CN105820512B - 一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：环氧树脂45‑60份，聚酯树脂10‑18份，阻燃剂5‑10份，填充材料30‑45份，稀释剂30‑45份，消泡剂0.5‑1.5份，固化剂22‑35份和固化促进剂0‑1.5份。本发明环氧树脂填充胶环氧树脂填充胶灌注均匀，内部无气泡，灌注工艺简单，灌注效率高。
Description
技术领域
本发明属于电容器灌注技术领域，具体涉及一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺。
背景技术
近年来，金属化聚丙烯薄膜介质电容器应用越来越广泛，在金属化聚丙烯薄膜介质电容器制造过程中，电容器的环氧灌注工艺是一道非常重要的工序，主要通过液态环氧树脂材料进行电容器外壳和芯子之间的灌封，以提高电容量和绝缘性能，并改善局部放电和耐热性能，目前的电容器环氧灌注工作效率低，而且在灌注过程中，环氧树脂内部容易产生气泡，灌注效果差。
中国专利CN103617889A公开了一种铜箔薄膜电容器，包括芯子、铜线和外壳，所述铜线焊接在芯子两侧极面，所述芯子和外壳之间灌注环氧树脂层，所述芯子由铜箔和聚丙烯薄膜双层卷绕而成，所述聚丙烯薄膜保持同一轴线位置，两层铜箔向不同方向错开，形成错边。其制作工艺，包括以下步骤：（1）取料；（2）卷绕；（3）焊接；（4）除湿处理；（5）胶带包裹；（6）外壳制作；（7）封装处理；（8）耐压、老化、容量、损耗测量处理。本发明与现有技术相比具有以下优点：由于采用多层聚丙烯介质卷绕，使其比同类产品体积小，耐压更稳定；产品品质优良，且降低了成本，提高了工作耐温；以铜箔作为电极，提高了导线性能及频率；在音频领域的表现也非常出色。
中国专利CN101894690B公开了一种壳式封装电容器环氧灌注机构。 本发明解决了人工进行电容器环氧灌注工作效率低、以及灌注量精度不高的问题。壳式封装电容器环氧灌注机构包括基座、与基座铰接的连杆、环氧储藏杯、以及注射器；注射器包括筒体、套接于筒体内腔的推杆、以及设于筒体前端且与筒体内腔连通的针管；基座上安装固定有气缸，气缸前端连接有连接块，推杆后端垂直固定于连接块前表面，环氧储藏杯与注射器的筒体内腔连通。本发明有效解决了人工进行电容器环氧灌注工作效率低、以及灌注量精度不高的问题，适用于电容器制造过程中的环氧灌注环节，可配套使用于电容器封装设备，也可拓展应用于原料定量灌注作业场合。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：环氧树脂45-60份，聚酯树脂10-18份，阻燃剂5-10份，填充材料30-45份，稀释剂30-45份，消泡剂0.5-1.5份，固化剂22-35份和固化促进剂0-1.5份。
优选地，所述的弧形外壁与电容器外壳内壁的弧度一致，使灌注管外壁和电容器外壳内壁贴合。
优选地，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
优选地，所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯40-60份、二苯甲烷二异氰酸酯20-35份、1，4-丁二醇10-30份和辛酸亚锡 0.001-0.01 份置于密闭容器中，在 75-130℃惰性气体保护下搅拌反应 2-4h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为10-20 mgKOH/g，软化点40-50℃。
优选地，所述的阻燃剂为甲基磷酸二甲酯。
优选地，所述的填充材料为硅微粉，所述的稀释剂为正丁基缩水甘油醚或者甲基缩水甘油醚。
优选地，所述的消泡剂为甲基硅油。
优选地，所述的固化剂为甲基纳迪克酸酐、甲基四氢苯酐或者甲基六氢苯酐。
优选地，所述的固化促进剂为苄基二胺或者三-（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）。
优选地，所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将环氧树脂加热至110-130℃熔化15-30min，接着加入聚酯树脂、阻燃剂、填充材料、稀释剂和消泡剂，继续搅拌2-4h，冷却至室温，最后加入固化剂和固化促进剂，即得环氧树脂填充胶。
本发明的积极有益效果：
1. 本发明所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为弧面时，所述的弧形外壁与电容器外壳内壁的弧度一致，使弧形外壁和电容器外壳内壁贴合，当电容器外壳内壁为平面时，所述的平面外壁与电容器外壳的平面内壁贴合，有利于环氧树脂填充胶的均匀流淌，防止环氧树脂填充胶的溅射，而且环氧树脂填充胶灌注均匀，内部无气泡，灌注效果好。
2. 本发明在采用较大量稀释剂的同时，采用粘度低的固化剂，进一步使环氧树脂填充胶粘度低，流动性好，有利于环氧树脂填充胶的顺畅流动，节约了灌注的时间，灌注效率高；同时，本发明配方中加入固化促进剂有利于降低固化温度，缩短固化时间，进一步提高了灌注效率。
3. 本发明采用聚酯树脂改性环氧树脂，调整了环氧树脂的分子分布，引入了具有低温固化的活性固化基团，降低了固化温度，而且聚酯树脂带有柔韧性，还提高了环氧树脂的冲击性能和弯曲性能，由于聚酯树脂中含有耐热的苯环骨架，耐热性仍然很好，吸水率小，因此，所得环氧树脂填充胶综合性能好，而且原料来源广泛，制备方法简单，既可以室温固化又可以中温固化，适用范围大。
附图说明
图1为本发明灌注管结构示意图；
图中：1-弧形外壁，2-平面外壁。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式，对本发明进一步说明。
实施例1
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁1和平面外壁2围合而成（参见图1），当电容器外壳内壁为弧面时，所述的弧形外壁1与电容器外壳内壁的弧度一致，使灌注管外壁和电容器外壳内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-44 45份，聚酯树脂10份，甲基磷酸二甲酯5份，硅微粉30份，正丁基缩水甘油醚30份，甲基硅油0.5份和甲基纳迪克酸酐22份。
所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯40份、二苯甲烷二异氰酸酯20份、1，4-丁二醇10份和辛酸亚锡 0.001份置于密闭容器中，在 75℃惰性气体保护下搅拌反应 2h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为20 mgKOH/g，软化点50℃。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将双酚A型环氧树脂E-44加热至110℃熔化30min，接着加入聚酯树脂、甲基磷酸二甲酯、硅微粉、正丁基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌3h，冷却至室温，最后加入甲基纳迪克酸酐，即得环氧树脂填充胶。
实施例2
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为弧面时，所述的弧形外壁与电容器外壳内壁的弧度一致，使灌注管外壁和电容器外壳内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-42 48份，聚酯树脂11份，甲基磷酸二甲酯6份，硅微粉32份，甲基缩水甘油醚35份，甲基硅油0.6份，甲基四氢苯酐25份，苄基二胺 0.1份。
所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯43份、二苯甲烷二异氰酸酯24份、1，4-丁二醇15份和辛酸亚锡 0.002份置于密闭容器中，在 80℃惰性气体保护下搅拌反应 2h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为16mgKOH/g，软化点50℃。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将双酚A型环氧树脂E-42加热至120℃熔化20min，接着加入聚酯树脂、甲基磷酸二甲酯、硅微粉、甲基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌3h，冷却至室温，最后加入甲基四氢苯酐和苄基二胺，即得环氧树脂填充胶。
实施例3
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为平面时，所述的平面外壁与电容器外壳的平面内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-51 50份，聚酯树脂13份，甲基磷酸二甲酯7份，硅微粉36份，正丁基缩水甘油醚38份，甲基硅油0.8份，甲基四氢苯酐28份，DMP-30 0.5份。
所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯46份、二苯甲烷二异氰酸酯25份、1，4-丁二醇18份和辛酸亚锡 0.003份置于密闭容器中，在 90℃惰性气体保护下搅拌反应 3h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为13 mgKOH/g，软化点45℃。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将双酚A型环氧树脂E-51加热至115℃熔化20min，接着加入聚酯树脂、甲基磷酸二甲酯、硅微粉、正丁基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌4h，冷却至室温，最后加入甲基四氢苯酐和DMP-30，即得环氧树脂填充胶。
实施例4
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为弧面时，所述的弧形外壁与电容器外壳内壁的弧度一致，使灌注管外壁和电容器外壳内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-51 51份，聚酯树脂15份，甲基磷酸二甲酯8份，硅微粉40份，正丁基缩水甘油醚40份，甲基硅油0.9份，甲基纳迪克酸酐30份，DMP-30 0.6份。
所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯50份、二苯甲烷二异氰酸酯26份、1，4-丁二醇20份和辛酸亚锡 0.005 份置于密闭容器中，在100℃惰性气体保护下搅拌反应 3h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为10 mgKOH/g，软化点40℃。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将双酚A型环氧树脂E-51加热至130℃熔化20min，接着加入聚酯树脂、甲基磷酸二甲酯、硅微粉、正丁基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌3h，冷却至室温，最后加入甲基纳迪克酸酐和DMP-30，即得环氧树脂填充胶。
实施例5
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为弧面时，所述的弧形外壁与电容器外壳内壁的弧度一致，使灌注管外壁和电容器外壳内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-51 53份，聚酯树脂15份，甲基磷酸二甲酯8份，硅微粉40份，正丁基缩水甘油醚40份，甲基硅油1.0份，甲基纳迪克酸酐30份，DMP-30 0.6份。
所述的聚酯树脂的酸值为11 mgKOH/g，软化点40℃。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将聚己二酸乙二醇酯51份、二苯甲烷二异氰酸酯30份、1，4-丁二醇21份和辛酸亚锡 0.005份置于密闭容器中，在 110℃惰性气体保护下搅拌反应 4h，接着加入双酚A型环氧树脂E-51、甲基磷酸二甲酯、硅微粉、正丁基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌3h，冷却至室温，最后加入甲基纳迪克酸酐和DMP-30，即得环氧树脂填充胶。
本实施例将聚酯树脂制备过程中直接加入环氧树脂，省略了环氧树脂单独熔化的步骤，工艺简单，聚酯树脂和环氧树脂接触更加充分，聚酯树脂和环氧树脂的相容性好，固化前发生化学反应，形成的互穿聚合物的网络结构稳定，进一步提高了环氧树脂填充胶的冲击强度和弯曲强度。
实施例6
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为平面时，所述的弧形外壁与电容器外壳平面内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-44 56份，聚酯树脂17份，甲基磷酸二甲酯9份，硅微粉43份，甲基缩水甘油醚43份，甲基硅油1.2份，甲基六氢苯酐32份，DMP-30 1.0份。
所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯58份、二苯甲烷二异氰酸酯32份、1，4-丁二醇25份和辛酸亚锡 0.008 份置于密闭容器中，在 120℃惰性气体保护下搅拌反应 4h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为12 mgKOH/g，软化点45℃。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将双酚A型环氧树脂E-44加热至125℃熔化15min，接着加入聚酯树脂、甲基磷酸二甲酯、硅微粉、甲基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌4h，冷却至室温，最后加入甲基六氢苯酐和DMP-30，即得环氧树脂填充胶。
实施例7
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为平面时，所述的弧形外壁与电容器外壳平面内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-42 60份，聚酯树脂18份，甲基磷酸二甲酯10份，硅微粉45份，甲基缩水甘油醚45份，甲基硅油1.5份，甲基六氢苯酐35份，苄基二胺1.5份。
所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯60份、二苯甲烷二异氰酸酯35份、1，4-丁二醇30份和辛酸亚锡 0.01 份置于密闭容器中，在 130℃惰性气体保护下搅拌反应 4h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为15mgKOH/g，软化点46℃。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将双酚A型环氧树脂E-42加热至130℃熔化30min，接着加入聚酯树脂、甲基磷酸二甲酯、硅微粉、甲基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌2h，冷却至室温，最后加入甲基六氢苯酐和苄基二胺，即得环氧树脂填充胶。
对比例1
一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成，当电容器外壳内壁为弧面时，所述的弧形外壁与电容器外壳内壁的弧度一致，使灌注管外壁和电容器外壳内壁贴合；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：双酚A型环氧树脂E-51 68份，甲基磷酸二甲酯8份，硅微粉40份，正丁基缩水甘油醚40份，甲基硅油1.0份和甲基四氢苯酐30份。
所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：
将环氧树脂加热至130℃熔化20min，接着加入甲基磷酸二甲酯、硅微粉、正丁基缩水甘油醚和甲基硅油，继续搅拌3h，冷却至室温，最后加入甲基四氢苯酐，即得环氧树脂填充胶。
本发明实施例1-7及对比例所述的环氧树脂填充胶的检测结果见表1。
表1 本发明实施例1-7及对比例所述的环氧树脂填充胶的检测结果
由表1可知：相比较于对比例，本发明加入聚酯树脂，实施例1-7环氧树脂填充胶玻璃化转变温度稍有升高，耐热性仍然很好，冲击强度和弯曲强度也大大提高，说明本发明聚酯树脂和环氧树脂相容性好，固化前发生化学反应，形成了互穿聚合物的网络结构，提高了玻璃化转变温度，当受到外力时，两个聚合物网络相互协同作用，结合紧密的界面处吸收大量的能量，提高了产品的冲击强度和弯曲强度；另外，本发明加入粘度较小的阻燃剂和固化剂，同时增加稀释剂的用量，产品的粘度小，有利于灌注，而且阻燃性能良好，吸水率有所降低，因此，本发明环氧树脂填充胶性能优异。
Claims (8)
1.一种金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，包括以下步骤：环氧树脂填充胶灌注头紧贴电容器外壳内壁，环氧树脂填充胶沿着电容器的外壳内壁从上向下流淌，环氧树脂填充胶液面逐渐升高，灌注头位置也不断上移，最后完成灌注；所述的灌注头为一根灌注管，灌注管外壁由弧形外壁和平面外壁围合而成；所述的环氧树脂填充胶包括以下重量份数的原料制备而成：环氧树脂45-60份，聚酯树脂10-18份，阻燃剂5-10份，填充材料30-45份，稀释剂30-45份，消泡剂0.5-1.5份，固化剂22-35份和固化促进剂0-1.5份；
所述的弧形外壁与电容器外壳内壁的弧度一致，使灌注管外壁和电容器外壳内壁贴合；
所述的聚酯树脂的制备方法如下：将聚己二酸乙二醇酯40-60份、二苯甲烷二异氰酸酯20-35份、1，4-丁二醇10-30份和辛酸亚锡 0.001-0.01 份置于密闭容器中，在 75-130℃惰性气体保护下搅拌反应 2-4h，即得聚酯树脂，所述的聚酯树脂的酸值为10-20 mgKOH/g，软化点40-50℃。
2.根据权利要求1所述的金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，所述的阻燃剂为甲基磷酸二甲酯。
4.根据权利要求1所述的金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，所述的填充材料为硅微粉，所述的稀释剂为正丁基缩水甘油醚或者甲基缩水甘油醚。
5.根据权利要求1所述的金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，所述的消泡剂为甲基硅油。
6.根据权利要求1所述的金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，所述的固化剂为甲基纳迪克酸酐、甲基四氢苯酐或者甲基六氢苯酐。
7.根据权利要求1所述的金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，所述的固化促进剂为三-（二甲胺基甲基）苯酚。
8.根据权利要求1所述的金属化聚丙烯薄膜介质电容器的灌注工艺，其特征在于，所述的环氧树脂填充胶的制备方法包括以下步骤：将环氧树脂加热至110-130℃熔化15-30min，接着加入聚酯树脂、阻燃剂、填充材料、稀释剂和消泡剂，继续搅拌2-4h，冷却至室温，最后加入固化剂和固化促进剂，即得环氧树脂填充胶。
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