铅酸蓄电池槽盖材料的优化选择

蓄电池槽与盖的作用是贮存电极和电解液，也有机械保护和支撑的作用。在阀控密封式铅酸蓄电池中，由于安全阀（vent valve）只是在蓄电池内部压强高于外部压强某一值时才会开启排气，所以蓄电池槽、盖所承受的机械应力较大，要求材料的机械性能较好、端子密封良好、槽与盖粘接成一体。

20世纪中期，铅酸蓄电池槽、盖的材料多为硬质橡胶（eb-onite；hard rubber）。这是一种玻璃化转变（glass transition；glass-rubber transition）温度高于室温、几乎不能拉伸的橡胶。硬质橡胶是由天然橡胶或丁苯橡胶（styrene-butadiene rubber）、丁二烯（butadiene；diethylene；1，3-butadiene）橡胶、丁腈橡胶即氯丁二烯橡胶（neoprene chloroprene rubber）100份（质量）与30～50份硫磺混合，经加热硫化（cure；vulcanization），生胶分子中的双键结构被硫磺交联饱和而生成的，在室温下为黑色坚硬物质，化学稳定性好，耐酸、碱腐蚀，绝缘性能好，是良好的蓄电池槽、盖材料。其缺点是制成的槽、盖较笨重，影响蓄电池比能量的提高，成本也较高。硬质橡胶槽、盖占据主导地位几十年，现已逐步为塑料槽、盖代替，有退出这一领域的趋势。

传统的固定型铅酸蓄电池槽、盖多采用丙烯腈-苯乙烯共聚物（SAN；AS；acrylonitrile-styrene copolymer）。这是一种非晶性共聚物。苯乙烯含量75%～77%，而耐溶剂、耐热、耐应力开裂性、强度、硬度较一般聚苯乙烯均有提高。拉伸强度为56～67MPa，弯曲模量为3030～3310MPa，悬臂梁缺口冲击强度为11～16J·m^-1，热变形温度为96～99℃。较之其它塑料蓄电池槽、盖材料，其力学性能最好，弹性模量（modulus of elasticity）和弯曲强度（bending strength；flexural strength）最大，甚至较高的蓄电池槽也无需机械支撑。这种材料的槽、盖可以粘接，适合阀控密封式铅酸蓄电池。

目前产量最大的蓄电池槽、盖材料是聚丙烯（polypropyl-ene；PP）。但作为槽、盖材料通常都含有一定量的聚乙烯（po-lyethylene；PE）。纯PP材料在低温下脆性（brittleness）大、韧性差、易断裂。PP与PE的共聚物槽、盖可以在温度低至-40℃时使用。作为共聚物，韧性、冲击强度都有提高，透明性好，结晶度、刚性、熔点有所降低。PP槽、盖不能用粘接剂粘接，有良好的热融粘接性能，价格也便宜，主要用于起动用铅酸蓄电池槽、盖的注塑，但也适用于阀控密封式铅酸蓄电池。由于PP材料硬度较小，当蓄电池温度较高、内部压强较大或组合极群组与槽体装配过紧时，可能会导致蓄电池变形鼓肚，这是应当注意的。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer；ABS）是丁二烯橡胶和丙烯腈、苯乙烯接枝共聚物。丙烯腈-苯乙烯共聚物基体中均匀分布着微粒状橡胶。三种成分中苯乙烯为45%～70%，丁二烯为6%～35%，丙烯腈为20%～30%。ABS的尺寸稳定性、刚性、可加工性、耐热耐低温性、耐化学腐蚀等综合性能好，但耐气候老化性能差。拉伸强度为23～55MPa，弯曲模量为890～3030MPa，悬臂梁缺口冲击强度为64～640J·m^-1。热变形温度为77～104℃。阀控密封式铅酸蓄电池多采用ABS槽、盖，可用环氧树脂粘接、封口。

聚碳酸酯（polycarbonate；PC）是制造具有阻燃性（flame retardance）的蓄电池槽、盖的一种材料。以双酚-A聚碳酸酯为主的芳香族聚碳酸酯是五大通用工程塑料之一。(www.xing528.com)

聚氯乙烯（polyvinyl chloride；PVC）塑料蓄电池槽、盖也有阻燃性能。但PVC在高温下性能较差。在着火的情况下，PVC不燃烧，但可以分解并生成氢氯酸HCl。PVC蓄电池槽、盖并不多见。

适合制作蓄电池槽、盖的材料还有丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer；ASA）。这是丙烯酸酯橡胶呈微粒状分布于丙烯腈与苯乙烯共聚物基体中形成的一种共聚物。有很好的耐低温冲击韧性和耐候性、耐环境开裂性。拉伸强度为28～39MPa，弯曲模量为1510～1730MPa，悬臂梁缺口冲击强度为427～534J·m^-1，热变形温度为85～88℃。

表6-4列出了有关蓄电池槽、盖材料的组分和力学性能^[1]。

表6-4 蓄电池槽、盖材料的组分和力学性能