[發(fā)明專利]含硅氧烷的氯乙烯共聚物及其制備、其制得的蓄電池隔板和制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210098165.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN102898573A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建黎;郁宏飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F214/06
• 分類號(hào): C08F214/06;C08F230/08;C08F2/24;H01M2/16;B32B3/14;B32B3/24;B32B27/12;C08J9/28
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含硅氧烷的氯乙烯共聚物、其制備方法以及其制得的蓄電池隔板和制備方法，尤其涉及一種PVC-g-POSS的新型納米復(fù)合材料、其制備方法及使用該材料制作而成的蓄電池隔板和制作方法。

背景技術(shù)

無(wú)機(jī)-有機(jī)納米復(fù)合材料通常兼具無(wú)機(jī)納米粒子以及有機(jī)聚合物的優(yōu)點(diǎn)，因而成為現(xiàn)今材料科學(xué)中極具發(fā)展前景的一種新型材料。多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)不同于二氧化硅、有機(jī)硅和其他填料，它是一種具有納米尺寸及籠狀結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)-有機(jī)摻雜復(fù)合物。POSS的有機(jī)官能團(tuán)使其與聚合物及有機(jī)單體在納米結(jié)構(gòu)尺寸上有很好的相容性，同時(shí)使得籠型POSS可通過(guò)支化、接枝、共聚等聚合反應(yīng)添加到材料當(dāng)中去，制備出新型的雜化材料。因此POSS獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與性能為增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料，提高材料的耐溫性、抗氧化性、阻燃性、親水性及力學(xué)性能諸多方面提供了機(jī)遇，尤其在改性聚合物、制備新的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化新材料方面被廣泛的應(yīng)用。

在蓄電池中，隔板設(shè)置在正負(fù)極板之間，起到電絕緣體的作用，又同時(shí)允許離子電流在電極之間的電解質(zhì)中能自由通過(guò)。為了實(shí)現(xiàn)所述的多個(gè)功能，就需要隔板是多孔材料且孔隙率盡可能的高，以降低蓄電池內(nèi)阻，同時(shí)厚度需薄，以增加單位體積內(nèi)蓄電池的電極組。

目前鉛酸蓄電池使用的隔板材料大都為板式，亦有袋式隔板。按隔板的制造原料不同，可將隔板分為以下幾類：(1)塑料隔板。主要是聚氯乙烯(PVC)原料或聚乙烯(PE)原料，例如有PVC-SiO₂等材質(zhì)制作成的微孔隔板，該隔板性能穩(wěn)定，但其價(jià)格昂貴；(2)橡膠隔板。其原材料取自天然橡膠，因而受原料資源所限，同時(shí)又有孔徑小，內(nèi)阻大等問(wèn)題；(3)玻璃纖維隔板。因原材料玻璃纖維太脆，抗震能力極差而影響到使用效果；(4)無(wú)紡隔板。其結(jié)構(gòu)是纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，所以孔徑小、孔隙率高、內(nèi)阻低并且隔板韌性好，但其隔板剛度不夠。

國(guó)內(nèi)蓄電池隔板材料大都選用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等，如德國(guó)進(jìn)口的阿莫西爾微孔PVC-SiO₂隔板，受到廣大電池廠商的青睞。同時(shí)專利CN1300864C公布了一種用于蓄電池的吸附性隔板，其包括熱塑性聚合物PVC與一種惰性填料SiO₂在溶劑的作用下充分均勻混合，將混合物通過(guò)擠壓剪切等機(jī)械操作最終制成PVC-SiO₂隔板。專利CN1985385A公布了一種用于鉛酸電池的隔板，主要由聚烯烴樹脂、無(wú)機(jī)粉末和礦物油并且包含作為輔助材料的表面活性劑制成的多孔膜。以上隔板的制作方法的缺陷是將無(wú)機(jī)填料以物理共混的方式與聚合物混合，所以常規(guī)的機(jī)械混合難以保證填料在聚合物基體中的分散，從而難以達(dá)到納米填料應(yīng)有的效果，在鉛酸蓄電池長(zhǎng)期使用后容易造成無(wú)機(jī)填料脫落，縮短隔板使用壽命，也得不到真正意義上的“納米塑料”。

專利CN201450040U公布了一種蓄電池隔板，包括玻璃纖維隔板，特點(diǎn)是在玻璃纖維隔板表面覆有一層塑料膜。所述塑料膜為聚乙烯(PE)膜，其上均勻密布有小孔，覆于玻璃纖維隔板的一側(cè)表面。專利CN1147943C公布了一種玻璃纖維增強(qiáng)的吸濕隔板，包括第一層玻璃纖維層，第二層玻璃纖維層和插在第一層和第二層之間的熱固性樹脂帶，該熱固性樹脂帶是由粘性液體形式的熱固性樹脂涂覆在該玻璃纖維制的下層上形成的。這種制作蓄電池隔板的方法是將部件兩兩粘合到一起，其缺點(diǎn)在于：生產(chǎn)過(guò)程中需要涂覆粘合劑，然而證明所用粘合劑的劑量是有問(wèn)題的，一方面施加量過(guò)少，從而使粘合的絨狀物在使用的過(guò)程中容易造成脫落，另一方面，如果施加的粘合劑量過(guò)大，粘合劑可能會(huì)透過(guò)絨狀物，就會(huì)造成粘合劑污染電解質(zhì)，同時(shí)粘合劑過(guò)多會(huì)造成隔板電阻增大，影響蓄電池工作效率，進(jìn)而對(duì)蓄電池造成損壞。專利CN101320792A公布了一種鉛酸蓄電池隔板，其特征是在橡膠隔板或聚乙烯隔板的一側(cè)設(shè)有襯板，該襯板由0.3～0.5mm厚的聚氯乙烯薄膜吸塑成型，表面成波紋狀，沿波峰、波谷部位均勻整齊地密布小圓孔。這種制作蓄電池隔板的方法缺點(diǎn)在于：以橡膠隔板或者聚乙烯隔板作為襯板，造成隔板整體強(qiáng)度不夠，韌性不好，同時(shí)襯板上有很多直徑為2～3.5mm的小圓孔，蓄電池長(zhǎng)時(shí)間充放電后會(huì)引起隔板枝晶生長(zhǎng)，容易造成蓄電池短路，嚴(yán)重影響了蓄電池的使用性能和壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的首要技術(shù)問(wèn)題是提供一種含硅氧烷的氯乙烯共聚物PVC-g-POSS，該聚合物適于制備具有良好的強(qiáng)度和親水性的蓄電池隔板。

本發(fā)明所述的含硅氧烷的氯乙烯共聚物，分子量在20000～50000，結(jié)構(gòu)式如下所示：

式(I)中，