CN115124901B - 一种耐腐蚀的电容器涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐腐蚀耐高温的电容器涂料，其包括以下重量份的原料：35～40份有机硅改性氟树脂、25～30份聚酰胺树脂、8～12份酚醛树脂、20～25份聚乙酸乙烯酯、1～3份纳米氧化锆；所述有机硅改性氟树脂的原料包括双硅型硅烷偶联剂BSC、碳化硼‑有机硅二维层状复合材料和氟单体。本发明提供的电容器涂料耐腐蚀耐高温。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种耐腐蚀耐高温的电容器涂料。
背景技术
铝电容器以往都采用普通涂料进行铝壳涂装，一般仅仅起到绝缘作用；当铝电容器置高温环境时，其铝壳表面的涂料因不能耐受而发生褪色等问题。其次，铝电容器由于内部含有溶液，比如丁内酯等；普通涂料由于不耐腐蚀，容易被溶液腐蚀，从而溶解、褪色甚至粉化。
综上所述，经过申请人的海量检索，本领域至少存在铝电容器铝壳涂料不耐腐蚀不耐高温的问题，因此，需要开发或者改进一种耐腐蚀耐高温的电容器涂料。
发明内容
基于此，为了解决普通的铝电容器铝壳涂料的不耐腐蚀不耐高温问题，本发明提供了一种耐腐蚀耐高温的电容器涂料，具体技术方案如下：
一种耐腐蚀耐高温的电容器涂料，其包括以下重量份的原料：35～40份有机硅改性氟树脂、25～30份聚酰胺树脂、8～12份酚醛树脂、20～25份聚乙酸乙烯酯、1～3份纳米氧化锆；
所述有机硅改性氟树脂的原料包括双硅型硅烷偶联剂BSC、碳化硼-有机硅二维层状复合材料和氟单体。
进一步地，以所述有机硅改性氟树脂原料的总质量为百分百计，所述有机硅改性氟树脂的原料包括10～15wt％甲基丁烯酸乙酯、0.5～1.5wt％偶氮二异丁腈、5～10wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、5～10wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和65～75wt％氟单体。
进一步地，所述氟单体包括偏二氟乙烯和氟代烯烃。
进一步地，所述氟代烯烃选自三氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯中的至少一种。
进一步地，所述碳化硼-有机硅二维层状复合材料中有机硅为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述偏二氟乙烯和氟代烯烃的质量比为1：1～3。
进一步地，所述碳化硼-有机硅二维层状复合材料中碳化硼与有机硅的质量比为1：10～12。
本技术方案还提供了一种电容器涂料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份将35～40份有机硅改性氟树脂、25～30份聚酰胺树脂、8～12份酚醛树脂、20～25份聚乙酸乙烯酯、1～3份纳米氧化锆混合均匀，加入球磨机，球磨150～180min，得到混合粉末；
将混合粉末加热到130～150℃，加热60～90min，烘干后加入搅拌机搅拌均匀，得到电容器涂料。
进一步地，所述烘干的温度为55～65℃，所述烘干的时间为230～250min；所述搅拌的转速为600～800r/min，搅拌时间为60～80min。
进一步地，所述有机硅改性氟树脂的制备包括以下步骤：
以所述有机硅改性氟树脂原料的总质量为百分百计，将10～15wt％甲基丁烯酸乙酯、0.5～1.5wt％偶氮二异丁腈、5～10wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、5～10wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和65～75wt％氟单体混合均匀，加热到230～250℃，反应240～300min，得到有机硅改性氟树脂。
上述耐腐蚀耐高温的电容器涂料包括有机硅改性氟树脂，该有机硅改性氟树脂键能大，键距短。碳链上的氟原子排斥力大，碳链成螺旋结构且被氟、硅原子包围---屏蔽效应，从而决定了氟聚合物有极高的化学稳定性。特定比例的有机硅改性氟树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯和纳米氧化锆几种成分协同作用，能够保证本发明提供的电容器涂料不仅耐腐蚀性能好，而且耐高温性能优良。具体地，含特定比例的氟单体的有机硅改性氟树脂与聚酰胺树脂协同作用，再进一步与特定比例的酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯和纳米氧化锆发生相互作用，可以明显改善电容器涂料的耐化学性能。一定比例范围内的双硅型硅烷偶联剂BSC和碳化硼-有机硅二维层状复合材料得到的有机硅改性氟树脂与聚酰胺树脂协同作用，再进一步与特定比例的酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯和纳米氧化锆发生相互作用，可以明显改善电容器涂料的耐高温性能。综上所述可知，特定比例的硅型硅烷偶联剂BSC、碳化硼-有机硅二维层状复合材料和氟单体制备的特定的有机硅改性氟树脂进一步地与特定比例的聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯和纳米氧化锆相互作用，能够得到高温性能、耐腐蚀性能均优良的电容器涂料。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中的一种一种耐腐蚀耐高温的电容器涂料，其包括以下重量份的原料：35～40份有机硅改性氟树脂、25～30份聚酰胺树脂、8～12份酚醛树脂、20～25份聚乙酸乙烯酯、1～3份纳米氧化锆；
所述有机硅改性氟树脂的原料包括双硅型硅烷偶联剂BSC、碳化硼-有机硅二维层状复合材料和氟单体。
在其中一个实施例中，以所述有机硅改性氟树脂原料的总质量为百分百计，所述有机硅改性氟树脂的原料包括10～15wt％甲基丁烯酸乙酯、0.5～1.5wt％偶氮二异丁腈、5～10wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、5～10wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和65～75wt％氟单体。
在其中一个实施例中，所述氟单体包括偏二氟乙烯和氟代烯烃。
在其中一个实施例中，所述氟代烯烃选自三氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯中的至少一种。优选地，所述氟代烯烃为六氟丙烯。
在其中一个实施例中，所述碳化硼-有机硅二维层状复合材料中有机硅为聚二甲基硅氧烷。
在其中一个实施例中，所述偏二氟乙烯和氟代烯烃的质量比为1：1～3。优选地，所述偏二氟乙烯和氟代烯烃的质量比为1：2。
在其中一个实施例中，所述碳化硼-有机硅二维层状复合材料中碳化硼与有机硅的质量比为1：10～12。优选地，所述碳化硼-有机硅二维层状复合材料中碳化硼与有机硅的质量比为1：11。
在其中一个实施例中，本技术方案提供了一种电容器涂料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份将35～40份有机硅改性氟树脂、25～30份聚酰胺树脂、8～12份酚醛树脂、20～25份聚乙酸乙烯酯、1～3份纳米氧化锆混合均匀，加入球磨机，球磨150～180min，得到混合粉末；
将混合粉末加热到130～150℃，加热60～90min，烘干后加入搅拌机搅拌均匀，得到电容器涂料。
在其中一个实施例中，所述烘干的温度为55～65℃，所述烘干的时间为230～250min；所述搅拌的转速为600～800r/min，搅拌时间为60～80min。优选地，所述烘干的温度为58～62℃，所述烘干的时间为238～242min；所述搅拌的转速为650～750r/min，搅拌时间为65～70min。
在其中一个实施例中，所述有机硅改性氟树脂的制备包括以下步骤：
以所述有机硅改性氟树脂原料的总质量为百分百计，将10～15wt％甲基丁烯酸乙酯、0.5～1.5wt％偶氮二异丁腈、5～10wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、5～10wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和65～75wt％氟单体混合均匀，加热到230～250℃，反应240～300min，得到有机硅改性氟树脂。
本发明的电容器涂料包括有机硅改性氟树脂，该有机硅改性氟树脂同时包括有双硅型硅烷偶联剂BSC和碳化硼-有机硅二维层状复合材料，这两种含硅材料与高氟含量的氟单体反应后得到的有机硅改性氟树脂化学稳定性极高。这两种含硅材料能够相互作用，从而进一步交叉稳定其同氟单体反应后的空间结构。本发明的电容器涂料包含的极高稳定性的有机硅改性氟树脂与聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯和纳米氧化锆几种成分协同作用，最后制备得到的电容器涂料能够明显耐腐蚀耐高温。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
实施例1：
按质量比将13wt％甲基丁烯酸乙酯、1wt％偶氮二异丁腈、8wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、8wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和70wt％氟单体混合均匀，加热到238℃，反应260min，得到有机硅改性氟树脂。
按质量份将38份有机硅改性氟树脂、28份聚酰胺树脂、10份酚醛树脂、23份聚乙酸乙烯酯、2份纳米氧化锆混合均匀，加入球磨机，球磨165min，得到混合粉末；
将混合粉末加热到139℃，加热80min，烘干后加入搅拌机搅拌均匀，得到电容器涂料。
实施例2：
与实施例1同，不同之处在于按质量比将15wt％甲基丁烯酸乙酯、1wt％偶氮二异丁腈、8wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、8wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和68wt％氟单体混合均匀，加热到238℃，反应260min，得到有机硅改性氟树脂。
实施例3：
与实施例1同，不同之处在于按质量比将10wt％甲基丁烯酸乙酯、1wt％偶氮二异丁腈、8wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、8wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和73wt％氟单体混合均匀，加热到238℃，反应260min，得到有机硅改性氟树脂。
实施例4：
与实施例1同，不同之处在于按质量比将15wt％甲基丁烯酸乙酯、1wt％偶氮二异丁腈、7wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、7wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和70wt％氟单体混合均匀，加热到238℃，反应260min，得到有机硅改性氟树脂。
实施例5：
与实施例1同，不同之处在于按质量比将10wt％甲基丁烯酸乙酯、1wt％偶氮二异丁腈、9wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、10wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和70wt％氟单体混合均匀，加热到238℃，反应260min，得到有机硅改性氟树脂。
对比例1：
与实施例1同，不同之处在于按质量比将13wt％甲基丁烯酸乙酯、1wt％偶氮二异丁腈、16wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和70wt％氟单体混合均匀，加热到238℃，反应260min，得到有机硅改性氟树脂。
对比例2：
与实施例1同，不同之处在于按质量比将13wt％甲基丁烯酸乙酯、1wt％偶氮二异丁腈、16wt％双硅型硅烷偶联剂BSC和70wt％氟单体混合均匀，加热到238℃，反应260min，得到有机硅改性氟树脂。
测试方法：
耐高温性能测试：将电容器涂料涂覆于铝板上，烘干，干膜厚度控制在10±2μm，在280℃条件下烘烤20min。
耐丁内酯性能测试：将将电容器涂料涂覆于铝板上，烘干，干膜厚度控制在10±2μm，将上述涂覆电容器涂料的铝板的2/3浸入丁内酯溶剂，浸泡30min后，用滤纸吸干表面，观察表面情况。
耐盐酸性能测试：将电容器涂料涂覆于铝板上，烘干，干膜厚度控制在10±2μm，将上述涂覆电容器涂料的铝板的2/3浸入5wt％盐酸溶液中30min后，用滤纸吸干表面，观察表面情况。
耐硝酸性能测试：将电容器涂料涂覆于铝板上，烘干，干膜厚度控制在10±2μm，将上述涂覆电容器涂料的铝板的2/3浸入5wt％硝酸溶液中，30min后，用滤纸吸干表面，观察表面情况。
表1：
| 项目 | 耐高温性能 | 耐丁内酯 | 耐盐酸 | 耐硝酸 |
| 实施例1 | 不变色 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 实施例2 | 不变色 | 轻微软化 | 轻微气泡 | 轻微软化 |
| 实施例3 | 不变色 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 实施例4 | 轻微变色 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 实施例5 | 轻微变色 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 对比例1 | 变色程度大 | 软化 | 有气泡 | 软化 |
| 对比例2 | 变色程度大 | 软化 | 有气泡 | 软化 |
从表1中实施例1～5和对比例1～2的结果可以看出，本发明提供的电容器涂料耐高温性能优秀，耐丁内酯、耐盐酸、耐硝酸性能好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种耐腐蚀耐高温的电容器涂料，其特征在于，其包括以下重量份的原料：35～40份有机硅改性氟树脂、25～30份聚酰胺树脂、8～12份酚醛树脂、20～25份聚乙酸乙烯酯、1～3份纳米氧化锆；
所述有机硅改性氟树脂的原料包括双硅型硅烷偶联剂BSC、碳化硼-有机硅二维层状复合材料和氟单体；
所述有机硅改性氟树脂的制备包括以下步骤：
以所述有机硅改性氟树脂原料的总质量为百分百计，将10～15wt％甲基丁烯酸乙酯、0.5～1.5wt％偶氮二异丁腈、5～10wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、5～10wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和65～75wt％氟单体混合均匀，加热到230～250℃，反应240～300min，得到所述有机硅改性氟树脂。
2.根据权利要求1所述的电容器涂料，其特征在于，所述氟单体包括偏二氟乙烯和氟代烯烃，所述氟代烯烃选自三氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电容器涂料，其特征在于，所述碳化硼-有机硅二维层状复合材料中有机硅为聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求2所述的电容器涂料，其特征在于，所述偏二氟乙烯和氟代烯烃的质量比为1：1～3。
5.根据权利要求1所述的电容器涂料，其特征在于，所述碳化硼-有机硅二维层状复合材料中碳化硼与有机硅的质量比为1：10～12。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的电容器涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按质量份将35～40份有机硅改性氟树脂、25～30份聚酰胺树脂、8～12份酚醛树脂、20～25份聚乙酸乙烯酯、1～3份纳米氧化锆混合均匀，加入球磨机，球磨150～180min，得到混合粉末；
将混合粉末加热到130～150℃，加热60～90min，烘干后加入搅拌机搅拌均匀，得到电容器涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为55～65℃，所述烘干的时间为230～250min；所述搅拌的转速为600～800r/min，搅拌时间为60～80min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述有机硅改性氟树脂的制备包括以下步骤：
以所述有机硅改性氟树脂原料的总质量为百分百计，将10～15wt％甲基丁烯酸乙酯、0.5～1.5wt％偶氮二异丁腈、5～10wt％双硅型硅烷偶联剂BSC、5～10wt％碳化硼-有机硅二维层状复合材料和65～75wt％氟单体混合均匀，加热到230～250℃，反应240～300min，得到有机硅改性氟树脂。
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