CN116313510B - 高分子钽电容用导电碳浆及其制备方法和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子钽电容用导电碳浆及其制备方法和应用方法，其中高分子钽电容用导电碳浆，作为高分子钽电容中，有机高分子阴极层与银涂层之间的石墨层的原料，包括按重量份计的10份‑20份片状导电石墨；80份‑90份自制改性树脂溶液；0.2份‑1份助剂；所述片状导电石墨的粒径为D50在5 um‑10um，所述自制改性树脂溶液为半封闭型异氰酸酯改性树脂，由非活泼性氢溶剂溶解的含羟基的油性树脂和二元异氰酸酯反应获得，所述含羟基的油性树脂中，羟基含量为4%‑10%，分子量5000‑10000，所述高分子钽电容用导电碳浆的粘度为800±100cps。本方案提高了石墨层在有机高分子阴极层上的附着力，同时避免出现因高湿度、高温度条件下导致的ESR（串联电阻）急剧升高的问题，提高抗老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及电容器导电浆料技术领域，尤其涉及高分子钽电容用导电碳浆及其制备方法和应用方法。
背景技术
电容是集成电路用主要电子元器件之一。以钽芯作为阳极的钽电容具备寿命长、耐高温、准确度高、滤高频改波性能好等特点，广泛用于小型家电、通信设备中。常规的钽电容采用二氧化锰作为阴极，然而，在电路过载的情况下，二氧化锰容易与阳极钽发生氧化还原反应，导致钽电容起火，因此，这类钽电容的耐压性能受限，只能用于低压电路中。为解决上述问题，现有的改进方式是利用导电性有机高分子（如：PEDOT.PSS（聚3，4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸））阴极层替代二氧化锰阴极层，制成高分子钽电容，解决了阳极钽容易被氧化的问题，提高钽电容器的耐温度稳定性，可适应高压电路。
现有的高分子钽电容结构中，通常在有机高分子阴极层3上依次涂覆石墨层1和银涂层4，制备石墨层1的导电碳浆分为水性导电碳浆和油性导电碳浆，其中，PEDOT.PSS有机高分子阴极层上，PEDOT层具备憎水性，因此，水性导电碳浆难以在PEDOT层上润湿，导致阴极层表面所形成的石墨层不均匀致密，漏碳严重；同时，PSS较易吸水，因此在PEDOT.PSS有机高分子阴极层上残留的水汽难以完全除去，导致油性导电碳浆难以在含有水汽的PEDOT.PSS有机高分子阴极层实现紧密层间搭接，附着力降低，从而导致石墨层从有机高分子阴极层上剥离，同时，由于PEDOT.PSS有机高分子阴极层内含有水汽，使得电容ESR（串联电阻）偏高，尤其在湿热条件下，ESR（串联电阻）急剧升高。
参考其他领域中一些导电碳浆材料和高分子层的连接方式（如高分子电热膜、高分子导电膜、印刷电路等）中，会在碳浆内增加固化剂，例如：异氰酸酯。在导电碳浆内添加异氰酸酯后，不仅能提升高分子材料和导电碳浆之间的附着力，还能提高碳浆层的结构强度，从而增加石墨层的耐磨性能。
然而，在导电碳浆内添加异氰酸酯作为固化剂后，将该导电碳浆应用在高分子钽电容中时，还存在一些问题：（1）异氰酸酯易与水反应，若直接在导电碳浆内添加异氰酸酯，在导电碳浆的制备过程、存储过程以及应用过程中，导电碳浆内的异氰酸酯会和空气中的水汽以及有机高分子阴极层上未除净的水汽发生反应消耗，因此导电碳浆的存储及后期应用过程中的稳定性较差，后续应用效果差；（2）一些水性树脂中，会加入封闭型异氰酸酯，但是这类水性树脂无法与均匀润湿PEDOT.PSS有机高分子阴极层，同时，封闭型异氰酸酯无法与PEDOT.PSS有机高分子阴极层上残留的水汽发生反应，会影响后续导电碳浆与有机高分子阴极层之间的层间搭接；（3）异氰酸酯含量较低时，有机高分子阴极层上的水汽无法除净，不能高效键连有机高分子阴极层和石墨层，高分子层和石墨层之间无法实现紧密层间搭接，对石墨层在PEDOT.PSS有机高分子阴极层上的附着力提升效果不明显，也无法解决因高湿度、高温度条件下导致的ESR（串联电阻）急剧升高的问题；（4）当异氰酸酯含量较高时，树脂交联固化程度过高，从而导致石墨层弹性下降，与PEDOT层的膨胀系数差别大，冷热冲击后，石墨层与PEDOT.PSS有机高分子阴极层之间易产生层间裂纹，导致附着力下降，抗老化性能较差；（5）当异氰酸酯与水反应后，会生成二氧化碳，二氧化碳在排出的过程中会在石墨层内沿其排出路径分布不均地出现气孔，同时，未排出的二氧化碳则容易在石墨层内出现气泡；在涂布银浆时，银浆会从石墨层上的气孔进入并与有机高分子阴极层接触，从而导致银浆氧化，同时，石墨层的致密性下降、防水性能和导电性能均会下降，容易增加ESR（串联电阻）急剧升高的风险；另外，石墨层上的气泡会降低石墨层与有机高分子阴极层之间的附着力和贴合度，降低石墨层的致密性、结构强度和耐老化性能。
发明内容
因此，为解决上述问题，本发明提供了一种高分子钽电容用导电碳浆及其制备方法和应用方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
如图1所示，高分子钽电容中，在阳极钽上涂覆有PEDOT.PSS有机高分子阴极层，PEDOT.PSS有机高分子阴极层外设置有银涂层，为避免银涂层与PEDOT.PSS有机高分子阴极层直接接触氧化，提高附着力，在银涂层与PEDOT.PSS有机高分子阴极层之间还设置有石墨层，本发明揭示了一种高分子钽电容用导电碳浆，作为高分子钽电容中，有机高分子阴极层与银涂层之间的石墨层的原料，包括按重量份计的以下原料：
片状导电石墨 10份-20份；
自制改性树脂溶液 80份-90份；
助剂 0.2份-1份；
所述片状导电石墨的粒径为D50在5 um -10um，所述自制改性树脂溶液为半封闭型异氰酸酯改性树脂，由非活泼性氢溶剂溶解的含羟基的油性树脂和二元异氰酸酯反应获得，所述含羟基的油性树脂中，羟基含量为4%-10%，分子量为5000-10000，所述高分子钽电容用导电碳浆的粘度为800±100cps。
优选的，所述自制改性树脂溶液包括按重量份计的以下材料：
含羟基的油性树脂 15份-35份；
二元异氰酸酯 0.5份-2.5份；
非活泼性氢溶剂 55份-75份。
优选的，所述二元异氰酸酯与含羟基的油性树脂的重量比为（1-1.7）：10。
优选的，所述片状导电石墨的重量份为10份-20份，所述助剂的重量份为0.5份-1份。
优选的，所述含羟基的油性树脂为含羟基的丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺、聚氨酯中的一种或多种。
优选的，所述非活泼性氢溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇二丁醚醋酸酯等非活泼氢溶剂中的一种或多种。
优选的，所述助剂为油酸、不饱和脂肪酸、山梨酸酯中的一种或多种。
高分子钽电容用导电碳浆的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）：制备自制改性树脂溶液；
步骤（1.1）：将15份-35份含羟基的油性树脂溶解在50份-70份非活泼性氢溶剂中，获得第一混合液；
步骤（1.2）：将5份非活泼性氢溶剂投入至行星式搅拌釜中，在氮气氛围中加入0.5份-2.5份二元异氰酸酯，搅拌10min；
步骤（1.3）：在步骤（1.2）的搅拌过程中，在1份/min的加料速度下将第一混合液加入至搅拌釜中；
步骤（1.4）：待第一混合液完全加入搅拌釜中后继续搅拌1h即得自制改性树脂溶液；
步骤（2）：配备如上任一所述的原料；
步骤（3）：制备高分子钽电容用导电碳浆；
步骤（3．1）：将0.2份-1份助剂、10份-20份导电石墨和80份-90份自制改性树脂溶液均匀混合，获得高分子钽电容用导电碳浆；
步骤（3.2）：将步骤（3．1）中获得的高分子钽电容用导电碳浆用300目钢丝网过滤。
优选的，步骤（3.1）中，将0.2份-1份助剂、10份-20份导电石墨和80份-90份自制改性树脂溶液与100份直径为10mm的氧化锆珠、100份直径为20mm的氧化锆珠投入至氧化锆球磨罐中，在球磨速度为：公转1000rpm/min，自转速度 为：100rpm/min的条件下球磨1h。
高分子钽电容用导电碳浆的应用方法，使用如上任一所述的高分子钽电容用导电碳浆，包括以下步骤：
步骤（a）：将高分子钽芯的有机高分子阴极层浸渍在高分子钽电容用导电碳浆内，所述导电碳浆在所述有机高分子阴极层上的涂布厚度为10 um-30 um；
步骤（b）：将浸渍有高分子钽电容用导电碳浆的高分子钽芯在80℃-100℃的温度下固化30min后，再在150℃的温度下固化30min；
步骤（c）：当高分子钽芯的有机高分子阴极层上的导电碳浆固化为石墨层后，在石墨层上浸渍银浆。
本发明技术方案的有益效果主要体现在：
1、针对应用于高分子钽电容的阴极层上的导电碳浆，在导电碳浆内添加自制改性树脂溶液，该溶液采用油性树脂，在与导电碳浆混合后，便于导电碳浆均匀润湿在有机高分子阴极层上，提高石墨层与有机高分子阴极层之间的致密性，同时，自制改性树脂溶液为半封闭型异氰酸酯改性树脂，异氰酸酯其中一端连接含羟基的油性树脂实现封闭，一端未封闭，且溶液中的非活泼性氢溶剂在固化前可隔绝空气中与有机高分子阴极层上的水汽，避免异氰酸酯提前与水反应，提高导电碳浆的在制备、存储及后期应用过程中的稳定性，在固化完成后，对异氰酸酯起到保护作用的溶剂挥发，此时，异氰酸酯重新与有机高分子阴极层上的水汽反应，从而确保有机高分子阴极层和石墨层之间高效键连，实现紧密层间搭接，提高石墨层在有机高分子阴极层上的附着力，同时避免出现因高湿度、高温度条件下导致的ESR（串联电阻）急剧升高的问题。
2、通过限定导电碳浆内的异氰酸酯含量和含羟基的油性树脂的分子量，确保了石墨层在有机高分子层上的附着力，同时保持良好的柔韧性，不会因树脂交联固化程度过高出现断裂、老化等问题，抗冷热冲击效果优异。
3、助剂的添加解决了导电碳浆内导电石墨分布不均匀而产生的导电性能下降和石墨层各区域导电性能不稳定等问题，确保导电石墨均匀分散在自制改性树脂溶液中，形成均匀稳定的导电浆料，得到更佳的导电性能，导电碳浆固化后，形成均匀致密的涂层，防止局部缺陷，提升抗老化性能。
4、采用分段固化的方式，在第一次低温固化后，促进溶剂挥发，第二次固化时，溶剂加速挥发，异氰酸酯与水发生反应，避免一次性高温固化而造成石墨层出现裂纹，降低其抗老化性能，另外，分段固化的方式结合导电碳浆较好的流平性能和分散性能，异氰酸酯与水反应生成的二氧化碳可以在导电碳浆固化流平过程中排出，同时导电碳浆涂布较薄，气体排出路径短，不会在石墨层内出现气孔或气泡，同时，在二氧化碳排出后，导电碳浆在后续固化过程中会进一步流平，从而保证石墨层具备优异的致密性，避免银浆氧化、增加防水性能、导电性能和抗老化性能。
附图说明
图1是现有技术中，高分子钽电容的结构示意图；
图2是本发明中高分子钽电容用导电碳浆所制备的石墨层与银涂层、PEDOT.PSS有机高分子阴极层之间的层间结构状态图；
图3是本发明中高分子钽电容用导电碳浆所制备的石墨层与银涂层、PEDOT.PSS有机高分子阴极层之间的层间结构状态放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
同时声明，在方案的描述中，需要说明的是，“多种”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明揭示了一种高分子钽电容用导电碳浆，如图1所示，作为高分子钽电容中，有机高分子阴极层3与银涂层4之间的石墨层1的原料，包括按重量份计的以下原料：
片状导电石墨 10份-20份；
自制改性树脂溶液 80份-90份；
助剂 0.2份-1份；
其中，所述片状导电石墨的粒径为D50在5 um -10um，所述自制改性树脂溶液为半封闭型异氰酸酯改性树脂，由非活泼性氢溶剂溶解的含羟基的油性树脂和二元异氰酸酯反应获得，所述含羟基的油性树脂中，羟基含量为4%-10%，分子量为5000-10000，所述高分子钽电容用导电碳浆的粘度为800±100cps。
所述自制改性树脂溶液包括按重量份计的以下材料：
含羟基的油性树脂 15份-35份；
二元异氰酸酯 0.5份-2.5份；
非活泼性氢溶剂 55份-75份。
在一些实施例中，所述含羟基的油性树脂为含羟基的丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺、聚氨酯中的一种或多种。
在一些实施例中，所述非活泼性氢溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇二丁醚醋酸酯等非活泼氢溶剂中的一种或多种。
在一些实施例中，所述助剂主要为油酸、不饱和脂肪酸、山梨酸酯中的一种或多种。
本发明还揭示了一种高分子钽电容用导电碳浆的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）：制备自制改性树脂溶液；
步骤（1.1）：将15份-35份含羟基的油性树脂溶解在50份-70份非活泼性氢溶剂中，获得第一混合液；
步骤（1.2）：将5份非活泼性氢溶剂投入至行星式搅拌釜中，在氮气氛围中加入0.5份-2.5份二元异氰酸酯，搅拌10min；
具体地，在二元异氰酸酯与含羟基的油性树脂混合前，预先将二元异氰酸酯与部分非活泼性氢溶剂混合，非活泼性氢溶剂可以避免空气中的水汽和异氰酸酯基反应，在非活泼性氢溶剂和二元异氰酸酯的搅拌过程中，氮气氛围下隔绝了空气对物料的影响，非活泼性氢溶剂和二元异氰酸酯的搅拌也可在其他惰性气体氛围中进行，在此不作赘述。
步骤（1.3）：在步骤（1.2）的搅拌过程中，在1份/min的加料速度下将第一混合液加入至搅拌釜中；
步骤（1.4）：待第一混合液完全加入搅拌釜中后继续搅拌1h即得自制改性树脂溶液；
其中，根据上述自制改性树脂溶液的原料配比和自制改性树脂溶液的制备方法，提供以下实施例1-7的自制改性树脂溶液，同时，提供一份不添加二元异氰酸酯的含羟基树脂通过同等重量份的溶剂溶解后获得对照例1中的树脂溶液：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 对照例1 | |
| 二元异氰酸酯 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 0.5 | 1.5 | 2.5 | 0 |
| 含羟基树脂 | 10 | 15 | 25 | 30 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 有机溶剂 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
分别对上述实施例1-7的自制改性树脂溶液以及对照例1中的树脂溶液进行断裂伸长率测试和附着力测试：
（一） 断裂伸长率测试：分别在150℃下烘烤30min固化实施例1-7的自制改性树脂溶液以及对照例1中的树脂溶液，固化后获得树脂样条，利用测试标准：GB/T 1040-92分别对实施例1-7以及对照例1固化后获得的树脂样条进行断裂伸长率测试；
（二） 附着力测试：
1、 将八块覆盖有PEDOT.PSS有机高分子层的高分子钽芯2分别浸渍在上述实施例1-7自制改性树脂溶液以及对照例1中的树脂溶液中，在150℃下烘烤30min固化形成涂层，对分别对每块高分子钽芯2上的涂层进行百格测试，测试标准：GB/T 9286-98；
2、 利用高低温循环冲击测试机对上述实施例1-7和对照例1制得的涂层进行高低温冲击测试，设定在-50℃-150℃的温度之间进行1000次高低温循环测试。
上述测试结果如下：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 对照例1 | |
| 断裂伸长率（%） | 54 | 97 | 105 | 112 | 119 | 98 | 85 | 122 |
| PEDOT.PSS涂层上附着力（百格） | 5B | 5B | 5B | 3B | 2B | 5B | 5B | 0B |
| 高低温冲击后附着力（百格）（-50℃-150℃，1000循环） | 0B | 4B | 5B | 3B | 1B | 5B | 2B | 0B |
上述实施例1中，由于自制改性树脂溶液中，异氰酸酯含量过高，导致树脂交联固化程度过高，弹性下降，与PEDOT的膨胀系数差别大，虽然在刚完成固化时，涂层与PEDOT.PSS有机高分子层的附着力较好，但在持续的冷热冲击后，易与PEDOT.PSS有机高分子层产生层间裂纹，导致附着力下降，因此抗老化性能较差。
上述实施例5中，由于自制改性树脂溶液中，异氰酸酯含量较低，一方面，涂层的结构刚性和柔韧性较差，另一方面，在固化时，异氰酸酯无法充分与PEDOT.PSS有机高分子层上残留的水反应，因此涂层附着力均较差。
在一些优选实施例中，自制改性树脂溶液中，所述二元异氰酸酯与含羟基的油性树脂的重量比为（1-1.7）：10，此时，半封闭型异氰酸酯改性树脂在PEDOT.PSS有机高分子层上具备优异的附着力，同时保持良好的弹性和柔韧性，抗冷热冲击效果、抗老化能力强。
步骤（2）：配备如上任一所述的制备高分子钽电容用导电碳浆的原料；
步骤（3）：制备高分子钽电容用导电碳浆；
步骤（3．1）：将0.2份-1份助剂、10份-20份导电石墨和80份-90份自制改性树脂溶液均匀混合，获得高分子钽电容用导电碳浆；
其中，在一优选实施例中，步骤（3.1）中的混合工艺具体为：将0.2份-1份助剂、10份-20份导电石墨和80份-90份自制改性树脂溶液与100份直径为10mm的氧化锆珠、100份直径为20mm的氧化锆珠投入至氧化锆球磨罐中，在球磨速度为：公转1000rpm/min，自转速度为：100rpm/min的条件下球磨1h。
步骤（3．2）：将步骤（3．1）中获得的高分子钽电容用导电碳浆用300目钢丝网过滤。
其中，根据上述制备高分子钽电容用导电碳浆的原料配比以及高分子钽电容用导电碳浆的制备方法，获得以下实施例8-10中的高分子钽电容用导电碳浆，同时，提供两份用未改性树脂和二元异氰酸酯替换自制改性树脂溶液的对照例2、3制成的导电碳浆，最后，提供一份未添加助剂，其余原料配比和制备方法与实施例9相同的对照例4制成的导电碳浆，其中，实施例8-10以及对照例4所使用的自制改性树脂溶液均为上述实施例2中所制得的自制改性树脂溶液：
| 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 对照例2 | 对照例3 | 对照例4 | |
| 未改性树脂 | 20 | 20 | ||||
| 二元异氰酸酯 | 1.5 | 0 | ||||
| 溶剂 | 60 | 60 | ||||
| 改性树脂 | 80 | 80 | 80 | 80 | ||
| 片状导电石墨 | 10 | 15 | 20 | 15 | 15 | 15 |
| 助剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
将六块涂覆有PEDOT.PSS有机高分子层的高分子钽芯2分别浸渍在上述实施例8-10中获得的高分子钽电容用导电碳浆以及对照例2-4中的导电碳浆中，在150℃下烘烤30min固化后形成石墨层1，对每块附着有石墨层1的高分子钽芯2进行ESR（串联电阻）测试和附着力测试：
（三） ESR（串联电阻）测试：
1、 在干燥常温的环境下测试每块附着有石墨层1的高分子钽芯2的ESR（串联电阻）；
2、 将每块附着有石墨层1的高分子钽芯2在85% RH 和85℃的条件下，老化1000h后测试ESR（串联电阻）；
3、 利用高低温循环冲击测试机对每块附着有石墨层1的高分子钽芯2进行高低温冲击测试，设定在-50℃-150℃的温度之间在1h内进行1000次高低温循环后测试ESR（串联电阻）；
（四） 导电碳浆附着力测试：
1、对每块高分子钽芯2上固化后的石墨层1进行百格测试，测试标准：GB/T 9286-98；
2、将每块附着有石墨层1的高分子钽芯2在85% RH 和85℃的条件下，老化1000h后进行百格测试，测试标准：GB/T 9286-98；
3、利用高低温循环冲击测试机对每块附着有石墨层1的高分子钽芯2进行高低温冲击测试，设定在-50℃-150℃的温度之间在1h内进行1000次高低温循环后进行百格测试，测试标准：GB/T 9286-98。
测试结果如下：
| 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 对照例2 | 对照例3 | 对照例4 | |
| ESR(mΩ) | 220 | 174 | 121 | 292 | 287 | 252 |
| 附着力 | 5B | 5B | 5B | 3B | 1B | 4B |
| 高温高湿后ESR(mΩ) | 227 | 190 | 143 | 345 | 520 | 284 |
| 高温高湿后附着力 | 5B | 5B | 5B | 2B | 0B | 3B |
| 冷热冲击后ESR(mΩ) | 232 | 183 | 145 | 442 | 356 | 321 |
| 冷热冲击后附着力 | 5B | 5B | 4B | 0B | 1B | 2B |
将上述实施例9和对照例4进行对比，由于对照例4未添加助剂，因此导电碳浆中的导电石墨分布不均，而实施例9中添加的助剂能使导电炭黑均匀分散在有机树脂中，形成均匀稳定的导电浆料，导电碳浆固化后，形成均匀致密的涂层，防止局缺陷，提升抗老化性能，因此实施例9与对比例4相比，具备更佳的导电性能和抗老化性能。
将上述实施例8-10和对照例2、3进行对比，自制改性树脂溶液相对于有机树脂与二元异氰酸酯直接混合，可以明显提高导电碳浆附着力及耐老化性能，且添加自制改性树脂溶液所制得的高分子钽电容用导电碳浆在高温高湿环境下的ESR（串联电阻）变化差值较小，使得高分子钽电容应用范围增加。
由对照例4与对照例2、3进行对比可知，即便在未添加助剂的条件下，添加自制改性树脂溶液所制得的高分子钽电容用导电碳浆的附着力及耐老化性能也优于有机树脂与二元异氰酸酯直接混合导电石墨与助剂所制得的碳浆，这是由于半封闭型异氰酸酯改性树脂在非活泼性氢溶剂的保护下，避免异氰酸酯提前与水反应消耗，在固化完成后，异氰酸酯基重新与有机高分子阴极层3上的水汽反应，从而确保有机高分子阴极层3和石墨层1之间高效键连，实现紧密层间搭接，提高石墨层1在有机高分子阴极层3上的附着力，同时避免出现因高湿度、高温度条件下导致的ESR（串联电阻）急剧升高的问题。
由上述实验可得，当所述片状导电石墨的重量份为10份-20份时，所述助剂的重量份为0.5份-1份时，所制得的高分子钽电容用导电碳浆的附着力、ESR（串联电阻）的稳定性及耐老化性能较好，因此，在一些优选实施例中，所述片状导电石墨的重量份为10份-20份，所述助剂的重量份为0.5份-1份。
高分子钽电容用导电碳浆的应用方法，使用如上任一所述的高分子钽电容用导电碳浆，包括以下步骤：
步骤（a）：将高分子钽芯2的有机高分子阴极层3浸渍在高分子钽电容用导电碳浆内，所述导电碳浆在所述有机高分子阴极层3上的涂布厚度为10 um-30 um；
步骤（b）：将浸渍有高分子钽电容用导电碳浆的高分子钽芯2在80℃-100℃的温度下固化30min后，再在150℃的温度下固化30min；
具体地，在第一次固化（80℃-100℃的温度下固化30min）后，促进溶剂挥发，此时导电碳浆未固化，在第二次固化（150℃）时，温度升高，溶剂加速挥发，此时异氰酸酯与有机高分子阴极层3上残留的水发生反应，而导电碳浆完全固化需要较长的时间，在异氰酸酯与水反应的过程中产生的二氧化碳气体会随导电碳浆的流平过程排出，同时，由于导电碳浆的涂布厚度较薄，反应生成的二氧化碳的排出路径较短，且有机高分子阴极层3表面的水较少，因此反应和排气过程会在短时间内完成，导电碳浆在二氧化碳排出后会进一步流平，之后完成固化，如图2、图3所示，在导电碳浆固化形成石墨层1后不会出现气孔或者气泡，石墨层1的致密性较好，与有机高分子阴极层3和银涂层4之间的附着力较好，导电石墨均匀分散，无气泡或气孔阻隔，防止局部缺陷，抗老化性能好。
步骤（c）：当高分子钽芯2的有机高分子阴极层3上的导电碳浆固化为石墨层1后，在石墨层1上浸渍银浆。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.高分子钽电容用导电碳浆，作为高分子钽电容中，有机高分子阴极层（3）与银涂层（4）之间的石墨层（1）的原料，其特征在于：包括按重量份计的以下原料：
片状导电石墨 10份-20份；
自制改性树脂溶液 80份-90份；
助剂 0.2份-1份；
所述片状导电石墨的粒径为D50在5um -10um，所述自制改性树脂溶液为半封闭型异氰酸酯改性树脂，由非活泼性氢溶剂溶解的含羟基的油性树脂和二元异氰酸酯反应获得，所述含羟基的油性树脂中，羟基含量为4%-10%，分子量为5000-10000，所述高分子钽电容用导电碳浆的粘度为800±100cps。
2.根据权利要求1所述的高分子钽电容用导电碳浆，其特征在于：所述自制改性树脂溶液包括按重量份计的以下材料：
含羟基的油性树脂 15份-35份；
二元异氰酸酯 0.5份-2.5份；
非活泼性氢溶剂 55份-75份。
3.根据权利要求1所述的高分子钽电容用导电碳浆，其特征在于：所述二元异氰酸酯与含羟基的油性树脂的重量比为（1-1.7）：10。
4.根据权利要求1所述的高分子钽电容用导电碳浆，其特征在于：所述片状导电石墨的重量份为10份-20份，所述助剂的重量份为0.5份-1份。
5.根据权利要求1所述的高分子钽电容用导电碳浆，其特征在于：所述含羟基的油性树脂为含羟基的丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺、聚氨酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高分子钽电容用导电碳浆，其特征在于：所述非活泼性氢溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇二丁醚醋酸酯非活泼氢溶剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高分子钽电容用导电碳浆，其特征在于：所述助剂为不饱和脂肪酸、山梨酸酯中的一种或多种。
8.高分子钽电容用导电碳浆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）：制备自制改性树脂溶液；
步骤（1.1）：将15份-35份含羟基的油性树脂溶解在50份-70份非活泼性氢溶剂中，获得第一混合液；
步骤（1.2）：将5份非活泼性氢溶剂投入至行星式搅拌釜中，在氮气氛围中加入0.5份-2.5份二元异氰酸酯，搅拌10min；
步骤（1.3）：在步骤（1.2）的搅拌过程中，在1份/min的加料速度下将第一混合液加入至搅拌釜中；
步骤（1.4）：待第一混合液完全加入搅拌釜中后继续搅拌1h即得自制改性树脂溶液；
步骤（2）：配备如权利要求1-7任一所述的原料；
步骤（3）：制备高分子钽电容用导电碳浆；
步骤（3．1）：将0.2份-1份助剂、10份-20份导电石墨和80份-90份自制改性树脂溶液均匀混合，获得高分子钽电容用导电碳浆；
步骤（3．2）：将步骤（3．1）中获得的高分子钽电容用导电碳浆用300目钢丝网过滤；上述各组分均为重量份。
9.根据权利要求8所述的高分子钽电容用导电碳浆的制备方法，其特征在于：步骤（3.1）中，将0.2份-1份助剂、10份-20份导电石墨和80份-90份自制改性树脂溶液与100份直径为10mm的氧化锆珠、100份直径为20mm的氧化锆珠投入至氧化锆球磨罐中，在球磨速度为：公转1000rpm，自转速度 为：100rpm的条件下球磨1h；上述各组分均为重量份。
10.高分子钽电容用导电碳浆的应用方法，其特征在于：使用如1-7任一所述的高分子钽电容用导电碳浆，包括以下步骤：
步骤（a）：将高分子钽芯（2）的有机高分子阴极层（3）浸渍在高分子钽电容用导电碳浆内，所述导电碳浆在所述有机高分子阴极层（3）上的涂布厚度为10um-30um；
步骤（b）：将浸渍有高分子钽电容用导电碳浆的高分子钽芯（2）在80℃-100℃的温度下固化30min后，再在150℃的温度下固化30min；
步骤（c）：当高分子钽芯（2）的有机高分子阴极层（3）上的导电碳浆固化为石墨层（1）后，在石墨层（1）上浸渍银浆。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Shi Inventor after: Tu Zhaokang Inventor after: Huang Yong Inventor after: Yang Long Inventor after: Yu Junxiong Inventor after: Xiong Yong Inventor before: Chen Shi Inventor before: Tu Zhaokang Inventor before: Huang Yong Inventor before: Yang Long Inventor before: Yu Junxiong Inventor before: Xiong Yong |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |