CN106496992B - 一种耐温高强度电容器塑壳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐温高强度电容器塑壳，属于电容器技术领域，具体由下列物质制成：聚碳酸酯、聚醚砜树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、聚醚醚酮、改性莫来石粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、岩棉、纳米稀土粉、粉煤灰、正丁醇、聚阴离子纤维素、增稠剂、消泡剂、分散剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠、大豆油。本发明制得的塑壳加工特性好、整体强度高、抗电强度大、降噪性能强、耐温特性佳，有很好的推广使用价值。

Description

一种耐温高强度电容器塑壳

技术领域

本发明属于电容器技术领域，具体涉及一种耐温高强度电容器塑壳。

背景技术

现有的多数电力电容器外壳通常采用不锈钢或 ABS 工程塑料制成。前者壳体笨重，且成本高，易生锈，又极易产生壳体击穿和拉火现象，正逐渐被 ABS 材料所替代。而ABS 材料壳体虽然重量轻，但是这种材料制成的壳体的壁厚必须在 5cm 以上，否则抗变形温度低，易变形，但是壁太厚时，加工难度增大，生产时废品多，合格率低，增大了生产成本，同时 ABS 材料易吸水，导致电容器壳体绝缘性能降低，抗电强度下降。随着电力电容器技术的发展，其电荷容量、负荷逐渐增大，随之而来的就是温度、强度、噪声等问题，2002年的国际大电网会议曾指出换流变电站的电力电容器噪声高达105dB，而且电容器工作温度升高，致使壳体强度等性能下降，影响了其使用寿命。

发明内容

本发明旨在提供一种耐温高强度电容器塑壳。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种耐温高强度电容器塑壳，由如下重量份的物质制成：

60~70份聚碳酸酯、20~25份聚醚砜树脂、10~15份四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、10~15份聚醚醚酮、4~10份改性莫来石粉、2~5份羟丙基二淀粉磷酸酯、4~7份岩棉、2~4份纳米稀土粉、2~4份粉煤灰、3~5份正丁醇、6~10份聚阴离子纤维素、1~2份增稠剂、1~2份消泡剂、1~2份分散剂、2~3份十二烷基苯磺酸钠、3~4份磷酸氢二钠、4~6份大豆油；所述改性莫来石粉是由如下重量份的物质制成：80~90份莫来石粉、2~4份次磷酸钠、3~5份硅酸钙、3~6份玉米胚粉、2~3份硅胶、1~4份邻苯二甲酸二辛酯、1~3份丙酮、2~4份聚丙烯腈、3~5份膨胀蛭石、2~3份醋酸乙酯。

优选的，由如下重量份的物质制成：

66份聚碳酸酯、23份聚醚砜树脂、12份四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、13份聚醚醚酮、7份改性莫来石粉、3份羟丙基二淀粉磷酸酯、5份岩棉、3份纳米稀土粉、3份粉煤灰、4份正丁醇、8份聚阴离子纤维素、1.5份增稠剂、1.5份消泡剂、2份分散剂、2份十二烷基苯磺酸钠、3份磷酸氢二钠、5份大豆油；所述改性莫来石粉是由如下重量份的物质制成：85份莫来石粉、3份次磷酸钠、4份硅酸钙、5份玉米胚粉、2份硅胶、2份邻苯二甲酸二辛酯、2份丙酮、3份聚丙烯腈、4份膨胀蛭石、2.5份醋酸乙酯。

进一步的，所述改性莫来石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）先将莫来石粉放入质量分数为7%的硫酸溶液中浸泡处理40~50min，取出后再放入质量分数为8%的氢氧化钠溶液中浸泡处理50~60min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的莫来石粉放入温度为100~120℃的条件下加热干燥至水含量不大于9%后，再粉碎研磨过150目备用；

（3）将步骤（2）处理后的莫来石粉同次磷酸钠、硅酸钙、玉米胚粉、硅胶、邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、聚丙烯腈、膨胀蛭石、醋酸乙酯共同放入密闭搅拌罐中，控制罐内温度为120~130℃，压力为4~6MPa，以350~400转/分钟的转速搅拌1~2h后取出，最后再干燥粉碎过300目即可。

进一步的，步骤（3）所述干燥后物料的整体水含量不大于5%。

一种耐温高强度电容器塑壳的制备方法，包括如下步骤：

（1）按对应重量份称取相应成分备用；

（2）将聚碳酸酯、聚醚砜树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、聚醚醚酮、改性莫来石粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、岩棉、纳米稀土粉、粉煤灰、正丁醇、聚阴离子纤维素、增稠剂、消泡剂、分散剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠、大豆油共同混合放入到搅拌机中，保持温度为83~88℃，以350~450转/分钟的转速不断搅拌1.5~2.5h后得混合料备用；

（3）将步骤（2）所得的混合料放入到热流道共挤模具内进行热熔挤压成型即可。

进一步的，步骤（3）中所述处理时，控制温度为190~210℃、压力为11~13MPa。

本发明具有如下有益效果：

本发明以聚碳酸酯、聚醚砜树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、聚醚醚酮为主要基础成分，经过合理的配比后，改善了单一成分存在的综合性能弱的问题，且加工特性较好，添加的改性莫来石粉与基础成分的相容性、粘合性较好，又能提升整体的耐温、成型、降噪、抗电流能力，优化了其整体的振动特性，降低了电场力的影响，配合岩棉、纳米稀土粉、粉煤灰等的添加进一步完善了壳体的理化特性。最终在各成分的共同配合作用下，本发明制得的塑壳加工特性好、整体强度高、抗电强度大、降噪性能强、耐温特性佳，有很好的推广使用价值。

具体实施方式

实施例1

一种耐温高强度电容器塑壳，由如下重量份的物质制成：

70份聚碳酸酯、25份聚醚砜树脂、15份四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、15份聚醚醚酮、10份改性莫来石粉、5份羟丙基二淀粉磷酸酯、7份岩棉、4份纳米稀土粉、4份粉煤灰、5份正丁醇、10份聚阴离子纤维素、2份增稠剂、2份消泡剂、2份分散剂、3份十二烷基苯磺酸钠、4份磷酸氢二钠、6份大豆油；所述改性莫来石粉是由如下重量份的物质制成：90份莫来石粉、4份次磷酸钠、5份硅酸钙、6份玉米胚粉、3份硅胶、4份邻苯二甲酸二辛酯、3份丙酮、4份聚丙烯腈、5份膨胀蛭石、3份醋酸乙酯。

进一步的，所述改性莫来石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）先将莫来石粉放入质量分数为7%的硫酸溶液中浸泡处理50min，取出后再放入质量分数为8%的氢氧化钠溶液中浸泡处理60min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的莫来石粉放入温度为120℃的条件下加热干燥至水含量不大于9%后，再粉碎研磨过150目备用；

（3）将步骤（2）处理后的莫来石粉同次磷酸钠、硅酸钙、玉米胚粉、硅胶、邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、聚丙烯腈、膨胀蛭石、醋酸乙酯共同放入密闭搅拌罐中，控制罐内温度为130℃，压力为6MPa，以400转/分钟的转速搅拌2h后取出，最后再干燥粉碎过300目即可。

进一步的，步骤（3）所述干燥后物料的整体水含量不大于5%。

一种耐温高强度电容器塑壳的制备方法，包括如下步骤：

（1）按对应重量份称取相应成分备用；

（2）将聚碳酸酯、聚醚砜树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、聚醚醚酮、改性莫来石粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、岩棉、纳米稀土粉、粉煤灰、正丁醇、聚阴离子纤维素、增稠剂、消泡剂、分散剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠、大豆油共同混合放入到搅拌机中，保持温度为85~88℃，以450转/分钟的转速不断搅拌2.5h后得混合料备用；

（3）将步骤（2）所得的混合料放入到热流道共挤模具内进行热熔挤压成型即可。

进一步的，步骤（3）中所述处理时，控制温度为200~210℃、压力为13MPa。

实施例2

一种耐温高强度电容器塑壳，由如下重量份的物质制成：

66份聚碳酸酯、23份聚醚砜树脂、12份四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、13份聚醚醚酮、7份改性莫来石粉、3份羟丙基二淀粉磷酸酯、5份岩棉、3份纳米稀土粉、3份粉煤灰、4份正丁醇、8份聚阴离子纤维素、1.5份增稠剂、1.5份消泡剂、2份分散剂、2份十二烷基苯磺酸钠、3份磷酸氢二钠、5份大豆油；所述改性莫来石粉是由如下重量份的物质制成：85份莫来石粉、3份次磷酸钠、4份硅酸钙、5份玉米胚粉、2份硅胶、2份邻苯二甲酸二辛酯、2份丙酮、3份聚丙烯腈、4份膨胀蛭石、2.5份醋酸乙酯。

进一步的，所述改性莫来石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）先将莫来石粉放入质量分数为7%的硫酸溶液中浸泡处理45min，取出后再放入质量分数为8%的氢氧化钠溶液中浸泡处理55min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的莫来石粉放入温度为110℃的条件下加热干燥至水含量不大于9%后，再粉碎研磨过150目备用；

（3）将步骤（2）处理后的莫来石粉同次磷酸钠、硅酸钙、玉米胚粉、硅胶、邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、聚丙烯腈、膨胀蛭石、醋酸乙酯共同放入密闭搅拌罐中，控制罐内温度为125℃，压力为5MPa，以380转/分钟的转速搅拌1.5h后取出，最后再干燥粉碎过300目即可。

进一步的，步骤（3）所述干燥后物料的整体水含量不大于5%。

一种耐温高强度电容器塑壳的制备方法，包括如下步骤：

（1）按对应重量份称取相应成分备用；

（2）将聚碳酸酯、聚醚砜树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、聚醚醚酮、改性莫来石粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、岩棉、纳米稀土粉、粉煤灰、正丁醇、聚阴离子纤维素、增稠剂、消泡剂、分散剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠、大豆油共同混合放入到搅拌机中，保持温度为83~85℃，以400转/分钟的转速不断搅拌2h后得混合料备用；

（3）将步骤（2）所得的混合料放入到热流道共挤模具内进行热熔挤压成型即可。

进一步的，步骤（3）中所述处理时，控制温度为190~200℃、压力为12MPa。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，其成分中不添加聚醚砜树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、聚醚醚酮，分别用等质量份的聚碳酸酯进行取代，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例2相比，其成分中不添加改性莫来石粉，除此外的方法步骤均相同。

对照组

市面上现有的ABS材料壳体。

为了对比本发明效果，对上述五种方式对应的壳体材料进行性能测试，下表1为相应的对比数据：

表1

	抗拉强度（MPa）	抗弯强度（MPa）	热变形温度（℃）	加工开裂率（%）
					实施例1	81.5	137.4	202	0.20
实施例2	82.3	140.5	205	0.17
					对比实施例1	70.2	108.2	174	0.75
对比实施例2	77.7	119.8	180	0.67
					对照组	60.8	78.5	105	1.11

注：上表1中所述的加工开裂率是指在壳体加工过程中及加工完成后出现开裂、断裂废品所占的比率。

由上表1可以看出，本发明制得的电容器壳体抗拉、抗弯、耐热性能均比现有的ABS壳体材料有显著的提升。

为了进一步对比本发明效果，选用同一批换流变电站的电力电容器，除壳体外的工艺设计均相同，壳体则分别用上述五种方法对应的壳体进行装配，然后将其分别置于简易半消声室内，用工频+变频器进行加载测试，下表2为对应各组最大的噪声分贝数据对比：

表2

	噪声分贝（dB）
		实施例1	55
实施例2	53
		对比实施例1	78
对比实施例2	85
		对照组	102

由上表2可以看出，本发明电容器壳体能显著降低工作的噪音，可很好的改善对人群或周边环境的影响，且实施难度小，便于推广。

Claims (6)

1.一种耐温高强度电容器塑壳，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

60~70份聚碳酸酯、20~25份聚醚砜树脂、10~15份四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、10~15份聚醚醚酮、4~10份改性莫来石粉、2~5份羟丙基二淀粉磷酸酯、4~7份岩棉、2~4份纳米稀土粉、2~4份粉煤灰、3~5份正丁醇、6~10份聚阴离子纤维素、1~2份增稠剂、1~2份消泡剂、1~2份分散剂、2~3份十二烷基苯磺酸钠、3~4份磷酸氢二钠、4~6份大豆油；所述改性莫来石粉是由如下重量份的物质制成：80~90份莫来石粉、2~4份次磷酸钠、3~5份硅酸钙、3~6份玉米胚粉、2~3份硅胶、1~4份邻苯二甲酸二辛酯、1~3份丙酮、2~4份聚丙烯腈、3~5份膨胀蛭石、2~3份醋酸乙酯。

2.根据权利要求1所述的一种耐温高强度电容器塑壳，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

66份聚碳酸酯、23份聚醚砜树脂、12份四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、13份聚醚醚酮、7份改性莫来石粉、3份羟丙基二淀粉磷酸酯、5份岩棉、3份纳米稀土粉、3份粉煤灰、4份正丁醇、8份聚阴离子纤维素、1.5份增稠剂、1.5份消泡剂、2份分散剂、2份十二烷基苯磺酸钠、3份磷酸氢二钠、5份大豆油；所述改性莫来石粉是由如下重量份的物质制成：85份莫来石粉、3份次磷酸钠、4份硅酸钙、5份玉米胚粉、2份硅胶、2份邻苯二甲酸二辛酯、2份丙酮、3份聚丙烯腈、4份膨胀蛭石、2.5份醋酸乙酯。

3.根据权利要求1或2所述的一种耐温高强度电容器塑壳，其特征在于，所述改性莫来石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）先将莫来石粉放入质量分数为7%的硫酸溶液中浸泡处理40~50min，取出后再放入质量分数为8%的氢氧化钠溶液中浸泡处理50~60min，最后取出用去离子水冲洗干净备用；

（2）将步骤（1）处理后的莫来石粉放入温度为100~120℃的条件下加热干燥至水含量不大于9%后，再粉碎研磨过150目备用；

（3）将步骤（2）处理后的莫来石粉同次磷酸钠、硅酸钙、玉米胚粉、硅胶、邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、聚丙烯腈、膨胀蛭石、醋酸乙酯共同放入密闭搅拌罐中，控制罐内温度为120~130℃，压力为4~6MPa，以350~400转/分钟的转速搅拌1~2h后取出，最后再干燥粉碎过300目即可。

4.根据权利要求3所述的一种耐温高强度电容器塑壳，其特征在于，步骤（3）所述干燥后物料的整体水含量不大于5%。

5.一种如权利要求1或2所述的耐温高强度电容器塑壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按对应重量份称取相应成分备用；

（2）将聚碳酸酯、聚醚砜树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、聚醚醚酮、改性莫来石粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、岩棉、纳米稀土粉、粉煤灰、正丁醇、聚阴离子纤维素、增稠剂、消泡剂、分散剂、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠、大豆油共同混合放入到搅拌机中，保持温度为83~88℃，以350~450转/分钟的转速不断搅拌1.5~2.5h后得混合料备用；

（3）将步骤（2）所得的混合料放入到热流道共挤模具内进行热熔挤压成型即可。

6.根据权利要求5所述的一种耐温高强度电容器塑壳的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述处理时，控制温度为190~210℃、压力为11~13MPa。