Применение и меры предосторожности при использовании эпоксидных клеев в аккумуляторах

　　Герметик на основе эпоксидной смолы, специально разработанный для аккумуляторов, в первую очередь применяется для склеивания крышки ячейки с корпусом аккумулятора и герметизации клеммных выводов; он подразделяется на клей для крышки ячейки и клей для клеммных выводов. Клей для крышки ячейки, также называемый клеем для крышки аккумулятора, герметизирующим составом или клеем для герметизации крышки, используется для соединения и герметизации зазора между крышкой аккумуляторной ячейки и корпусом аккумулятора; клей для клеммных выводов, который также именуют красно‑чёрным клеем, красно‑синим клеем, клеммным клеем, маркировочным клеем или клеем для идентификации, применяется для герметизации и маркировки положительного и отрицательного клеммных выводов аккумулятора. Герметичность соединения между корпусом аккумулятора и его крышкой играет ключевую роль в общей герметизационной эффективности аккумулятора — прежде всего потому, что площадь контакта между корпусом и крышкой велика, геометрия сложна, клеевой слой непосредственно подвергается воздействию кислых газов и электролита и часто испытывает внешние ударные нагрузки. В результате на границе между корпусом и крышкой легко могут возникать утечки воздуха и электролита. Чтобы обеспечить надёжное сцепление крышки ячейки с корпусом аккумулятора в процессе эксплуатации, клей для крышки ячейки должен обладать превосходной адгезией и стойкостью к кислотам. Повышение герметизационных характеристик аккумуляторов неразрывно связано с правильным применением аккумуляторного герметика; поэтому при его нанесении необходимо строго следовать инструкции по использованию герметика. На практике именно правильное состояние поверхностей сопряжения аккумулятора, соблюдение точного соотношения компонентов эпоксидного клея, поддержание соответствующей температуры отверждения и выполнение надлежащей процедуры заливки напрямую влияют на конечные герметизационные свойства данного герметика.
　　Эпоксидный герметик, специально разработанный для аккумуляторов, в основном применяется для склеивания крышки ячейки с корпусом аккумулятора и герметизации клеммных выводов в необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторах; он подразделяется на клей для крышки ячейки и клей для клеммных выводов. Клей для крышки ячейки, также известный как клей для крышки аккумуляторной ячейки, герметик или клей для герметизации крышки, используется для склеивания и герметизации зазора между крышкой аккумуляторной ячейки и корпусом аккумулятора; клей для клеммных выводов, также называемый красным/чёрным клеем, красным/синим клеем, клеммным клеем, маркировочным клеем или клеем для идентификации, применяется для герметизации и маркировки положительного и отрицательного клеммных выводов аккумулятора.
　　1. Обработка контактной поверхности
　　Поверхности крышек, корпусов и клеммных выводов аккумуляторных элементов часто подвержены загрязнению потом, маслом, пылью и другими веществами. Кроме того, поверхности из АБС, ПП или переработанного пластика могут содержать средства для удаления формовочной смазки. При нанесении герметика органические растворители (например, ацетон) используются для непосредственной очистки и сушки корпуса из АБС перед герметизацией клеем.
　　2. Пропорциональное смешивание
　　Пропорции смешивания двухкомпонентного эпоксидного клея AB определяются исходя из механизма его реакции. Если отклонение от указанных пропорций слишком велико, один из компонентов может оказаться в избытке, что приведёт к неполной отверждённости или значительному снижению прочности сцепления, которой он должен обладать. Правильный способ смешивания заключается в тщательном перемешивании компонентов до равномерного распределения, при этом следует использовать соотношение по массе, а не по объёму двух компонентов, причём допустимая погрешность не должна превышать ±3%. При низкой температуре окружающей среды клей A обычно обладает очень высокой вязкостью, что затрудняет его равномерное перемешивание; достаточно предварительно подогреть его примерно до 30 °C — это снизит вязкость, после чего можно смешивать и тщательно перемешивать его с клеем B. В этом случае добиться однородного смешивания становится гораздо проще. Однако тщательное и равномерное перемешивание столь же важно: даже при точном соблюдении пропорций недостаточное перемешивание часто приводит к образованию локальных участков, которые либо не отверждаются должным образом, либо остаются липкими на ощупь. В результате как адгезионные свойства, так и устойчивость к воздействию кислот существенно отстают от требуемых норм. Поэтому рекомендуется применять механическое перемешивание во время нанесения и в процессе работы скребком снимать с внутренних стенок ёмкости для смешивания весь прилипший клей, после чего снова перемешивать — таким образом обеспечивается полное и равномерное смешивание всего объёма клея.
　　3. Температура отверждения
　　Эпоксидные клеи, применяемые в процессе производства аккумуляторных батарей, относятся к системам отверждения при комнатной температуре. Однако скорость и эффективность отверждения напрямую зависят от окружающей температуры: чем выше температура, тем быстрее происходит отверждение; чем ниже температура, тем медленнее. При этом, если во время отверждения температура окружающей среды опускается ниже 15 °C, требуемое время отверждения значительно увеличивается, плотность сшивки клеевого слоя снижается, а реакция отверждения остаётся неполной. Более того, простое продление времени отверждения или повышение температуры отверждения в определённом диапазоне не дают эквивалентного результата — при слишком низкой температуре отверждения продление времени отверждения не может эффективно компенсировать этот недостаток. Дело в том, что для полноценного химического связывания внутренней части клея с поверхностью склеиваемого материала необходима достаточно высокая температура. Поэтому в условиях низких температур оптимальным вариантом является термическое отверждение. Нагрев также размягчает клеевой слой, улучшая его смачиваемость поверхностью основы и облегчая молекулярное движение, что позволяет молекулам на границе сцепления находить «парнёров» для формирования межмолекулярных сил. Следовательно, нагрев способствует повышению прочности клеевого соединения. В то же время, если температура отверждения слишком высока, это легко приводит к потере клея или делает клеевой слой хрупким, что снижает прочность соединения. В качестве методов нагрева используются печная или туннельная сушка, а также камерный нагрев. Процесс нагрева следует проводить с постепенным повышением температуры; обычно температуру нагрева можно поддерживать в пределах 40–60 °C. Для удобства эксплуатации рекомендуется использовать прямой нагрев с помощью туннельной сушильной установки: после герметизации аккумулятора клеем его следует выдержать в нагретом туннеле в течение соответствующего времени (например, 1 часа), после чего вынуть из производственной линии.
　　4. Контроль объёма нанесения клея
　　Количество дозируемого клея является критическим фактором, влияющим на эффективность отверждения. В теории более крупный объём клея и более толстый слой клея обеспечивают более высокую прочность на сдвиг на границе сцепления. Однако в практическом применении, если слой клея слишком толстый — особенно в жаркие летние месяцы — тепло, выделяющееся в результате реакции полимеризации, не может своевременно рассеяться. Чрезмерная температура клея может привести к расширению пузырьков воздуха внутри него, а летучие компоненты клея — к их испарению и образованию пузырьков по всему объёму клеевого слоя. Это вызывает неполное сцепление клея с корпусом, что приводит к ослаблению межфазного сцепления и, в конечном счёте, снижает адгезионные свойства изделия. Поэтому при дозировании клея для клемм аккумулятора рекомендуется использовать метод послойного нанесения: толщину нижнего слоя клея следует ограничить примерно 5–10 мм, а верхнего — 10–15 мм.
　　5. Миграция кислоты вдоль конечного столба
　　Клеммы свинцово-кислотных аккумуляторов обычно изготавливаются из свинца или свинцовых сплавов, тогда как корпус аккумулятора, как правило, выполняется из таких материалов, как АБС‑пластик или полипропилен. Это предъявляет строгие требования к самому эпоксидному клею: он должен обладать превосходными физическими свойствами — высокой прочностью, высокой вязкостью, стойкостью к кислотам и усталостной прочностью — а также обеспечивать сильное сцепление как с металлическими, так и с органическими подложками. Кроме того, отрицательная клемма аккумулятора более подвержена коррозии вследствие «кислотного ползучего воздействия», чем положительная. Причина заключается в том, что положительная клемма находится в окисленном состоянии, на её поверхности легко образуется пассивный слой, который эффективно препятствует взаимодействию клеммы с серной кислотой, тем самым предотвращая коррозию и явление кислотного ползучего воздействия. В отличие от этого, отрицательная клемма постоянно находится в восстановленном состоянии, её поверхность чрезвычайно активна и легко реагирует с паром серной кислоты. Кроме того, во время заряда и разряда обе клеммы подвергаются непрерывным окислительно‑восстановительным превращениям, постепенно разрушаясь и «поднимаясь» вверх со временем. В настоящее время на рынке доступны клеммы, защищённые от кислотного ползучего воздействия; их основная особенность состоит в том, что корпус клеммы оснащён как минимум одной резьбой, что позволяет задержать коррозию вследствие кислотного ползучего воздействия и значительно продлить срок службы клеммы.
　　В заключение следует отметить, что при использовании эпоксидного клея для герметизации крышки ячейки и выводных штырей необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов, помимо требований к высокой адгезии, кислотостойкости, ударопрочности и низкому уровню поглощения кислоты со стороны эпоксидной герметизирующей композиции, в процессе нанесения можно принять следующие меры, направленные на оптимизацию характеристик отверждения клея и, как следствие, на повышение герметичности аккумулятора: (1) тщательно очистить и высушить склеиваемые поверхности; (2) улучшить текучесть и однородность эпоксидного клея; (3) точно контролировать соотношение компонентов клея и обеспечивать тщательное, равномерное перемешивание; (4) рационально регулировать интервал между последовательными циклами заливки и толщину каждого слоя клея; (5) снижать влажность в условиях герметизации и поддерживать сухую атмосферу; (6) при низких температурах окружающей среды — соответствующим образом повышать температуру отверждения.