[发明专利]用于碱性电池的聚酰胺填充密封物

说明书

本发明涉及用于碱性电池的填充密封物，其由聚酰胺组合物制成，所述聚酰胺组合物包含至少有聚酰胺66和聚酰胺610；以及任选填料和/或添加剂。这些填充密封物特别适合用于碱性电池，如标准的“AAA”(LR03)和“AA”(LR6)棒电池。

碱性电池是这样类型的电池，其通过锌(Zn)与二氧化锰(MnO₂)之间的氧化还原而工作，其名称取自这样的事实，即其被命名为正极和负极的两个电极是浸在氢氧化钾(KOH)碱性电解质中的。

碱性电池可制成圆柱和钮扣的形式。圆柱形电池容纳在充当阴极电流收集器的钢管中。这种电池包含以碳粉补充(以提高导电性)的压缩二氧化锰膏剂的混合物。可将这种膏剂灌入管中或者以预成形环的形式插入。阴极的中心孔涂以隔离物，所述隔离物防止阳极产物与阴极产物混合并防止电池元件短路。阳极由在含有氢氧化钾电解质的凝胶中的锌粉分散体构成。在标准的棒型电池中，阳极对应于扁平端，而阴极是带有突出头的那端。

随着时间的推移，碱性电池容易发生氢氧化钾的泄漏，氢氧化钾是腐蚀性物质，其引起呼吸道、眼部和皮肤刺激，并导致电池的性能随时间的推移而降低。因此就有了填充密封物，也称垫片，其使得能够减缓或防止氢氧化钾的泄漏。这些填充密封物可基于聚酰胺66，如专利申请US 2006/0222938中所提到的。这些填充密封物也可由聚酰胺612或聚酰胺610构成，如专利申请WO 2009/087798中所提到的。然而，这些聚酰胺树脂表现得不能充分保留氢氧化钾并且不耐氢氧化钾。

本申请人已经完全出人意料地发现，由聚酰胺66和聚酰胺610的混合物有可能产生用于碱性电池的填充密封物，这种填充密封物具有完全令人满意的性能，并且特别地具有对氢氧化钾的化学耐性，能够实现泄漏的大幅度减少，这与在本领域中常规使用的其它聚酰胺基质相比要有效得多。

因此本发明的主旨为用于碱性电池的填充密封物，其由聚酰胺组合物制成，所述聚酰胺组合物包含至少有聚酰胺66和聚酰胺610；以及任选填料和/或添加剂。本发明还涉及这种组合物用于减少或防止氢氧化钾从碱性电池中泄漏的用途。

相对于组合物的总重量来说，组合物优选包含按重量计30％至70％的聚酰胺66和按重量计30％至70％的聚酰胺610。

聚酰胺66和610在文献中有很好的描述，特别是在M.I.Kohan的“尼龙塑料手册(Nylon Plastics Handbook)”(Hanser，1995)中有很好的描述。术语“聚酰胺66”特别是指包含按质量计至少80％的六亚甲基己二酰胺单元的聚酰胺。术语“聚酰胺610”特别是指包含按质量计至少80％的六亚甲基癸二酰胺单元的聚酰胺。这些聚酰胺可因此完全为(共)聚酰胺。通常热共混聚酰胺66和610，特别是通过挤出而热共混的。

根据本发明的组合物还可以包含常规用于生产聚酰胺组合物的添加剂。因此，可以提到的有润滑剂、阻燃剂、增塑剂、成核剂、冲击改性剂、增强填料或增量填料、催化剂、光和/或热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、控油剂、模制助剂或其它常规的添加剂。

根据本发明的增强填料或增量填料可以是例如纤维性填料和/或非纤维性填料。

可以提到的纤维性填料包括玻璃纤维、碳纤维、天然纤维、芳纶纤维和纳米管，特别是碳纳米管。作为天然纤维，可以提到的有大麻和亚麻。非纤维性填料当中，特别可以提到任何颗粒或层状填料和/或可脱落或不可脱落的纳米填料，例如氧化铝、炭黑、铝硅酸盐粘土、蒙脱土、磷酸锆、高岭土、碳酸钙、硅藻土、石墨、云母、二氧化硅、二氧化钛、沸石、滑石、钙硅石、聚合物填料(例如二甲基丙烯酸酯颗粒)、玻璃珠或玻璃粉。

根据本发明，组合物完全有可能包含若干类型的增强填料。优选地，最常用的填料可以是切碎类型的玻璃纤维，特别是直径在7μm与14μm之间的玻璃纤维。这些填料可具有能确保纤维与聚酰胺基质之间机械粘附的表面胶料。

相对于组合物的总重量来说，增强填料或增量填料的重量浓度有利的是按重量计在1％与60％之间，优选按重量计在15％与50％之间。

特别是可以向聚酰胺组合物中添加抗冲击性调节剂。弹性体聚合物通常可用于此目的。弹性调节剂通常被定义为具有小于约500MPa的拉伸模量ASTM D-638。适合使用的弹性体的例子有乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐、乙烯-丙烯-马来酸酐、任选具有接枝马来酸酐的乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)。