CN110041637A - 一种高效减震电容器防爆缓冲材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效减震电容器防爆缓冲材料及其制备方法，涉及电容器生产技术领域。所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯50‑60份、纳米二氧化硅1‑2份、丁基橡胶10‑15份、甲基乙烯基醚6‑10份、2‑硫醇基苯骈咪唑3‑5份、2，6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚4‑8份、膨胀蛭石粉5‑10份、纳米硅藻土5‑10份、氮化硅2‑4份、碳化钼4‑6份、二氧化锰6‑8份、氧化镁3‑5份、交联剂0.6‑1.0份、发泡剂1‑2份、成核剂0.8‑1.2份。本发明克服了现有技术的不足，不仅能有效提升材料的缓冲减震性能，使其具有丰富的孔隙、富有弹性，减震效果好，还能有效提升其耐高温和耐磨性能，缓冲材料整体性能优异，安全性高，适宜推广。

Description

一种高效减震电容器防爆缓冲材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电容器生产技术领域，具体涉及一种高效减震电容器防爆缓冲材料及其制备方法。
背景技术
电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。随着电子信息技术的日新月异，数码电子产品的更新换代速度越来越快，以平板电视、笔记本电脑、数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长，带动了电容器产业增长。
电容器在其使用过程中，通常会采用缓冲材料对其进行保护，防止电容器发生爆炸等危险事故。为了提高电容器的安全性，因此，一种高效减震电容器防爆缓冲材料是研究者们研究的一个方向。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种高效减震电容器防爆缓冲材料及其制备方法，本发明克服了现有技术的不足，不仅能有效提升材料的缓冲减震性能，使其具有丰富的孔隙、富有弹性，减震效果好，还能有效提升其耐高温和耐磨性能，缓冲材料整体性能优异，安全性高，适宜推广。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种高效减震电容器防爆缓冲材料，所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯50-60份、纳米二氧化硅1-2份、丁基橡胶10-15份、甲基乙烯基醚6-10份、2-硫醇基苯骈咪唑3-5份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚4-8份、膨胀蛭石粉5-10份、纳米硅藻土5-10份、氮化硅2-4份、碳化钼4-6份、二氧化锰6-8份、氧化镁3-5份、交联剂0.6-1.0份、发泡剂1-2份、成核剂0.8-1.2份。
优选的，所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯55份、纳米二氧化硅1.5份、丁基橡胶12.5份、甲基乙烯基醚8份、2-硫醇基苯骈咪唑4份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚6份、膨胀蛭石粉7.5份、纳米硅藻土7.5份、氮化硅3份、碳化钼5份、二氧化锰7份、氧化镁4份、交联剂0.8份、发泡剂1.5份、成核剂1.0份。
优选的，所述交联剂由氯化钙和氯化锌以质量比为3:1混合而成。
优选的，所述发泡剂由偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈以质量比为2:1混合而成。
优选的，所述成核剂由碳酸钙和氧化钙以质量比为1:1混合而成。
优选的，所述电容器的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚苯乙烯加入密炼机内，升温至240-260℃，保温熔融2-4h后加入纳米二氧化硅，搅拌均匀后通入氩气升压至4-8MPa，保压改性1-2h后恢复至常压，再保温静置30-50min得改性基料备用；
(2)将丁基橡胶、甲基乙烯基醚、2-硫醇基苯骈咪唑和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合后加入上述步骤(1)中的密炼机内，升温至300-320℃，保温混炼2-4h得混合料备用；
(3)将膨胀蛭石粉和纳米硅藻土放入高温炉中进行焙烧，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后自然冷却至室温，再向其混合物中加入交联剂和4-8倍体积的氢氧化钾溶液，搅拌均匀后在60-80℃条件下进行恒温水浴加热，保温改性1-2h后将其混合物高速离心得滤渣，再将其滤渣洗涤后真空干燥得改性物料备用；
(4)向制得的改性辅料中加入氮化硅、碳化钼、二氧化锰和氧化镁，后将其混合物加入球磨机中研磨至粒度为0.03-0.05mm，再将其混合粉末加入高速分散机内，高速分散20-30min后得辅料备用；
(5)将制得的辅料加入上述步骤(2)中的密炼机内与混合料混合，保温混炼2-4h后再加入发泡剂和成核剂，保温发泡40-60min后将其混合物打入模具中进行注塑成型，后自然冷却至室温得到产品。
优选的，所述步骤(1)中调整密炼机的转速为200-300r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速为1000-1200r/min。
优选的，所述步骤(3)中高速离心的转速为800-1000r/min，真空干燥的温度为100-120℃，干燥时间为40-60min。
本发明提供一种高效减震电容器防爆缓冲材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用聚苯乙烯作为基料，并且在高温高压条件下使用纳米二氧化硅对其进行改性，能有效提高聚苯乙烯的缓冲减震性能，使其更具有弹性，后与丁基橡胶、甲基乙烯基醚、2-硫醇基苯骈咪唑和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚相互配合，能够进一步提升缓冲材料的缓冲减震性能，减震效果好，安全性高；
(2)本发明还添加有膨胀蛭石粉和纳米硅藻土等辅料，先通过高温焙烧进行一次改性，再在交联剂的作用下进行交联，并在碱性环境下进行二次改性，能够有效提升其整体性能，后与氮化硅、碳化钼、二氧化锰和氧化镁配合使用，不仅使制得的缓冲材料具有丰富的孔隙、提升其缓冲减震的性能，还能有效提升其耐高温和耐磨性能，缓冲材料整体性能优异，适宜推广。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高效减震电容器防爆缓冲材料，所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯50份、纳米二氧化硅1份、丁基橡胶10份、甲基乙烯基醚6份、2-硫醇基苯骈咪唑3份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚4份、膨胀蛭石粉5份、纳米硅藻土5份、氮化硅2份、碳化钼4份、二氧化锰6份、氧化镁3份、交联剂0.6份、发泡剂1份、成核剂0.8份。
其中，所述交联剂由氯化钙和氯化锌以质量比为3:1混合而成；所述发泡剂由偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈以质量比为2:1混合而成；所述成核剂由碳酸钙和氧化钙以质量比为1:1混合而成。
所述电容器的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚苯乙烯加入密炼机内，升温至240-260℃，保温熔融2-4h后加入纳米二氧化硅，搅拌均匀后通入氩气升压至4-8MPa，保压改性1-2h后恢复至常压，再保温静置30-50min得改性基料备用；
(2)将丁基橡胶、甲基乙烯基醚、2-硫醇基苯骈咪唑和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合后加入上述步骤(1)中的密炼机内，升温至300-320℃，保温混炼2-4h得混合料备用；
(3)将膨胀蛭石粉和纳米硅藻土放入高温炉中进行焙烧，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后自然冷却至室温，再向其混合物中加入交联剂和4-8倍体积的氢氧化钾溶液，搅拌均匀后在60-80℃条件下进行恒温水浴加热，保温改性1-2h后将其混合物高速离心得滤渣，再将其滤渣洗涤后真空干燥得改性物料备用；
(4)向制得的改性辅料中加入氮化硅、碳化钼、二氧化锰和氧化镁，后将其混合物加入球磨机中研磨至粒度为0.03-0.05mm，再将其混合粉末加入高速分散机内，高速分散20-30min后得辅料备用；
(5)将制得的辅料加入上述步骤(2)中的密炼机内与混合料混合，保温混炼2-4h后再加入发泡剂和成核剂，保温发泡40-60min后将其混合物打入模具中进行注塑成型，后自然冷却至室温得到产品。
其中，所述步骤(1)中调整密炼机的转速为200-300r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速为1000-1200r/min；所述步骤(3)中高速离心的转速为800-1000r/min，真空干燥的温度为100-120℃，干燥时间为40-60min。
实施例2：
一种高效减震电容器防爆缓冲材料，所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯55份、纳米二氧化硅1.5份、丁基橡胶12.5份、甲基乙烯基醚8份、2-硫醇基苯骈咪唑4份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚6份、膨胀蛭石粉7.5份、纳米硅藻土7.5份、氮化硅3份、碳化钼5份、二氧化锰7份、氧化镁4份、交联剂0.8份、发泡剂1.5份、成核剂1.0份。
其中，所述交联剂由氯化钙和氯化锌以质量比为3:1混合而成；所述发泡剂由偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈以质量比为2:1混合而成；所述成核剂由碳酸钙和氧化钙以质量比为1:1混合而成。
所述电容器的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚苯乙烯加入密炼机内，升温至240-260℃，保温熔融2-4h后加入纳米二氧化硅，搅拌均匀后通入氩气升压至4-8MPa，保压改性1-2h后恢复至常压，再保温静置30-50min得改性基料备用；
(2)将丁基橡胶、甲基乙烯基醚、2-硫醇基苯骈咪唑和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合后加入上述步骤(1)中的密炼机内，升温至300-320℃，保温混炼2-4h得混合料备用；
(3)将膨胀蛭石粉和纳米硅藻土放入高温炉中进行焙烧，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后自然冷却至室温，再向其混合物中加入交联剂和4-8倍体积的氢氧化钾溶液，搅拌均匀后在60-80℃条件下进行恒温水浴加热，保温改性1-2h后将其混合物高速离心得滤渣，再将其滤渣洗涤后真空干燥得改性物料备用；
(4)向制得的改性辅料中加入氮化硅、碳化钼、二氧化锰和氧化镁，后将其混合物加入球磨机中研磨至粒度为0.03-0.05mm，再将其混合粉末加入高速分散机内，高速分散20-30min后得辅料备用；
(5)将制得的辅料加入上述步骤(2)中的密炼机内与混合料混合，保温混炼2-4h后再加入发泡剂和成核剂，保温发泡40-60min后将其混合物打入模具中进行注塑成型，后自然冷却至室温得到产品。
其中，所述步骤(1)中调整密炼机的转速为200-300r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速为1000-1200r/min；所述步骤(3)中高速离心的转速为800-1000r/min，真空干燥的温度为100-120℃，干燥时间为40-60min。
实施例3：
一种高效减震电容器防爆缓冲材料，所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯60份、纳米二氧化硅2份、丁基橡胶15份、甲基乙烯基醚10份、2-硫醇基苯骈咪唑5份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚8份、膨胀蛭石粉10份、纳米硅藻土10份、氮化硅4份、碳化钼6份、二氧化锰8份、氧化镁5份、交联剂1.0份、发泡剂2份、成核剂1.2份。
其中，所述交联剂由氯化钙和氯化锌以质量比为3:1混合而成；所述发泡剂由偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈以质量比为2:1混合而成；所述成核剂由碳酸钙和氧化钙以质量比为1:1混合而成。
所述电容器的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚苯乙烯加入密炼机内，升温至240-260℃，保温熔融2-4h后加入纳米二氧化硅，搅拌均匀后通入氩气升压至4-8MPa，保压改性1-2h后恢复至常压，再保温静置30-50min得改性基料备用；
(2)将丁基橡胶、甲基乙烯基醚、2-硫醇基苯骈咪唑和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合后加入上述步骤(1)中的密炼机内，升温至300-320℃，保温混炼2-4h得混合料备用；
(3)将膨胀蛭石粉和纳米硅藻土放入高温炉中进行焙烧，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后自然冷却至室温，再向其混合物中加入交联剂和4-8倍体积的氢氧化钾溶液，搅拌均匀后在60-80℃条件下进行恒温水浴加热，保温改性1-2h后将其混合物高速离心得滤渣，再将其滤渣洗涤后真空干燥得改性物料备用；
(4)向制得的改性辅料中加入氮化硅、碳化钼、二氧化锰和氧化镁，后将其混合物加入球磨机中研磨至粒度为0.03-0.05mm，再将其混合粉末加入高速分散机内，高速分散20-30min后得辅料备用；
(5)将制得的辅料加入上述步骤(2)中的密炼机内与混合料混合，保温混炼2-4h后再加入发泡剂和成核剂，保温发泡40-60min后将其混合物打入模具中进行注塑成型，后自然冷却至室温得到产品。
其中，所述步骤(1)中调整密炼机的转速为200-300r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速为1000-1200r/min；所述步骤(3)中高速离心的转速为800-1000r/min，真空干燥的温度为100-120℃，干燥时间为40-60min。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高效减震电容器防爆缓冲材料，其特征在于，所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯50-60份、纳米二氧化硅1-2份、丁基橡胶10-15份、甲基乙烯基醚6-10份、2-硫醇基苯骈咪唑3-5份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚4-8份、膨胀蛭石粉5-10份、纳米硅藻土5-10份、氮化硅2-4份、碳化钼4-6份、二氧化锰6-8份、氧化镁3-5份、交联剂0.6-1.0份、发泡剂1-2份、成核剂0.8-1.2份。
2.根据权利要求1所述的一种高效减震电容器防爆缓冲材料，其特征在于，所述电容器由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯55份、纳米二氧化硅1.5份、丁基橡胶12.5份、甲基乙烯基醚8份、2-硫醇基苯骈咪唑4份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚6份、膨胀蛭石粉7.5份、纳米硅藻土7.5份、氮化硅3份、碳化钼5份、二氧化锰7份、氧化镁4份、交联剂0.8份、发泡剂1.5份、成核剂1.0份。
3.根据权利要求1所述的一种高效减震电容器防爆缓冲材料，其特征在于，所述交联剂由氯化钙和氯化锌以质量比为3:1混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种高效减震电容器防爆缓冲材料，其特征在于，所述发泡剂由偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈以质量比为2:1混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种高效减震电容器防爆缓冲材料，其特征在于，所述成核剂由碳酸钙和氧化钙以质量比为1:1混合而成。
6.一种高效减震电容器防爆缓冲材料的制备方法，其特征在于，所述电容器的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚苯乙烯加入密炼机内，升温至240-260℃，保温熔融2-4h后加入纳米二氧化硅，搅拌均匀后通入氩气升压至4-8MPa，保压改性1-2h后恢复至常压，再保温静置30-50min得改性基料备用；
(2)将丁基橡胶、甲基乙烯基醚、2-硫醇基苯骈咪唑和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合后加入上述步骤(1)中的密炼机内，升温至300-320℃，保温混炼2-4h得混合料备用；
(3)将膨胀蛭石粉和纳米硅藻土放入高温炉中进行焙烧，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后自然冷却至室温，再向其混合物中加入交联剂和4-8倍体积的氢氧化钾溶液，搅拌均匀后在60-80℃条件下进行恒温水浴加热，保温改性1-2h后将其混合物高速离心得滤渣，再将其滤渣洗涤后真空干燥得改性物料备用；
(4)向制得的改性辅料中加入氮化硅、碳化钼、二氧化锰和氧化镁，后将其混合物加入球磨机中研磨至粒度为0.03-0.05mm，再将其混合粉末加入高速分散机内，高速分散20-30min后得辅料备用；
(5)将制得的辅料加入上述步骤(2)中的密炼机内与混合料混合，保温混炼2-4h后再加入发泡剂和成核剂，保温发泡40-60min后将其混合物打入模具中进行注塑成型，后自然冷却至室温得到产品。
7.根据权利要求6所述的一种高效减震电容器防爆缓冲材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中调整密炼机的转速为200-300r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速为1000-1200r/min。
8.根据权利要求6所述的一种高效减震电容器防爆缓冲材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中高速离心的转速为800-1000r/min，真空干燥的温度为100-120℃，干燥时间为40-60min。
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