CN109577102A - 一种电解电容器纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解电容器纸，旨在提供一种可以进一步提高耐压、吸液能力且不易短路，可以在满足产品性能的要求下缩小产品体积的电解电容器纸，其技术方案要点是包括纳米纤维层和复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层，其中复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层可以为一层或多层，本发明适用于电容器用纸技术领域。

Description

一种电解电容器纸及其制备方法

技术领域

本发明属于电容器用纸技术领域，特指一种电解电容器纸及其制备方法。

背景技术

电解电容器纸是用于电解电容器的阳极和阴极之间，它不但能防止两极接触，而且还能保持电解液，也称电容器隔离纸。电解电容器纸和普通的纸有所不同，它对于纸的要求如下：(1)纸质要均匀，厚度和紧度要求均一，纤维排列要均匀，要有充分必要的机械、电气强度；(2)吸收性要好，能吸附足够的电解液；(3)要有较好的耐电压性能。

现有电解电容器纸，主要采用木浆层和麻浆层的复合结构，为了减小电容器的体积，电解电容器纸的厚度不能过厚，但若仅采用木浆及麻浆材质，其耐电压性能及吸液能力很难再提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐压性能好、吸液能力强的电解电容器纸。

本发明的目的是这样实现的：一种电解电容器纸，包括纳米纤维层和复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层；

纳米纤维层中各原料的组分按重量份数计包括：木浆100份、经纳米化处理的木棉纤维30份、氧化铝纳米纤维5-10份；

高耐压纤维层中各原料的组分按重量份数计包括：木浆100份、木棉纤维10-20份、陶瓷纤维10-20份、石棉纤维5-10份、聚酯纤维2-5份、聚酰胺纤维2-5份。

本发明进一步设置为：复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层可以为一层或多层。

一种电解电容器纸的制备方法，包括以下步骤：

(一)、制备纳米纤维层：

a、将木浆加水后制成3-5％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度3-5％、打浆度60-90°SR、湿重6-12g的浆料A，将浆料A加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入经纳米化处理的木棉纤维和氧化铝纳米纤维，搅拌均匀后获得成型浆A；

d、将成型浆A加入到挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(二)、制备高耐压纤维层：

a、将木浆加水后制成6-8％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度6-8％、打浆度40-60°SR、湿重5-10g的浆料B，以及质量浓度6-8％、打浆度70-98°SR、湿重5-12g的浆料C，其中浆料B和浆料C的质量比为4比1；

c、将浆料B加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入木棉纤维、陶瓷纤维和石棉纤维加入到搅拌桶中，获得成型浆B；将浆料C加入到另一搅拌桶中，分散均匀后加入聚酯纤维和聚酰胺纤维，得到成型浆C；

d、将成型浆B和成型浆C加入到双网挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(三)、复合：

将干燥后的高耐压纤维层进行涂布处理，涂布液为PVA涂布液，涂布完成后将高耐压纤维层复合于纳米纤维层的上下表面。

本发明进一步设置为：木棉纤维的纳米化处理包括以下步骤：

a、将木棉纤维加入到NaOH水溶液中搅拌洗涤，之后过滤取得滤渣，其中加热温度至80℃，搅拌为2小时，NaOH和水的配比按重量份数计为5：100；

b、将滤渣加入到质量浓度75％硫酸溶液中，之后过滤取得第二次滤渣，其中加热至70℃，搅拌8小时，

c、将第二次滤渣进行多次加水并进行超声振荡洗涤，每次超声振荡后静止去除上方清液再加水，每次加水后，检测第二次滤渣的PH值，洗涤至中性时过滤取得第三次滤渣；

d、将第三次滤渣加入乙醇稀释，进行超声粉碎，之后通过超声振荡使其呈均相，所得均相溶液采用透析膜透析，脱水干燥后得到球状晶态纳米纤维素。

本发明进一步设置为：所述涂布液的涂布量为0.5-0.8g/㎡。

通过采用上述技术方案，本制备工艺步骤简单，本产品可以进一步提高耐压、吸液能力且不易短路，可以在满足产品性能的要求下缩小产品体积。

具体实施方式

一种电解电容器纸，包括纳米纤维层和复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层；

纳米纤维层中各原料的组分按重量份数计包括：木浆100份、经纳米化处理的木棉纤维30份、氧化铝纳米纤维10份；

高耐压纤维层中各原料的组分按重量份数计包括：木浆100份、木棉纤维10-20份、陶瓷纤维10-20份、石棉纤维5-10份、聚酯纤维2-5份、聚酰胺纤维2-5份。

纳米纤维层中木棉纤维经过处理后形成纳米纤维素，具有良好的吸湿性能，且试验发现加入后可以增加整体的耐压性能，氧化铝纳米纤维也能进一步提高耐压性能，但若经纳米化处理的木棉纤维和氧化铝纳米纤维的添加量过大，则会造成纳米纤维层的抗张强度大大降低，反而影响使用，因此木浆100份、经纳米化处理的木棉纤维30份、氧化铝纳米纤维10份，是其最合理的配比。

高耐压纤维层中加入木棉纤维，木棉纤维具有质量轻、且中空结构，具有良好的保湿性，可以提高进一步的吸液能力，而陶瓷纤维和石棉纤维的加入可以大幅提高整体耐压、耐击穿能力，而聚酯纤维和聚酰胺纤维主要用于增加各组分之间的抱合性，既提高成型后纸张的抗张强度，且聚酯纤维和聚酰胺纤维也具有良好的吸湿性和耐击穿性能。

其中复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层可以为一层或多层。

根据不同原料配比及其制备方法，形成以下具体实施例：

实施例一、

电解电容器纸的制备方法，包括以下步骤：

(一)、制备纳米纤维层：

a、将木浆100份加水后制成3％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度3％、打浆度60°SR、湿重6g的浆料A，将浆料A加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入经纳米化处理的木棉纤维30份和氧化铝纳米纤维10份，搅拌均匀后获得成型浆A；

d、将成型浆A加入到挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理，制得纳米纤维层；

(二)、制备高耐压纤维层：

a、将木浆100份加水后制成6％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度6％、打浆度40°SR、湿重5g的浆料B，以及质量浓度6％、打浆度70°SR、湿重12g的浆料C，其中浆料B和浆料C的质量比为4比1；

c、将浆料B加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入木棉纤维10份、陶瓷纤维10份和石棉纤维5份加入到搅拌桶中，获得成型浆B；将浆料C加入到另一搅拌桶中，分散均匀后加入聚酯纤维2份和聚酰胺纤维2份，得到成型浆C；

d、将成型浆B和成型浆C加入到双网挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(三)、复合：

将干燥后的高耐压纤维层进行涂布处理，涂布液为PVA涂布液，涂布液的涂布量为0.5g/㎡，涂布完成后将高耐压纤维层复合于纳米纤维层的上下表面。

实施例二：

电解电容器纸的制备方法，包括以下步骤：

(一)、制备纳米纤维层：

a、将木浆100份加水后制成4％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度4％、打浆度75°SR、湿重9g的浆料A，将浆料A加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入经纳米化处理的木棉纤维30份和氧化铝纳米纤维10份，搅拌均匀后获得成型浆A；

d、将成型浆A加入到挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(二)、制备高耐压纤维层：

a、将木浆100份加水后制成7％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度7％、打浆度50°SR、湿重10g的浆料B，以及质量浓度7％、打浆度85°SR、湿重5g的浆料C，其中浆料B和浆料C的质量比为4比1；

c、将浆料B加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入木棉纤维15份、陶瓷纤维15份和石棉纤维8份加入到搅拌桶中，获得成型浆B；将浆料C加入到另一搅拌桶中，分散均匀后加入聚酯纤维3份和聚酰胺纤维3份，得到成型浆C；

d、将成型浆B和成型浆C加入到双网挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(三)、复合：

将干燥后的高耐压纤维层进行涂布处理，涂布液为PVA涂布液，涂布液的涂布量为0.7g/㎡，涂布完成后将高耐压纤维层复合于纳米纤维层的上下表面。

实施例三：

电解电容器纸的制备方法，包括以下步骤：

(一)、制备纳米纤维层：

a、将木浆100份加水后制成5％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度5％、打浆度90°SR、湿重12g的浆料A，将浆料A加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入经纳米化处理的木棉纤维30份和氧化铝纳米纤维10份，搅拌均匀后获得成型浆A；

d、将成型浆A加入到挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(二)、制备高耐压纤维层：

a、将木浆100份加水后制成8％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度8％、打浆度60°SR、湿重7g的浆料B，以及质量浓度8％、打浆度98°SR、湿重8g的浆料C，其中浆料B和浆料C的质量比为4比1；

c、将浆料B加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入木棉纤维20份、陶瓷纤维20份和石棉纤维5份加入到搅拌桶中，获得成型浆B；将浆料C加入到另一搅拌桶中，分散均匀后加入聚酯纤维5份和聚酰胺纤维5份，得到成型浆C；

d、将成型浆B和成型浆C加入到双网挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(三)、复合：

将干燥后的高耐压纤维层进行涂布处理，涂布液为PVA涂布液，涂布液的涂布量为0.8g/㎡，涂布完成后将高耐压纤维层复合于纳米纤维层的上下表面。

上述实施例一至实施例三中，木棉纤维、陶瓷纤维和石棉纤维加入到打浆度40-60°SR的浆料B中，其相容性效果最优，而聚酯纤维和聚酰胺纤维加入到打浆度70-98°SR的浆料C中，其相容性效果最优，其成型后高耐压纤维层的性能最优；

制备过程中浆料B和浆料C的质量配比为4比1时，其挤出成型时抗张强度等机械性能最好；

PVA涂布液既能提高耐击穿能力，且其具有粘结性，可以增加各层之间的复合强度。

优选的：成型后电解电容器纸的结构为，上两层高耐压纤维层、中间一层纳米纤维层和下两层高耐压纤维层，共五层复合，各层之间厚度均匀。

实施例一至实施例三中木棉纤维的纳米化处理均包括以下步骤：

a、将木棉纤维加入到NaOH水溶液中搅拌洗涤，之后过滤取得滤渣，其中加热温度至80℃，搅拌为2小时，NaOH和水的配比按重量份数计为5：100，可以去除木棉纤维表面的胶质，且能明显提高吸湿性能；

b、将滤渣加入到质量浓度75％硫酸溶液中，之后过滤取得第二次滤渣，其中加热至70℃，搅拌8小时，木棉纤维中的木质素易溶解于质量浓度75％硫酸溶液中，因此便于除去木质素；

c、将第二次滤渣进行多次加水并进行超声振荡洗涤，每次超声振荡后静止去除上方清液再加水，每次加水后，检测第二次滤渣的PH值，洗涤至中性时过滤取得第三次滤渣；

d、将第三次滤渣加入乙醇稀释，进行超声粉碎，之后通过超声振荡使其呈均相，所得均相溶液采用透析膜透析，脱水干燥后得到球状晶态纳米纤维素。

上述各实施例的测试数据如下，表一：

下表二：以实施例二为基础制得不同厚度的电解电容器纸进行数据测试以及传统以木浆和麻浆为原料制成的电解电容器纸的测试数据：

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电解电容器纸，其特征在于：包括纳米纤维层和复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层；

纳米纤维层中各原料的组分按重量份数计包括：木浆100份、经纳米化处理的木棉纤维30份、氧化铝纳米纤维10份；

高耐压纤维层中各原料的组分按重量份数计包括：木浆100份、木棉纤维10-20份、陶瓷纤维10-20份、石棉纤维5-10份、聚酯纤维2-5份、聚酰胺纤维2-5份。

2.根据权利要求1所述的一种电解电容器纸，其特征在于：复合于纳米纤维层上下两面上的高耐压纤维层可以为一层或多层。

3.一种根据权利要求1所述电解电容器纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(一)、制备纳米纤维层：

a、将木浆加水后制成3-5％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度3-5％、打浆度60-90°SR、湿重6-12g的浆料A，将浆料A加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入经纳米化处理的木棉纤维和氧化铝纳米纤维，搅拌均匀后获得成型浆A；

d、将成型浆A加入到挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(二)、制备高耐压纤维层：

a、将木浆加水后制成6-8％质量浓度的原浆料；

b、将原浆料经过打浆机获得质量浓度6-8％、打浆度40-60°SR、湿重5-10g的浆料B，以及质量浓度6-8％、打浆度70-98°SR、湿重5-12g的浆料C，其中浆料B和浆料C的质量比为4比1；

c、将浆料B加入到搅拌桶中，分散均匀后依次加入木棉纤维、陶瓷纤维和石棉纤维加入到搅拌桶中，获得成型浆B；将浆料C加入到另一搅拌桶中，分散均匀后加入聚酯纤维和聚酰胺纤维，得到成型浆C；

d、将成型浆B和成型浆C加入到双网挤浆机中进行复合挤出，之后进行干燥处理；

(三)、复合：

将干燥后的高耐压纤维层进行涂布处理，涂布液为PVA涂布液，涂布完成后将高耐压纤维层复合于纳米纤维层的上下表面。

4.根据权利要求3所述的一种电解电容器纸的制备方法，其特征在于：木棉纤维的纳米化处理包括以下步骤：

a、将木棉纤维加入到NaOH水溶液中搅拌洗涤，之后过滤取得滤渣，其中加热温度至80℃，搅拌为2小时，NaOH和水的配比按重量份数计为5：100；

b、将滤渣加入到质量浓度75％硫酸溶液中，之后过滤取得第二次滤渣，其中加热至70℃，搅拌8小时，

c、将第二次滤渣进行多次加水并进行超声振荡洗涤，每次超声振荡后静止去除上方清液再加水，每次加水后，检测第二次滤渣的PH值，洗涤至中性时过滤取得第三次滤渣；

d、将第三次滤渣加入乙醇稀释，进行超声粉碎，之后通过超声振荡使其呈均相，所得均相溶液采用透析膜透析，脱水干燥后得到球状晶态纳米纤维素。

5.根据权利要求3所述的一种电解电容器纸的制备方法，其特征在于：所述涂布液的涂布量为0.5-0.8g/㎡。