[发明专利]电池密封圈用尼龙及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池密封圈用尼龙及其制造方法，是电池密封圈专用材料，主要使用在碱锰电池的生产中。

背景技术

尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种，具有很强的生命力，主要在于其改性后实现的高性能化，未来改性尼龙将向高强度高刚性尼龙、合金尼龙、纳米尼龙、阻燃尼龙、抗静电尼龙、导电尼龙以及磁性尼龙等方向发展。

尼龙66用于电池密封圈起始于20世纪七十年代美国，最早开始用尼龙做电池密封圈的厂家是世界上最大电池厂商金霸王电池。到上世纪末国内有部分厂家开始关注尼龙66用于电池密封圈的实验。逐渐有部分厂家开始使用尼龙66做电池密封圈。由于当时的条件限制，国内电池厂家对其生产工艺不是很了解，加工比较困难，生产过程中经常出现问题，甚至发生爆炸。到了二十一世纪初，许多专家开始关注、研究电池密封圈材料问题，有些学者提出了国产化的可能。但由于国内尼龙的发展和国际尼龙的发展相差距离较大，而且，电池内部气体压力最大可达1.01-2.02MPa，密封圈对碱锰电池防漏防爆安全性能至关重要，本身电池密封圈尼龙材料技术含量相当高，所以一直没有实现国产化。

目前密封圈生产材料主要有两种：一种是以聚丙烯PP为原料，另一种是以改性后的尼龙PA66为原料。PP密封圈结构由于不具备防爆性能，多用在低档电池上。PA66密封圈结构上有防爆沟，在电池内部压力过大情况下会自动裂开排出气体，避免了爆炸。目前PA66密封圈的用量和PP密封圈相比是6∶4的结构，因此世界电池发展的趋势是在碱锰电池中完全使用PA66密封圈。

电池密封圈质量的好坏直接关系到电池的使用安全。由于电池密封圈的结构复杂，壁厚小(小于0.2毫米)，又要求有一定的高低温韧性、强度和低吸湿性，所以对其生产材料的性能指标的要求很高。长期以来电池密封圈材料完全依赖进口。目前市场使用的最多的型号是法国罗地亚EPR27(在韩国生产)和杜邦101F(在美国生产)这两种型号产品。

本申请人从2004年开始投入研发电池密封圈材料——改性尼龙(GASKET PA66-0518)，是生产无汞碱锰电池密封圈的主要材料，重点研究主要是以下几个方面：

1、吸水率。由于尼龙很容易吸水，正常条件下尼龙吸水达到10％，由于尼龙一吸水，所有的性能会急剧下降，根本达不到高性能电池密封圈的要求，所以本发明在改性的首要问题是解决尼龙吸水问题。

2、尺寸稳定性。由于电池密封圈是薄壁制品，主要起密封作用，所以对尺寸稳定性要求相当严格。一般要控制到五丝之内。但尼龙本身不具备其性能，所以本发明研究过程中要寻找一种材料和尼龙混合，提高它的尺寸稳定性。

3、爆破压力。由于爆破压力直接影响电池的安全性能，所以要对其爆破压力进行控制。如果爆破压力太低，电池会产生漏液，不能正常使用。如果压力太高，万一使用不当，发生短路，产生大量气体，就有发生爆炸的可能。因此要控制一定范围。目前国际上的材料，不具调整爆破压力功能。只有通过调整模具来改变其爆破压力，但电池密封圈模具相当贵，一套模具至少80万，调整不好很容易出问题，一套模具就报废了，成本相当高。

4、脱模问题。由于电池密封圈精度相当高，目前都是用进口材料，加工又是薄壁制品，所以对脱模性能要求相当高，由于国内许多大厂生产过程当中，都是全自动的设备，每生产8小时需要人工涂脱模膏来保持脱模性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池密封圈用尼龙，以及该材料的制造方法，以降低吸水率，提高产品尺寸稳定性，有效控制爆破压力，并方便产品脱模。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

电池密封圈用尼龙，由下列原料按重量百分比混制而成：

尼龙66 80％，增韧剂17％，抗氧剂1％，抗静电剂1％，润滑剂1％。

其中，所述增韧剂选用马来酸酐接枝超低密度聚乙烯。

所述抗氧剂选用抗氧剂1098。

所述抗静电剂选用磺酸盐、烷基磷酸酯类、磺酸基甜菜碱类或烷基醇酰胺中的一种。

所述润滑剂选用脂肪酸甘油酯。

电池密封圈用尼龙的制造方法，其步骤如下：

首先，按重量百分比，将尼龙66 80％，增韧剂17％，抗氧剂1％，抗静电剂1％，润滑剂1％放进搅拌机中混合，搅拌；

再将搅拌好的原料放进料斗中，升温至270℃～275℃进行预热；

接着，热料经过双螺杆从机头挤出；

然后，挤出的料进入水槽中冷却后，送入切粒机中；

最后，切粒，冷却，装袋，打包，即制成电池密封圈用尼龙粒。