一种电解锌的极板的制作方法

本实用新型属于有色金属冶金领域，尤其涉及一种电解锌的极板。

背景技术：

在有色金属冶金的电解锌领域，极板分隔成两个相互独立的电积面，以便于电解层的剥离，因此需要在极板的两侧边装上绝缘条。

目前使用最为广泛的是“带张紧棒型”绝缘封边条，由密封绝缘夹边和张紧棒组成，密封绝缘夹边一侧设有用来夹持极板的u形槽，另一侧设有用于装配张紧棒的圆弧形槽，u形槽尺寸略小于极板的厚度，圆弧形槽与圆形张紧棒紧密配合，在张紧棒的作用下，使密封边夹紧极板，绝缘密封条使用聚乙烯材料制作。由于电解槽中电解液温度较高，加之电解液中存在含有过渡金属元素，使得降解过程加速，绝缘夹边条易老化，寿命一般在3个月左右。而且聚乙烯材料具有蠕变特性，尤其是在电解液温度较高时，更加容易出现蠕变现象，使得上述结构的绝缘夹边条出现夹不紧的现象。另外，上述密封条结构复杂，加工时还要单独生产张紧棒，增加了工序，提高了成本，密封条仅通过机械力夹紧极板，稳定性不强。

实际锌冶炼生产中，铝锌极板绝缘边条在国内各锌厂还存在以下问题：1)极板在使用过程中，绝缘边条与铝板密封性能不理想，锌在缝隙内沉积，锌片剥离时容易将绝缘边条侧缘拉裂；2)绝缘边条在使用过程中夹持力逐渐变差，锌片预剥离时气锤震荡使边条与极板缝隙越来越大，最终使边条损坏、脱落。

申请号为“201310630846.9”的“一种与极板融为一体的绝缘边及其制作方法”专利，通过将极板的边缘加工有均匀排列的孔洞或槽，后将绝缘材料进行挤塑，通过挤塑机将其绝缘材料经塑化、挤出、定型冷却处理，最后使绝缘材料将极板边缘紧密包裹，形成平整的绝缘边，使极板与绝缘边融为一体。这种绝缘边为一次注塑成型，通过挤塑机将绝缘材料直接熔铸在极板的边缘，绝缘材料紧密粘结在极板边缘，具有耐酸的优点，而且很难脱落。

但是仍存在一些不足：1、在挤塑过程中，极板相对于挤塑机的边模机出料口做匀速直线运动，由于具有一定厚度的极板开了孔，塑化的绝缘材料有的直接固化在极板表面上，有的要填充孔缝隙固化，在极板开孔处或开孔附近就会成为绝缘材料与极板密合粘结的薄弱部分，容易产生空隙；2、虽然绝缘边条与极板熔塑复合在一起，绝缘边条与极板表面结合处无缝隙，电解酸液不会渗入腐蚀极板边缘，但是在使用一段时间后，由于极板要经受锌片预剥离时气锤的震荡以及剥离时的弯折，绝缘边条与极板表面结合处会渐渐产生微小的缝隙，电解酸液渗入其中，电解的金属在缝隙处沉积，造成锌片剥离时的困难，还有剥离时对绝缘边条的拉扯，进一步加剧绝缘边条与极板表面结合处的缝隙，逐渐松脱；3、绝缘边条与极板表面结合处的缝隙扩大到与极板开孔处的缝隙连为一体时，电解酸液进入到开孔处，会突变地强烈损坏极板，极板自开孔处向周围不断被腐蚀，最终会因为极板的边缘破坏而使绝缘边条起不到应有的绝缘作用。

在生产中，还有一个问题会严重影响极板的使用寿命，就是裸露在电解液液位上的部分，会因长期处于酸性环境中而被腐蚀，尤其是受电解液中的氟/氯离子影响很大，被腐蚀的板面头部、即板面与导电梁之间部分裸露在电解液液位上的部分，会严重影响极板的正常使用。

申请号为“200620006072.8”的“湿法电解锌用耐腐蚀极板与阳极板”专利，通过将极板表面涂防腐层来保护极板的板面颈部不受腐蚀，但是该方法仍存在两个难以解决的问题：1、在锌片预剥离的清理过程中，钢刷会把极板侧边缘的涂层刷掉；2、在锌片剥离时剥离机械设备的叉子会划伤涂层。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电解锌的极板，包括极板、防腐绝缘层、保护层，所述极板侧边缘开孔，防腐绝缘层涂覆在极板侧边缘区域和孔内壁，保护层包裹防腐绝缘层和极板侧边缘区域；所述极板头部开孔，防腐绝缘层涂覆在极板头部区域和孔内壁，保护层包裹防腐绝缘层和极板头部区域。

极板的头部区域为极板的电解液液位线以上、导电梁以下的区域，极板的头部区域没有浸在电解液中。

极板侧边缘开孔、头部开孔使保护层能更有效地紧密包裹住极板，不因锌片预剥离的钢刷清理过程而松脱，不因锌片预剥离时气锤震荡而松脱；防腐绝缘层涂覆在极板侧边缘区域和孔内壁，有效防止极板因电解液渗液而被腐蚀，同时又将极板分隔成两个相互独立的电积面；防腐绝缘层涂覆在极板头部区域和孔内壁，有效防止极板因酸气而被腐蚀；保护层包裹住防腐绝缘层，有效保护防腐绝缘层不被破坏，不会在锌片预剥离的清理过程中被钢刷刷掉，不会在锌片预剥离时被气锤震荡而破坏。

所述保护层，既可以为绝缘体、不导电，也可以不为绝缘体、导电，只要能有效保护防腐绝缘层不被破坏即可。优选地，所述保护层为绝缘体、不导电。

所述保护层在极板侧边区域从极板的侧边、正面、反面三个方向包裹住极板。

所述保护层在极板头部区域从极板的正面、反面、侧边三个方向包裹住极板。

优选地，所述保护层为塑料，主体为聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(san)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、聚甲基丙烯酸酯(pmma)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁酯(pbt)、聚酰胺(pa)、聚碳酸酯(pc)、聚甲醛树脂(pom)、聚苯醚(ppo)、聚苯硫醚(pps)、聚氨酯(pu)、环氧树脂的一种或几种。

所述防腐绝缘层，绝缘不导电，能耐电解液的温度，在电解液中不被腐蚀。

所述防腐绝缘层可以为防腐油漆，具体可以为环氧防腐漆、聚氨酯防腐漆、丙烯酸防腐漆、过氯乙烯防腐漆、氯化橡胶防腐漆、高氯化聚乙烯防腐漆、无机防腐漆的一种或几种。

防腐绝缘层可以为金属修补剂，具体可以为双组份型环氧树脂、丙烯酸型树脂、有机硅结构胶的一种或几种。

优选地，所述极板侧边开的孔为贯穿孔。

优选地，所述极板头部开的孔为贯穿孔。

保护层经塑化、注塑填充进贯穿孔，冷却定型后使极板两面的边条连为一体，更牢固地使边条固定。

优选地，所述极板侧边开的孔，孔直径为3毫米到10毫米。更优选地，孔直径为8毫米。

优选地，所述极板头部开的孔，孔直径为3毫米到10毫米。更优选地，孔直径为8毫米。

孔直径过小，加工不方便，而且防腐绝缘层较难完全涂覆覆盖完全孔内壁表面，容易留有空隙；孔直径过大，则浪费更多的物料填充进孔内，没有必要，还会造成极板强度的降低。

优选地，所述极板侧边开的孔为1排或2排，孔边缘离极板边缘最小距离为3到10毫米。更优选地，所述极板侧边开的孔为1排。

极板侧边开孔1排或2排即可满足要求，排数多了没有必要；孔边缘距离极板边缘过近，则易损伤极板边缘的强度，孔边缘距离极板边缘过远，则会更多地减小极板的电积面积。

优选地，所述极板头部开的孔为1排、2排、3排或4排，孔间距2到8厘米。

进一步地，在极板头部区域的保护层设置有预剥口，所述预剥口平齐极板的液位线。

浸没在电解液中的极板部分不断有锌电积附着，形成锌片，锌片剥离时，插齿从预剥口从上往下插入，剥开锌片。

进一步地，预剥口的形状为圆弧形或方形。圆弧形或方形的结构，方便插齿操作，同时开口范围又不过大。

本实用新型的另一目的是，提供一种电解锌的极板的制作方法，包括以下步骤：

s1：将极板侧边区域、头部区域加工出贯穿孔；

s2：对极板侧边区域和孔内壁涂覆防腐绝缘材料，对极板头部区域和孔内壁涂覆防腐绝缘材料，形成防腐绝缘层；

s3：将保护层材料加热塑化，经注塑机注塑后包裹防腐绝缘层，冷却定型。

优选地，所述步骤s1，可以将极板放在钻床上，利用钻床将极板侧边和头部钻通孔。

优选地，所述步骤s1，可以将极板放在冲床上，利用冲床将极板侧边和头部冲孔。

优选地，在步骤s2之前，还包括将极板待涂覆区域进行去氧化皮、打磨、清洁的操作。

优选地，所述步骤s2，防腐绝缘材料涂覆方法为刷子刷、气枪喷涂、静电喷涂、浸没涂覆的一种或几种。

优选地，所述步骤s2涂覆的层数为1到3层。涂覆层数过少，容易有裸露的部分或涂覆薄弱的部分；涂覆层数过多，增加成本，没有必要。

本实用新型的一个目的是，提供一种保护层注塑机，包括主机、定位台、模具、传送机构，所述主机将保护层材料加热塑化，注入模具；所述模具为框型，包括上模具、下模具，上模具、下模具相配合包裹住极板的侧边区域和头部区域；定位台支撑极板，并设置有红外线感应器，配合传送机构对极板定位，使上模具、下模具能准确对准极板的特定位置；传送机构将极板移动、传送，注塑前将极板放置在定位台上，注塑完成后将极板移走。

本实用新型的一个目的是，提供一种极板保护层注塑工艺，包括以下步骤：

a，传送机构将极板传动到定位台上，根据红外线感应装置检测到的信号，停止传送，极板处于指定的位置；

b，上模具、下模具合拢，合拢后形成的空腔包裹住极板侧边区域和头部区域，注塑主机将加热熔融后的保护层材料注塑入模具空腔内；

c，注塑完毕后，冷却定型；

d，上模具、下模具分离，传送机构将注塑好的极板拉出。

有益效果：

1、本实用新型采用极板侧边和头部区域涂覆防腐绝缘层，保护层再保护防腐绝缘层的方式，因为有了防腐绝缘层，即使保护层与极板粘接得不牢，锌也不会在保护层下沉积，避免了背景技术中提到的申请号为“201310630846.9”的“一种与极板融为一体的绝缘边及其制作方法”专利的技术方案的缺点，避免了保护层被渐进式地破坏。

2、在保护层与极板出现粘结的不牢、脱松的情况下，因为保护层贯穿极板的孔，所以保护层的基本形状仍可以保持，保护层不会脱落，仍可以保护防腐绝缘层不会被钢刷刷掉，不会被气锤震荡而破坏，不会被锌片剥离设备的叉子划伤，此时极板不会有丝毫被破坏，极板的使用寿命更久。

3、极板侧边和头部区域开孔，孔内壁涂覆防腐绝缘层，即使电解酸液进入到开孔处，也会因为孔内壁防腐绝缘层的存在，保护极板不受腐蚀破坏，避免了背景技术中提到的申请号为“201310630846.9”的“一种与极板融为一体的绝缘边及其制作方法”专利的技术方案的缺点，即电解酸液进入到开孔处时，会突变地强烈损坏极板，极板自开孔处向周围不断被腐蚀，最终会因为极板的边缘破坏而使绝缘边条起不到应有的绝缘作用。

4、申请号为“201310630846.9”的“一种与极板融为一体的绝缘边及其制作方法”专利的技术方案，采用边模机挤塑的方式，即极板相对于边模机做匀速直线运动，使绝缘材料通过边模机而成为截面与边模机口模形状相仿的连续条状，熔融物料仅依靠自身的流动性成型，与极板的光面处粘结性不好，孔内填充物料易填充不满或形成薄弱区。本实用新型采用模具注塑的技术方案，保护层在模具内成型，一是极板的孔内会完全填充满，没有薄弱区，二是成型过程中可以对模具内物料施加一定压力，保护层与极板粘结的更牢。

5、本实用新型的模具注塑的技术方案，有利于保护层的边缘平整，外表光洁、均匀，降低拉伤、刮裂的风险。

6、本实用新型对极板头部区域同样采用增加防腐绝缘层、保护层的双重保护方式，避免极板头部区域被腐蚀破坏，延长使用寿命。

7、采用与背景技术中提到的申请号为“200620006072.8”的“湿法电解锌用耐腐蚀极板与阳极板”专利类似的技术方案，极板侧边区域和头部区域都涂覆防腐材料，极板大约能使用5个月时间，防腐涂层就会被钢刷刷掉，会被气锤震荡破坏掉，被锌片剥离设备的叉子划伤，从而导致极板不得不报废或重新修补。

采用与背景技术中提到的申请号为“201310630846.9”的“一种与极板融为一体的绝缘边及其制作方法”专利类似的技术方案，极板侧边区域和头部区域都挤塑保护层，极板大约能使用6个月时间，保护层与极板的结合处就会出现很大地缝隙，并松脱，然后极板很快被腐蚀，而且，极板开孔处也会有电解液进入，极板也会自开孔处向周围不断被腐蚀，从而导致极板不得不报废或重新修补。

采用本实用新型技术方案的极板，保护层与极板粘结的更牢，一般在使用10到12个月左右的时间后，保护层与极板才会出现轻微的缝隙，因为此时保护层仍能保持基本的形状，所以仍能保护好防腐绝缘层不被破坏，防腐绝缘层保持极板不被腐蚀，极板仍完好无损，尤其是开孔处也涂覆有防腐绝缘层，避免了极板从开孔处腐蚀，大大延长了极板的使用寿命，本实用新型极板使用寿命(或修补极板保护边条的时间间隔)大约为18到24个月。

相比于现有技术，本实用新型极板使用寿命提高了好几倍，有质的飞跃。

附图说明

图1为极板结构示意图；

图2为极板孔结构示意图；

图3为极板保护层带开口的结构示意图；

图4为极板侧边保护层结构示意图；

图5为注塑机结构示意图；

图6为极板在定位台上模具合拢时的结构示意图；

图7为上模具、下模具合模时极板头部区域结构示意图；

图8为上模具、下模具合模时极板侧边区域结构示意图；

其中，1极板，11孔；2防腐绝缘层；3保护层；4模具，41上模具，42下模具，43模具空腔；51注塑平台，52注塑主机，53传送机构，54定位台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如附图1、附图2所示，一种电解锌的极板，包括极板1、防腐绝缘层2、保护层3，极板侧边缘开孔11，防腐绝缘层2涂覆在极板侧边缘区域和孔内壁，保护层3包裹防腐绝缘层和极板侧边缘区域；极板头部开孔11，防腐绝缘层2涂覆在极板头部区域和孔内壁，保护层3包裹防腐绝缘层和极板侧边缘区域。

极板侧边开的孔为贯穿孔，孔直径3毫米；极板头部开的孔为贯穿孔，孔直径3毫米。

如附图4所示，保护层3在极板侧边区域从极板的侧边、正面、反面三个方向包裹住极板，保护层贯穿极板的开孔。保护层3在极板头部区域从极板的正面、反面、侧边三个方向包裹住极板，保护层贯穿极板的开孔。

实施例2

如附图2、附图3所示，一种电解锌的极板，包括极板1、防腐绝缘层2、保护层3，极板侧边缘开孔11，防腐绝缘层2涂覆在极板侧边缘区域和孔内壁，保护层3包裹防腐绝缘层和极板侧边缘区域；极板头部开孔11，防腐绝缘层2涂覆在极板头部区域和孔内壁，保护层3包裹防腐绝缘层和极板侧边缘区域。

极板头部区域的保护层3设置有预剥开口31，为圆弧形，为锌片剥离时叉齿的位置。

极板侧边开的孔为贯穿孔，孔直径10毫米；极板头部开的孔为贯穿孔，孔直径10毫米。

如附图4所示，保护层3在极板侧边区域从极板的侧边、正面、反面三个方向包裹住极板，保护层贯穿极板的开孔。保护层3在极板头部区域从极板的正面、反面、侧边三个方向包裹住极板，保护层贯穿极板的开孔。

实施例3

一种电解锌的极板的制作方法，包括以下步骤：

s1：将极板放在钻床或冲床上，利用钻床或冲床在极板侧边区域、头部区域加工出贯穿孔；

s2：对极板侧边区域和孔涂覆防腐绝缘材料，对极板头部区域和孔内壁涂覆防腐绝缘材料，形成防腐绝缘层；

s3：将保护层材料加热塑化，经注塑机注塑后包裹防腐绝缘层，冷却定型。

实施例4

一种电解锌的极板的制作方法，包括以下过程：

将极板放在钻床上，利用钻床在极板侧边区域、头部区域加工出贯穿孔；

将极板侧边区域、头部区域进行去氧化皮、打磨、清洁的操作；

对极板侧边区域和孔采用手刷的方式涂覆防腐绝缘材料，对极板头部区域和孔采用手刷的方式涂覆防腐绝缘材料，形成防腐绝缘层；

手刷涂覆的次数为两次，第一次手刷涂覆完成后，静置待防腐绝缘层干燥、定型完全，再手刷涂覆一次，静置待防腐绝缘层干燥、定型完全；

将保护层材料加热塑化，经注塑机注塑后包裹防腐绝缘层，冷却定型。

实施例5

如附图5、附图6所示，一种保护层注塑机，包括主机52、定位台54、模具4、传送机构53，所述主机52将保护层材料加热塑化，注入模具4，所述模具4为框型，包括上模具41、下模具42，上模具41、下模具42相配合包裹住极板的侧边区域和头部区域，定位台54支撑极板，并设置有红外线感应器，配合传送机构对极板定位，使上模具41、下模具42能准确对准极板的特定位置；传送机构53将极板移动、传送，注塑前将极板放置在定位台54上，注塑完成后将极板移走。

实施例6

一种极板保护层注塑工艺，注塑前，传送机构53将极板传动到定位台54上，设置在极板运行前部方向的红外线感应器检测极板的运行信号，当极板刚遮挡住红外线发射器发射的红外线时，红外线接收器接收不到照射过来的红外线，触发信号，停止传送，极板处于指定的位置；

上模具、下模具合拢，合拢后形成的空腔包裹住极板侧边区域和头部区域，注塑主机将加热熔融后的保护层材料注塑入模具空腔内；

如附图6所示，从正面观察，模具4为框型；

如附图7所示，从侧面观察，极板头部区域对应的模具合拢后，上模具41与下模具42闭合，形成空腔43，熔融后的保护层材料注塑入模具空腔43内，包括填充满极板1的开孔11内；

如附图8所示，从侧面观察，极板侧边区域对应的模具合拢后，上模具41、下模具42、极板1形成闭合，形成空腔为43，熔融后的保护层材料注塑入模具空腔43内，包括填充满极板1的开孔11内；

注塑完毕后，冷却定型；

上模具、下模具分离，传送机构将注塑好的极板拉出。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。