CN104021939A - 闪火电压提升剂及其制备方法与高压电解电容器的电解液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闪火电压提升剂、其制备方法及高压电解电容器的电解液。一种闪火电压提升剂，其特征在于，由以下步骤制备：将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃得到第一混合物；在155℃～165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入所述第一混合物中，反应28分钟～32分钟得到第二混合物；将所述第二混合物冷却至135℃～145℃，在135℃～145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到闪火电压提升剂，其中，按质量百分比计，乙二醇占78.5％-91％，聚乙烯醇占3％-6％，癸二酸占1％-2.5％，2-乙基丁醇占2％-5％，硼酸占1％-4％，硼酸铵占2％-4％。

Description

闪火电压提升剂及其制备方法与高压电解电容器的电解液

技术领域

本发明涉及铝电解电容器技术领域，特别是涉及一种闪火电压提升剂及其制备方法与高压电解电容器的电解液。

背景技术

经多年的技术发展，铝电解电容器在低压或中压都有相近的元器件替代，但在高压(≥350V.DC，下同)领域却始终没有能替代的元器件。高压电解电容器更是照明、工业电源、新能源等领域必不可少的元器件之一。高压电解电容器的电解液中，需要加入闪火电压提升剂。然而现有的闪火电压提升剂对电解液的电导率及酸碱度影响较大，最终会影响高压电解电容器的性能。

发明内容

基于此，有必要提供一种对电解液的电导率及酸碱度影响较小的闪火电压提升剂、其制备方法以及使用该闪火电压提升剂的高压电解电容器的电解液。

一种闪火电压提升剂，由以下步骤制备：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃得到第一混合物；

在155℃～165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入所述第一混合物中，反应28分钟～32分钟得到第二混合物；

将所述第二混合物冷却至135℃～145℃，在135℃～145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到所述闪火电压提升剂，

其中，按质量百分比计，所述乙二醇占78.5％-91％，所述聚乙烯醇占3％-6％，所述癸二酸占1％-2.5％，所述2-乙基丁醇占2％-5％，所述硼酸占1％-4％，所述硼酸铵占2％-4％。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯醇的分子量为16000～20000。

在其中一个实施例中，将所述乙二醇及所述聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃时，一边搅拌一边加热。

一种闪火电压提升剂的制备方法，包括如下步骤：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃得到第一混合物；

在155℃～165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入所述第一混合物中，反应28分钟～32分钟得到第二混合物；

将所述第二混合物冷却至135℃～145℃，在135℃～145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到所述闪火电压提升剂，

其中，按质量百分比计，所述乙二醇占78.5％-91％，所述聚乙烯醇占3％-6％，所述癸二酸占1％-2.5％，所述2-乙基丁醇占2％-5％，所述硼酸占1％-4％，所述硼酸铵占2％-4％。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯醇的分子量为16000～20000。

在其中一个实施例中，将所述乙二醇及所述聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃时，一边搅拌一边加热。

一种高压电解电容器的电解液，包括上述任一项的闪火电压提升剂。

在其中一个实施例中，所述高压电解电容器的电解液中，所述闪火电压提升剂的质量百分含量为6％～20％。

在其中一个实施例中，以质量百分比计，还包括如下组分：

主溶剂         38.2％～77.4％；

辅助溶剂       8％～20％；及

电解质         8.6％～21.8％，

其中主溶剂为乙二醇，辅助溶剂选自二乙二醇和丙三醇中的至少一种，电解质选自癸二酸铵、1,4-十二双酸铵及五硼酸的至少一种。

在其中一个实施例中，以质量百分比计，还包括如下组分：

消氢剂         0.4％～1.2％；及

防水合剂       0.2％～0.6％，

其中，消氢剂选自对硝基苯甲醇、对硝基苯甲酸及对硝基苯酚中的至少一种，防水合剂选自磷酸二氢铵和次亚磷酸铵中的至少一种。

上述闪火电压提升剂可以有效的提升闪火电压，同时对高压电解电容器的电解液的电导率影响较小，而且对电解液的酸碱度影响也甚微。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

一实施方式的闪火电压提升剂，由以下步骤制备：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃得到第一混合物；

在155℃～165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入第一混合物中，反应28分钟～32分钟得到第二混合物；

将第二混合物冷却至135℃～145℃，在135℃～145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到闪火电压提升剂，

其中，按质量百分比计，乙二醇占78.5％-91％，聚乙烯醇占3％-6％，癸二酸占1％-2.5％，2-乙基丁醇占2％-5％，硼酸占1％-4％，硼酸铵占2％-4％。

优选的，聚乙烯醇的分子量为16000～20000。

优选的，将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃时，一边搅拌一边加热。

优选的，按质量百分比计，乙二醇占84.5％，聚乙烯醇占5％，癸二酸占2％，2-乙基丁醇占3％，硼酸占2.5％，硼酸铵占3％。

上述闪火电压提升剂为白色或淡黄色，在常温下为糊状，加热可以液化，在120℃～130℃完全液化。上述闪火电压提升剂在120℃～130℃可以完全溶于乙二醇、二乙二醇、丙三醇等二元醇，溶解后降到常温不析出。

上述闪火电压提升剂可以有效的提升闪火电压，同时对高压电解电容器的电解液的电导率影响较小，而且对电解液的酸碱度影响也甚微。

一实施方式的闪火电压提升剂的制备方法，包括以下步骤：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃得到第一混合物；

在155℃～165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入第一混合物中，反应28分钟～34分钟得到第二混合物；

将第二混合物冷却至135℃～145℃，在135℃～145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到闪火电压提升剂，

其中，按质量百分比计，乙二醇占78.5％-91％，聚乙烯醇占3％-6％，癸二酸占1％-2.5％，2-乙基丁醇占2％-5％，硼酸占1％-4％，硼酸铵占2％-4％。

优选的，聚乙烯醇的分子量为16000～20000。

优选的，将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃时，一边搅拌一边加热。

优选的，按质量百分比计，乙二醇占84.5％，聚乙烯醇占5％，癸二酸占2％，2-乙基丁醇占3％，硼酸占2.5％，硼酸铵占3％。

上述闪火电压提升剂的制备方法，制备条件温和，工艺简单。

一种高压电解电容器的电解液，以质量百分比计，包括以下组分：

主溶剂         38.2％～77.4％；

辅助溶剂       2％～20％；

电解质         8.6％～21.8％；及

上述闪火电压提升剂6％～20％。

其中主溶剂为乙二醇。

辅助溶剂选自二乙二醇及丙三醇中的至少一种。

电解质选自癸二酸铵、1,4-十二双酸铵及五硼酸中的至少一种。

上述高压电解电容器的电解液，通过加入6％～20％的闪火电压提升剂，能有效提高高压电解容器的电解液的闪火电压，同时对电解液的电导率及酸碱度影响较小。

优选的，为了提高使用上述电解液的高压电解电容器使用寿命及稳定性，上述高压电解电容器的电解液进一步包括如下组分：

消氢剂        0.4％～1.2％；及

防水合剂      0.2％～0.6％，

其中，消氢剂选自对硝基苯甲醇、对硝基苯甲酸及对硝基苯酚中的至少一种，防水合剂选自磷酸二氢铵和次亚磷酸铵中的至少一种。

上述电解液包括合适配比的主溶剂、辅助溶剂、电解质、闪点提升剂、消氢剂和防水合剂，各个组分相互配合、协调作用，在使用时能提高闪火电压，同时对电解液的电导率及酸碱度影响较小。

以下通过具体实施例进一步阐述。

实施例1

本实施例的闪火电压提升剂，由以下步骤制备：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后一边搅拌一边加热至165℃得到第一混合物；

在165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入第一混合物中，反应32分钟得到第二混合物；

将第二混合物冷却至145℃，在145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到闪火电压提升剂。

其中，按质量百分比计，乙二醇占78.5％，聚乙烯醇占6％，癸二酸占2.5％，2-乙基丁醇占5％，硼酸占4％，硼酸铵占4％。

聚乙烯醇的分子量为20000。

实施例2

本实施例的闪火电压提升剂，由以下步骤制备：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后一边搅拌一边加热至160℃得到第一混合物；

在160℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入第一混合物中，反应30分钟得到第二混合物；

将第二混合物冷却至140℃，在140℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到闪火电压提升剂。

其中，按质量百分比计，乙二醇占84.5％，聚乙烯醇占5％，癸二酸占2％，2-乙基丁醇占3％，硼酸占2.5％，硼酸铵占3％。

聚乙烯醇的分子量为18500。

实施例3

本实施例的闪火电压提升剂，由以下步骤制备：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后一边搅拌一边加热至155℃得到第一混合物；

在155℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入第一混合物中，反应28分钟得到第二混合物；

将第二混合物冷却至135℃，在135℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到闪火电压提升剂。

其中，按质量百分比计，乙二醇占91％，聚乙烯醇占3％，癸二酸占1％，2-乙基丁醇占2％，硼酸占1％，硼酸铵占2％。

聚乙烯醇的分子量为16000。

实施例4～16

将实施例1～3的闪火电压提升剂加入电解液中，测试对电解液的影响，具体电解液的配方见表1，及测试结果见表2。

表1中各组分含量为质量百分含量。

表1

表2

其中，闪火电压的采用XY2590型铝箔T-V特性测试仪测试；电导率采用DDS-11A数显电导仪测试；pH值采用PHS-3C精密PH计测试。

从表2可以看出本发明的闪火电压提升剂可以有效的提高闪火电压，且对电导率及酸碱度影响较小。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种闪火电压提升剂，其特征在于，由以下步骤制备：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃得到第一混合物；

在155℃～165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入所述第一混合物中，反应28分钟～32分钟得到第二混合物；

将所述第二混合物冷却至135℃～145℃，在135℃～145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到所述闪火电压提升剂，

其中，按质量百分比计，所述乙二醇占78.5％-91％，所述聚乙烯醇占3％-6％，所述癸二酸占1％-2.5％，所述2-乙基丁醇占2％-5％，所述硼酸占1％-4％，所述硼酸铵占2％-4％。

2.根据权利要求1所述的闪火电压提升剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为16000～20000。

3.根据权利要求1所述的闪火电压提升剂，其特征在于，将所述乙二醇及所述聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃时，一边搅拌一边加热。

4.一种闪火电压提升剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将乙二醇及聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃得到第一混合物；

在155℃～165℃下，将癸二酸、硼酸及2-乙基丁醇加入所述第一混合物中，反应28分钟～32分钟得到第二混合物；

将所述第二混合物冷却至135℃～145℃，在135℃～145℃下，将硼酸铵加入所述第二混合物中并搅拌溶解，得到所述闪火电压提升剂，

其中，按质量百分比计，所述乙二醇占78.5％-91％，所述聚乙烯醇占3％-6％，所述癸二酸占1％-2.5％，所述2-乙基丁醇占2％-5％，所述硼酸占1％-4％，所述硼酸铵占2％-4％。

5.根据权利要求4所述的闪火电压提升剂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为16000～20000。

6.根据权利要求4所述的闪火电压提升剂的制备方法，其特征在于，将所述乙二醇及所述聚乙烯醇混合均匀后加热至155℃～165℃时，一边搅拌一边加热。

7.一种高压电解电容器的电解液，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的闪火电压提升剂。

8.根据权利要求7所述的高压电解电容器的电解液，其特征在于，所述高压电解电容器的电解液中，所述闪火电压提升剂的质量百分含量为6％～20％。

9.根据权利要求7所述的高压电解电容器的电解液，其特征在于，以质量百分比计，还包括如下组分：

主溶剂         38.2％～77.4％；

辅助溶剂       8％～20％；及

电解质         8.6％～21.8％，

其中主溶剂为乙二醇，辅助溶剂选自二乙二醇和丙三醇中的至少一种，电解质选自癸二酸铵、1,4-十二双酸铵及五硼酸中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的高压电解电容器的电解液，其特征在于，以质量百分比计，还包括如下组分：

消氢剂         0.4％～1.2％；及

防水合剂       0.2％～0.6％，

其中，消氢剂选自对硝基苯甲醇、对硝基苯甲酸及对硝基苯酚中的至少一种，防水合剂选自磷酸二氢铵和次亚磷酸铵中的至少一种。