CN105385101A - 大容量薄膜电容的封装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分包括如下原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂；环氧树脂；乙酸乙酯以及丁基缩水甘油醚；B组分包括如下原料：改性胺固化剂；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌；导热补强剂；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯；苯胺甲基三乙氧基硅烷；乙基咪唑；防沉降剂以及消泡剂。本发明提供的封装材料具有稳定的电绝缘性能，可以确保大容量电容长期稳定的工作；高导热系数、低应力可以确保大容量电容在户外恶劣环境下使用，具备优良的耐候性和耐冷热冲击性，与金属和塑料粘结力好，可以解决大容量薄膜电容的绝缘封装问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子封装材料领域，具体地说，本发明涉及一种无大容量薄膜电容的封装材料。
背景技术
世界各国都在着手研究开发双电层电容器，即超大容量电容。其通过极化电解质来储能，储能过程可逆。因此超级电容可反复充放电数十万次，被广泛应用于新能源汽车、电力系统及电网改造、仪器仪表、后备电源、高铁等各种领域。大容量薄膜电容体积较一般薄膜电容庞大，多个电容或串联或并联，分布情况复杂，应用领域广泛。因此大容量薄膜电容在不同的使用环境中需要封装材料对其进行有效的保护，使之性能稳定、寿命延长。
大电容工作在户外恶劣环境下，如果绝缘封装材料不耐高低温冲击而发生开裂，潮气就会进入电容，造成电性能的不稳定；或绝缘材料导热系数过低使大电容长期工作积聚大量的热，引起电容薄膜的失效都会造成大容量薄膜电容不能工作或减短大电容的工作寿命，造成极大的浪费。因此封装材料的电绝缘稳定性和可靠性决定了大容量电容的工作可靠性，在户外恶劣环境中的适应性。特别是在-55℃～105℃环境中，要求大容量电容保持正常的工作状态，这就对大电容的绝缘封装材料的电绝缘稳定性能、耐高低温冲击性及耐候性、降低电容量损耗提出了更为苛刻的要求。
传统使用的绝缘封装材料一般有环氧树脂、聚氨酯、有机硅树脂。加温固化的环氧树脂具有吸水率低、电性能稳定、耐高温等优点，但其固化后内应力较大，在低温环境下易开裂；聚氨酯封装材料耐低温性能优秀，在高低温冲击时其柔性链段能够释放积聚的应力而不易出现开裂现象，但异氰酸酯组分易于水汽发生反应产生气泡造成固化缺陷，工艺操作性受到限制；而有机硅树脂与外壳粘结不良易脱落，同样造成水汽进入的问题。因此需要开发一种新型的绝缘封装材料以适合大容量薄膜电容的工作要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大容量薄膜电容用绝缘封装材料。本发明稳定的电绝缘性能可以确保大容量电容长期稳定的工作；高导热系数、低应力可以确保大容量电容在户外恶劣环境下使用，具备优良的耐候性和耐冷热冲击性，与金属和塑料粘结力好，可以解决大容量薄膜电容的绝缘封装问题。
本发明的技术方案是：
一种大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:1~1.2；
所述A组分包括如下重量份的原料：
自制改性酚醛树脂10~25份；
环氧树脂2~9份；
乙酸乙酯3~15份；
丁基缩水甘油醚5~25份；
所述B组分包括如下重量份的原料：
改性胺固化剂7~15份；
N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌6~15份；
导热补强剂3~12份；
四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯1~3份；
苯胺甲基三乙氧基硅烷8~25份；
乙基咪唑1.5~3.5份；
防沉降剂0.3~1.6份；
消泡剂0.2~1.5份。
优选的是，所述改性胺固化剂为改性脂肪胺、改性脂环胺、改性聚酰胺、改性芳胺中的一种。
优选的是，所述环氧树脂为低分子环氧树脂E-51、E-44或E-42。
优选的是，所述自制改性酚醛树脂为双马来酰亚胺改性酚醛树脂。
优选的是，所述双马来酰亚胺改性酚醛树脂的制备方法为：
步骤(1)：取双马来酰亚胺树脂、F型环氧树脂和二氨基二苯甲烷在一定温度下反应制得双马来酰亚胺预聚体；
步骤(2)：取双马来酰亚胺预聚体和酚醛树脂在100~120℃下搅拌反应1~3小时，制得改性酚醛树脂。
优选的是，所述步骤（1）中一定的温度是指60~80℃。
优选的是，所述防沉淀剂为BYK-430、BYK-W995中的一种，所述消泡剂为高分子硅氧烷类、丙烯酸酯聚合物中的至少一种。
优选的是，所述导热补强剂为硅微粉、针状硅灰石粉、氧化铝、氧化镁中的一种。
本发明至少包括以下有益效果：(1)本发明绝缘封装材料，在环氧树脂体系中、具有耐湿热性好、耐冷热冲击性佳，耐高温等优点的改性的酚醛树脂，提高了环氧树脂的耐低温冲击性，且双填充组分大大提高了封装体系的导热系数及耐高低温冲击性能，电绝缘性稳定优秀，保证了大电容运行的可靠性；
(2)本发明绝缘封装材料在B组分中添加大量导热补强填料，并且具有良好的流动性能，同时具有阻燃性能、具备良好的工艺操作性。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达到技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的原料也均为可商业获得的。未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
实施例1
大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:1~1.2；
所述A组分包括如下重量份的原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂10份；环氧树脂2份；乙酸乙酯3份；丁基缩水甘油醚5份；
所述B组分包括如下重量份的原料：改性胺固化剂7份；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌6份；导热补强剂3份；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯1份；苯胺甲基三乙氧基硅烷8份；乙基咪唑1.5份；防沉降剂0.3份；消泡剂0.2份。
实施例2
大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:1.1；
所述A组分包括如下重量份的原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂15份；环氧树脂5份；乙酸乙酯8份；丁基缩水甘油醚15份；
所述B组分包括如下重量份的原料：改性胺固化剂9份；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌9份；导热补强剂6份；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯2份；苯胺甲基三乙氧基硅烷15份；乙基咪唑2.5份；防沉降剂0.6份；消泡剂0..5份。
实施例3
大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:1.2；
所述A组分包括如下重量份的原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂25份；环氧树脂9份；乙酸乙酯15份；丁基缩水甘油醚25份；
所述B组分包括如下重量份的原料：改性胺固化剂15份；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌15份；导热补强剂12份；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯3份；苯胺甲基三乙氧基硅烷25份；乙基咪唑3.5份；防沉降剂1.6份；消泡剂1.5份。
对比例1
大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:1；
所述A组分包括如下重量份的原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂5份；环氧树脂1份；乙酸乙酯2份；丁基缩水甘油醚4份；
所述B组分包括如下重量份的原料：改性胺固化剂5份；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌5份；导热补强剂2份；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯0.3份；苯胺甲基三乙氧基硅烷5份；乙基咪唑0.5份；防沉降剂0.1份；消泡剂0.1份。
对比例2
大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:1；
所述A组分包括如下重量份的原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂35份；环氧树脂2份；乙酸乙酯18份；丁基缩水甘油醚35份；
所述B组分包括如下重量份的原料：改性胺固化剂25份；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌25份；导热补强剂22份；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯5份；苯胺甲基三乙氧基硅烷30份；乙基咪唑5份；防沉降剂6份；消泡剂5份。
对比例3
大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:2；
所述A组分包括如下重量份的原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂25份；环氧树脂9份；乙酸乙酯15份；丁基缩水甘油醚25份；
所述B组分包括如下重量份的原料：改性胺固化剂15份；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌15份；导热补强剂12份；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯3份；苯胺甲基三乙氧基硅烷25份；乙基咪唑3.5份；防沉降剂1.6份；消泡剂1.5份。
对比例4
大容量薄膜电容的封装材料，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:0.5；
所述A组分包括如下重量份的原料：双马来酰亚胺改性酚醛树脂25份；环氧树脂9份；乙酸乙酯15份；丁基缩水甘油醚25份；
所述B组分包括如下重量份的原料：改性胺固化剂15份；N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌15份；导热补强剂12份；四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯3份；苯胺甲基三乙氧基硅烷25份；乙基咪唑3.5份；防沉降剂1.6份；消泡剂1.5份。
制备工艺：将A组分与B组分按照比例混合，搅拌均匀真空脱泡后灌注，与40℃固化3小时，105℃老化8小时即得固化封装材料。将固化封装材料进行测试，测试结果见表1。
表1实施例1~3与对比例1~4的性能测试结果
注：双85容损：指在温度为85℃，湿度为85％的湿热老化箱中，电容值的损耗率。
耐冷热冲击性：将A、B组分混合料灌注于8×8×3cm的铝外壳器件中，于150℃烘箱中放置2h后立即放入-55℃的冰箱中2h，为一个循环周期。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (8)
1.一种大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述封装材料由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量份比为1:1~1.2；
所述A组分包括如下重量份的原料：
自制改性酚醛树脂10~25份；
环氧树脂2~9份；
乙酸乙酯3~15份；
丁基缩水甘油醚5~25份；
所述B组分包括如下重量份的原料：
改性胺固化剂7~15份；
N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌6~15份；
导热补强剂3~12份；
四（4-羟基-2,5-叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯1~3份；
苯胺甲基三乙氧基硅烷8~25份；
乙基咪唑1.5~3.5份；
防沉降剂0.3~1.6份；
消泡剂0.2~1.5份。
2.如权利要求1所述的大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述改性胺固化剂为改性脂肪胺、改性脂环胺、改性聚酰胺、改性芳胺中的一种。
3.如权利要求1所述的大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述环氧树脂为低分子环氧树脂E-51、E-44或E-42。
4.如权利要求1所述的大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述自制改性酚醛树脂为双马来酰亚胺改性酚醛树脂。
5.如权利要求4所述的大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述双马来酰亚胺改性酚醛树脂的制备方法为：
步骤(1)：取双马来酰亚胺树脂、F型环氧树脂和二氨基二苯甲烷在一定温度下反应制得双马来酰亚胺预聚体；
步骤(2)：取双马来酰亚胺预聚体和酚醛树脂在100~120℃下搅拌反应1~3小时，制得改性酚醛树脂。
6.如权利要求7所述的大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述步骤（1）中一定的温度是指60~80℃。
7.如权利要求1所述的大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述防沉淀剂为BYK-430、BYK-W995中的一种，所述消泡剂为高分子硅氧烷类、丙烯酸酯聚合物中的至少一种。
8.如权利要求1所述的大容量薄膜电容的封装材料，其特征在于，所述导热补强剂为硅微粉、针状硅灰石粉、氧化铝、氧化镁中的一种。
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