隔板等被广泛应用在铅酸蓄电池中，但pvc隔板孔率小，电阻大，对低温起动性能有较大影响；pp隔板孔径大，耐高温性差，极易造成电池短路；pe隔板的耐氧化性和耐高温性能较差。因此，现有的pvc隔板、pp隔板和pe隔板均不适合用在耐高温的蓄电池中。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的在于提供一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，通过上隔板和下隔板的组合设置，并在上下隔板中以改性混合玻璃纤维棉作为主体，并添加改性玄武岩矿物纤维、改性纳米氮化硅和水溶性聚乙烯醇纤维等，提高了隔板的耐高温性能，解决了现有隔板耐高温性能较差的问题。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006]
本发明为一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，所述上隔板包括以由质量百分比计包60-80％改性混合玻璃纤维棉、5-10％改性玄武岩矿物纤维、10-15％水溶性聚乙烯醇纤维、5-15％的改性纳米氮化硅，0.1-0.5％的羧甲基纤维素钠和0.5-2％的聚丙烯纤维；所述下隔板包括以由质量百分比计包60-80％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土5-10％、10-15％水溶性聚乙烯醇纤维、5-15％的改性纳米氮化硅，0.1-0.5％的羧甲基纤维素钠和0.5-2％的聚丙烯纤维。
[0007]
进一步地，所述改性混合玻璃纤维棉包括直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维和直径3-4μm高碱玻璃纤维经混合后改性而成；且所述直径3-4μm高碱玻璃纤维和直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维的质量比为2:1-4。
[0008]
进一步地，所述改性混合玻璃纤维棉包括：按重量比称取上述两种高碱玻璃纤维混合均匀得到高碱玻璃纤维混合物，配置改性剂a；将上述高碱玻璃纤维混合物加入到改性剂a中浸润，先超声搅拌分散35-40min；静置2-3h；取出后沥干后，转入60-70℃、湿度为30-40％的环境中干燥即可。
[0009]
进一步地，所述改性剂a以重量份计包括偶联剂5～15％，润滑剂5-20％，环氧乳液
10-45％，有机硅氧烷改性环氧乳液10-50％，聚氨酯乳液5-20％，表面活性剂1-15％，ph值调节剂1-5％；
[0010]
其中，所述烷偶联剂为带环氧基、乙烯基或氨基的硅烷偶联剂；所述表面活性剂为聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和季铵盐类表面活性剂的混合物；所述ph值调节剂为酸或碱；所述酸为柠檬酸、醋酸、甲酸、乙酸中的一种；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
[0011]
进一步地，所述改性玄武岩矿物纤维包括将玄武岩矿物纤维加入氯磺酸中，加热至80-100℃溶胀1-3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至ph呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30-60min后于95-105℃下烘干，即得改性玄武岩矿物纤维。
[0012]
进一步地，所述改性纳米氮化硅将纳米氮化硅加入至改性剂b中超声分散后，过滤，烘干，即得改性纳米氮化硅。
[0013]
进一步地，所述改性剂b以重量份计包括40-50％聚四氟乙烯分散乳液，0.1-0.2％季铵盐，0.3-0.5％硬脂酸聚氧乙烯酯、0.1～0.3％硅烷偶联剂和余量水。
[0014]
进一步地，所述水溶性聚乙烯醇纤维直径为1-3μm，长度为3-5mm。
[0015]
进一步地，所述改性硅藻土包括：取硅藻土经酸液预处理，然后再进行干燥煅烧、并研磨成颗粒或粉状，然后将其浸没在改性剂c中，搅拌混合均匀，静置后15-30min；过滤后将所得滤渣烘干、焙烧、研磨即得到改性硅藻土；所述改性剂c为al2(so4)3溶液；所述酸液预处理包括将硅藻土放置到质量浓度为2.5％的h2so4溶液中超声处理，超声频率为10-50khz，功率为15-150w，超声时间为1-10min；且硅藻土和h2so4溶液的体积比为1:2-5。
[0016]
本发明具有以下有益效果：
[0017]
本发明通过上隔板和下隔板的组合设置，并在上下隔板中以改性混合玻璃纤维棉作为主体，并添加改性玄武岩矿物纤维、改性纳米氮化硅和水溶性聚乙烯醇纤维等，提高了隔板的耐高温性能。
[0018]
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
[0019]
实施例1
[0020]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包括66％改性混合玻璃纤维棉、10％改性玄武岩矿物纤维、12％水溶性聚乙烯醇纤维、10.8％的改性纳米氮化硅，0.2％的羧甲基纤维素钠和1％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包66％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土10％、12％水溶性聚乙烯醇纤维、10.8％的改性纳米氮化硅，0.2％的羧甲基纤维素钠和12％的聚丙烯纤维。
[0021]
实施例2
[0022]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包69％改性混合玻璃纤维棉、6％改性玄武岩矿物纤维、12％水溶性聚乙烯醇纤维、11.5％的改性纳米氮化硅，0.3％的羧甲基纤维素钠和1.2％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包69％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土6％、12％水溶性聚乙烯醇纤维、11.5％的改性纳米氮化硅，0.3％的羧甲基纤维素钠和1.2％的聚丙烯纤维。
[0023]
实施例3
[0024]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包68％改性混合玻璃纤维棉、8％改性玄武岩矿物纤维、10％水溶性聚乙烯醇纤维、12％的改性纳米氮化硅，0.4％的羧甲基纤维素钠和1.6％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包68％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土8％、10％水溶性聚乙烯醇纤维、12％的改性纳米氮化硅，0.4％的羧甲基纤维素钠和1.6％的聚丙烯纤维。
[0025]
实施例4
[0026]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包74％改性混合玻璃纤维棉、6％改性玄武岩矿物纤维、13％水溶性聚乙烯醇纤维、6％的改性纳米氮化硅，0.3％的羧甲基纤维素钠和0.7％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包74％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土6％、13％水溶性聚乙烯醇纤维、6％的改性纳米氮化硅，0.3的羧甲基纤维素钠和0.7％的聚丙烯纤维。
[0027]
在上述实施例1-4的基础上，如下：
[0028]
改性混合玻璃纤维棉包括直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维和直径3-4μm高碱玻璃纤维经混合后改性而成；且直径3-4μm高碱玻璃纤维和直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维的质量比为1:1；水溶性聚乙烯醇纤维直径为1-3μm，长度为3-5mm。
[0029]
改性混合玻璃纤维棉包括：按重量比称取上述两种高碱玻璃纤维混合均匀得到高碱玻璃纤维混合物，配置改性剂a；将上述高碱玻璃纤维混合物加入到改性剂a中浸润，先超声搅拌分散35-40min；静置2-3h；取出后沥干后，转入60-70℃、湿度为30-40％的环境中干燥即可。
[0030]
改性剂a以重量份计包括偶联剂10％，润滑剂10％，环氧乳液30％，有机硅氧烷改性环氧乳液30％，聚氨酯乳液10％，表面活性剂8％，ph值调节剂2％；
[0031]
其中，烷偶联剂为环氧基硅烷偶联剂a-187；表面活性剂为聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和季铵盐类表面活性剂的混合物；ph值调节剂为酸或碱；酸为柠檬酸；碱为氢氧化钠。
[0032]
改性玄武岩矿物纤维包括将玄武岩矿物纤维加入氯磺酸中，加热至80-100℃溶胀1-3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至ph呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30-60min后于95-105℃下烘干，即得改性玄武岩矿物纤维。
[0033]
改性纳米氮化硅将纳米氮化硅加入至改性剂b中超声分散后，过滤，烘干，即得改性纳米氮化硅。
[0034]
改性剂b以重量份计包括45％聚四氟乙烯分散乳液，0.2％季铵盐，0.3％硬脂酸聚氧乙烯酯、0.2％硅烷偶联剂和余量水。
[0035]
改性硅藻土包括：取硅藻土经酸液预处理，然后再进行干燥煅烧、并研磨成颗粒或粉状，然后将其浸没在改性剂c中，搅拌混合均匀，静置后15-30min；过滤后将所得滤渣烘干、焙烧、研磨即得到改性硅藻土；改性剂c为al2(so4)3溶液；酸液预处理包括将硅藻土放置到质量浓度为2.5％的h2so4溶液中超声处理，超声频率为10-50khz，功率为15-150w，超声时间为1-10min；且硅藻土和h2so4溶液的体积比为1:3.5。
[0036]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指
结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0037]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
技术领域
1.本发明属于agm隔板技术领域，特别是涉及一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板。
背景技术：
2.隔板作为铅酸蓄电池的除了正极板、负极板外的又一个十分重要的组成部分，对铅酸电池尤其是阀控式铅酸蓄电池性能有着很大的影响，因此又被人们称作vrla电池的“第三电极”。agm隔板自从1970年左右应用于密封铅酸蓄电池并取得良好的应用效果以来，便广泛应用于铅酸蓄电池，并在vrla电池中扮演着十分重要的角色[2-1：1)隔离正负极板，防止电池内部短路；2)储存电解液，为电极反应提供电解液；3)为电池内氧循环，以及离子和水的迁移提供通道；4)保障电池内部装配压力，抑制活性物质的膨胀、脱落等。
[0003]
多年来，pvc隔板、pp隔板和pe隔板等被广泛应用在铅酸蓄电池中，但pvc隔板孔率小，电阻大，对低温起动性能有较大影响；pp隔板孔径大，耐高温性差，极易造成电池短路；pe隔板的耐氧化性和耐高温性能较差。因此，现有的pvc隔板、pp隔板和pe隔板均不适合用在耐高温的蓄电池中。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的在于提供一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，通过上隔板和下隔板的组合设置，并在上下隔板中以改性混合玻璃纤维棉作为主体，并添加改性玄武岩矿物纤维、改性纳米氮化硅和水溶性聚乙烯醇纤维等，提高了隔板的耐高温性能，解决了现有隔板耐高温性能较差的问题。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006]
本发明为一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，所述上隔板包括以由质量百分比计包60-80％改性混合玻璃纤维棉、5-10％改性玄武岩矿物纤维、10-15％水溶性聚乙烯醇纤维、5-15％的改性纳米氮化硅，0.1-0.5％的羧甲基纤维素钠和0.5-2％的聚丙烯纤维；所述下隔板包括以由质量百分比计包60-80％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土5-10％、10-15％水溶性聚乙烯醇纤维、5-15％的改性纳米氮化硅，0.1-0.5％的羧甲基纤维素钠和0.5-2％的聚丙烯纤维。
[0007]
进一步地，所述改性混合玻璃纤维棉包括直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维和直径3-4μm高碱玻璃纤维经混合后改性而成；且所述直径3-4μm高碱玻璃纤维和直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维的质量比为2:1-4。
[0008]
进一步地，所述改性混合玻璃纤维棉包括：按重量比称取上述两种高碱玻璃纤维混合均匀得到高碱玻璃纤维混合物，配置改性剂a；将上述高碱玻璃纤维混合物加入到改性剂a中浸润，先超声搅拌分散35-40min；静置2-3h；取出后沥干后，转入60-70℃、湿度为30-40％的环境中干燥即可。
[0009]
进一步地，所述改性剂a以重量份计包括偶联剂5～15％，润滑剂5-20％，环氧乳液
10-45％，有机硅氧烷改性环氧乳液10-50％，聚氨酯乳液5-20％，表面活性剂1-15％，ph值调节剂1-5％；
[0010]
其中，所述烷偶联剂为带环氧基、乙烯基或氨基的硅烷偶联剂；所述表面活性剂为聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和季铵盐类表面活性剂的混合物；所述ph值调节剂为酸或碱；所述酸为柠檬酸、醋酸、甲酸、乙酸中的一种；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
[0011]
进一步地，所述改性玄武岩矿物纤维包括将玄武岩矿物纤维加入氯磺酸中，加热至80-100℃溶胀1-3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至ph呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30-60min后于95-105℃下烘干，即得改性玄武岩矿物纤维。
[0012]
进一步地，所述改性纳米氮化硅将纳米氮化硅加入至改性剂b中超声分散后，过滤，烘干，即得改性纳米氮化硅。
[0013]
进一步地，所述改性剂b以重量份计包括40-50％聚四氟乙烯分散乳液，0.1-0.2％季铵盐，0.3-0.5％硬脂酸聚氧乙烯酯、0.1～0.3％硅烷偶联剂和余量水。
[0014]
进一步地，所述水溶性聚乙烯醇纤维直径为1-3μm，长度为3-5mm。
[0015]
进一步地，所述改性硅藻土包括：取硅藻土经酸液预处理，然后再进行干燥煅烧、并研磨成颗粒或粉状，然后将其浸没在改性剂c中，搅拌混合均匀，静置后15-30min；过滤后将所得滤渣烘干、焙烧、研磨即得到改性硅藻土；所述改性剂c为al2(so4)3溶液；所述酸液预处理包括将硅藻土放置到质量浓度为2.5％的h2so4溶液中超声处理，超声频率为10-50khz，功率为15-150w，超声时间为1-10min；且硅藻土和h2so4溶液的体积比为1:2-5。
[0016]
本发明具有以下有益效果：
[0017]
本发明通过上隔板和下隔板的组合设置，并在上下隔板中以改性混合玻璃纤维棉作为主体，并添加改性玄武岩矿物纤维、改性纳米氮化硅和水溶性聚乙烯醇纤维等，提高了隔板的耐高温性能。
[0018]
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
[0019]
实施例1
[0020]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包括66％改性混合玻璃纤维棉、10％改性玄武岩矿物纤维、12％水溶性聚乙烯醇纤维、10.8％的改性纳米氮化硅，0.2％的羧甲基纤维素钠和1％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包66％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土10％、12％水溶性聚乙烯醇纤维、10.8％的改性纳米氮化硅，0.2％的羧甲基纤维素钠和12％的聚丙烯纤维。
[0021]
实施例2
[0022]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包69％改性混合玻璃纤维棉、6％改性玄武岩矿物纤维、12％水溶性聚乙烯醇纤维、11.5％的改性纳米氮化硅，0.3％的羧甲基纤维素钠和1.2％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包69％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土6％、12％水溶性聚乙烯醇纤维、11.5％的改性纳米氮化硅，0.3％的羧甲基纤维素钠和1.2％的聚丙烯纤维。
[0023]
实施例3
[0024]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包68％改性混合玻璃纤维棉、8％改性玄武岩矿物纤维、10％水溶性聚乙烯醇纤维、12％的改性纳米氮化硅，0.4％的羧甲基纤维素钠和1.6％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包68％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土8％、10％水溶性聚乙烯醇纤维、12％的改性纳米氮化硅，0.4％的羧甲基纤维素钠和1.6％的聚丙烯纤维。
[0025]
实施例4
[0026]
一种耐高温环境的阀控式密封铅酸蓄电池用改性agm隔板，包括上隔板和下隔板，上隔板包括以由质量百分比计包74％改性混合玻璃纤维棉、6％改性玄武岩矿物纤维、13％水溶性聚乙烯醇纤维、6％的改性纳米氮化硅，0.3％的羧甲基纤维素钠和0.7％的聚丙烯纤维；下隔板包括以由质量百分比计包74％改性混合玻璃纤维棉、改性硅藻土6％、13％水溶性聚乙烯醇纤维、6％的改性纳米氮化硅，0.3的羧甲基纤维素钠和0.7％的聚丙烯纤维。
[0027]
在上述实施例1-4的基础上，如下：
[0028]
改性混合玻璃纤维棉包括直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维和直径3-4μm高碱玻璃纤维经混合后改性而成；且直径3-4μm高碱玻璃纤维和直径0.5-0.7μm高碱玻璃纤维的质量比为1:1；水溶性聚乙烯醇纤维直径为1-3μm，长度为3-5mm。
[0029]
改性混合玻璃纤维棉包括：按重量比称取上述两种高碱玻璃纤维混合均匀得到高碱玻璃纤维混合物，配置改性剂a；将上述高碱玻璃纤维混合物加入到改性剂a中浸润，先超声搅拌分散35-40min；静置2-3h；取出后沥干后，转入60-70℃、湿度为30-40％的环境中干燥即可。
[0030]
改性剂a以重量份计包括偶联剂10％，润滑剂10％，环氧乳液30％，有机硅氧烷改性环氧乳液30％，聚氨酯乳液10％，表面活性剂8％，ph值调节剂2％；
[0031]
其中，烷偶联剂为环氧基硅烷偶联剂a-187；表面活性剂为聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和季铵盐类表面活性剂的混合物；ph值调节剂为酸或碱；酸为柠檬酸；碱为氢氧化钠。
[0032]
改性玄武岩矿物纤维包括将玄武岩矿物纤维加入氯磺酸中，加热至80-100℃溶胀1-3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至ph呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30-60min后于95-105℃下烘干，即得改性玄武岩矿物纤维。
[0033]
改性纳米氮化硅将纳米氮化硅加入至改性剂b中超声分散后，过滤，烘干，即得改性纳米氮化硅。
[0034]
改性剂b以重量份计包括45％聚四氟乙烯分散乳液，0.2％季铵盐，0.3％硬脂酸聚氧乙烯酯、0.2％硅烷偶联剂和余量水。
[0035]
改性硅藻土包括：取硅藻土经酸液预处理，然后再进行干燥煅烧、并研磨成颗粒或粉状，然后将其浸没在改性剂c中，搅拌混合均匀，静置后15-30min；过滤后将所得滤渣烘干、焙烧、研磨即得到改性硅藻土；改性剂c为al2(so4)3溶液；酸液预处理包括将硅藻土放置到质量浓度为2.5％的h2so4溶液中超声处理，超声频率为10-50khz，功率为15-150w，超声时间为1-10min；且硅藻土和h2so4溶液的体积比为1:3.5。
[0036]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指
结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0037]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
再多了解一些
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