CN116334958A - 一种耐击穿电解电容器纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐击穿电解电容器纸及其制备方法。所述耐击穿电解电容器纸包括如下重量份组分：剑麻浆料15～30份、陶瓷纤维5～15份、石棉纤维1～8份、龙须草纤维5～15份。本发明将上述纤维打浆后与化学纤维混合制备得到的电解电容器纸具有较好的紧度、强度，且耐击压强度高，电容器的储能性能好，适合用在超级电容器上。
Description
技术领域
本发明属于电容器纸技术领域，具体涉及一种耐击穿电解电容器纸及其制备方法。
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，被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，也称电容器隔离纸，它是生产电解电容器的重要材料，用于电解电容器阴极和阳极之间，防止两极接触并保持电解液，对电解电容器的质量有重要影响。近几年电子行业的迅速崛起带动了电解电容器消费量的快速增长，使电解电容器纸的需求量逐年上升。
电解电容器纸和普通的纸有所不同，它对于纸的要求如下：(1)纸质要均匀，厚度和紧度要求均一，纤维排列要均匀，要有充分必要的机械、电气强度；(2)吸收性要好，能吸附足够的电解液；(3)要有较好的耐电压性能。由于电容器的正极材料是碾细的活性炭材料，其粒径最小的只有2μm，也就是说作为隔离材料的纸最大孔径应在2μm以下，防止炭粒通过，到达负极后引起漏电，大师的炭粒通过后就短路了。所以电解电容器纸还需要有较好的储能性能。
中国发明专利200310109194.0公布了一种低紧度高强度电解电容器纸，由于使用的纤维原料最细的是剑麻，其宽度在14-15μm，由其制作的电解电容器纸用在电解电容器上，最大的特点是漏电流大，电容器的储能性能不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较好的储能性能、耐击穿电解电容器纸及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种耐击穿电解电容器纸，所述电解电容器纸包括如下重量份组分：剑麻浆料15～30份、陶瓷纤维5～15份、石棉纤维1～8份、龙须草纤维5～15份。
作为优选，所述电解电容器纸包括如下重量份组分：剑麻浆料17～25份、陶瓷纤维8～13份、石棉纤维1～8份、龙须草纤维5～15份。
作为优选，所述电解电容器纸组分还包括化学纤维。
作为优选，所述化学纤维包括聚酯纤维、聚烯烃纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维和氨纶纤维中的一种或多种的混合。
作为优选，所述化学纤维为超细聚酯纤维，其组分重量占电解电容器纸所有组分的10～30％。
作为优选，所述超细聚酯纤维的规格为(0.3～0.5)dtex×(3～5)mm。
本发明还提供了一种制备上述耐击穿电解电容器纸的方法，所述方法包括以下内容：
(1)将剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维制成浆料后，进行磨浆处理，打浆浓度为5～25％，打浆度为30～90°SR；
(2)将打浆处理得到的料浆与超细聚酯纤维混合进行抄造、定型、干燥、压光处理，得到耐击穿电解电容器纸。
作为优选，所述剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维的打浆浓度为15～25％，打浆度为70～90°SR；
所述龙须草纤维的打浆浓度为5～12％，打浆度为30～40°SR。
作为优选，所述(2)中的超细聚酯纤维质量浓度为0.2～1.0％。
作为优选，所述打浆处理得到的料浆与超细聚酯纤维混合的质量比为(75～85):(15～25)。
本发明的有益效果是：
本发明电解电容器纸厚度均匀，具有较低的紧度，紧度低使其损耗低，不会增大超级电容器的内阻，且有较强的抗张强度、耐击穿电压性能，漏电流小，适合储能，可用于超级电容器的加工；同时本发明制备方法简单，不采用酸性试剂，不会对电容器铝箔产生腐蚀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
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。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例的目的，不是旨在于限制本发明。
应当明确的是，下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法或制品不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法或制品所固有的要素。
实施例1
(1)取剑麻浆料20份、陶瓷纤维10份、石棉纤维2份、龙须草纤维10份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，龙须草纤维打浆浓度为8％，打浆度40°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将含有上述纤维的料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
实施例2
(1)取剑麻浆料25份、陶瓷纤维12份、石棉纤维4份、龙须草纤维7份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，龙须草纤维打浆浓度为8％，打浆度40°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将含有上述纤维的料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
实施例3
(1)取剑麻浆料25份、陶瓷纤维8份、石棉纤维2份、龙须草纤维7份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，龙须草纤维打浆浓度为8％，打浆度40°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将含有上述纤维的料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
实施例4
(1)取剑麻浆料22份、陶瓷纤维8份、石棉纤维4份、龙须草纤维12份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，龙须草纤维打浆浓度为8％，打浆度40°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将含有上述纤维的料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
实施例5
(1)取剑麻浆料20份、陶瓷纤维10份、石棉纤维2份、龙须草纤维10份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为20％，打浆度75°SR，龙须草纤维打浆浓度为5％，打浆度35°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将含有上述纤维的料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
实施例6
(1)取剑麻浆料20份、陶瓷纤维10份、石棉纤维2份、龙须草纤维10份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度85°SR，龙须草纤维打浆浓度为8％，打浆度30°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将含有上述纤维的料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
实施例7
(1)取剑麻浆料20份、陶瓷纤维10份、石棉纤维2份、龙须草纤维10份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为20％，打浆度90°SR，龙须草纤维打浆浓度为10％，打浆度35°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将含有上述纤维的料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
对比例1
与实施例1相比，缺少龙须草纤维。
(1)取剑麻浆料20份、陶瓷纤维10份、石棉纤维12份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将上述纤维料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
对比例2
与实施例1相比，缺少陶瓷纤维。
(1)取剑麻浆料25份、石棉纤维5份、龙须草纤维12份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，龙须草纤维打浆浓度为8％，打浆度40°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将上述纤维料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
对比例3
与实施例1相比，将陶瓷纤维替换成聚酰胺纤维。
(1)取剑麻浆料20份、聚酰胺纤维10份、石棉纤维2份、龙须草纤维10份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、聚酰胺纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、聚酰胺纤维、石棉纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，龙须草纤维打浆浓度为8％，打浆度40°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将上述纤维料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
对比例4
与实施例1相比，打浆度不同。
(1)取剑麻浆料20份、陶瓷纤维10份、石棉纤维2份、龙须草纤维10份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为8％，打浆度40°SR，龙须草纤维打浆浓度为15％，打浆度80°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将上述纤维料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
对比例5
与实施例1相比，打浆度不同。
(1)取剑麻浆料20份、陶瓷纤维10份、石棉纤维2份、龙须草纤维10份用水浸泡，使其充分吸水润胀。
(2)使用KRK盘磨对剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维进行磨浆处理，剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维打浆浓度为2％，打浆度80°SR，龙须草纤维打浆浓度为20％，打浆度40°SR，超细聚酯纤维规格为0.5dtex×5mm，超细聚酯纤维搅拌分散30min后用40目的滤网进行过滤，过滤后加纯水配置成浓度0.5％的纤维悬浮液，将上述纤维料浆与超细聚酯纤维按80:20的重量配比采用圆网纸机抄造，抄造得到的原纸经定型机定型，进行真空干燥、压光，纸页检测紧度、厚度、抗张强度等指标，做成超级电容器检测电容的容量、击穿电压、漏电流等指标。
试样的制取按GB/T 450的规定进行；紧度、厚度按GB/T 451.3的规定进行，抗张强度按照GB/T12914测定，击穿电压采用GB/T3333-1999测定。
上述试样的测试数据如下：
| 试样 | 紧度g/cm3 | 厚度μm | 抗张强度≥，KN/m | 击穿电压≥，V | 漏电流(24h) |
| 实施例1 | 0.42 | 26 | 4.5 | 1000 | 0.05 |
| 实施例2 | 0.39 | 26 | 4.2 | 985 | 0.06 |
| 实施例3 | 0.40 | 24 | 4.9 | 995 | 0.07 |
| 实施例4 | 0.39 | 25 | 4.8 | 990 | 0.06 |
| 实施例5 | 0.40 | 26 | 4.9 | 995 | 0.06 |
| 实施例6 | 0.41 | 24 | 4.4 | 982 | 0.08 |
| 实施例7 | 0.40 | 25 | 4.7 | 980 | 0.08 |
| 对比例1 | 0.56 | 30 | 3.4 | 700 | 0.12 |
| 对比例2 | 0.54 | 29 | 3.6 | 720 | 0.12 |
| 对比例3 | 0.48 | 36 | 4.2 | 800 | 0.15 |
| 对比例4 | 0.51 | 38 | 2.1 | 550 | 0.22 |
| 对比例5 | 0.54 | 35 | 2.5 | 450 | 0.19 |
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种耐击穿电解电容器纸，其特征在于，所述电解电容器纸包括如下重量份组分：剑麻浆料15～30份、陶瓷纤维5～15份、石棉纤维1～8份、龙须草纤维5～15份。
2.根据权利要求1所述的耐击穿电解电容器纸，其特征在于，所述电解电容器纸包括如下重量份组分：剑麻浆料17～25份、陶瓷纤维8～13份、石棉纤维1～8份、龙须草纤维5～15份。
3.根据权利要求1或2所述的耐击穿电解电容器纸，其特征在于，所述电解电容器纸组分还包括化学纤维。
4.根据权利要求3所述的耐击穿电解电容器纸，其特征在于，所述化学纤维包括聚酯纤维、聚烯烃纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维和氨纶纤维中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求4所述的耐击穿电解电容器纸，其特征在于，所述化学纤维为超细聚酯纤维，其组分重量占电解电容器纸所有组分的10～30％。
6.根据权利要求5所述的耐击穿电解电容器纸，其特征在于，所述超细聚酯纤维的规格为(0.3～0.5)dtex×(3～5)mm。
7.一种制备权利要求1～6任意一项所述的耐击穿电解电容器纸的方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：
(1)将剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维、龙须草纤维制成浆料后，进行磨浆处理，打浆浓度为5～25％，打浆度为30～90°SR；
(2)将打浆处理得到的料浆与超细聚酯纤维混合进行抄造、定型、干燥、压光处理，得到耐击穿电解电容器纸。
8.根据权利要求7所述的耐击穿电解电容器纸的方法，其特征在于，所述剑麻浆料、陶瓷纤维、石棉纤维的打浆浓度为15～25％，打浆度为70～90°SR；
所述龙须草纤维的打浆浓度为5～12％，打浆度为30～40°SR。
9.根据权利要求7所述的耐击穿电解电容器纸的方法，其特征在于，所述(2)中的超细聚酯纤维质量浓度为0.2～1.0％。
10.根据权利要求7所述的耐击穿电解电容器纸的方法，其特征在于，所述打浆处理得到的料浆与超细聚酯纤维混合的质量比为(75～85):(15～25)。
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2023
- 2023-05-10 CN CN202310522607.5A patent/CN116334958A/zh active Pending
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