CN110808166A - 一种高导电耐击穿电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高导电耐击穿电容器的制备方法，包括以下步骤：将芯子端面包覆耐击穿膜采用电晕处理，然后再采用紫外光辐照，随后送入到胶壳内，然后向其中加入填充胶，随后置于10‑20MPa的高压反应釜中静置1‑2h，静置结束，再置于35‑45℃下保存20‑30min，保存结束，得到本发明的高导电耐击穿电容器。本发明的电容器采用的耐击穿膜由腰果酚缩水甘油醚与高密度聚乙烯作为互配料，可提高基体的耐击穿性能，同时添加的硅藻土经过改性处理后能够穿插到薄膜材料中，提高原料之间的紧密度，进一步的提高材料的耐击穿性能果。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种高导电耐击穿电容器及其制备方法。
背景技术
电容器是由两个电极及其间的介质材料构成的。介质材料是一种电介质，当被置于两块带有等量异性电荷的平行极板间的电场中时，由于极化而在介质表面产生极化电荷，遂使束缚在极板上的电荷相应增加，维持极板间的电位差不变。这就是电容器具有电容特征的原因。电容器中储存的电量Q等于电容量C与电极间的电位差U的乘积。电容量与极板面积和介电材料的介电常数ε成正比，与介电材料厚度(即极板间的距离)成反比。按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等等。
现有的电容器虽具有高导电等性能，但耐击穿性能较差，长期使用，容易影响到电容器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导电耐击穿电容器及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种高导电耐击穿电容器，包括介电基膜，介电基膜卷绕成芯子端面，所述芯子端面包覆耐击穿膜，所述电容器还包括填充胶和胶壳。
作为本发明的进一步方案是：所述耐击穿膜的制备方法为：
步骤一：原料的称取：40-50份腰果酚缩水甘油醚、20-30份高密度聚乙烯、10-20份纳米改性硅藻土、5-9份羟丙基淀粉、3-5份聚(癸二酸-甘油)酯；
步骤二，将腰果酚缩水甘油醚、高密度聚乙烯、聚(癸二酸-甘油)酯升温至105-115℃，保温35-45min，随后向其中加入纳米改性硅藻土、羟丙基淀粉至原料充分混合，搅拌速度1150-1250r/min，搅拌时间45-55min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A送入挤出机中进行挤出，挤出温度为215-225℃，随后送入铸片机中进行冷却形成片材，冷却温度为25-35℃，然后将冷却的片材进行预热，再进行横纵向拉伸，即得耐击穿膜。
作为本发明的进一步方案是：所述纳米改性硅藻土的制备方法为将纳米硅藻土先煅烧1-2h，煅烧温度为700-1000℃，然后置于纳米硅溶胶中，以220-250r/min的转速搅拌10-20min，搅拌结束，再热均质处理，处理结束，得到纳米改性硅藻土。
作为本发明的进一步方案是：所述热均质处理的制备方法为：将纳米硅藻土先以5℃/min的速率将温度升至550℃，保温10-20min，然后再以2℃/min将温度降至300℃，继续保温35-45min，最后冷却至室温，即可。
作为本发明的进一步方案是：所述填充胶为四官能度环氧树脂。
本发明还提供了一种高导电耐击穿电容器的制备方法，包括以下步骤：将芯子端面包覆耐击穿膜采用电晕处理，然后再采用紫外光辐照，随后送入到胶壳内，然后向其中加入填充胶，随后置于10-20MPa的高压反应釜中静置1-2h，静置结束，再置于35-45℃下保存20-30min，保存结束，得到本发明的高导电耐击穿电容器。
作为本发明的进一步方案是：所述电晕处理的功率为5-9Kw，处理温度为30-50℃，处理时间为15-25min。
作为本发明的进一步方案是：所述紫外光辐照的总剂量2.0-3.0kGy，辐照计量率为32-35Gy/min，辐照时间为1-2h。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的电容器采用的耐击穿膜由腰果酚缩水甘油醚与高密度聚乙烯作为互配料，可提高基体的耐击穿性能，同时添加的硅藻土经过改性处理后能够穿插到薄膜材料中，提高原料之间的紧密度，进一步的提高材料的耐击穿性能。
(2)高官能度环氧树脂主链上含有很多苯环结构，可提高环氧树脂耐热性，其具有高环氧官能团和高交联密度，因此具有优异的耐化学、良好的稳定性能，作为填充胶可提高电容器的性能稳定性。
(3)本发明击穿强度27℃时为45KV/mm，对比例3为30KV/mm，120℃时，本发明为31KV/mm，对比例4为26KV/mm，耐电弧时间在120℃，本发明为268s，27℃，对比例3为203，可知本发明具有很强的击穿强度和耐电弧能力，现有的电容器耐击穿性能较差。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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：
本实施例的本发明提供了一种高导电耐击穿电容器，包括介电基膜，介电基膜卷绕成芯子端面，所述芯子端面包覆耐击穿膜，所述电容器还包括填充胶和胶壳。
本实施例的耐击穿膜的制备方法为：
步骤一：原料的称取：40份腰果酚缩水甘油醚、20份高密度聚乙烯、10份纳米改性硅藻土、5份羟丙基淀粉、3份聚(癸二酸-甘油)酯；
步骤二，将腰果酚缩水甘油醚、高密度聚乙烯、聚(癸二酸-甘油)酯升温至105℃，保温35-45min，随后向其中加入纳米改性硅藻土、羟丙基淀粉至原料充分混合，搅拌速度110-1250r/min，搅拌时间45min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A送入挤出机中进行挤出，挤出温度为215℃，随后送入铸片机中进行冷却形成片材，冷却温度为25℃，然后将冷却的片材进行预热，再进行横纵向拉伸，即得耐击穿膜。
本实施例的纳米改性硅藻土的制备方法为将纳米硅藻土先煅烧1h，煅烧温度为700℃，然后置于纳米硅溶胶中，以220r/min的转速搅拌10min，搅拌结束，再热均质处理，处理结束，得到纳米改性硅藻土。
本实施例的热均质处理的制备方法为：将纳米硅藻土先以5℃/min的速率将温度升至550℃，保温10min，然后再以2℃/min将温度降至300℃，继续保温35min，最后冷却至室温，即可。
本实施例的填充胶为四官能度环氧树脂。
本实施例的一种高导电耐击穿电容器的制备方法，包括以下步骤：将芯子端面包覆耐击穿膜采用电晕处理，然后再采用紫外光辐照，随后送入到胶壳内，然后向其中加入填充胶，随后置于10MPa的高压反应釜中静置1h，静置结束，再置于35℃下保存20min，保存结束，得到本发明的高导电耐击穿电容器。
本实施例的电晕处理的功率为5Kw，处理温度为30℃，处理时间为15min。
本实施例的紫外光辐照的总剂量2.0kGy，辐照计量率为32Gy/min，辐照时间为1h。
实施例2：
本实施例的本发明提供了一种高导电耐击穿电容器，包括介电基膜，介电基膜卷绕成芯子端面，所述芯子端面包覆耐击穿膜，所述电容器还包括填充胶和胶壳。
本实施例的耐击穿膜的制备方法为：
步骤一：原料的称取：50份腰果酚缩水甘油醚、30份高密度聚乙烯、20份纳米改性硅藻土、9份羟丙基淀粉、5份聚(癸二酸-甘油)酯；
步骤二，将腰果酚缩水甘油醚、高密度聚乙烯、聚(癸二酸-甘油)酯升温至115℃，保温45min，随后向其中加入纳米改性硅藻土、羟丙基淀粉至原料充分混合，搅拌速度1250r/min，搅拌时间55min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A送入挤出机中进行挤出，挤出温度为225℃，随后送入铸片机中进行冷却形成片材，冷却温度为35℃，然后将冷却的片材进行预热，再进行横纵向拉伸，即得耐击穿膜。
本实施例的纳米改性硅藻土的制备方法为将纳米硅藻土先煅烧2h，煅烧温度为1000℃，然后置于纳米硅溶胶中，以250r/min的转速搅拌20min，搅拌结束，再热均质处理，处理结束，得到纳米改性硅藻土。
本实施例的热均质处理的制备方法为：将纳米硅藻土先以5℃/min的速率将温度升至550℃，保温20min，然后再以2℃/min将温度降至300℃，继续保温45min，最后冷却至室温，即可。
本实施例的填充胶为四官能度环氧树脂。
本实施例的一种高导电耐击穿电容器的制备方法，包括以下步骤：将芯子端面包覆耐击穿膜采用电晕处理，然后再采用紫外光辐照，随后送入到胶壳内，然后向其中加入填充胶，随后置于20MPa的高压反应釜中静置2h，静置结束，再置于45℃下保存20-30min，保存结束，得到本发明的高导电耐击穿电容器。
本实施例的电晕处理的功率为9Kw，处理温度为50℃，处理时间为25min。
本实施例的紫外光辐照的总剂量3.0kGy，辐照计量率为35Gy/min，辐照时间为2h。
实施例3：
本实施例的本发明提供了一种高导电耐击穿电容器，包括介电基膜，介电基膜卷绕成芯子端面，所述芯子端面包覆耐击穿膜，所述电容器还包括填充胶和胶壳。
本实施例的耐击穿膜的制备方法为：
步骤一：原料的称取：45份腰果酚缩水甘油醚、25份高密度聚乙烯、15份纳米改性硅藻土、7份羟丙基淀粉、4份聚(癸二酸-甘油)酯；
步骤二，将腰果酚缩水甘油醚、高密度聚乙烯、聚(癸二酸-甘油)酯升温至110℃，保温40min，随后向其中加入纳米改性硅藻土、羟丙基淀粉至原料充分混合，搅拌速度1200r/min，搅拌时间50min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A送入挤出机中进行挤出，挤出温度为220℃，随后送入铸片机中进行冷却形成片材，冷却温度为30℃，然后将冷却的片材进行预热，再进行横纵向拉伸，即得耐击穿膜。
本实施例的纳米改性硅藻土的制备方法为将纳米硅藻土先煅烧1.5h，煅烧温度为850℃，然后置于纳米硅溶胶中，以230r/min的转速搅拌15min，搅拌结束，再热均质处理，处理结束，得到纳米改性硅藻土。
本实施例的热均质处理的制备方法为：将纳米硅藻土先以5℃/min的速率将温度升至550℃，保温15min，然后再以2℃/min将温度降至300℃，继续保温40min，最后冷却至室温，即可。
本实施例的填充胶为四官能度环氧树脂。
本实施例的一种高导电耐击穿电容器的制备方法，包括以下步骤：将芯子端面包覆耐击穿膜采用电晕处理，然后再采用紫外光辐照，随后送入到胶壳内，然后向其中加入填充胶，随后置于15MPa的高压反应釜中静置1.5h，静置结束，再置于40℃下保存25min，保存结束，得到本发明的高导电耐击穿电容器。
本实施例的电晕处理的功率为7Kw，处理温度为40℃，处理时间为20min。
本实施例的紫外光辐照的总剂量2.5kGy，辐照计量率为34Gy/min，辐照时间为1.5h。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是耐击穿膜改为常规的膜。
对比例2：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是填充胶采用其他原料。
对比例3：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是采用现有的电容器。
实施例3及对比例1-3性能测试结果如下
本发明击穿强度27℃时为45KV/mm，对比例3为30KV/mm，120℃时，本发明为31KV/mm，对比例4为26KV/mm，耐电弧时间在120℃，本发明为268s，27℃，对比例3为203，可知本发明具有很强的击穿强度和耐电弧能力，现有的电容器耐击穿性能较差。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种高导电耐击穿电容器，包括介电基膜，介电基膜卷绕成芯子端面，其特征在于，所述芯子端面包覆耐击穿膜，所述电容器还包括填充胶和胶壳。
2.根据权利要求1所述的一种高导电耐击穿电容器，其特征在于，所述耐击穿膜的制备方法为：
步骤一：原料的称取：40-50份腰果酚缩水甘油醚、20-30份高密度聚乙烯、10-20份纳米改性硅藻土、5-9份羟丙基淀粉、3-5份聚(癸二酸-甘油)酯；
步骤二，将腰果酚缩水甘油醚、高密度聚乙烯、聚(癸二酸-甘油)酯升温至105-115℃，保温35-45min，随后向其中加入纳米改性硅藻土、羟丙基淀粉至原料充分混合，搅拌速度1150-1250r/min，搅拌时间45-55min，得到混合物A；
步骤三，将步骤二得到混合物A送入挤出机中进行挤出，挤出温度为215-225℃，随后送入铸片机中进行冷却形成片材，冷却温度为25-35℃，然后将冷却的片材进行预热，再进行横纵向拉伸，即得耐击穿膜。
3.根据权利要求2所述的一种高导电耐击穿电容器，其特征在于，所述纳米改性硅藻土的制备方法为将纳米硅藻土先煅烧1-2h，煅烧温度为700-1000℃，然后置于纳米硅溶胶中，以220-250r/min的转速搅拌10-20min，搅拌结束，再热均质处理，处理结束，得到纳米改性硅藻土。
4.根据权利要求3所述的一种高导电耐击穿电容器，其特征在于，所述热均质处理的制备方法为：将纳米硅藻土先以5℃/min的速率将温度升至550℃，保温10-20min，然后再以2℃/min将温度降至300℃，继续保温35-45min，最后冷却至室温，即可。
5.根据权利要求1所述的一种高导电耐击穿电容器，其特征在于，所述填充胶为四官能度环氧树脂。
6.一种如权利要求1-5所述高导电耐击穿电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将芯子端面包覆耐击穿膜采用电晕处理，然后再采用紫外光辐照，随后送入到胶壳内，然后向其中加入填充胶，随后置于10-20MPa的高压反应釜中静置1-2h，静置结束，再置于35-45℃下保存20-30min，保存结束，得到本发明的高导电耐击穿电容器。
7.根据权利要求6所述的一种高导电耐击穿电容器的制备方法，其特征在于，所述电晕处理的功率为5-9Kw，处理温度为30-50℃，处理时间为15-25min。
8.根据权利要求6所述的一种高导电耐击穿电容器的制备方法，其特征在于，所述紫外光辐照的总剂量2.0-3.0kGy，辐照计量率为32-35Gy/min，辐照时间为1-2h。
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