本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其是涉及一种抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料制备方法。
背景技术：
当今国际能源竞争日趋激烈，世界能源格局加快调整，在传统能源清洁高效利用的基础上，发展以再生能源和生物能源为主的清洁能源，推动经济绿色增长，成为必由之路和共同选择。中国政府在保持经济高速发展的同时，也先后出台了一系列绿色能源及新能源合理开发、利用、保护的政策、法规。而蓄电池作为一种新型绿色能源，因其本身安全可靠，性价比高，环境适应能力强等优点，被广泛应用于各行各业。
对于蓄电池而言，作为用来盛放电解液和极群载体的铅蓄电池壳则是重要组成部分。尤其是铅蓄电池壳体的抗冲击性、耐热性、耐氧化性及电气性等性能的优劣，直接影响到蓄电池性价比的高低。因此，如何提高铅蓄电池槽的整体性能成为行业关注的焦点。近年来，随着工程塑料的迅速发展，大多采用abs树脂材料作为铅蓄电池壳体原材料较为普遍，但abs材料抗冲击性能差，在发生碰撞时极易破裂，从而影响使用寿命。
例如，授权公告号cn101235184b，授权公告日2010.08.18的中国专利公开了一种铅酸蓄电池外壳专用阻燃abs材料。它除abs外，余量主要由以下组分组成：阻燃剂、协效剂、阻燃助剂、增韧剂、相容剂组成。该阻燃abs材料主要提高了铅酸蓄电池外壳的阻燃性能，但仍未解决abs材料抗冲击性能差，在发生碰撞时极易破裂的问题；另外，该材料的制备方法是将各组分按配比加入高速混合机中混合均匀，再使用双螺杆挤出机造粒。该制备方法先高速混合，高速混合只是简单的物理混合，在后续挤出中时，各组分尤其是细小的无机颗粒依然不能均匀分散，很难与树脂基体混合均匀，材料的混合均匀性差。
技术实现要素：
本发明是为了解决现有技术的铅酸蓄电池外壳所存在的上述技术问题，提供了一种工艺步骤简单，可操作性强，物料混合均匀性好的抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料制备方法，制得的铅酸蓄电池塑壳材料具有较高的冲击强度。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料制备方法，包括以下步骤：
(1)制备表面改性滑石粉：在高速混合机中加入滑石粉预热至80～90℃后，保持温度并在800～1000r/min条件下混合分散30～40min，以雾状在滑石粉表面均匀喷上表面处理剂并在1000～1200r/min条件下继续搅拌至少30min，所述表面处理剂由乙醇与偶联剂kh-550按质量比1:1混合而成，硅烷偶联剂的加入量为滑石粉质量的0.5～1％，待用。滑石粉经表面处理后不仅能改善与基体树脂之间的相容性，而且使得基体树脂与滑石粉之间形成良好的界面分子结构，增加界面粘结，形成模量梯度的界面过渡层，有利于应力传递，从而产生增韧增强的效果，有利于提高材料的抗冲击性能。
(2)制备改性玻璃纤维：将玻璃纤维置于丙酮中充分分散，再经过滤、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，过滤后烘干，即得改性玻璃纤维，待用。玻璃纤维在丙酮中分散，在去除表面杂质的同时进行充分分散，使得改性液能充分、均匀浸润玻璃纤维，有利于提高改性效果，改性后的玻璃纤维与基体树脂之间的相容性及粘结强度好，能有效避免产生“银丝纹”及扩展为裂纹。
(3)称料：按300～400份abs树脂，150～200份pvc树脂，100～150份聚酰胺，80～100份表面改性滑石粉，30～50份改性玻璃纤维，15～20份cpe抗冲击改性剂，10～15份邻苯二甲酸二辛酯，5～10份润滑剂，10～15份稳定剂的重量份配比计量各组分，待用。本发明对塑壳材料的配方进行优化改进，以abs树脂、pvc树脂、聚酰胺作为基体树脂，其中pvc树脂可提高材料的耐候性，聚酰胺可提高材料的韧性，解决了abs树脂脆性大的问题；改性玻璃纤维与基体树脂的相容性好，且改性玻璃纤维的加入能大大加强材料的抗冲击性能；表面改性滑石粉能均匀分散在基体树脂中，当材料受到冲击时，表面改性滑石粉能承受冲击，并使应力得到均匀的分散，同时存在的界面带也将吸收大量的冲击能以缓解材料的破坏，有利于提高材料的冲击强度；cpe抗冲击改性剂能在pvc树脂中形成交联的网络，从而达到提高材料冲击强度的目的；邻苯二甲酸二辛酯作为塑化剂以提高材料的曲挠性和柔韧性。本发明配方合理科学，各组分相容性好，抗冲击性能优异，有利于提高塑壳的使用寿命。
(4)混料造粒：将各组分混合后投入密炼机中进行密炼，密炼后的物料冷却后，粉碎，再进入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即得抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料。本发明中先进行密炼，在热融状态下通过密炼机的反复剪切搅拌使各组分混合均匀，得到的材料混合均匀性好，再通过挤出造粒即可得到均匀的物料颗粒，工艺步骤简单，可操作性强。
作为优选，步骤(1)中，所述滑石粉的粒径为5～10μm。
作为优选，步骤(2)中，所述改性液由以下重量百分比的组分组成：3～7％e51型环氧树脂，1～2％聚酯树脂，0.3～0.5％改性纳米二氧化硅分散液，0.1～0.2％季铵盐，0.5～1％偶联剂kh-550，余量为水。本发明中的改性液干燥后能在玻璃纤维表面形成一层薄膜，使得玻璃纤维形成被包覆的状态，分散性得到大大提高，不易团聚，解决了玻璃纤维不易在基体树脂中不易均匀分散的问题，同时能与树脂基体产生很好的相容性，其中e51型环氧树脂为主成膜剂，聚酯树脂为辅成膜剂，改性纳米二氧化硅分散液中含有分散相的纳米二氧化硅，纳米二氧化硅能附着在玻璃纤维表面提高玻璃纤维表面的有效面积，使得玻璃纤维与树脂基体在复合的时候产生锚钉效应，有效增加玻璃纤维与基体之间的结合力作用；季铵盐为阳离子表面活性剂，避免玻璃纤维团聚；偶联剂kh-550一端能与玻璃纤维能产生化学键合，另一端能与基体树脂的分子链缠结或反应，从而使玻璃纤维与基体树脂两相之间较好相容。
作为优选，所述改性纳米二氧化硅分散液通过以下方法制得：以去离子水作为分散剂对纳米二氧化硅进行球磨至充分分散后，在搅拌条件下加入偶联剂kh-550中，于80～90℃温度下分散即得改性纳米二氧化硅分散液。对纳米二氧化硅改性以提高其分散性，避免团聚。
作为优选，纳米二氧化硅与偶联剂kh-550的摩尔比为1：1～1.5。
作为优选，步骤(2)中，所述玻璃纤维长度为1～3mm。
作为优选，步骤(3)中，所述润滑剂为硬脂酸和/或聚乙烯蜡。
作为优选，步骤(3)中，所述稳定剂为有机锡稳定剂。
作为优选，步骤(4)中，密炼温度为150～200℃，密炼时间至少30min。
作为优选，步骤(4)中，熔融挤出温度为230～250℃。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)滑石粉经表面处理后不仅能改善与基体树脂之间的相容性，而且使得基体树脂与滑石粉之间形成良好的界面分子结构，增加界面粘结，形成模量梯度的界面过渡层，有利于应力传递，从而产生增韧增强的效果，有利于提高材料的抗冲击性能；
(2)玻璃纤维在丙酮中分散，在去除表面杂质的同时进行充分分散，使得改性液能充分、均匀浸润玻璃纤维，有利于提高改性效果，改性后的玻璃纤维与基体树脂之间的相容性及粘结强度好，能有效避免产生“银丝纹”及扩展为裂纹；
(3)对塑壳材料的配方进行优化改进，配方合理科学，各组分相容性好，抗冲击性能优异，有利于提高塑壳的使用寿命；
(4)先进行密炼，在热融状态下通过密炼机的反复剪切搅拌使各组分混合均匀，得到的材料混合均匀性好，再通过挤出造粒即可得到均匀的物料颗粒，工艺步骤简单，可操作性强。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
(1)制备表面改性滑石粉：在高速混合机中加入粒径为7μm的滑石粉预热至85℃后，保持温度并在900r/min条件下混合分散35min，以雾状在滑石粉表面均匀喷上表面处理剂并在1100r/min条件下继续搅拌至少30min，所述表面处理剂由乙醇与偶联剂kh-550按质量比1:1混合而成，硅烷偶联剂的加入量为滑石粉质量的0.7％，待用；
(2)制备改性玻璃纤维：将长度为2mm的玻璃纤维置于丙酮中充分分散，再经过滤、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，过滤后烘干，即得改性玻璃纤维，待用，其中改性液由以下重量百分比的组分组成：5％e51型环氧树脂，1.2％聚酯树脂，0.4％改性纳米二氧化硅分散液，0.15％季铵盐，0.7％偶联剂kh-550，余量为水，改性纳米二氧化硅分散液通过以下方法制得：以去离子水作为分散剂对纳米二氧化硅进行球磨至充分分散后，在搅拌条件下加入偶联剂kh-550中，纳米二氧化硅与偶联剂kh-550的摩尔比为1：1.2，于85℃温度下分散即可；
(3)称料：按350gabs树脂，170gpvc树脂，120g聚酰胺，90g表面改性滑石粉，40g改性玻璃纤维，18gcpe抗冲击改性剂，12g邻苯二甲酸二辛酯，7g润滑剂(硬脂酸和聚乙烯蜡)，12g稳定剂(有机锡稳定剂)的重量配比计量各组分，待用；
(4)混料造粒：将各组分混合后投入密炼机中进行密炼，密炼温度为180℃，密炼时间至少30min，密炼后的物料冷却后，粉碎，再进入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即得抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料，熔融挤出温度为240℃。
实施例2
(1)制备表面改性滑石粉：在高速混合机中加入粒径为10μm的滑石粉预热至90℃后，保持温度并在1000r/min条件下混合分散40min，以雾状在滑石粉表面均匀喷上表面处理剂并在1200r/min条件下继续搅拌至少30min，所述表面处理剂由乙醇与偶联剂kh-550按质量比1:1混合而成，硅烷偶联剂的加入量为滑石粉质量的1％，待用；
(2)制备改性玻璃纤维：将长度为3mm的玻璃纤维置于丙酮中充分分散，再经过滤、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，过滤后烘干，即得改性玻璃纤维，待用，其中改性液由以下重量百分比的组分组成：7％e51型环氧树脂，2％聚酯树脂，0.5％改性纳米二氧化硅分散液，0.2％季铵盐，1％偶联剂kh-550，余量为水，改性纳米二氧化硅分散液通过以下方法制得：以去离子水作为分散剂对纳米二氧化硅进行球磨至充分分散后，在搅拌条件下加入偶联剂kh-550中，纳米二氧化硅与偶联剂kh-550的摩尔比为1：1.5，于90℃温度下分散即可；
(3)称料：按400gabs树脂，200gpvc树脂，150g聚酰胺，100g表面改性滑石粉，50g改性玻璃纤维，20gcpe抗冲击改性剂，15g邻苯二甲酸二辛酯，10g润滑剂(聚乙烯蜡)，15g稳定剂(有机锡稳定剂)的重量配比计量各组分，待用；
(4)混料造粒：将各组分混合后投入密炼机中进行密炼，密炼温度为200℃，密炼时间至少30min，密炼后的物料冷却后，粉碎，再进入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即得抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料，熔融挤出温度为250℃。
实施例3
(1)制备表面改性滑石粉：在高速混合机中加入粒径为5μm的滑石粉预热至80℃后，保持温度并在800r/min条件下混合分散30min，以雾状在滑石粉表面均匀喷上表面处理剂并在1000r/min条件下继续搅拌至少30min，所述表面处理剂由乙醇与偶联剂kh-550按质量比1:1混合而成，硅烷偶联剂的加入量为滑石粉质量的0.5％，待用；
(2)制备改性玻璃纤维：将长度为1mm的玻璃纤维置于丙酮中充分分散，再经过滤、烘干后置于改性液中浸泡至少10min，过滤后烘干，即得改性玻璃纤维，待用，其中改性液由以下重量百分比的组分组成：3％e51型环氧树脂，1％聚酯树脂，0.3％改性纳米二氧化硅分散液，0.1％季铵盐，0.5％偶联剂kh-550，余量为水，改性纳米二氧化硅分散液通过以下方法制得：以去离子水作为分散剂对纳米二氧化硅进行球磨至充分分散后，在搅拌条件下加入偶联剂kh-550中，纳米二氧化硅与偶联剂kh-550的摩尔比为1：1，于80℃温度下分散即可；
(3)称料：按300gabs树脂，150gpvc树脂，100g聚酰胺，80g表面改性滑石粉，30g改性玻璃纤维，15gcpe抗冲击改性剂，10g邻苯二甲酸二辛酯，5g润滑剂(硬脂酸)，10g稳定剂(有机锡稳定剂)的重量配比计量各组分，待用；
(4)混料造粒：将各组分混合后投入密炼机中进行密炼，密炼温度为150℃，密炼时间至少30min，密炼后的物料冷却后，粉碎，再进入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒即得抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料，熔融挤出温度为230℃。
将通过本发明制得的抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料注塑成型即可得到抗冲击铅酸蓄电池塑壳，经测试(均按照gb/t23754-2009执行)其力学性能为：
耐冲击：低温-30℃以下无裂纹；
抗张强度(mpa)≥630；
弯曲强度(mpa)≥920；
弯曲模数(mpa)≥3200；
冲击强度(j/m)≥3500(现有市售的abs材料塑壳冲击强度一般在2200±50j/m)。
由此可知，由通过本发明制得的抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料制成的抗冲击铅酸蓄电池塑壳的力学性能指标远超过gb/t23754-2009《铅酸蓄电池槽》标准要求，具有很高的冲击强度，说明通过本发明制得的抗冲击铅酸蓄电池塑壳材料具有优异的抗冲击性能。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。