CN114263069A

CN114263069A - 一种低压低损耗电解电容器纸及其制备方法和应用

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Publication number: CN114263069A
Application number: CN202111657420.3A
Authority: CN
Inventors: 李南华; 左磊刚; 张文超; 何江; 张必强; 郭婉; 汪金佩
Original assignee: Zhejiang Kan Special Paper Co ltd; Zhejiang Kan Specialties Material Co ltd; Zhejiang Kaien New Material Co ltd
Current assignee: Zhejiang Kan Special Paper Co ltd; Zhejiang Kan Specialties Material Co ltd; Zhejiang Kaien New Material Co ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: CN114263069B

Abstract

本发明涉及铝电解电容器纸新材料技术领域，尤其涉及一种低压低损耗电解电容器纸及其制备方法和应用。一种低压低损耗电解电容器纸，该电解电容器纸由以下质量百分比计的纤维原料抄纸制得：麻浆30%‑60%、天丝浆20%‑50%、聚烯烃短纤维10%‑50%；麻浆的打浆度15°SR~50°SR；天丝浆打浆度40°SR~70°SR，麻浆、天丝浆、聚烯烃短纤维混合均匀，然后送入纸机流送系统，然后经湿法抄造成形，得到原纸，原纸采用定型烘缸进行定型，得到成品低压低损耗电解电容器纸。本发明产品具有良好的吸收性、较低的孔径以及较高的强度，所用原材料纯度高，能够有效保证电解纸的高纯度，避免了铝箔腐蚀的风险。

Description

一种低压低损耗电解电容器纸及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及铝电解电容器纸新材料技术领域，尤其涉及一种低压低损耗电解电容器纸及其制备方法和应用。

背景技术

电解电容器是电子工业中重要的元器件之一，在电路中除了有滤波、退耦和信号耦合的作用外，还在特殊电路如矫正电路、电源电路和交流电动机启动电路起到特殊作用。广泛应用于汽车行业、安防行业、医疗电子、电脑电视、电子玩具和工业控制等领域。

电解电容器纸在电解电容器中主要起到隔离正负极和吸附电解液的作用，按使用要求可以分为高压电解纸和低压电解纸，两者对纸张纯度都有极高的要求。高压电解电容器纸主要用于高压电器中，要求电解纸具有较高的耐电压性能；低压电解电容器纸主要用于低压产品中，对耐电压要求不高，但是要求纸张具有良好的吸收性和较低的损耗。纸张紧度越高，吸液性越差，损耗也会越高，为了保证电解电容器纸具有良好的吸收性和较低的损耗，一般要求电解电容器纸要有较低的紧度，这样才能保证电解电容器纸具有良好的吸收性，同时由于紧度低，纸张存在强度较差的缺点。随着电解电容器自动化生产越来越高，生产速度越来越快，以及电解电容器小型化的要求，纸张还需要具有较低的厚度和较高的强度。

通常，低压低损耗电解电容器纸都是以植物纤维为原料，并且打浆度较低，以保证纸张具有较低的紧度，从而赋予纸张良好的吸液性能，以达到降低损耗的目的。

如中国发明专利CN100373002C公开了一种低紧度电解电容器用纸，该产品以芳族聚酰胺纤维和生物纤维素纤维为原料，通过湿法造纸工艺制得，芳族聚酰胺纤维在制备过程中会用到酰氯，导致制备的芳族聚酰胺纤维氯离子含量远高于电解电容器用纸要求，在使用过程中会腐蚀铝箔，对电容器的使用寿命具有较大的影响。

如中国发明专利CN108221487B公开了一种低内阻超级电解电容器纸及其制备方法，该方法以天丝纤维和超细聚酯纤维为原料，采用湿法造纸工艺制备得到，天丝纤维不同于常规植物纤维，天丝打浆度较高时，纤维较短且纤维间结合力较差，将天丝纤维与超细聚酯纤维混合抄造，更减弱了湿纸幅中纤维的结合力，导致湿纸幅在转移过程中容易粘网，形成孔洞等纸病；同时，由于加入了超细聚酯纤维，该纤维直径小、长度长，较高的长径比容易导致聚酯纤维在流送过程中打结，在纸中形成料块等问题。

如中国发明专利201811048307.3公布了一种免碳化固态电解电容器纸及其制备方法，该方法将木浆和化学纤维进行混合来制备电解纸，但是该方法木浆打浆度低，同时化学纤维含量高，制备的产品强度低，纸张孔径大，容易造成电解电容器短路，不适于用在低压电解电容器中。

如中国发明专利CN108166320A公开了一种机内涂布制备低紧度高强度电解电容器纸的方法，该方法将麻浆纤维打浆后，涂布聚羧酸和PVA的混合溶液来提高纸张强度，仍然采用传统的植物纤维进行抄造，制备的电解电容器纸损耗仍然较高；此外，涂布液中包含的聚羧酸会导致电解电容器纸的酸根离子含量偏高，对电容器铝箔产生腐蚀，容易导致电容器被击穿。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种低压低损耗电解电容器纸的制备方法，得到的低压低损耗电解电容器纸，具有良好的吸收性、较低的孔径以及较高的强度，所用原材料纯度高，能够有效保证电解纸的高纯度，避免了铝箔腐蚀的风险。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种低压低损耗电解电容器纸，该电解电容器纸由以下质量百分比计的纤维原料抄纸制得：

麻浆 30％-60％

天丝浆 20％-50％

聚烯烃短纤维 10％-50％；

上述的原料质量百分比为干重的质量百分比；麻浆的打浆度15°SR～50°SR；天丝浆打浆度40°SR～70°SR，麻浆、天丝浆、聚烯烃短纤维混合均匀，然后送入纸机流送系统，然后经湿法抄造成形，得到原纸，原纸采用定型烘缸进行定型，得到成品低压低损耗电解电容器纸。

作为优选，该电解电容器纸由以下质量百分比计的纤维原料抄纸制得：

麻浆 35％-45％

天丝浆 30％-40％

聚烯烃短纤维 20％-30％。

作为优选，所述麻浆为剑麻浆或马尼拉麻浆，麻浆卡伯值在30-60之间。

作为优选，所述聚烯烃短纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维或ES纤维中的一种。

作为优选，天丝浆中天丝纤维纤度为0.5dtex～3.0dtex，长度为3mm～10mm；聚烯烃短纤维纤度为0.5dtex～3.0dtex，长度为3mm～10mm。

进一步，本发明还公开了所述的电解电容器纸的制备方法，该方法包括以下的步骤：

1)将麻浆放入水力碎浆机中，加入去离子水后碎解，碎解后加去离子水配置成质量浓度为3.0％～5.0％的纤维悬浮液，然后采用双盘磨进行打浆；

2)将天丝纤维放入水力碎浆机中，加入去离子水后碎解，碎解后加去离子水配置成质量浓度为2.0％～4.0％的纤维悬浮液，浸泡12h～48h后采用双盘磨进行打浆；

3)将聚烯烃短纤维放入搅拌桶中，加入去离子水进行搅拌分散，配置成质量浓度为 1.0％～3.0％的纤维悬浮液，搅拌分散30min～60min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液；

4)将所述的麻浆、天丝浆、聚烯烃短纤维混合均匀，按质量比例计，然后送入纸机流送系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.01-0.1％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，然后经湿法抄造成形，得到原纸；

5)将原纸采用定型烘缸进行定型，得到成品低压低损耗电解电容器纸。

作为优选，所述麻浆的打浆比能量在100～300kW*h/t，所述天丝纤维的打浆比能量在 50～100kW*h/t。

作为优选，步骤4)中采用斜网纸机进行湿法抄造，上网质量浓度为0.01～0.1％。

作为优选，步骤5)中定型烘缸表面温度为120℃～250℃，定型速度为50m/min～300m/min，定型次数为1～2次。

进一步，本发明还公开了所述的电解电容器纸在铝电解电容器用纸中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、低打浆度麻浆可以保证电解纸具有较低的紧度和良好的吸收性，同时提供纸张一定的初始强度；

2、天丝纤维未打浆时亲水性较差，纤维间结合力较差，会导致纸张吸水性和强度降低，天丝纤维通过一定程度的打浆处理，可以提高其亲水性和纤维间的结合力。

3、中等打浆度的天丝纤维可以保证纤维切断较少，保留了较长的纤维长度，纤维也进行了一定的分丝帚化并产生大量的细小纤维，有利于减小电解纸的孔径，降低电容器的短路率；同时，虽然打浆度较麻浆高，但是在相同打浆度条件下，其亲水性远优于麻浆、木浆等天然植物纤维，不会对电解纸的吸收性产生不利影响；

4、聚烯烃短纤维的加入，可以有效控制纸张具有较低的紧度；

5、纸张经高温定型处理后，聚烯烃短纤维熔融后产生粘结，有利于提高纸张强度。

低打浆度麻浆、中等打浆度天丝纤维和聚烯烃短纤维之间的配比对于电容器纸的吸收性、强度等有较大的影响，其三者的配比需要得到合理的控制，才能保证电容器纸性得到提升。

附图说明

图1为本发明实施例7制备的产品电子显微镜照片，放大倍数为100倍。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合不同生产工艺条件下的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。以下参照例与实施例中检测厚度、紧度、抗张强度、吸水高度、透气度和氯离子含量，厚度和紧度按照GB/T 451.3测定，抗张强度按照GB/T12914 测定，吸水高度按照GB/T 461.1测定，透气度按照GB/T 23227，氯离子含量按照GB/T2678.2-2008测定。

参照例1

剑麻浆打浆度25°SR，打浆比能量为200kW*h/t，将剑麻浆送入纸机流送系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，混合均匀得到纸浆，采用斜网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺。

参照例2

剑麻浆打浆度25°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度50° SR，打浆比能量为60kW*h/t，将剑麻浆和天丝纤维按绝干重量占比分别为50％、50％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺。

参照例3

剑麻浆打浆度25°SR，打浆比能量为200kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度 0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为50％、50％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度240℃，定型速度100m/min，定型1次。

参照例4

天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度50°SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将天丝浆和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为50％、50％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度240℃，定型速度100m/min，定型1次。

实施例1

剑麻浆打浆度25°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度50° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为60％、30％、10％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度240℃，定型速度100m/min，定型1次。

实施例2

剑麻浆打浆度25°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度50° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、50％、10％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度240℃，定型速度100m/min，定型1次。

实施例3

剑麻浆打浆度25°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度50° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、10％、50％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度240℃，定型速度100m/min，定型1次。

实施例4

剑麻浆打浆度25°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度50° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、50％、20％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度240℃，定型速度100m/min，定型1次。

实施例5

剑麻浆打浆度40°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度50° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、30％、30％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度240℃，定型速度100m/min，定型1次。

实施例6

剑麻浆打浆度40°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度60° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚乙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚乙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、30％、30％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度180℃，定型速度150m/min，定型1次。

实施例7

剑麻浆打浆度40°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度60° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、40％、20％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度200℃，定型速度150m/min，定型1次。

实施例8

剑麻浆打浆度40°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度60° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚乙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚乙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、40％、20％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度180℃，定型速度150m/min，定型2次。

对比例1

剑麻浆打浆度40°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度20° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、40％、20％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度200℃，定型速度150m/min，定型1次。

对比例2

剑麻浆打浆度40°SR，打浆比能量为200kW*h/t，天丝纤维浸泡24h后打浆，打浆度80° SR，打浆比能量为60kW*h/t，聚丙烯纤维规格为1.0dtex*5mm，聚丙烯纤维搅拌分散40min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1％～1.0％的纤维悬浮液，将剑麻浆、天丝纤维和聚丙烯纤维按绝干重量占比分别为40％、40％、20％进行混合送入纸机抄造系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.05％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，采用斜网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，定型烘缸表面温度200℃，定型速度150m/min，定型1次。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种低压低损耗电解电容器纸，其特征在于，该电解电容器纸由以下质量百分比计的纤维原料抄纸制得：

麻浆 30%-60%

天丝浆 20%-50%

聚烯烃短纤维 10%-50%；

上述的原料质量百分比为干重的质量百分比；麻浆的打浆度15°SR~50°SR；天丝浆打浆度40°SR~70°SR，麻浆、天丝浆、聚烯烃短纤维混合均匀，然后送入纸机流送系统，然后经湿法抄造成形，得到原纸，原纸采用定型烘缸进行定型，得到成品低压低损耗电解电容器纸。

2.根据权利要求1所述的一种低压低损耗电解电容器纸，其特征在于，该电解电容器纸由以下质量百分比计的纤维原料抄纸制得：

麻浆 35%-45%

天丝浆 30%-40%

聚烯烃短纤维 20%-30%。

3.根据权利要求1所述的一种低压低损耗电解电容器纸，其特征在于，所述麻浆为剑麻浆或马尼拉麻浆，麻浆卡伯值在30-60之间。

4.根据权利要求1所述的一种低压低损耗电解电容器纸，其特征在于，所述聚烯烃短纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维或ES纤维中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种低压低损耗电解电容器纸，其特征在于，天丝浆中天丝纤维纤度为0.5dtex~3.0dtex，长度为3mm~10mm；聚烯烃短纤维纤度为0.5dtex~3.0dtex，长度为3mm~10mm。

6.权利要求1-5任意一项权利要求所述的电解电容器纸的制备方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

1）将麻浆放入水力碎浆机中，加入去离子水后碎解，碎解后加去离子水配置成质量浓度为3.0%~5.0%的纤维悬浮液，然后采用双盘磨进行打浆；

2）将天丝纤维放入水力碎浆机中，加入去离子水后碎解，碎解后加去离子水配置成质量浓度为2.0%~4.0%的纤维悬浮液，浸泡12h~48h后采用双盘磨进行打浆；

3）将聚烯烃短纤维放入搅拌桶中，加入去离子水进行搅拌分散，配置成质量浓度为1.0%~3.0%的纤维悬浮液，搅拌分散30min~60min，然后经60目的滤网进行过滤，过滤后重新加去离子水配置成浓度0.1%~1.0%的纤维悬浮液；

4）将所述的麻浆、天丝浆、聚烯烃短纤维混合均匀，按质量比例计，然后送入纸机流送系统，在纸机流送系统的配料箱中加入相对原料绝干总重量0.01-0.1％的非离子型聚丙烯酰胺溶液，然后经湿法抄造成形，得到原纸；

5）将原纸采用定型烘缸进行定型，得到成品低压低损耗电解电容器纸。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述麻浆的打浆比能量在100~300kW*h/t，所述天丝纤维的打浆比能量在50~100kW*h/t。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4）中采用斜网纸机进行湿法抄造，上网质量浓度为0.01～0.1％。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤5）中定型烘缸表面温度为120℃~250℃，定型速度为50m/min~300m/min，定型次数为1~2次。

10.权利要求1-5任意一项权利要求所述的电解电容器纸在铝电解电容器用纸中的应用。