CN109235136A - 一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸及其制备方法 - Google Patents

一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸及其制备方法 Download PDF

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刘成跃
邵卫勇
左磊刚
李南华
余春宏
钟祥
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Abstract

本发明属于电解电容器纸领域，具体涉及一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸及其制备方法。一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸，该电解电容器纸的原料由麻浆和化学纤维组成；麻浆的打浆度为40~90°SR，湿重为5~30g；化学纤维的长度为1.5~15mm，纤度为0.1~3dtex；按干重质量百分比计，麻浆为10~80%，化学纤维为20~90%。本发明采用麻浆和化学纤维为原料，通过湿法抄造制备免碳化固态电解电容器纸，本发明通过对麻浆进行打浆来赋予纸张一定的强度，并利用化学纤维来提高纸张对单体的浸润性及减少导电高分子单体聚合时的副反应，制备出具有较高强度并对单体具有较好浸润性的免碳化固态电解电容器纸。

Description

一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸及其制备方法
技术领域
本发明属于电解电容器纸领域，具体涉及一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸及其制备方法。
背景技术
固态电解电容器中的电解质为固态导电性高分子材料，固态电解电容器的结构包括阳极、阴极、电解纸以及固态导电性高分子材料。电解电容器纸是制备电解电容器不可或缺的原料之一，在电容器中主要用于吸附单体和氧化剂，形成聚合物，同时起到隔离极板的作用，防止阳极和阴极直接接触而短路。
传统的电解电容器纸为全纤维素材料，对单体的吸附能力较弱，同时纤维素中含有大量的羟基，在导电高分子单体聚合时会产生副反应，影响电容器的性能；此外，一般电解纸中纤维结合较为紧密，导电高分子单体难以完全吸附在电解纸中，导致导电高分子单体聚合后在电解纸中分布不均匀，影响电容器性能。目前，市场上生产的固态电解电容器，生产过程中需要在250~270℃下对电解纸进行碳化处理，以提高电解纸的疏松性及对单体的吸附性。在此工艺下，需要将整个电容器加热到较高温度下，生产工艺复杂，且高温碳化过程对阴、阳极箔的结构会造成破坏，导致产品性能不稳定，漏电流容易超标；此外，由于加热温度高，需要消耗大量的能源，一定程度上增加了企业的生产成本。
因此，为了简化固态电解电容器的生产工艺，降低生产能耗，开发了一种低紧度免碳化固态电解电容器纸（专利申请号：2018091011182，申请日：2018年9月10日），这种电容器纸对导电高分子单体具有较好的吸附性，并且会减少导电高分子单体聚合时的副反应，同时在电容器生产过程中无需对电容器纸进行碳化处理，但是该固态电解电容器纸的强度不够。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的一个目的是提供一种对单体具有较好吸附性，副反应较少，在电容器生产过程中无需碳化处理的电解电容器纸，本发明的另外一个目的是提供上述电解电容器纸的制备方法。
为了实现上述第一个目的，本发明采用了以下技术方案：
一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸，该电解电容器纸的原料由麻浆和化学纤维组成；麻浆包括剑麻浆、马尼拉麻浆、黄麻浆、汉麻浆、亚麻浆、雁皮浆、菠萝叶浆和檀皮浆中的一种或几种，麻浆的打浆度为30~90°SR，湿重为5~30g；所述的化学纤维包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、维纶纤维和聚丙烯腈纤维中的一种或几种，化学纤维的长度为1.5~15mm，纤度为0.1~3dtex；按干重质量百分比计，麻浆为10~80%，化学纤维为20~90%。
作为优选，按干重质量百分比计，麻浆为40~60%，化学纤维为40~60%。
作为优选，麻浆的打浆度为60~85°SR，湿重为10~20g。
作为优选，化学纤维的长度为2~10mm，纤度为0.2~2dtex。
作为优选，所述的电解电容器纸的表面喷雾喷涂或浸渍涂布有增强层，涂布后涂布量占纸张绝干质量的1~10%。
作为优选，喷雾涂布液或浸渍涂布液的成分为聚乙烯醇及其衍生物、聚丙烯酰胺和淀粉中的一种或几种。
为了实现上述第二个目的，本发明采用了以下技术方案：
一种制备所述的增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸的方法，该方法包括以下的步骤：
1）将麻浆加水后疏解分散，得到浆料A；
2）将化学纤维分散均匀，得到浆料B；
3）浆料A与浆料B进行充分混合，得到混合浆料；
4）将混合浆料进行上网脱水成形，再经过压榨、干燥、喷雾涂布或浸渍涂布、干燥、卷取和分切，得到增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸。
进一步，步骤1）打浆设备为盘磨打浆机。步骤1）打浆浓度为1~10%。
进一步，步骤4）中成形抄造采用圆网，上网成形浓度为0.01~0.5%。
进一步，步骤4）干燥后经过喷雾涂布或浸渍涂布，然后再干燥，喷雾涂布和浸渍涂布的涂布液质量浓度为0.1~10%。
本发明采用麻浆和化学纤维为原料，通过湿法抄造制备免碳化固态电解电容器纸，本发明通过对麻浆进行打浆（进一步，进行涂布）来赋予纸张一定的强度，并利用化学纤维来提高纸张对单体的浸润性及减少单体在聚合过程中的副反应，制备出具有较高强度并对单体具有较好浸润性的免碳化固态电解电容器纸。
具体实施方式
参照例1
马尼拉麻浆采用双盘磨打浆机进行疏解，疏解浓度为4%，疏解后的打浆度和湿重分别为17°SR、27.5g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为0.5dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
参照例2
马尼拉麻浆采用双盘磨打浆机进行疏解，疏解浓度为4%，疏解后的打浆度和湿重分别为17°SR、27.5g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为1.0dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
参照例3
剑麻浆采用双盘磨打浆机进行疏解，疏解浓度为4%，疏解后的打浆度和湿重分别为15°SR、15.3g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为0.5dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
参照例4
剑麻浆采用双盘磨打浆机进行疏解，疏解浓度为4%，疏解后的打浆度和湿重分别为15°SR、15.3g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为1.0dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
实施例1
马尼拉麻浆采用双盘磨打浆机进行打浆处理，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为70°SR、14g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为0.5dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
实施例2
马尼拉麻浆采用双盘磨打浆机进行打浆处理，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为70°SR、14g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为1.0dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
实施例3
剑麻浆采用双盘磨打浆机进行打浆处理，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为75°SR、12g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为1.0dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
实施例4
剑麻浆采用双盘磨打浆机进行打浆处理，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为75°SR、12g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为1.0dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、卷取和分切后得到成品。
实施例5
马尼拉麻采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为70 °SR、14g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为6mm，纤度为0.8dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、喷雾涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为1.5%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的2.0%。
实施例6
马尼拉麻采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为70 °SR、14g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为6mm，纤度为0.8dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、喷雾涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为2.0%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的2.5%。
实施例7
剑麻浆采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为75 °SR、12g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为0.5dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、喷雾涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为1.5%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的2.0%。
实施例8
剑麻浆采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为75 °SR、12g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为0.5dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、喷雾涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为2.0%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的2.5%。
实施例9
马尼拉麻采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为70 °SR、14g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为6mm，纤度为0.8dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、浸渍涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为2.5%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的4%。
实施例10
马尼拉麻采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为70 °SR、14g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为6mm，纤度为0.8dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、浸渍涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为2.5%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的4.5%。
实施例11
剑麻采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为75 °SR、12g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为0.5dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的50%、50%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、浸渍涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为2.5%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的4%。
实施例12
剑麻采用双盘磨打浆机进行疏解及打浆，打浆浓度为4%，打浆后的打浆度和湿重分别为75 °SR、12g；PET聚酯纤维经分散后，浆浓为2%，纤维长度为5mm，纤度为1.0dtex。将两种纤维进行混合，混合后马尼拉麻浆和PET聚酯纤维分别占纤维绝干总量的40%、60%，混合后浆料浓度为1%，两种纤维混合均匀后，通过圆网成型，上网成形浓度为0.05%，然后经压榨、干燥、浸渍涂布、干燥、卷取和分切后得到成品，涂布液为聚乙烯醇水溶液，质量浓度为3%，涂布量为涂布后纸张绝干质量的5%。
上述各个免碳化固态电解电容器纸的测试数据如下：

Claims (10)

1.一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸，其特征在于，该电解电容器纸的原料由麻浆和化学纤维组成；麻浆包括剑麻浆、马尼拉麻浆、黄麻浆、汉麻浆、亚麻浆、雁皮浆、菠萝叶浆和檀皮浆中的一种或几种，麻浆的打浆度为30~90°SR，湿重为5~30g；所述的化学纤维包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、维纶纤维和聚丙烯腈纤维中的一种或几种，化学纤维的长度为1.5~15mm，纤度为0.1~3dtex；按干重质量百分比计，麻浆为10~80%，化学纤维为20~90%。
2.根据权利要求1所述的一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸，其特征在于，按干重质量百分比计，麻浆为40~60%，化学纤维为40~60%。
3.根据权利要求1所述的一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸，其特征在于，麻浆的打浆度为60~85°SR，湿重为10~20g。
4.根据权利要求1所述的一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸，其特征在于，化学纤维的长度为2~10mm，纤度为0.2~2dtex。
5.根据权利要求1所述的一种增强型免碳化固态电解电容器纸，其特征在于，所述的电解电容器纸的表面喷雾喷涂或浸渍涂布有增强层，涂布后涂布量占纸张绝干质量的1~10%。
6.根据权利要求5所述的一种增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸，其特征在于，所述的电解电容器纸的表面喷雾喷涂液或浸渍涂布液的成分为聚乙烯醇及其衍生物、聚丙烯酰胺和淀粉中的一种或几种。
7.一种制备权利要求1~6任意一项权利要求所述的增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸的方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：
1）将麻浆加水后疏解分散，得到浆料A；
2）将化学纤维分散均匀，得到浆料B；
3）浆料A与浆料B进行充分混合，得到混合浆料；
4）将混合浆料进行上网脱水成形，再经过压榨、干燥、卷取和分切，得到增强型低紧度免碳化固态电解电容器纸。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1）打浆设备为盘磨打浆机；浆浓度为1~10%。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4）中成形抄造采用圆网，上网成形浓度为0.01~0.5%。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4）干燥后经喷雾涂布或浸渍涂布，然后再干燥，喷雾涂布和浸渍涂布的涂布液质量浓度为0.1~10%。
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