本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种利用回收料制备高性能铅酸电池外壳的方法。
背景技术：
铅酸电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的，外壳应满足耐酸、耐热、耐震、绝缘性好和具有一定机械强度的要求；早期生产的起动型蓄电池大都采用硬橡胶壳体，近年来随着工程塑料的迅速发展，大都采用abs塑料壳体或聚丙烯塑料壳体；相比于硬橡胶壳体来说，abs塑料壳体或聚丙烯塑料壳体具有更好的韧性，铅酸蓄电池的壳体可以做到更薄。
随着铅酸电池使用寿命的结束，越来越多的废旧铅酸电池亟待回收处理，而在这一回收处理的过程中，如若处理不当，不仅不能有效的回收利用铅酸电池的外壳塑料，还会造成严重的环境污染。然而，由于回收来的abs塑料壳体或聚丙烯塑料壳体的力学性能已经远远低于新鲜原料，若想将其循环利用，必然要对其进行改性处理，以提升其韧性、抗冲击性、耐腐蚀性和耐候性，进而实现塑料的再生利用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用回收料制备高性能铅酸电池外壳的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种利用回收料制备高性能铅酸电池外壳的方法，所述的方法包括向收集得到的外壳回收料中加入纤维状晶和相容剂，经充分混合后下料至挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳。
本发明中所述的纤维状晶是由完全伸直的分子链组成，晶体总长度可大大超过分子链的平均长度，分子平行但交错排列。本申请的发明人发现，通过这种特殊形态结构的纤维状晶掺杂在外壳回收料的高分子材料中，能够显著的改善回收料中分子链断裂所造成的力学性能变差的问题，利用这种改性处理后的外壳回收料来制备铅酸电池外壳，可以实现废旧铅酸电池外壳材料的完全回收再利用。鉴于外壳回收料中组分的复杂，通过相容剂的加入减小了共混物中分散相的粒子尺寸，特别是通过该相容剂与纤维状晶的配合使用，提高了纤维状晶与共混合金在界面处的粘结力，进而提高了共混合金的性能，弥补其作为回收料使用时性能的降低。
本发明中，所述的纤维状晶为硬硅钙石或硅灰石晶须；进一步优选的，所述的纤维状晶的粒径为10-20μm，长径比大于10：1。
本发明中，所述的相容剂为pp-g-hema、pp-g-aa、或其混合。
本发明中，所述外壳回收料、纤维状晶和相容剂的质量比可以在较宽的范围内选择，为了确保制备得到的铅酸电池外壳具有较好的综合性能，所述外壳回收料、纤维状晶和相容剂的质量比为1：(0.05-0.08)：(0.01-0.03)；进一步优选为1：0.06：0.02。
本发明中，所述挤出机为双螺杆挤出机或单螺杆挤出机，主机的转速为110-130r/min，挤出机的温度设定为200-225℃。
本发明中，所述的方法还包括向外壳回收料中加入交联剂和助交联剂；进一步的，所述交联剂的加入量为所述外壳回收料重量的2-3.5％；所述助交联剂的加入量为所述外壳回收料重量的0.1-0.5％。
进一步的，根据本发明，所述的交联剂为过氧化二异丙苯；所述的助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯、亚油酸三甘酯、sebs中的一种。通过交联剂和助交联剂的加入，能够有效的吸收聚丙烯叔碳自由基而抑制pp塑料的降解，转化为新的稳定的大分子自由基，而且，助交联剂自由基可以与聚合物自由基发生接枝或交联反应，促进大分子在界面处偶联终止，生成接枝共聚物；通过交联剂和助交联剂的参与的共混，产生的接枝物能够起到增容的作用，分散相粒子粒径细化，改善合金相形态，进而提高共混体系的性能。
本发明中，所述外壳回收料是在废旧铅酸电池经过回收处理工序得到的，具体的，所述的回收处理工序包括：
s1：将废旧铅酸电池中的废酸液倒出，采用密封锤式破碎机将废旧铅酸电池破碎至粒度小于50mm，在破碎过程中注入弱碱液对初步破碎的破碎物进行冲洗；
s2：将步骤s1中初步破碎后的破碎物转入颚式破碎机中进行二次破碎，使废旧铅酸电池的碎片尺寸降低至20mm以下；
s3：采用重力分选器对步骤s2中得到的碎片进行分选，得到轻质物料、中质物料和重质物料，其中，所述的轻质物料即为废旧铅酸电池的外壳回收料；
特别的，将步骤s3中的外壳回收料进行水介质分选，捞出漂浮在表面的轻质塑料，对沉积在水底的重质塑料进行脱水；分别对轻质塑料和重质塑料进行干燥处理；然后加入纤维状晶和相容剂，经充分混合后下料至挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳。
本发明中，所述的弱碱液为氨水、醋酸盐溶液或碳酸盐溶液中的一种。具体的，所述的醋酸盐溶液包括但不限于醋酸钠溶液、醋酸钾溶液、醋酸铵溶液；所述的碳酸盐溶液包括但不限于碳酸钠溶液、碳酸钾溶液。进一步的，所述弱碱液的加入量为废旧铅酸电池重量的3-5％。
通过上述处理步骤，废旧铅酸电池被处理后得到轻质物料、中质物料和重质物料；所述轻质物料为环氧树脂碎料以及塑料等混合物，中质物料为铅以及铅合金，重质物料为铅、氧化铅、二氧化铅以及硫酸铅的混合物。此步骤中，中质物料和重质物料可被分离出并另做处理；再将轻质物料进行水介质分选，进而在分选出轻质塑料和重质塑料，所述的轻质塑料一般为pp等密度小于水的塑料，而重质塑料为环氧树脂、abs这类密度大于水的塑料。然后再与纤维状晶和相容剂混合，如此，确保了制备得到的铅酸电池外壳的性能。特别的，本申请的发明人发现，将轻质塑料和重质塑料的质量比限定为1：(2.5-3.5)；并利用该混合物作为外壳回收料来制备铅酸电池外壳，其性能更好。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的利用回收料制备高性能铅酸电池外壳的方法，通过对铅酸电池的外壳回收料进行改性处理，使其满足全新的铅酸电池外壳的使用要求，避免了材料的浪费；并且，本发明提供的方法简单方便，容易实现。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
本发明提供的以下实施例中，所述的外壳回收料采用以下方法回收得到：
s1：将废旧铅酸电池中的废酸液倒出，采用密封锤式破碎机将废旧铅酸电池破碎至粒度小于50mm，在破碎过程中注入氨水(5重量％)对初步破碎的破碎物进行冲洗；
所述氨水(5重量％)的加入量为废旧铅酸电池重量的4％；
s2：将步骤s1中初步破碎后的破碎物转入颚式破碎机中进行二次破碎，使废旧铅酸电池的碎片尺寸降低至20mm以下；
s3：采用重力分选器对步骤s2中得到的碎片进行分选，得到轻质物料、中质物料和重质物料，其中，所述的轻质物料即为废旧铅酸电池的外壳回收料；
s4：对所述的外壳回收料进行水介质分选，捞出漂浮在表面的轻质塑料，对沉积在水底的重质塑料进行脱水；分别对轻质塑料和重质塑料进行干燥处理。
实施例1
一种利用回收料制备铅酸电池外壳的方法，包括：称取轻质塑料和重质塑料混合为外壳回收料，所述轻质塑料和重质塑料的重量比为1：3；加入硅灰石晶须和pp-g-hema，利用高速混合机混合均匀后下料至双螺杆挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳；
所述硅灰石晶须的粒径为15μm，长径比为12：1；
所述外壳回收料、硅灰石晶须和pp-g-hema的质量比为1：0.06：0.02；
所述双螺杆挤出机的主机的转速为120r/min，挤出机的温度设定为210℃。
实施例2
一种利用回收料制备铅酸电池外壳的方法，包括：称取轻质塑料和重质塑料混合为外壳回收料，所述轻质塑料和重质塑料的重量比为1：3；加入硬硅钙石和pp-g-hema，利用高速混合机混合均匀后下料至双螺杆挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳；
所述硬硅钙石的粒径为15μm，长径比为12：1；
所述外壳回收料、硬硅钙石和pp-g-hema的质量比为1：0.06：0.02；
所述双螺杆挤出机的主机的转速为120r/min，挤出机的温度设定为210℃。
实施例3
一种利用回收料制备铅酸电池外壳的方法，包括：称取轻质塑料和重质塑料混合为外壳回收料，所述轻质塑料和重质塑料的重量比为1：3；加入硅灰石晶须和pp-g-aa，利用高速混合机混合均匀后下料至双螺杆挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳；
所述硅灰石晶须的粒径为15μm，长径比为12：1；
所述外壳回收料、硅灰石晶须和pp-g-aa的质量比为1：0.06：0.02；
所述双螺杆挤出机的主机的转速为120r/min，挤出机的温度设定为210℃。
实施例4
一种利用回收料制备铅酸电池外壳的方法，包括：称取轻质塑料和重质塑料混合为外壳回收料，所述轻质塑料和重质塑料的重量比为1：2.5；加入硅灰石晶须和pp-g-hema，利用高速混合机混合均匀后下料至双螺杆挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳；
所述硅灰石晶须的粒径为10μm，长径比为12：1；
所述外壳回收料、硅灰石晶须和pp-g-hema的质量比为1：0.05：0.01；
所述双螺杆挤出机的主机的转速为120r/min，挤出机的温度设定为220℃。
实施例5
一种利用回收料制备铅酸电池外壳的方法，包括：称取轻质塑料和重质塑料混合为外壳回收料，所述轻质塑料和重质塑料的重量比为1：3.5；加入硅灰石晶须和pp-g-hema，利用高速混合机混合均匀后下料至双螺杆挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳；
所述硅灰石晶须的粒径为20μm，长径比为15：1；
所述外壳回收料、硅灰石晶须和pp-g-hema的质量比为1：0.08：0.03；
所述双螺杆挤出机的主机的转速为130r/min，挤出机的温度设定为225℃。
实施例6
一种利用回收料制备铅酸电池外壳的方法，包括：称取轻质塑料和重质塑料混合为外壳回收料，所述轻质塑料和重质塑料的重量比为1：3；加入硅灰石晶须、pp-g-hema、过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰尿酸酯，利用高速混合机混合均匀后下料至双螺杆挤出机中熔融混合，再挤出至模具中成型，得到所述的铅酸电池外壳；
所述硅灰石晶须的粒径为15μm，长径比大于10：1；
所述外壳回收料、硅灰石晶须和pp-g-hema的质量比为1：0.06：0.02；所述过氧化二异丙苯的加入量为所述外壳回收料重量的2.5％；所述三烯丙基异氰尿酸酯的加入量为所述外壳回收料重量的0.3％；
所述双螺杆挤出机的主机的转速为120r/min，挤出机的温度设定为210℃。
对比例1
本对比例与实施例1中利用回收料制备铅酸电池外壳的方法基本相同，不同的是，不加入硅灰石晶须，其余不变，加工得到所述的铅酸电池外壳。
对比例2
本对比例与实施例1中利用回收料制备铅酸电池外壳的方法基本相同，不同的是，不加入相容剂pp-g-hema，其余不变，加工得到所述的铅酸电池外壳。
对比例3
本对比例与实施例1中利用回收料制备铅酸电池外壳的方法基本相同，不同的是，所述硅灰石晶须的粒径为30μm，其余不变，加工得到所述的铅酸电池外壳。
测试方法：
(1)缺口冲击强度、拉伸强度、伸长率和弯曲强度按照gb/t12672-2009“丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)树脂”中规定的方法进行测试。
(2)耐腐蚀性能：在待测试产品平板表面涂抹dot4刹车油，并在产品平板表面施加30kj的力，保证待测产品另一面撑凸2mm，在60℃环境温度下放置48h。
(3)耐寒性能：-30℃的环境温度下，将重2kg的钢球，在距离待测产品60cm的高处，垂直降落在待测产品表面。
测试数据如下：
结合上述测试数据可以看出，基于本发明提供的利用回收料制备铅酸电池外壳的方法，制备得到的铅酸电池外壳的缺口冲击强度在55-65kg·cm/cm；拉伸强度在42-45mpa；伸长率在24-32％；弯曲强度在117-130mpa；且在上述极限实验条件下，材料并未开裂，说明其耐腐蚀性能和耐寒性能良好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。