CN115819986A - 一种电容填充复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容填充复合材料，包括如下原料：石蜡、尖晶石金属氧化物粉、石墨烯粉、镍粉，各原料组分所占质量百分比：石蜡50‑70％；尖晶石金属氧化物粉5‑15％；石墨烯粉5‑15％；镍粉2‑5％。本发明采用上述一种电容填充复合材料，屏蔽效应高，提升微波吸收性能，降低电容芯温度，延长电容使用寿命，降低电容工作噪音。
Description
技术领域
本发明涉及电容填充材料技术领域，尤其是涉及一种电容填充复合材料及其制备方法。
背景技术
电力电容器是用于电力系统和电工设备的电容器。电力电容器是无功补偿装置里的关键元器件，而电力电容器的填充物起到绝缘和散热的作用，对电力电容器来说，填充物非常重要。现有的传统电容填充材料组成成分一般是以粘接性能较好的环氧类胶粘剂作为基体材料，另外加入固化剂、增韧剂、等配制而成，也可以用高分子材料，如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯可醇溶性酚醛树脂，再加入植物油、石蜡等配制而成。
传统填充物的电容器在高频振弧时发热严重，而且高频振弧可能会引起电容器外壳鼓爆、漏液，电容芯温度每升高5℃电容的寿命就下降10％，电容芯温度高，寿命短，对温度不敏感，散热效果差，从而影响电容器使用寿命，使用效率低，电容在运行时电容之间产生谐振，相互之间干扰，运行时产生共鸣声，噪音大，不具有屏蔽效能和微波吸收滤波效能。
发明内容
本发明的目的是提供一种电容填充复合材料，屏蔽效应高，提升微波吸收性能，降低电容芯温度，延长电容使用寿命，降低电容工作噪音。本发明的另一目的是提供一种电容填充复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种电容填充复合材料，包括如下原料：石蜡、尖晶石金属氧化物粉、石墨烯粉、镍粉，各原料组分所占质量百分比：
优选的，所述尖晶石金属氧化物粉200-1200目，石墨烯粉3-10层，镍粉1200-3000目。
优选的，所述尖晶石金属氧化物粉由电气石粉和硅微粉按质量比1：1混合而成，所述硅微粉800-3000目。
优选的，所述尖晶石金属氧化粉的制作方法如下：
将电气石粉与硅微粉按质量比混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时。
优选的，所述复合材料为绝缘材料。
上述的一种电容填充复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨烯粉与镍粉按质量百分比混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时；
(2)将步骤(1)所得物质与一定质量百分比的尖晶石金属氧化物粉混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨4小时；
(3)将石蜡按质量百分比放入加热锅内，对石蜡进行加热液化，温度控制在80-100℃内；
(4)将步骤(2)所得物质逐步加入到步骤(3)的加热锅内，将剪切分散仪安放在加热锅内，转速调节在1500PPM/S，加热剪切1小时后再将转速调节在3000PPM/S，再加热剪切1小时，再用超声波分散乳化仪乳化1小时，成黑色的膏状物质，停止加热，取出，导入模具内冷却成型，即得复合材料。
本发明所述的一种电容填充复合材料及其制备方法的优点和积极效果是：
1、电容芯在现有的工艺基础上，改用复合材料进行填充在原有的温度基础上能够下降7-13℃，能改善高频振弧，延长电容器的使用寿命。
2、该复合材料填充能屏蔽外界电流或载波的干扰。
3、能够提高电容芯的工作效能稳定。
4、降低了电容工作时的噪音。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明复合材料填充物的电容器与传统填充物的电容器微波吸收性能对比图；
图2为本发明复合材料填充物的电容器与传统填充物的电容器滤波效果图；
图3为本发明复合材料与传统填充物屏蔽效果测试对比图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
实施例一
尖晶石金属氧化粉的制备方法如下：
将电气石粉与硅微粉(800目)按质量比1:1混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时。
一种电容填充复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨烯粉(3层)5％与镍粉(1200目)2％按质量百分比混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时；
(2)将步骤(1)所得物质与尖晶石金属氧化物粉(200目)5％混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨4小时；
(3)将石蜡50％按质量百分比放入加热锅内，对石蜡进行加热液化，温度控制在80℃内；
(4)将步骤(2)所得物质逐步加入到步骤(3)的加热锅内，将剪切分散仪安放在加热锅内，转速调节在1500PPM/S，加热剪切1小时后再将转速调节在3000PPM/S，再加热剪切1小时，再用超声波分散乳化仪乳化1小时，成黑色的膏状物质，停止加热，取出，导入模具内冷却成型，即得复合材料。
复合材料用两极间距相距20mm的电阻测试仪，测试其电阻，电阻值为无穷大或在10-20MΩ内。
实施例二
尖晶石金属氧化粉的制备方法如下：
将电气石粉与硅微粉(2000目)按质量比1:1混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时。
一种电容填充复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨烯粉(6层)10％与镍粉(2000目)3％按质量百分比混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时；
(2)将步骤(1)所得物质与尖晶石金属氧化物粉(700目)10％混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨4小时；
(3)将石蜡60％按质量百分比放入加热锅内，对石蜡进行加热液化，温度控制在90℃内；
(4)将步骤(2)所得物质逐步加入到步骤(3)的加热锅内，将剪切分散仪安放在加热锅内，转速调节在1500PPM/S，加热剪切1小时后再将转速调节在3000PPM/S，再加热剪切1小时，再用超声波分散乳化仪乳化1小时，成黑色的膏状物质，停止加热，取出，导入模具内冷却成型，即得复合材料。
复合材料用两极间距相距20mm的电阻测试仪，测试其电阻，电阻值为无穷大或在10-20MΩ内。
实施例三
尖晶石金属氧化粉的制备方法如下：
将电气石粉与硅微粉(3000目)按质量比1:1混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时。
一种电容填充复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将石墨烯粉(10层)15％与镍粉(3000目)5％按质量百分比混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时；
(2)将步骤(1)所得物质与尖晶石金属氧化物粉(1200目)15％混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨4小时；
(3)将石蜡70％按质量百分比放入加热锅内，对石蜡进行加热液化，温度控制在100℃内；
(4)将步骤(2)所得物质逐步加入到步骤(3)的加热锅内，将剪切分散仪安放在加热锅内，转速调节在1500PPM/S，加热剪切1小时后再将转速调节在3000PPM/S，再加热剪切1小时，再用超声波分散乳化仪乳化1小时，成黑色的膏状物质，停止加热，取出，导入模具内冷却成型，即得复合材料。
复合材料用两极间距相距20mm的电阻测试仪，测试其电阻，电阻值为无穷大或在10-20MΩ内。
实施例四
以复合材料为填充物的电容器性能与传统填充物的电容器性能对比
图1是以复合材料为填充物的电容器与传统填充物的电容器微波吸收性能对比图，如图所示复合材料具有微波吸收性能，与传统填充物相比能提高微波吸收性能。
图2是复合材料为填充物的电容器与传统填充物的电容器滤波效果图，左侧为传统填充物的电容器滤波效果图，右侧为复合材料填充物的电容器滤波效果图，由图可知复合材料为填充物的电容器的滤波效果比传统填充物的电容器滤波效果强。
图3是复合材料与传统填充物屏蔽效果测试对比图，如图所示，复合材料具有优异的电磁波屏蔽效能。
实施例五
复合材料为填充物的电容器与传统填充物的电容器温度效果对比
对比方法：
1、将温度传感器分别置入复合材料填充的电容器的内芯和传统填充物填充的电容器的内芯。
2、将温度传感器分别置入复合材料填充电容器的填充料和传统填充物填充电容器的填充料相同的位置。
测试结果：
传统填充物填充
在通电380V，容量10KVAR，充放电流为10.5A-11.5A，时间：10分钟，环境温度26℃条件下：
传统填充物填充的电容器的内芯温度为57-68℃，填充材料温度为40-45℃。
复合材料填充
在通电380V，容量10KVAR，充放电流为12.5-14A，时间：10分钟，环境温度26℃条件下：
复合材料填充的电容器的内芯温度为48-55℃，填充材料温度为46-52℃。
复合材料填充的电容器内芯温度比传统填充物填充电容器内芯温度低。
因此，本发明采用上述一种电容填充复合材料，屏蔽效应高，提升微波吸收性能，降低电容芯温度，延长电容使用寿命，降低电容工作噪音。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种电容填充复合材料，其特征在于，包括如下原料：石蜡、尖晶石金属氧化物粉、石墨烯粉、镍粉，各原料组分所占质量百分比：
2.根据权利要求1所述的一种电容填充复合材料，其特征在于：所述尖晶石金属氧化物粉200-1200目，石墨烯粉3-10层，镍粉1200-3000目。
3.根据权利要求1所述的一种电容填充复合材料，其特征在于：所述尖晶石金属氧化物粉由电气石粉和硅微粉按质量比1：1混合而成，所述硅微粉800-3000目。
4.根据权利要求3所述的一种电容填充复合材料，其特征在于：所述尖晶石金属氧化粉的制作方法如下：
将电气石粉与硅微粉按质量比混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时。
5.根据权利要求1所述的一种电容填充复合材料，其特征在于：所述复合材料电阻值为无穷大或在10-20MΩ内。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种电容填充复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将石墨烯粉与镍粉按质量百分比混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨2小时；
(2)将步骤(1)所得物质与一定质量百分比的尖晶石金属氧化物粉混合均匀，放入密封的研磨罐内研磨4小时；
(3)将石蜡按质量百分比放入加热锅内，对石蜡进行加热液化，温度控制在80-100℃内；
(4)将步骤(2)所得物质逐步加入到步骤(3)的加热锅内，将剪切分散仪安放在加热锅内，转速调节在1500PPM/S，加热剪切1小时后再将转速调节在3000PPM/S，再加热剪切1小时，再用超声波分散乳化仪乳化1小时，成黑色的膏状物质，停止加热，取出，导入模具内冷却成型，即得复合材料。
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