CN109273267A - 镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，所述电解液按照质量比包括：主溶剂：25%～80%、辅助溶剂：5%～15%、主溶质：10%～30%、辅助溶质：3%～5%、耐卤剂：1%～3%、耐压提升剂：5%～20%，所述主溶剂为二甘醇丁醚。本发明采用了混合溶剂体系，既保证了高温特性，又兼顾了低温特性，因为二甘醇丁醚的沸点高，γ‑丁内酯的凝固点低；同时，二甘醇丁醚的蒸汽压比常用溶剂乙二醇低，只有1pa/20ºC；其次添加了适量的耐压提升剂，因为中高压镇流器专用电解液由于电导率高因而影响闪火电压，所以耐压提升剂的引入即可保证高电导率的情况下有足够的耐压能力；另外添加了耐卤剂，这样就减少了长时间工作时的腐蚀概率，从而保证了产品寿命。
Description
技术领域
本发明属于电容器制备领域，特别是一种350V～400V长寿命镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法。
背景技术
在电子镇流器中，电解电容器作为滤波、平滑纹波电压的重要元件，由它向半桥逆变电路提供直流电压以使电路正常工作，电解电容器是一个十分关键的元件，它的质量和寿命直接影响整个电子镇流器的质量和可靠性。
位于镇流器附近的灯管和变压器等部件在实际使用过程中的发热影响，使得铝电解电容器的使用环境温度非常高，其最高环境温度可达125ºC以上，因此铝电解电容器必须具有足够高的耐高温能力。
由图1可见，电解电容器不仅作为低频端的整流滤波，同时还必须承受后级的高频充放电。因此铝电解电容器就必须具备高频下的低阻抗，即要具有良好的耐纹波特性，才能使输出电压稳定。
所以电子镇流器专用中高压铝电解电容器必须具有：①高的耐压水平；②高的耐温能力，其最高耐温达150ºC；③耐大纹波特性，每微法最高可耐受40mA以上的纹波电流；④长的使用寿命，在105 ºC条件下最长使用寿命达15000小时以上。同时，中高压铝电解电容器还必须具有低的漏电流和低的阻抗等特性才能满足镇流器的使用要求。
为了满足上述要求，除了原材料的精心筛选和严格的工艺控制外，电解液的合理搭配和制备则是关键因素，因电解液是电容器的实际阴极，它直接关系到电容器的耐压、耐温、耐大纹波及使用寿命。因此，电解液必须具有高的形成速率、高的沸点、低的蒸汽压、良好的电阻率温度特性以及稳定的物化特性。
发明内容
本发明目的在于提供一种高温特性，又兼顾了低温特性，减少了长时间工作时的腐蚀概率，从而保证了产品寿命的中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：一种镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，所述电解液按照质量比包括：主溶剂：25%～80%、辅助溶剂：5%～15%、主溶质：10%～30%、辅助溶质：3%～5%、耐卤剂：1%～3%、耐压提升剂：5%～20%，所述主溶剂为二甘醇丁醚。
本发明的进一步改进在于：所述辅助溶剂为：二甘醇、γ-丁内酯、丙三醇、苯甲醇中的一种或两种的混合物。
本发明的进一步改进在于：所述主溶质为癸二酸及其铵盐、1,5-十二双酸及其铵盐、壬二酸氢铵、5,6-癸烷二羧酸及其铵盐中的一种或两种以上物质的混合物。
本发明的进一步改进在于：所述辅助溶质为己二酸及其铵盐、苯甲酸及其铵盐、癸烷三乙胺中的一种或两种以上的混合物。
本发明的进一步改进在于：所述耐压提升剂为碳酸丙烯酯、聚环氧乙烷环氧丙烷醚、纳米二氧化钛乙二醇溶液、甘露醇中的一种或两种以上的混合物。
本发明的进一步改进在于：所述耐卤剂为EDTA、EDPA中的一种或两种以上的混合物。
一种中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，包括以下步骤：将主溶剂和辅助溶剂加入反应釜中，边搅拌边加热，使溶剂充分混合均匀，待温度升至120 ºC时加入耐压提升剂甘露醇，继续加热至140 ºC使甘露醇充分溶解并与溶剂均匀结合；而后加入主溶质癸二酸铵，保持140 ºC30分钟，用循环冷却水将釜温降至130 ºC，加入剩余的主辅溶质搅拌至完全溶解并保持30分钟；最后将釜温降至110 ºC，加入耐卤剂和剩余耐压提升剂，充分搅拌以使完全溶解和混合均匀，40分钟，然后自然冷却到室温即得到成品电解液。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
采用了混合溶剂体系，既保证了高温特性，又兼顾了低温特性，因为二甘醇丁醚的沸点高（230 ºC），γ-丁内酯的凝固点低（-44 ºC）；同时，二甘醇丁醚的蒸汽压比常用溶剂乙二醇低，只有1pa/20 ºC（而乙二醇为8pa/20 ºC）；其次添加了适量的耐压提升剂，因为中高压镇流器专用电解液由于电导率高因而影响闪火电压，所以耐压提升剂的引入即可保证高电导率的情况下有足够的耐压能力；另外添加了耐卤剂，这样就减少了长时间工作时的腐蚀概率，从而保证了产品寿命。
附图说明
图1为电解电容器的功能特点图。
具体实施方式
以下通过优选实施例对本发明工艺作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例一
实施例二
一种中高压镇流器专用铝电解电容器工作电解液的制备方法，包括以下步骤：将二甘醇丁醚、γ-丁内酯加入反应釜中，边搅拌边加热，使溶剂充分混合均匀，待温度升至120 ºC时加入耐压提升剂甘露醇，继续加热至140 ºC使甘露醇充分溶解并与溶剂均匀结合；
加入癸二酸铵保持140 ºC30分钟，而后用循环冷却水将釜温降至130 ºC，加入剩余的5,6-癸烷二羧酸铵、（1,5-十二双酸铵）、苯甲酸铵、己二酸铵搅拌至完全溶解30分钟；
最后将釜温降至110 ºC，加入二氧化钛、癸烷三乙胺、EDTA（EDPA），充分搅拌以使完全溶解和混合均匀，40分钟，而后自然冷却到室温即得到成品电解液。
将上述实施例一至二根据上面电解液的制作方法配制成电解液，基础数据如表一所示：
表一
| 电解液 | 电导率ms/cm30 ºC | PH值 | 闪火电压V | 水分% |
| 实施例一 | 3200 | 6.5±1 | 450 | 1.5±0.5 |
| 实施例二 | 2800 | 6.5±1 | 480 | 1.5±0.5 |
将表一中实施例一之电解液制成350V22uF电容器，并于130 ºC高温下进行纹波试验，试验条件为：130℃AC; 50Hz;AC:50V;DC;300V，3000h数据如表二所示。
表二
表中：C—电容量；DF—损耗角正切；IL—漏电流；指标之数据均为20只电容测试数据之平均值。
将表一中实施例二之电解液制成400V56uF电容器，并于130 ºC高温下进行试验，试验条件为：130℃;AC:50V DC;350V，3000h数据如表三所示。
表三
表中：C—电容量；DF—损耗角正切；IL—漏电流；指标之数据均为20只电容测试数据之平均值
结果：由表二和表三例试数据可知，采用此实施例中高压镇流器专用电解液经130 ºC纹波完全能满足产品需要，容量变化只有要求的三分之一（规定不超过300%），而损耗亦不到初始值的2倍（规定不超过初始值的3倍），且外观正常，而根据10度法则，130 ºC 3000小时已能满足105 ºC 15000小时的使用要求，因而达到了设计目标。
本发明采用了混合溶剂体系，既保证了高温特性，又兼顾了低温特性，因为二甘醇丁醚的沸点高（230 ºC），γ-丁内酯的凝固点低（-44 ºC）；同时，二甘醇丁醚的蒸汽压比常用溶剂乙二醇低，只有1pa/20 ºC（乙二醇8pa/20 ºC）；其次添加了适量的耐压提升剂，因为中高压镇流器专用电解液由于电导率高因而影响闪火电压，所以耐压提升剂的引入即可保证高电导率的情况下有足够的耐压能力；另外添加了耐卤剂，这样就减少了长时间工作时的腐蚀概率，从而保证了产品寿命。
申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，其特征在于：所述电解液按照质量比包括：主溶剂：25%～80%、辅助溶剂：5%～15%、主溶质：10%～30%、辅助溶质：3%～5%、耐卤剂：1%～3%、耐压提升剂：5%～20%，所述主溶剂为二甘醇丁醚。
2.根据权利要求1所述的镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，其特征在于：所述辅助溶剂为：二甘醇、γ-丁内酯、丙三醇、苯甲醇中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，其特征在于：所述主溶质为癸二酸及其铵盐、1,5-十二双酸及其铵盐、壬二酸氢铵、5,6-癸烷二羧酸及其铵盐中的一种或两种以上物质的混合物。
4.根据权利要求1所述的镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，其特征在于：所述辅助溶质为己二酸及其铵盐、苯甲酸及其铵盐、癸烷三乙胺中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，其特征在于：所述耐压提升剂为碳酸丙烯酯、聚环氧乙烷环氧丙烷醚、纳米二氧化钛乙二醇溶液、甘露醇中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，其特征在于：所述耐卤剂为EDTA、EDPA中的一种或两种以上的混合物。
7.一种镇流器用中高压铝电解电容器工作电解液及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将主溶剂和辅助溶剂加入反应釜中，边搅拌边加热，使溶剂充分混合均匀，待温度升至120 ºC时加入耐压提升剂甘露醇，继续加热至140 ºC使甘露醇充分溶解并与溶剂均匀结合；而后加入主溶质癸二酸铵，保持140 ºC30分钟，用循环冷却水将釜温降至130 ºC，加入剩余的主辅溶质搅拌至完全溶解并保持30分钟；最后将釜温降至110 ºC，加入耐卤剂和剩余耐压提升剂，充分搅拌以使完全溶解和混合均匀，40分钟，然后自然冷却到室温即得到成品电解液。
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