專利名稱：用k8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種漿層紙及其制備方法，屬于干電池制造技術領域，尤其涉及一種用K8電纜紙生產高速電池生產線O 800支/分)用無汞鋅錳干電池漿層紙及其制備方法。
背景技術：
隨著人工成本的上升，用工成本在生產成本中所占的比例急增，電池生產行業面臨著由傳統的勞動力密集型產業向機械化、自動化程度高的勞動力效益型轉化的局面。隨著生產技術的不斷進步，電池生產設備的自動化程度越來越高，生產速度也越來越快。用普通工藝生產的漿層紙普遍存在硬度大的特點，容易產生靜電，而且在高速電池生產線上生產電池過程中也常常出現漿層紙破裂、進鋅筒困難、掉粉等現象，嚴重影響了高速電池生產線性能的正常發揮，造成電池次品、廢品增加。然而，采用復合基紙生產的漿層紙由于價格昂貴而增大了生產成本，使得普通鋅-錳干電池難以承受。因此，對傳統的漿層紙生產工藝進行改革，生產適用于高速電池生產線需要的漿層紙，更進一步的，尋求一種用K8電纜紙生產適于高速電池生產線需要的漿層紙，是目前本技術領域亟需取得突破的課題
發明內容
·為解決上述技術問題，本發明的主要目的是提供一種用K8電纜紙生產高速電池生產線(> 800支/分)用漿層紙，其具有生產成本低的特點，不僅能滿足干電池生產所要求的良好的隔離性能和保液性能，而且還具有柔軟度適中、抗靜電能力持久、干濕態強度高、機械性能和化學穩定性能良好的優點，可很好地滿足高速電池生產線800支/分)的生產工藝要求。本發明另一方面還提供一種用K8電纜紙生產高速電池生產線(> 800支/分)用漿層紙的制備方法。本發明解決其技術問題采用的技術方案如下:本發明一方面提供一種用K8電纜紙生產高速電池生產線用漿層紙，該漿層紙具有基紙，所述基紙采用K8電纜紙，在基紙的一面涂覆一涂布層，所述涂布層由如下重量百分含量的各組分組成:改性淀粉45-50% ；聚丙烯酰胺3-4% ；速溶膠絲30-35% ；烷基酚聚氧乙烯醚1.5-2% ；雙十八烷基二甲基氯化胺2.5-3%; 聚乙烯亞胺2.5-3.5%;羥乙基纖維素4-5% ；復合緩蝕劑2.5-3.5%。所述速溶膠絲由質量比例(14-18):(16-21)的速溶膠絲100-27H (湖南湘維有限公司)和速溶膠絲100-37H (湖南湘維有限公司)組成。所述改性淀粉由質量比例(25-30):(20-25)的交聯淀粉和醚化淀粉組成，其中交聯淀粉和醚化淀粉分別可選用佛山華昊華豐淀粉有限公司生產的交聯淀粉幾S和醚化淀粉H315。優選采用醚化淀粉與交聯淀粉按一定質量比例配合使用作為糊化材料，由于醚化淀粉易糊化，吸液性好，膨潤度大，吸收電解液則會溶脹，能滿足電池所要求的吸液性能；而交聯淀粉由于分子交聯成網狀結構，耐電解液的穩定性好，其在電池中只有當PH值下降時才會發生溶脹糊化，而且不發生降解離漿現象，能滿足電池大功率連續放電時鋅極界面PH值急劇下降時的糊料穩定。二者相互搭配，使漿層紙具有更好的化學穩定性。優選的，所述復合緩蝕劑由三氯化鉍與EDTA組成，其中三氯化鉍與EDTA的重量比為(3 4):1。進一步的，所述涂布層由如下重量百分含量的各組分組成:改性淀粉48% ；聚丙烯酰胺3.5% ；速溶膠絲33% ；烷基酚聚氧乙烯醚1.5% ；雙十八烷基二甲基氯化銨3% ；聚乙烯亞銨3% ；羥乙基纖維素5%;復合緩蝕劑3%。本發明另一方面提供一種制備如上文所述的用K8電纜紙生產高速電池生產線用的漿層紙的方法，包括如下步驟:I)按配比將改性淀粉加入去離子水調成改性淀粉溶液；再將聚丙烯酰胺、速溶膠絲、雙十八烷基二甲基氯化銨及聚乙烯亞銨 用去離子水溶解，然后加入到改性淀粉溶液中攪拌，在攪拌過程中分別加入烷基酚聚氧乙烯醚、復合緩蝕劑、羥乙基纖維素，繼續攪拌直至混合均勻，即可得到漿層紙的涂布層。2)將步驟I)的涂布層均勻地涂覆在基紙(K8電纜紙)的一面，干燥后即得漿層紙。進一步的，涂布層涂布的厚度根據各型號電池的要求可為30-60 iim。本發明所提供的技術方案具有如下幾方面的有益效果:1、本發明的涂布層配方中采用成膜性好的速溶膠絲，化學穩定性高的羥乙基纖維素，以及吸水、保水、粘附性強的聚丙烯酰胺，這三種高分子材料溶解于水形成膠體溶液作粘結劑，它能使未糊化的糊料顆粒懸浮分散于膠體溶液中形成多相懸浮液，待基紙上所涂涂布層漿料干燥后，由于粘結劑的良好粘附性使糊料顆粒粘附于基紙上并形成致密的膜以滿足電池的隔離性。2、在涂布層漿料中加入烷基酚聚氧乙烯醚，由于烷基酚聚氧乙烯醚具有良好的乳化能力和除靜電效果，同時還可作纖維漿料的柔軟劑，有效提高了涂布層所形成漿膜的平滑性和彈性，從而使漿層紙具有良好的機械適用性，生產線速度可由現有高速電池生產線的600支/分提高到800支/分以上。3、在漿料中加入聚乙烯亞銨、羥乙基纖維素，由于聚乙烯亞銨與纖維素中的羥基反應并交聯聚合，使漿層紙產生濕強度，減少漿層紙的濕潤變形，在電池生產過程中的復壓工序時，保證吸收電解液的漿層紙不產生復壓變形或破損，使產品不合格率由現有復合紙生產干電池的3.4%。降低至1.3%0，由現有工藝普通紙生產干電池的8.7%。降低至1.3%。，提聞了廣品的合格率。4、在涂布層漿料中加入雙十八烷基二甲基氯化銨，由于雙十八烷基二甲基氯化銨能有效地改善纖維硬度，使K8電纜紙生產的漿層紙具有與高低密度復合紙生產的漿層紙相當的柔軟度。5、在漿層紙的制備過程中采用在基紙上進行單面涂布，電池生產過程中涂層面貼鋅筒，這樣，漿層紙涂層面吸收電解液溶脹，使大量的電解液貯存于糊料中并與正、負極接觸緊密，極間距僅為涂層之間的距離，有效地降低了電池的內阻，與現有工藝的普通紙生產的電池相比，同等條件電池放電時間可提高6-9%，達到提高電池電性能的目的。6、本發明采用價格低廉的K8電纜紙替代目前常采用的價格較貴的高低密度復合紙生產用于高速電池生產線用的無汞鋅-錳干電池，有效降低了生產成本。而且采用本發明的制備方法，可使所生產的電池漿層紙柔軟度適中，干、濕態強度高，機械適應性好，抗靜電能力持久，吸液量大，保液性能好，隔離性能高。本發明的漿層紙生產的無汞鋅一錳干電池電性能較好，能滿足鋅一錳干電池無汞化高速生產線800支/分)的需要。
圖1為本發明提供的用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙結構示意圖；圖2為本發明實施例中漿層紙涂布層的制備工藝圖；圖3為本發明的漿層紙制備工藝流程圖。附圖標記說明:10、基紙(K8電纜紙)；20、涂布層。
具體實施例方式請參閱圖1，本發明提供的用K8電纜紙生產的高速電池生產線生產無汞鋅錳干電池所用的漿層紙具有基紙(K8電纜紙)，在基紙的一面涂覆涂布層，涂布層涂覆的厚度根據各型號電池的規格要求可為30-60 μm。請參閱圖2，本發明提供的漿層紙其涂布層是這樣制備的:首先，按配比將改性淀粉加入去離子水中溶解，調成改性淀粉溶液；再將聚丙烯酰胺、速溶膠絲、雙十八烷基二甲基氯化銨及聚乙烯亞銨用去離子水加熱溶解，然后加入到改性淀粉溶液中攪拌，在攪拌過程中分別加入烷基酚聚氧乙烯醚、復合緩蝕劑、羥乙基纖維素，繼續攪拌直至混合均勻，即可得到涂布層漿料。本發明用K8電纜紙生產的用于高速電池生產線的漿層紙與現有技術用高低密度復合紙生產的漿層紙相比，本發明在涂布層中加入了雙十八烷基二甲基氯化銨，有效地改善了纖維的硬度；使生產的漿層紙具有與高低密度復合紙生產的漿層紙相當的柔軟度；本發明在涂布層中加入聚乙烯亞銨，由于聚乙烯亞銨與纖維素中的羥基反應并交聯聚合，使漿層紙濕強度加強，減少漿層紙的潤濕變形，使生產的漿層紙具有與用高低密度復合紙生產的漿層紙相當的物理強度，而成本大大降低。采用本發明的技術方案生產的用于高速電池生線的漿層紙與現有技術用K8電纜紙生產的漿層紙相比，本發明用成膜性好的速溶膠絲，化學穩定性高的羥乙基纖維素，吸水、保水、粘附性強的聚丙烯酰胺三種高分子材料作粘結劑，能使涂布層與基紙粘接的更加牢固，克服了漿層紙掉粉現象。本發明用醚化淀粉與交聯淀粉作糊化材料，滿足了電池大功率連續放電時的電性能；本發明在涂布層中加入烷基酚聚氧乙烯醚，其有良好的分散能力，還具有除靜電的效果，同時還可作為纖維漿料的柔軟劑，提高了漿層紙漿膜的平滑性能和彈性，從而增強了漿層紙的機械適用性。請參閱圖3，圖3是本發明生產高速電池生產線(≥800支/分)用的漿層紙的制備工藝流程圖。首先配漿，配漿是將涂布層的各組分用水溶解混合，攪拌均勻制成涂料層漿料；之后上漿，上漿是在基紙(K8電纜紙)的一面均勻地涂上涂布層漿料；然后烘干卷紙。本發明生產的用于高速電池生產線的漿層紙采用單面涂層，與現有技術的雙面涂層相比，電池內極間距更短，有效地降低了電池的內阻，生產的電池電性能更好。為更好的闡述本發明的技術方案，下面舉一些實施例進行詳細說明:實施例1本實施例采用K8電纜紙生產用于高速電池生產線(彡800支/分)的漿層紙，該漿層紙的基紙采用K8電纜紙，在基紙的一面涂覆一涂布層，涂布層制備時按如下配方稱取各組分:改性淀粉48% ；聚丙烯酰胺3.5% ；速溶膠絲33% ；烷基酚聚氧乙烯醚1.5% ；雙十八烷基二甲基氯化胺3% ；聚乙烯亞胺3% ；羥乙基纖維素5%;復合緩蝕劑3%。上述配方中的速溶膠絲由湖南湘維有限公司生產的質量比14:16的速溶膠絲100-27H和速溶膠絲100-37H組成；改性淀粉由佛山華昊華豐淀粉有限公司生產的質量比25:20的交聯淀粉JLS和醚化淀粉H315組成；復合緩蝕劑由三氯化鉍與EDTA組成，其中三氯化鉍與EDTA的重量比為3:1。將上述配方中的改性淀粉加入去離子水調成改性淀粉溶液；再將聚丙烯酰胺、速溶膠絲、雙十八烷基二甲基氯化銨及聚乙烯亞銨用去離子水加熱溶解，然后加入到制備好的改性淀粉溶液中攪拌，在攪拌過程中分別加入烷基酚聚氧乙烯醚、復合緩蝕劑、羥乙基纖維素，繼續攪拌直至混合均勻，即可得到漿層紙的涂布層。將涂布層均勻地涂覆在K8電纜紙的一面，干燥后即得漿層紙。實施例2本實施例采用K8電纜紙生產高速電池生產線O 800支/分)用的漿層紙，該漿層紙的基紙采用K8電纜紙，在基紙的一面涂覆一涂布層，涂布層制備時按如下配方稱取各組分:改性淀粉45% ；聚丙烯酰胺4% ； 速溶膠絲35% ；烷基酚聚氧乙烯醚2% ；雙十八烷基二甲基氯化銨2.5% ； 聚乙烯亞銨3.5% ；羥乙基纖維素4.5% ；復合緩蝕劑3.5%。上述配方中的速溶膠絲由湖南湘維有限公司生產的質量比18:16的速溶膠絲100-27H和速溶膠絲100-37H組成；改性淀粉由佛山華昊華豐淀粉有限公司生產的質量比
30:20的交聯淀粉JLS和醚化淀粉H315組成；復合緩蝕劑由三氯化鉍與EDTA組成，其中三氯化鉍與EDTA的重量比為4:1。將上述配方中的改性淀粉加入去離子水調成改性淀粉溶液；再將聚丙烯酰胺、速溶膠絲、雙十八烷基二甲基氯化銨及聚乙烯亞銨用去離子水加熱溶解，然后加入到制備好的改性淀粉溶液中攪拌，在攪拌過程中分別加入烷基酚聚氧乙烯醚、復合緩蝕劑、羥乙基纖維素，繼續攪拌直至混合均勻，即可得到漿層紙的涂布層。將涂布層均勻地涂覆在K8電纜紙的一面，干燥后即得漿層紙。實施例3本實施例采用K8電纜紙生產高速電池生產線O 800支/分)用的漿層紙，該漿層紙的基紙采用K8電纜紙，在基紙的一面涂覆一涂布層，涂布層制備時按如下配方稱取各組分，如下配方各組分的重量百分含量之和為100%:改性淀粉50% ；聚丙烯酰胺3% ；速溶膠絲30%;烷基酚聚氧乙烯醚2%;雙十八烷基二甲基氯化銨3% ； 聚乙烯亞銨3.5% ；羥乙基纖維素5%;復合緩蝕劑3.5%。上述配方中的速溶膠絲由湖南湘維有限公司生產的質量比16:16的速溶膠絲100-27H和速溶膠絲100-37H組成；改性淀粉由佛山華昊華豐淀粉有限公司生產的質量比25:25的交聯淀粉JLS和醚化淀粉H315組成；復合緩蝕劑由三氯化鉍與EDTA組成，其中三氯化鉍與EDTA的重量比為3:1。將上述配方中的改性淀粉加入去離子水調成改性淀粉溶液；再將聚丙烯酰胺、速溶膠絲、雙十八烷基二甲基氯化銨及聚乙烯亞銨用去離子水加熱溶解，然后加入到制備好的改性淀粉溶液中攪拌，在攪拌過程中分別加入烷基酚聚氧乙烯醚、復合緩蝕劑、羥乙基纖維素，繼續攪拌直至混合均勻，即可得到漿層紙的涂布層。將涂布層均勻地涂覆在K8電纜紙的一面，干燥后即得漿層紙。生產實踐證明，本發明提供的用K8電纜紙生產的高速電池生產線用的漿層紙其涂布層與基紙(K8電纜紙)粘接牢固，涂層均勻光滑，漿層紙柔軟，干、濕態強度好，在高速電池生產線上(> 800支/分)，漿層紙進筒順利，無破裂、無掉粉、無靜電產生現象，完全能滿足高速電池生線的生產工藝要求，生產的鋅-錳干電池能達到工藝要求的電性能。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明做任何形式上的限制，故凡未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙，該漿層紙具有基紙，其特征在于，所述基紙采用K8電纜紙，在基紙的一面涂覆一涂布層，所述涂布層由如下重量百分含量的各組分組成: 改性淀粉45-50% ；聚丙烯酰胺3-4% ； 速溶膠絲30-35% ；烷基酚聚氧乙烯醚1.5-2% ； 雙十八烷基二甲基氯化胺2.5-3% ； 聚乙烯亞胺2.5-3.5% ； 羥乙基纖維素4-5% ；復合緩蝕劑2.5-3.5%。
2.根據權利要求1所述的用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙，其特征在于，所述速溶膠絲由質量比例為(14 18): (16 21)的速溶膠絲100-27H和速溶膠絲100-37H組成。
3.根據權利要求1所述的用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙，其特征在于，所述改性淀粉由質量比例(25-30):(20-25)的交聯淀粉和醚化淀粉組成。
4.根據權利要求1所述的用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙，其特征在于，所述復合緩蝕劑由三氯化鉍與EDTA組成，其中三氯化鉍與EDTA的重量比為(3 4):1。
5.根據權利要求1所述的用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙，其特征在于，所述 涂布層由如下重量百分含量的各組分組成，: 改性淀粉48% ；聚丙烯酰胺3.5% ； 速溶膠絲33% ；烷基酚聚氧乙烯醚1.5% ； 雙十八烷基二甲基氯化銨3% ； 聚乙烯亞銨3% ； 羥乙基纖維素5% ；復合緩蝕劑3%。
6.一種制備如權利要求1 5任一項所述的用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙的方法，其特征在于，包括如下步驟: ①按配比將改性淀粉加入去離子水調成改性淀粉溶液；再將聚丙烯酰胺、速溶膠絲、雙十八烷基二甲基氯化銨及聚乙烯亞銨用去離子水加熱溶解，然后加入到改性淀粉溶液中攪拌，在攪拌過程中分別加入烷基酚聚氧乙烯醚、復合緩蝕劑、羥乙基纖維素，繼續攪拌直至混合均勻，即可得到漿層紙的涂布層； ②將步驟①的涂布層均勻地涂覆在基紙的一面，干燥后即得漿層紙。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，涂布層涂覆的厚度為30-60u m。
全文摘要
本發明提供一種用K8電纜紙生產的高速電池生產線用漿層紙及其制備方法，該漿層紙具有基紙，所述基紙采用K8電纜紙，在基紙的一面涂覆一涂布層，所述涂布層由如下重量百分含量的各組分組成改性淀粉45-50%；聚丙烯酰胺3-4%；速溶膠絲30-35%；烷基酚聚氧乙烯醚1.5-2%；雙十八烷基二甲基氯化胺2.5-3%；聚乙烯亞胺2.5-3.5%；羥乙基纖維素4-5%；復合緩蝕劑2.5-3.5%。本發明的漿層紙具有生產成本低的特點，不僅能滿足干電池生產所要求的良好的隔離性能和保液性能等，可很好地滿足高速電池生產線(≥800支/分)的生產工藝要求。
文檔編號D21H19/14GK103147348SQ2013101047
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者肖勇 申請人:肖勇