本发明涉及钒电池制造领域，具体为一种钒电池用密封材料及其制备方法。
背景技术：
钒电池，全称为全钒离子氧化还原液流电池，是一种新型绿色环保电池。密封材料是全钒液流电池的关键部件之一，起着保护内部正负极电解液不接触，外部不泄露的作用，要求其具备良好的回弹性、高低温适应性、耐强酸性、耐强氧化性。目前，钒电池能用的密封材料主要为氟橡胶：成本高，回弹性差，耐低温性能差；三元乙丙橡胶：成本低，耐强酸、耐强氧化性能差。钒电池要满足商业化、规模化要求，需要进一步提高电池可靠性，而核心问题是密封材料保证电解液在电池堆内正常运行，内部正负极电解液相互不接触，外部不泄露，10年以上仍然安全使用。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种钒电池用密封材料及其制备方法，解决现有技术中主体胶料耐强酸、强氧化性能，回弹性及耐高低温性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种钒电池用密封材料，包括弹性胶料、耐酸树脂、补强炭黑、硫化剂，由弹性胶料和耐酸树脂共混组成主体胶料，弹性胶料和耐酸树脂的重量份数比为(90：10)～(50：50)；按重量份数计，主体胶料100份，补强炭黑30～60份，硫化剂0.5～10份。
所述的钒电池用密封材料，弹性胶料为：三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、天然橡胶、聚氨酯硅橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶之一种或两种以上。
所述的钒电池用密封材料，耐酸树脂为：氯化聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯之一种或两种以上。
所述的钒电池用密封材料，补强炭黑为：半补强炭黑、快压出炭黑、高耐磨炭黑、喷雾炭黑、白炭黑之一种或两种以上。
所述的钒电池用密封材料，硫化剂为：过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯、硫磺、噻二唑硫化衍生物、促进剂na-22之一种或两种以上。
所述的钒电池用密封材料的制备方法，该密封材料在弹性胶料中引入耐酸树脂，在相应的补强体系和硫化体系下压制而成。
所述的钒电池用密封材料的制备方法，具体步骤如下：
1)将弹性胶料与耐酸树脂按质量份数比(90：10)～(50：50)在双辊开炼机上分别塑炼成均匀的胶片后再一起压合，反复倒胶使两种物质混炼均匀，形成混炼胶；
2)将补强炭黑加入100份混炼胶内，过程中不断倒胶，保证炭黑在混炼胶内部分散均匀，其中补强炭黑的质量份数为30～60份；
3)将其它助剂加入到混炼胶内，最后加入硫化剂进行混炼，混炼辊温度为40～50℃，混炼时间为40～60min，待混炼均匀后薄通2～4次，并采用八把刀法继续捣胶混匀，然后将混炼胶下片，其中硫化剂的质量份数为0.5～10份；
4)混炼胶下片后停放24小时，再放入模具中硫化制成钒电池用密封材料；硫化条件：压力8～12mpa，温度140～160℃，时间10～30min。
所述的钒电池用密封材料的制备方法，其它助剂为活化剂及软化剂，活化剂为：氧化锌、氧化镁、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化镁、硬脂酸之一种或两种以上，质量份数为5～10份；软化剂为高温白油、石蜡油、邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二辛脂、机油、凡士林、古马隆、沥青、癸二酸二异辛脂、癸二酸二丁脂之一种或两种以上，质量份数为5～15份。
本发明的设计思想是：
本发明在弹性胶料中引入耐酸树脂材料，在新的硫化体系下压制密封材料。根据全钒液流电池用密封件物理性能要求，选取耐高温、耐低温、耐腐蚀性好的橡塑材料和补强材料以及适合的硫化体系，制备耐高低温、压缩永久变形小、耐腐蚀的密封材料。本发明的密封材料在温度为﹣40℃～70℃，强酸、强氧化的环境下，压缩20％～35％时，组装电池运行10年以上不发生泄漏，保证钒电池的可靠性。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明钒电池用密封材料的制备方法是以弹性胶料和耐酸树脂作为主体胶料，再加入补强炭黑、其它助剂及硫化剂，制成共混材料。采用弹性胶料与耐酸树脂共混的方式，保证密封材料回弹性的基础上，改善材料的耐强酸、强氧化性及高低温性能，补强炭黑主要起到增强胶料的机械强度作用。
2、本发明耐酸树脂采用聚乙烯树脂(pe)、聚丙烯树脂(pp)、氯化聚乙烯树脂(cpe)、氯磺化聚乙烯(csm)、聚氯乙烯(pvc)等，较弹性体价格便宜，所以成本降低。
3、本发明共混后的胶料机械性能优于不共混的胶料，材料的可靠性更好。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明钒电池用密封材料包括弹性胶料、耐酸树脂、补强炭黑、其它助剂及硫化剂，钒电池用密封材料在双辊开炼机上共混制成，具体步骤如下：
1)将弹性胶料与耐酸树脂按质量份数比(90：10)～(50：50)在双辊开炼机上分别塑炼成均匀的胶片后再一起压合，反复倒胶使两种物质混炼均匀，形成混炼胶；
其中，弹性胶料与耐酸树脂按质量份数比优选为(80：20)～(60：40)。
2)将补强炭黑加入100份混炼胶内，过程中不断倒胶，保证炭黑在混炼胶内部分散均匀，其中补强炭黑的质量份数为30～60份(优选为30～40份)；
3)将其它助剂加入到混炼胶内，最后加入硫化剂进行混炼，混炼辊温度为40～50℃，混炼时间为40～60min，待混炼均匀后薄通2～4次，并采用八把刀法继续捣胶混匀，然后将混炼胶下片(即：薄通2～4次打八把刀下片)，其中硫化剂的质量份数为0.5～10份(优选为3～5份)；
4)混炼胶下片后停放24小时，再放入模具中硫化制成钒电池用密封材料；硫化条件：压力8～12mpa，温度140～160℃，时间10～30min。
下面，通过实施例详述本发明。
实施例1
本实施例中，分别将4000g丁腈橡胶26和1000g聚乙烯在双辊开炼机上压合塑炼均匀后下片，再将两种胶片通过压合辊进行一起压合，反复倒胶使两种物质混炼均匀后，加入快压出n550炭黑2500g，倒胶均匀后加入氧化锌250g、氧化镁200g、硬脂酸50g、邻苯二甲酸二辛酯250g，最后加入过氧化二异丙苯200g、硫磺100g，混炼均匀后薄通三次打八把刀下片。共混胶停放24小时后放入模具中，在平板硫化机上硫化成型，制成钒电池用密封件。
本实施例中，制备的密封件在钒电池堆上正常运行1000个小时以上，无内部串液及外部泄漏现象出现，拆卸后密封件完好无缺陷，回弹性良好。
实施例2
本实施例中，分别将2500g天然橡胶和2500g氯化聚乙烯在双辊开炼机上压合塑炼均匀后下片，再将两种胶片通过压合辊进行一起压合，反复倒胶使两种物质混炼均匀后，加入喷雾炭黑2500g，倒胶均匀后加入氧化锌250g、氢氧化钙200g、硬脂酸50g、高温白油350g，最后加入62.5g促进剂na-22、硫磺250g，混炼均匀后薄通三次打八把刀下片。共混胶停放24小时后放入模具中，在平板硫化机上硫化成型，制成钒电池用密封件。
本实施例中，制备的密封件在钒电池堆上正常运行1000个小时以上，无内部串液及外部泄漏现象出现，拆卸后密封件完好无缺陷，回弹性良好。
实施例3
本实施例中，分别将3500g三元乙丙橡胶和1500g氯化聚乙烯在双辊开炼机上压合塑炼均匀后下片，再将两种胶片通过压合辊进行一起压合，反复倒胶使两种物质混炼均匀后，加入喷雾炭黑3000g，倒胶均匀后加入氧化锌250g、氧化镁200g、硬脂酸50g、癸二酸二丁脂250g，最后加入过氧化二异丙苯250g、200g三烯丙基异氰脲酸酯taic，混炼均匀后薄通三次打八把刀下片。共混胶停放24小时后放入模具中，在平板硫化机上硫化成型，制成钒电池用密封件。
本实施例中，制备的密封件在钒电池堆上正常运行1000个小时以上，无内部串液及外部泄漏现象出现，拆卸后密封件完好无缺陷，回弹性良好。
实施例4
本实施例中，分别将4500g氟橡胶和500g氯化聚乙烯在双辊开炼机上压合塑炼均匀后下片，再将两种胶片通过压合辊进行一起压合，反复倒胶使两种物质混炼均匀后，加入半补强炭黑3000g，倒胶均匀后加入氧化锌250g、氢氧化镁200g、硬脂酸50g、高温白油250g，最后加入过氧化二异丙苯300g、50g三烯丙基异氰脲酸酯taic，混炼均匀后薄通三次打八把刀下片。共混胶停放24小时后放入模具中，在平板硫化机上硫化成型，制成钒电池用密封件。
本实施例中，制备的密封件在钒电池堆上正常运行1000个小时以上，无内部串液及外部泄漏现象出现，拆卸后密封件完好无缺陷，回弹性良好。
实施例5
本实施例中，分别将3000g丁苯橡胶和2000g氯磺化聚乙烯在双辊开炼机上压合塑炼均匀后下片，再将两种胶片通过压合辊进行一起压合，反复倒胶使两种物质混炼均匀后，加入高耐磨炭黑2500g，倒胶均匀后加入氧化锌250g、氧化镁200g、硬脂酸50g、凡士林350g，最后加入62.5g促进剂na-22、硫磺250g、噻二唑硫化体系(808+echoa)150g，混炼均匀后薄通三次打八把刀下片。共混胶停放24小时后放入模具中，在平板硫化机上硫化成型，制成钒电池用密封件。
本实施例中，制备的密封件在钒电池堆上正常运行1000个小时以上，无内部串液及外部泄漏现象出现，拆卸后密封件完好无缺陷，回弹性良好。
实施例结果表明，本发明根据钒电池工作要求，在弹性胶料中引入耐酸树脂材料在新的硫化体系下压制成型制备的密封材料，其制作密封件回弹性、耐高低温性、耐强酸、强氧化性能良好，长期运行不泄露，提高电池可靠性，降低电池成本。