学术研究：塑料壳体的修复技术

1、前言　　随着电力供配电行业，通信、通讯行业及电动车辆的大发展也带动了为其配套的电源——蓄电池行业的大展和技术上的进步与创新。由于铅酸蓄电池具有优异的性价比，所以目前国内外市场上除了为便携式电子产品配套的电池和为航空航天及高端军用配套的电池外为电动车辆、ＵＰＳ系统、电讯设施（电信中心，卫星地面站）、内燃机车、汽车、电站、变电站、应急电源、船舶及无电区光明工程的储能电源等９0％以上都是使用的铅酸蓄电池。　　我国铅酸畜电池2005年总产量为6645万千伏安，总产值为350亿元；2006年的总产量上升为8457万千伏安，总产值为420亿元，占全国电池行业总产值的三分之一左右（数据由江苏双登电源集团公司戴经明顾问提供）。由此可见铅酸蓄电池的使用量之大使领域之广。但是在生产，搬运，使用过程中有时侯会有碰撞，摔打，跌落事件发生；这在一定程度上会使蓄电池壳体发生破裂，如果蓄电池壳盖在注塑成型加工过程中，某项工艺温度没有控制好或塑料壳体的内应力没有完全消除也会增加使壳体产生微弱裂纹的可能性，常常会在使用了一段时间后出现微裂缝，造成微漏电解液。　　电池极柱的胶接处胶封时如果胶液使用不当以及由于外力冲击或温度冲击也会引起电池的密封胶接失效。电池壳体上出现的轻微破裂和电池极柱处的密封引起电池失效是可以通过修复使电池恢复功能的。　　2、用粘接技术对轻微损伤的铅酸蓄电池壳体修复　　2.1用粘接技术对有轻微损伤电池壳体修复的适用范围　　粘接技术主要用来修复有溶剂可溶的损伤铅酸蓄电池壳体。虽然有溶剂可溶的工程塑料很多，但从综合性能来看目前被选用来做铅酸蓄电池壳材料的工程塑料主要有ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）工程塑料和SAN（苯乙烯—丙烯睛共聚物）工程塑料。下面介绍上述材料壳体轻微损伤的修复。　　2．2粘接修复的机理　　溶剂接触到可溶的工程塑料后在亲合力的作用下迅速向内部渗透，表层变软，相同材料的工程塑料在溶剂浸润的作用下，胶接面会的分子会相互渗透，相互溶合，溶剂挥发后粘接物成为一个整体。有外力的作用（加一定的压力）粘合强度会更高。　　2.2胶液的配制　　按正丁酮100ml+25gABS(或SAN)塑料料粒的配比配制胶液。称量好后不断摇动配料容器，使固体料粒完全溶解并成为均匀溶液，待用。胶液用后密封好可以常期使用。　　2．3被修复铅酸蓄电池壳体的准备　　铅酸蓄电池壳体损伤处擦拭洁净，粘接面上不能有粉尘、粉状颗粒、油污及电解液并应平整。　　2..4取洁净的尺寸适度的ABS(或SAN)塑料板块(板块的尺寸各方向上要大于裂缝5mm以上，厚度和电池外壳壁相当，待用。　　2.5取适量的胶液涂抹于铅酸蓄电池壳体的损伤处及周边5mm以上的地带，再把裁剪好的塑料板块紧压在涂好胶液的电池壳体损伤处并平压紧，12小时以后待胶液完全干涸后检查不漏，可以认为修复完成，可提交使用。　　应注意的是粘接面必需平整，粘接处必需平压紧。　　2.6被修复的电池在修复前若漏掉电解液较多时,应补加使用浓度的硫酸电解液,在充电活化后方可提交使用。　　3、用热熔粘合技术对壳体轻微损伤的铅酸蓄电池的修复　　3.1热熔粘合机理　　因为绝大多数铅酸蓄电池外壳都是采用注塑加工成型的，使用的原材料都是热塑性工程塑料。热塑性工程塑料在一定的温度下会熔化使之处于粘流态或熔融态，熔化的胶料流动到受热的蓄电池外壳上的损伤处，并相互浸润渗透，冷却后形成一个整体达到粘合修补修复的目的。　　3.2热熔胶粘合修复方法　　3.2.1被修复电池的准备　　对铅酸蓄电池的损伤面进行洁净处理，粘接面不应有酸液、粉尘、油污和粒状杂质。　　3.2.2对轻微损伤电池壳体修复　　用热熔枪对热熔胶棒加热并对修复处适当加热，使热熔胶棒熔化并流落到电池壳体的损伤处，热熔胶粘合面各方向上的胶液要大于损伤缝隙处5mm以上，损伤缝隙粘合胶面的厚度不小于电池外壳的壁厚，热熔胶合面可以适当加压有利于粘合牢固，自然冷却12小时后检查不漏，可以认为修复完成，可提交使用。　　热熔胶粘合修复可以用热熔胶棒，也可以用与电池壳体相同材料的棒(板)材料，作为热熔胶合材料，后者效果会更好。　　3.2.3对熔胶粘合修复前失液过多的电池修复后应补加使用浓度的电解液到液面线的中间部位并充电活化后再提交使用。　　3.3热熔胶粘合技术修复铅酸蓄电池壳体的适用范围　　热熔胶粘合修复适用于所有的热塑性工程塑料制作的电池壳体修复，特别是没有溶剂的热塑性工程塑料制作的电池壳体破裂的修复，如PP(聚丙烯)，改性增强PP(滑石粉强化的聚丙烯)等。　　盖子上出现的轻微缝隙也可以用上述热熔胶2007-5-7粘合方法进行修复。　　4、用胶接技术对铅酸蓄电池极柱密封失效的修复　　4.1引起极柱处密封失效的原因　　4.1.1铅酸蓄电池的极柱与电池盖之间的连接密封主要是使用常溫固化的环氧类胶粘剂。配好的环氧胶液在室温下，45分钟以内是最好的使用期。在环氧胶液的使用过程中，由于逐渐固化，胶液也逐渐变粘稠并出现拉丝现象，这时胶液就应报废。虽然胶液仍有流动性但失去了对粘接面的浸润性，这时的胶液如没用完也应报废。如果操纵者继续使用必然会导致密封效果下降,出厂检验时不一定能发现和检验出问题，但使用一段时间后就会出现密封失效。　　4.1.2电池在使用的过程中由于受冲击，振动，颠簸等外力的作用,使环氧密封胶破裂，密封失效。　　4.1.3电池在使用过程中由于受环境温度的冷热冲击，使胶接面产生细微缝隙，造成密封失效。　　4.2极柱密封处修复环氧密封胶的配制　　这里推荐一个低毒，韧性好，耐冲击,强度高，常温固化的环氧密封胶配方。常见的资料中一些环氧胶配方中加入了甲苯,并使用低分子胺类作固化剂,这种配方的环氧胶毒性大,对环境造成污染,强度也不好。　　4.2.1低毒性环氧胶配方　　E-51环氧树脂+651聚酰氨树脂+苯二甲胺（间苯二甲胺）+红（或兰）颜料==100克+25克+（9~10）克+适量的颜料在冬天或在较低的环境温度下环氧胶比较粘稠,可以在配方中加入10克左右的501环氧丙烷丁基醚(环氧胶的活性稀釋剂,参与固化聚合反应,比使用非活性稀剂配出胶的强度高)。　　注：加一点颜料是为了区分正负极的用胶　　4．2．2`环氧胶的配制　　按配方比例准确的称取一定量的原料，充分的搅拌均匀。待用。　　4．3被修复电池的准备　　把密封失效的极柱与盖子连结处旧的环氧胶请除干静，清洗成中性，粘接面洁净，无油污杂物。　　4．4修复　　把配制好的环氧浇灌到清理准备好的待修电池极柱与电池盖的连接处，灌平。常温下固化24小时，经检查不漏后，（若失电解液较多补充必要的电解液）充电后可以提交使用。　　注：环氧胶液只有（30~45）分钟的使用期，若配胶器皿有点发热时说明胶液已大量固化，应停止使用。　　4.5环氧胶的适用范围　　这个低毒常温固化环氧胶适用于各种环氧胶密封失效的修复,也可以在生产中使用。这可减少对环境的污染，增强环保意识。　　5、结束语　　铅酸蓄电池的修复技术是最近几年才发展起来的一项应用技术，是一项绿色环保的修复技术。用胶接粘合或用热熔胶粘合技术修复因碰撞、跌落、摔打造成机械损伤的电池壳体是很有效地修复方法；用低毒常温固化环氧胶修复电池极柱处环氧胶密封失效也是一个很有效的方法。对铅酸蓄电池修复技术的开发和应用体现了对建设环保型社会的理解、贯彻和支持。电池的修复延长了电池的使用壽命，可以为使用者减少购置新电池的支出；减少了供应电池的压力，从而可以减少因铅酸蓄电池的生产产生对环境的汚染；是很有价值并值得推广应用的新技术。(中国聚合物网 )