专利名称：锌锰纸板干电池用有机复合缓蚀剂及制备方法
技术领域：
本发明属化学领域，特别涉及用于锌锰纸板干电池的防止锌电极腐蚀的高分子化合物为基料的有机复合物及其制备方法。
一般的锌锰纸板干电池中，为了防止锌电极的自腐蚀，在生产电池过程中要加入二氯化汞(HgCl2)作为缓蚀剂，汞沉积于锌电极表面形成锌汞齐，不仅能提高锌表面析氢的过电位，而且能抑制锌腐蚀的阴极过程，从而阻抑了锌电极被腐蚀。由于汞严重污染环境，根除锌锰电池的汞害已成为国内外急为关注的课题。寻求代汞缓蚀剂是消除汞害的重要途径。
在本发明之前，已有人以三氯化铋(BiCl3)或铬酸钾(KCrO4)等无机缓蚀剂取代HgCl2，生产无汞电池。这种无机缓蚀剂有一些明显的缺点(1)使用的最佳浓度范围窄。比如，对BiCl3，用量少了，缓蚀效果差，可稍多一些用量又会加速锌电极的腐蚀。(2)由于无机物易水解，分散性差，因而使生产工艺变得复杂，不易实际生产操作。(3)干电池工作时，锌表面的缓蚀剂脱落，没有汞那样具有持久地缓蚀作用，存在锌筒穿孔问题。
本发明为克服已有的无机缓蚀剂的缺点，以有机物作缓蚀剂，达到高效、持久、成本低而生产工艺简单的目的。
本发明的锌锰纸板干电池用的有机复合缓蚀剂是以固态的1-苯基-5巯基四氮唑[结构式为
]和季铵盐为原料，按1∶(0.6～1.2)的重量比制得的复合物，所说的季铵盐的结构式为
其中R1为CmH2m+1，m＝4，5，6，…22；R2为CnH2n+1，n＝1，2，3，…6；呈固体状态，密度为(1.1～1.6)×103千克/米3；产物的红外吸收光谱表现为在波数2800、1340、750厘米-1附近有特性吸收峰。
本产明的锌锰纸板干电池用的有机复合缓蚀剂的制备方法是，将固态的1-苯基-5巯基四氮唑与前述的季铵盐两种原料，按重量比1∶(0.6～1.2)称取。在10～140℃温度下搅拌至混合均匀，经冷却制得固体的复合物。
本发明的最佳实施例是，以固态的1-苯基-5巯基四氮唑和双十八烷基二甲基氯化铵(即前述的季铵盐中R1取C18H37，R2取CH3)为原料，按重量比为1∶(0.9～1)称取，在温度为100～140℃下搅拌至混合均匀，再自然冷却得到本发明的产物。
按照最佳实施例的制备方法得到的产物是一种有机复合物，呈白色或浅黄色的固体状态，称量其密度为(1.2±0.1)×103千克/米3；红外吸收光谱显示，在波数为2800土200厘米-1范围有两个特性吸收峰，在波数为1340±400厘米-1范围有三个特性吸收峰，在波数为750±50厘米-1范围有一个特性吸收峰。
图1是本发明的最佳实施例的产品红外吸收光谱图。
本发明的产品在使用时，每吨浆层纸用有机复合缓蚀剂0.6～1.0千克，大约为浆料重量的0.6～1.0‰。用量少于0.6‰，缓蚀效果不理想，用量大于1.0‰，则会增大成本，造成浪费，而大于3‰，则电池内阻增大，有损电池性能。在使用时，为了快速分散，使有机复合缓蚀在纸浆中均匀溶入，可将缓蚀剂先溶于乙醇中，1千克有机复合缓蚀剂溶于5升乙醇，再转入配好的浆料中拌搅。此外，不改变原来浆层纸的生产工艺。
本发明的有机复合缓蚀剂，通过吸附，覆盖于锌电极表面，阻抑锌腐蚀。在电池工作时，有机复合缓蚀剂脱附，不影响电池的工作。当电池停止工作时，有机复合缓蚀剂又吸附于锌电极表面，象Hg一样，表现出持久的缓蚀作用。这是有机复合缓蚀剂有别于无机缓蚀剂之处。
综上所述，可以看出本发明具有如下特点①用本发明的缓蚀剂代替HgCl2，从根本上消除了干电池的汞害，所组装的电池放电、贮存性能都达到GB-7112-86标准。在有氧情况下，缓蚀性能还优于HgCl2；在高温条件下，贮存和放电性能也优于含Hg干电池。②由于有机复合缓蚀剂的吸附和脱附作用，比较无机缓蚀剂表现出持久的缓蚀作用，不存在锌筒穿孔问题。③制备方法简便。不影响原有的浆层纸乃至电池的生产过程；浆料中的有机复合缓蚀剂的性能也不受PH值影响和生产过程中的高温影响；原料可以在市场直接购得或自行合成。④有机复合缓蚀剂不易挥发，不参加干电池中的电化学反应，因而性能稳定。⑤使用本发明的缓蚀剂，比照使用HgCl2，可将缓蚀剂成本降低一半。
权利要求
1.一种锌锰纸板干电池用有机复合缓蚀剂，其特征在于，以固态的1-苯基-5巯基四氮唑和季铵盐为原料，按1∶(0.6～1.2)重量比制得的复合物，所说的季铵盐的结构式为
其中R1为CmH2m+1，m＝4，5，6，…22，R2为CnH2n+1n＝1，2，3，…6；呈固体状态，密度为(1.1～1.6)×103千克/米3；其红外吸收光谱表现为在波数为2800，1340，750厘米-1附近有特性吸收峰。
2.按照权利要求1所述的锌锰纸板干电池用有机复合缓蚀剂，其特征在于，所说的季铵盐是双十八烷基二甲基氯化铵，即R1为C18H37，R2为CH3；呈白色或浅黄色固体，密度为(1.2±0.1)×103千克/米3；其红外吸收光谱显示，在波数为2800±200厘米-1范围有两个特性吸收峰，在波数为1340±400厘米-1范围有三个特性吸收峰，在波数为750±50厘米-1范围有一个特性吸收峰。
3.一种锌锰纸板干电池用有机复合缓蚀剂的制备方法，其特征在于，将固态的1-苯基-5巯基四氮唑和季铵盐(其结构式为
其中R1为CmH2m+1，m＝4，5，6，…22，R2为CnH2n+1，n＝1，2，3，…6)两种原料按重量比1∶(0.6～1.2)称取，在10～140℃温度下搅拌至混合均匀，经冷却制得 固体复合物。
4.按照权利要求3所述的锌锰纸板干电池用有机复合缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所说的称取的重量比为1∶(0.9～1)，在温度为(100～140)℃下搅拌至混合均匀，所说的冷却是自然冷却。
全文摘要
本发明涉及锌锰纸板干电池用有机复合缓蚀剂。由1－苯基－5巯基四氮唑和季铵盐按1:(0.6～1.2)的重量比混合,经10～140℃温度下搅拌至均匀而得到的固态复合物,其密度为(1.2±1.6)×10
文档编号H01M6/06GK1177215SQ9611941
公开日1998年3月25日 申请日期1996年9月17日 优先权日1996年9月17日
发明者熊岳平, 潘守甫 申请人:吉林大学