CN102842431B

CN102842431B - Led灯用铝电解电容器的工作电解液及其制备方法

Info

Publication number: CN102842431B
Application number: CN201210379237.6A
Authority: CN
Inventors: 陈建华; 黄云昌
Original assignee: NANTONG SUNION ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: NANTONG SUNION ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: CN102842431A

Abstract

本发明公开一种LED灯用铝电解电容器的工作电解液及其制备方法，所述电解液按重量比包括：主溶剂：乙二醇50～70%；辅助溶剂：2～5%；溶质：18～32.5%；添加剂：1.8～8%；耐压提升剂：5～8%；吸氢剂：0.8～2.1%。本发明电解液具有高导电率、高闪火电压，且使用该电解液制成的铝电解电容器具有工作温度宽，一般在-45～+125℃之间，且在105℃的环境中可使用20000h，使用寿命较长，能满足LED灯的工作要求等优点。

Description

LED灯用铝电解电容器的工作电解液及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝电解电容器工作电解液及其制备和应用领域，特别是涉及可有利地用作LED灯铝电解电容器的工作电解液及其制备方法。

背景技术

随着地球资源的日益紧张，节能减排已经成为社会发展的必然趋势。在照明领域，LED绿色光源在日常生活中得到广泛应用，其“节能、环保、寿命长（节能灯的2倍，白炽灯的100倍）和无频闪”等优点成为取代传统光源首选，同时也就要求与之配套使用的元器件的寿命必须足够长。

铝电解电容器工作电解液的性能对电容器的性能起决定性的作用，现有的电解液的配方主要由溶质和溶剂组成，溶质主要为五硼酸及其铵盐和直链有机羧酸及其铵盐，溶剂有乙二醇、丁内酯、水或其混合物，使用此种类型电解液的铝电解电容器在使用过程中经常会因使用温度高而使电解液发生各种酯化、酰胺化等一系列副反应，从而影响铝电解电容器的使用寿命，进而使LED灯的寿命缩短达不到设计要求。加上硼酸及其相关铵盐属于高关注受控对象，含量≤1000ppm，因此，传统电解液在此方面也受到制约，不适宜使用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现用电解液的不足，又要达到受控要求，提供一种新的使用特殊溶质及添加剂的电解液，电导率高（30℃2600ms/cm）、工作温度宽（-45～+125℃）、寿命长（105℃20000h）、高温稳定性好，完全能满足LED灯的工作要求的铝电解电容器工作电解液及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：一种LED灯用铝电解电容器的工作电解液，所述电解液按重量比包括：

主溶剂：乙二醇50～70%；

辅助溶剂：2～5%；

溶质：18～32.5%；

添加剂：1.8～8%；

耐压提升剂：5～8%；

吸氢剂：0.8～2%。

本发明的进一步改进在于：所述辅助溶剂为丙三醇或聚乙二醇600中的任意一种或两种混合物。

本发明的进一步改进在于：所述溶质为癸二酸铵或壬二酸铵或十二双酸铵或1,10-二甲基-6-甲酯十二酸铵中的任意一种或任意几种的混合物。

本发明的进一步改进在于：所述添加剂为甘露醇或亚磷酸异丙酯或烷基磷酸酯或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或任意几种的混合物。

本发明的进一步改进在于：所述吸氢剂为对硝基苯甲酸或对硝基苯酚或邻二硝基苯或间硝基乙酰苯中的任意一种或任意几种的混合物。

本发明的进一步改进在于：所述耐压提升剂为改性聚乙烯醇或PVP或聚马来酸酐中的任意一种或任意几种的混合物。

本发明的进一步改进在于：所述主溶剂为50～70%的乙二醇，所述辅助溶剂为2～5%的聚乙二醇600所述溶质为15～25%的1,10-二甲基-6-甲酯十二酸铵、2～4.5%的癸二酸铵和1～3%的壬二酸铵的混合物，所述添加剂为0.3～1%的亚磷酸异丙酯、1～2%的N-甲基吡咯烷酮和0.5～5%的甘露醇的混合物，所述耐压提升剂为5%～8%的聚马来酸酐，所述吸氢剂为0.8～2.1%的邻二硝基苯和间硝基乙酰苯。

一种LED灯用铝电解电容器的工作电解液的制备方法，包括以下步骤：将50～70%重量的主溶剂乙二醇和2～5%重量的辅助溶剂加热搅拌至150～155℃，并保温搅拌1～2h后加入3～7.5%重量的溶质和0.5～5%重量的添加剂及5%～8%的耐压提升剂，搅拌2～3h，使乙二醇和溶质和添加剂充分溶解混合均匀，将混合物冷却到85～90℃，再加入15～25%重量的溶质和1.,3～3%重量的添加剂以及0.8～2.1%重量的吸氢剂，搅拌保温0.5～1.5h即得。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：电解液具有高导电率高闪火电压，且使用该电解液制成的铝电解电容器具有工作温度宽，一般在-45～+125℃之间，且在105℃的环境中可使用20000h，使用寿命较长，能满足LED灯的工作要求。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，下列实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明一种节能灯用铝电解电容器工作电解液，包括：

主溶剂：乙二醇50～70%；

辅助溶剂：2～5%；

溶质：18～32.5%；

添加剂：1.8～8%；

耐压提升剂：5～8%；

吸氢剂：0.8～2.1%。

辅助溶剂可为丙三醇或聚乙二醇600中的任意一种或其混合物，溶质可为癸二酸铵或壬二酸铵或十二双酸铵或1,10-二甲基-6-甲酯十二酸铵中的任意一种或其混合物，添加剂可为甘露醇或亚磷酸异丙酯或烷基磷酸酯或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或其混合物，耐压提升剂为改性聚乙烯醇或PVP或聚马来酸酐中的任意一种或任意几种的混合物，吸氢剂可为对硝基苯甲酸或对硝基苯酚或邻二硝基苯或间硝基乙酰苯中的任意一种或其混合物，现采用50～70%的乙二醇为主溶剂，2～5%重量的辅助溶剂，15～25%的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、2～4.5%的癸二酸铵和1～3%的壬二酸铵的混合物为溶质，0.3～1%的亚磷酸异丙酯、1～2%的N-甲基吡咯烷酮和0.5～5%的甘露醇的混合物为添加剂，5%～8%的聚马来酸酐和改性聚乙烯醇或PVP为耐压提升剂，0.8～2.1%的邻二硝基苯和间硝基乙酰苯为吸氢剂。

一种LED灯用铝电解电容器工作电解液的备制方法，包括以下步骤：将50～70%重量的主溶剂乙二醇和2～5%重量的辅助溶剂聚乙二醇600加热搅拌至150～155℃，并保温搅拌1～2h后加入3～7.5%重量的溶质和0.5～5%重量的添加剂及5%～8%的耐压提升剂，搅拌2～3h，使乙二醇和溶质和添加剂充分溶解混合均匀，将混合物冷却到85～90℃，再加入15～25%重量的溶质和1.3～3%重量的添加剂以及0.8～2.1%重量的吸氢剂，搅拌保温0.5～1.5h即得。溶质为癸二酸铵或壬二酸氢铵或十二双酸铵或1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵中的任意一种或任意几种的混合物，添加剂为甘露醇或亚磷酸异丙酯或烷基磷酸酯或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或任意几种的混合物，耐压提升剂为改性聚乙烯醇或PVP或聚马来酸酐中的任意一种或任意几种的混合物，吸氢剂为对硝基苯甲酸或对硝基苯酚或邻二硝基苯或间硝基乙酰苯中的任意一种或任意几种的混合物。这种备制方法不仅简单，且电解液具有高导电率，使用电解液制成的铝电解电容器具有工作温度宽，一般在-45～+125℃之间，且在105℃的环境中可使用20000h，使用寿命较长，满足LED灯的工作要求。

实施例一：准备49.75%重量的乙二醇，4%重量的聚乙二醇600，25%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵，3%重量的壬二酸铵，4.5%重量的癸二酸铵，0.5%重量的亚磷酸异丙酯，5%重量的甘露醇, 5%的聚马来酸酐，0.25%改性聚乙烯醇，1.5%重量的N-甲基吡咯烷酮，1%重量的邻二硝基苯和0.5%重量的间硝基乙酰苯，将50%重量的乙二醇和4%重量聚乙二醇600加热搅拌至150-155℃，并保持此温度搅拌1-2h后加入5%重量的聚马来酸酐和0.25%重量改性聚乙烯醇，保持此温度搅拌1h后，加入4.5%重量的癸二酸铵，3%重量的壬二酸铵和5%重量的甘露醇，搅拌保温2-3h，使之充分溶解混合均匀，将混合物冷却至85-90℃，加入25%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、0.5%重量的亚磷酸异丙酯、1.5%重量的N-甲基吡咯烷酮和1.5%重量的邻二硝基苯与间硝基乙酰苯之混合物，搅拌保温1-2h，即得LED灯用铝电解电容器工作电解液。

实施例二：准备67.5%重量的乙二醇，2%重量的聚乙二醇600，15%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵，1%重量的壬二酸铵，2%重量的癸二酸铵，0.3%重量的亚磷酸异丙酯，2.9%重量的甘露醇, 4.5%重量的聚马来酸酐，2.5%重量的PVP，1%重量的N-甲基吡咯烷酮和0.8%重量的邻二硝基苯和0.5%重量的间硝基乙酰苯，将70%重量的乙二醇和2%重量聚乙二醇600加热搅拌至150-155℃，并保持此温度搅拌1-2h后加入4.5%的聚马来酸酐，保持此温度搅拌1h后，加入2%重量的癸二酸铵，1%重量的壬二酸铵和2.9%重量的甘露醇，搅拌保温2-3h，使之充分溶解混合均匀，将混合物冷却至85-90℃，加入15%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、0.3%重量的亚磷酸异丙酯、1%重量的N-甲基吡咯烷酮和0.8%重量的邻二硝基苯和0.5%重量的间硝基乙酰苯，搅拌保温1-2h，即得LED灯用铝电解电容器工作电解液。

实施例三：准备59.7%重量的乙二醇，3.5%重量的聚乙二醇600，20%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵，2%重量的壬二酸铵，3.5%重量的癸二酸铵，0.7%重量的亚磷酸异丙酯，1.5%重量的甘露醇, 5%重量的聚马来酸酐，2%重量的N-甲基吡咯烷酮和1.8%重量的邻二硝基苯和0.3%重量的间硝基乙酰苯，将59.7%重量的乙二醇和3.5%重量聚乙二醇600加热搅拌至150-155℃，并保持此温度搅拌1-2h加入5%的聚马来酸酐保持此温度搅拌1h后加入3.5%重量的癸二酸铵，2%重量的壬二酸铵和1.5%重量的甘露醇，搅拌保温2-3h，使之充分溶解混合均匀，将混合物冷却至85-90℃，加入20%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、0.7%重量的亚磷酸异丙酯、2%重量的N-甲基吡咯烷酮和1.8%重量的邻二硝基苯及0.3%重量的间硝基乙酰苯，搅拌保温1-2h，即得LED灯用铝电解电容器工作电解液。

实施例四：准备52%重量的乙二醇，5%重量的聚乙二醇600，23%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵，1.5%重量的壬二酸铵，4%重量的癸二酸铵，0.4%重量的亚磷酸异丙酯，3.5%重量的甘露醇, 8%重量的聚马来酸酐，1%重量的N-甲基吡咯烷酮，1.2%重量的邻二硝基苯和0.4%重量的间硝基乙酰苯，将52%重量的乙二醇和5%重量聚乙二醇600加热搅拌至150-155℃，并保持此温度搅拌1-2h后加入8%的聚马来酸酐，保持此温度搅拌1h后，加入4%重量的癸二酸铵，1.5%重量的壬二酸铵和3.5%重量的甘露醇，搅拌保温2-3h，使之充分溶解混合均匀，将混合物冷却至85-90℃，加入23%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、0.4%重量的亚磷酸异丙酯、1%重量的N-甲基吡咯烷酮和1.2%重量的邻二硝基苯与0.4%间硝基乙酰苯之混合物，搅拌保温1-2h，即得LED灯用铝电解电容器工作电解液。

实施例五：准备60.4%重量的乙二醇，2.5%重量的聚乙二醇600，18%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵，2%重量的壬二酸铵，4.5%重量的癸二酸铵，0.6%重量的亚磷酸异丙酯，2%重量的甘露醇, 7%重量的聚马来酸酐，1.5%重量的N-甲基吡咯烷酮，0.9%重量的邻二硝基苯和0.6%重量的间硝基乙酰苯，将60.4%重量的乙二醇和2.5%重量聚乙二醇600加热搅拌至150-155℃，并保持此温度搅拌1-2h后加入7%的聚马来酸酐，保持此温度搅拌1h后，加入4.5%重量的癸二酸铵，2%重量的壬二酸铵和2%重量的甘露醇，搅拌保温2-3h，使之充分溶解混合均匀，将混合物冷却至85-90℃，加入18%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、0.6%重量的亚磷酸异丙酯、1.5%重量的N-甲基吡咯烷酮和0.9%重量的邻二硝基苯与0.6%间硝基乙酰苯之混合物，搅拌保温1-2h，即得LED灯用铝电解电容器工作电解液。

实施例六：准备53.6%重量的乙二醇，4.5%重量的聚乙二醇600，22%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵，2.5%重量的壬二酸铵，3%重量的癸二酸铵，0.5%重量的亚磷酸异丙酯，4%重量的甘露醇, 6.5%重量的聚马来酸酐，1.3%重量的N-甲基吡咯烷酮，1.4%重量的邻二硝基苯和0.7%重量的间硝基乙酰苯，将53.6%重量的乙二醇和4.5%重量聚乙二醇600加热搅拌至150-155℃，并保持此温度搅拌1-2h后加入6.5%的聚马来酸酐，保持此温度搅拌1h后，加入3%重量的癸二酸铵，2.5%重量的壬二酸铵和4%重量的甘露醇，搅拌保温2-3h，使之充分溶解混合均匀，将混合物冷却至85-90℃，加入22%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、0.5%重量的亚磷酸异丙酯、1.3%重量的N-甲基吡咯烷酮和1.4%重量的邻二硝基苯与0.7%间硝基乙酰苯之混合物，搅拌保温1-2h，即得LED灯用铝电解电容器工作电解液。

实施例七：准备64.1%重量的乙二醇，3%重量的聚乙二醇600，16%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵，1.6%重量的壬二酸铵，4%重量的癸二酸铵，0.8%重量的亚磷酸异丙酯，1%重量的甘露醇, 6%重量的聚马来酸酐，1.8%重量的N-甲基吡咯烷酮，1.5%重量的邻二硝基苯和0.2%重量的间硝基乙酰苯，将64.1%重量的乙二醇和3%重量聚乙二醇600加热搅拌至150-155℃，并保持此温度搅拌1-2h后加入6%的聚马来酸酐，保持此温度搅拌1h后，加入4%重量的癸二酸铵，1.6%重量的壬二酸铵和1%重量的甘露醇，搅拌保温2-3h，使之充分溶解混合均匀，将混合物冷却至85-90℃，加入16%重量的1,10-二甲基-6甲酯十二酸铵、0.8%重量的亚磷酸异丙酯、1.8%重量的N-甲基吡咯烷酮和1.5%重量的邻二硝基苯与0.2%间硝基乙酰苯之混合物，搅拌保温1-2h，即得LED灯用铝电解电容器工作电解液。

溶质1,10-二甲基-6-甲酯十二酸铵，由于其两端α都有甲基，因此高温稳定性好，阻止了酰胺化副反应；抗水合剂亚磷酸异丙酯，抑制了容量的变化；混合消氢剂，有效抑制内压，延长电容器之寿命；新型耐压提升剂聚马来酸酐的使用，有效确保了电解液的耐压，使产品的耐压性能得到有效的提高。

Claims

1.一种LED灯用铝电解电容器的工作电解液，其特征在于：所述电解液按重量比包括：主溶剂、辅助溶剂、溶质、添加剂、耐压提升剂、吸氢剂，所述主溶剂为50～70%的乙二醇，所述辅助溶剂为2～5%的聚乙二醇600，所述溶质为15～25%的1,10-二甲基-6-甲酯十二酸铵、2～4.5%的癸二酸铵和1～3%的壬二酸铵的混合物，所述添加剂为0.3～1%的亚磷酸异丙酯、1～2%的N-甲基吡咯烷酮和0.5～5%的甘露醇的混合物，所述耐压提升剂为5%～8%的改性聚乙烯醇或PVP或聚马来酸酐中的任意一种或任意几种的混合物，所述吸氢剂为0.8～2.1%的邻二硝基苯和间硝基乙酰苯。

2.根据权利要求1所述的一种LED灯用铝电解电容器的工作电解液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将50～70%重量的主溶剂乙二醇和2～5%重量的辅助溶剂加热搅拌至150～155℃，并保温搅拌1～2h后加入3～7.5%重量的溶质和0.5～5%重量的添加剂及5%～8%的耐压提升剂，搅拌2～3h，使乙二醇和溶质和添加剂充分溶解混合均匀，将混合物冷却到85～90℃，再加入15～25%重量的溶质和1.3～3%重量的添加剂以及0.8～2.1%重量的吸氢剂，搅拌保温0.5～1.5h即得。