CN117209846A - 苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂、粗化膜组合物和粗化膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电容器用聚丙烯材料领域，具体是苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂、其组合物和粗化膜及粗化膜的制备方法。本发明提供的苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂，包括：四元酚类抗氧剂：0wt％～35wt％；三元酚类抗氧剂：64wt％～99.5wt％；酸吸收剂：0.2wt％～2wt％。本发明提供的复配助剂能够和聚丙烯混合制得苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化膜，该粗化膜浸渍于苄基甲苯浸渍剂中对电容器的老化性能影响小。实验表明，同样的饱和溶液试验显示，抗氧剂1010对苄基甲苯的损耗和击穿性能影响较大；本发明所述复配助剂制得的粗化膜在1.4Un条件下，1000h未发生击穿。
Description
技术领域
本发明涉及电容器用聚丙烯材料领域，具体是苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂、粗化膜组合物和粗化膜及其制备方法。
背景技术
目前，油浸式电力电容器固体介质材料主要采用聚丙烯粗化膜。自上世纪90年代起，国内逐步开始采用全膜电容器，其中的固体绝缘介质聚丙烯粗化膜所使用的聚丙烯粒料，相关助剂在粒料生产过程中已经添加完成，薄膜加工过程中不添加任何其他成分。助剂添加量和种类对材料的贮存、加工过程以及电容器的老化性能有明显影响。若助剂添加量不足，加工过程可能发生氧化，薄膜击穿性能下降；若添加量过多或者对浸渍剂影响较大，将影响电容器寿命。
目前大量使用苄基甲苯作为电容器浸渍剂，粗化膜经过苄基甲苯浸渍后，其中的助剂成分将会溶解到浸渍剂中，对电容器老化产生影响。目前粗化膜中主要的助剂有四元酚类(例如抗氧剂1010)、三元酚类(例如抗氧剂330)、单元酚类(例如抗氧剂BHT)、亚磷酸酯(例如抗氧剂168)，试验显示经过油浸渍后的薄膜氧化诱导期非常短，说明各种助剂成分均已经溶解或消耗，因此在助剂均会在苄基甲苯中发生溶解的前提下开发一种对电容器老化影响最小的复配助剂尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂、粗化膜组合物和粗化膜及其制备方法，本发明提供的复配助剂能够和聚丙烯混合挤压造粒制得苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料，该粒料继续加工制得的粗化膜浸渍于苄基甲苯浸渍剂中对电容器的老化性能影响小。
本发明提供了苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂，包括：
四元酚类抗氧剂：0wt％～35wt％；
三元酚类抗氧剂：64～99.5wt％；
酸吸收剂：0.2wt％～2wt％。
本申请发明人创造性地发现，四元酚类抗氧剂(例如抗氧剂1010)在薄膜加工过程中(将聚丙烯粒子熔融后拉膜)损耗很小，在薄膜中残留较多，这样不仅说明四元酚类抗氧剂对聚丙烯加工过程中的保护作用较差，还说明了其制成粗化膜后将会在苄基甲苯中溶解出更多的四元酚类抗氧剂；而三元酚类抗氧剂(例如抗氧剂330)在薄膜加工过程中有较大的损耗，说明在熔融拉伸过程中，三元酚类抗氧剂对聚丙烯起到了很好的保护作用。
本发明所述复配助剂包括0wt％～35wt％的四元酚类抗氧剂。在本发明的某些实施例中，所述四元酚类抗氧剂选自抗氧剂1010。
本发明所述复配助剂包括64wt％～99.5wt％的三元酚类抗氧剂。在本发明的某些实施例中，所述三元酚类抗氧剂选自抗氧剂330。
本发明所述复配助剂包括0.2wt％～2wt％的酸吸收剂。在本发明的某些实施例中，所述酸吸收剂选自硬脂酸钙、水滑石或者氧化锌中的至少一种，优选选自硬脂酸钙。
在一个实施例中，本发明所述苄基甲苯绝缘介质用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂包括：抗氧化剂1010：35wt％；抗氧化剂330：64wt％；硬脂酸钙：1wt％。在另一个实施例中，本发明所述苄基甲苯绝缘介质用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂包括：抗氧化剂1010：0wt％；抗氧化剂330：99.5wt％；硬脂酸钙：0.5wt％。
本发明提供了一种苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化膜组合物，包括：聚丙烯和上述的复配助剂。具体而言，本发明所述复配助剂在所述组合物中的用量为1000ppm～2000ppm，优选为1500ppm。在本发明的某些实施例中，所述聚丙烯的灰分≤20ppm，等规度≥96％。
本发明提供了一种苄基甲苯浸渍剂用粗化膜，其由上述的聚丙烯粗化膜组合物制备得到。本发明还提供了一种苄基甲苯浸渍剂用粗化膜的制备方法，包括以下步骤：将上述的聚丙烯粗化膜组合物依次进行挤压造粒、熔融、流延铸片、纵向拉伸、横向拉伸和收卷，得到苄基甲苯浸渍剂用粗化膜。在本发明的某些实施例中，本发明首先将聚丙烯和本发明所述复配助剂混合，进行挤压造粒，得到聚丙烯粒料；将所得聚丙烯粒料进行熔融，得到熔体；将所得熔体进行流延铸片，冷却，得到片材；将所得片材进行纵向拉伸，定型后得到膜片；将所得膜片进行横向拉伸，得到薄膜；将所得薄膜进行收卷，得到苄基甲苯浸渍剂用粗化膜。
本发明所述纵向拉伸的温度为145～155℃；所述纵向拉伸的拉伸倍数为4.5～5.5倍。本发明所述横向拉伸的温度为160～172℃；所述横向拉伸的拉伸倍数为8～10倍。在一个实施例中，本发明将流延铸片后所得片材在148℃下进行4.5倍的纵向拉伸；将纵向拉伸后所得膜片在165℃下进行10倍的横向拉伸；流延铸片后所得片材的纵向拉伸×横向拉伸的拉伸比例为45倍。
本发明提供了苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂、粗化膜组合物和粗化膜及其制备方法。本发明提供的苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂包括：四元酚类抗氧剂：0wt％～35wt％；三元酚类抗氧剂：64wt％～99.5wt％；酸吸收剂：0.2wt％～2wt％。本发明提供的复配助剂能够和聚丙烯混合挤压造粒制得苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化颗粒，该颗粒继续加工制得的粗化膜浸渍于苄基甲苯浸渍剂中对电容器的老化性能影响小。实验表明，同样的饱和溶液试验显示，抗氧剂1010对苄基甲苯的损耗和击穿性能影响较大；本发明所述复配助剂制得的粗化膜在1.4Un条件下，1000h未发生击穿。
附图说明
图1为不同配方添加剂对绝缘油击穿场强的影响示意图。
具体实施方式
本发明公开了苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂、粗化膜组合物和粗化膜及其制备方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
以下结合实施例对本发明进行进一步阐述：
对比例1
分别将抗氧化剂1010、BHT和330溶于苄基甲苯浸渍剂(绝缘油)中配制成饱和溶液，对这三种饱和溶液的击穿场强进行测试；
绝缘油试验具体如下：
1)测试样杯容量大于350mL，电极直径直径25mm，间距2.5mm；
2)将溶解添加剂的绝缘油放入试验样杯中，电极浸没约50mm；
3)检查电极间无可见气泡，在电极间施加2.0kV/s±0.2kV/s的电压直到发生击穿，记录击穿电压值；
4)击穿后，对试验油样进行搅拌，停留5min再次重复步骤3)加压。试验不小于6次，且6次击穿电压无明显下降趋势；将所有击穿电压平均值作为击穿场强；
5)若电压有明显下降趋势，则重复进行试验。
测试结果如图1所示，图1为不同配方添加剂对绝缘油击穿场强的影响示意图。由图1可知，相对于无添加剂的浸渍剂，含有1010的浸渍剂的击穿场强下降最多，含有330的浸渍剂则影响较小。
对比例2
按照以下步骤进行本发明所述的聚丙烯粗化膜的制备：
S1)聚丙烯粉料(灰分≤20ppm，等规度≥96％)与适配的复配助剂(1500ppm)一同进入双螺杆挤出机进行挤压造粒，得到复配后聚丙烯粒料。
S2)熔融：将聚丙烯粒料在250℃下进行熔融，得到熔体；
S3)流延铸片：将步骤S2)所得的熔体在95℃下进行流延铸片，冷却，得到片材；
S4)纵向拉伸：将步骤S3)所得片材在148℃下进行4.5倍的纵向拉伸，定型后得到膜片；
S5)横向拉伸：将步骤S4)所得膜片在165℃下进行10倍的横向拉伸，得到薄膜。由上述步骤S4)和S5)可知步骤S3)所得片材的纵向拉伸×横向拉伸的拉伸比例为45倍。
S5)收卷：将步骤S4所得的薄膜收卷，得到本发明所述的聚丙烯粗化膜。
本实施例的复配助剂组分如下：
1010抗氧化剂：75wt％；
330抗氧化剂：24wt％；
硬脂酸钙：1wt％。
本实施例的复配助剂的用量为1500ppm。
采用本实施例的复配助剂按照上述聚丙烯粗化膜的制备方法制备得到实施例1的聚丙烯粗化膜。
实施例1
采用本实施例的复配助剂按照上述对比例2的聚丙烯粗化膜的制备方法制备得到实施例1的聚丙烯粗化膜。
本实施例的复配助剂组分如下：
1010抗氧化剂：35wt％；
330抗氧化剂：64wt％；
硬脂酸钙：1wt％。
本实施例的复配助剂的用量为1500ppm。
实施例2
采用本实施例的复配助剂按照上述对比例2的聚丙烯粗化膜的制备方法制备得到实施例2的聚丙烯粗化膜。
本实施例的复配助剂组分如下：
1010抗氧化剂：0wt％；
330抗氧化剂：99.5wt％；
硬脂酸钙：0.5wt％。
本实施例的复配助剂的用量为1500ppm。
对上述对比例2和实施例1～2所得的聚丙烯粗化膜进行老化试验测试，测试结果如表1所示：
表1
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化粒料中的复配助剂，其特征在于，包括：
四元酚类抗氧剂：0wt％～35wt％；
三元酚类抗氧剂：64wt％～99.5wt％；
酸吸收剂：0.2wt％～2wt％。
2.根据权利要求1所述的复配助剂，其特征在于，所述四元酚类抗氧剂选自抗氧化剂1010；
所述三元酚类抗氧剂选自抗氧化剂330；
所述酸吸收剂选自硬脂酸钙、水滑石或者氧化锌中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的复配助剂，其特征在于，包括：
抗氧化剂1010：35wt％；
抗氧化剂330：64wt％；
硬脂酸钙：1wt％。
4.根据权利要求2所述的复配助剂，其特征在于，包括：
抗氧化剂1010：0wt％；
抗氧化剂330：99.5wt％；
硬脂酸钙：0.5wt％。
5.苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化膜组合物，其特征在于，包括：
聚丙烯和权利要求1～4中任一所述的复配助剂。
6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述复配助剂在所述组合物中的用量为1000ppm～2000ppm。
7.苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化膜，其特征在于，其由权利要求5或6所述的组合物制备得到。
8.苄基甲苯浸渍剂用聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求5或6所述的组合物依次进行挤压造粒、熔融、流延铸片、纵向拉伸、横向拉伸和收卷，得到苄基甲苯浸渍剂用粗化膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述纵向拉伸的温度为145～155℃；所述纵向拉伸的拉伸倍数为4.5～5.5倍。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述横向拉伸的温度为160～172℃；所述横向拉伸的拉伸倍数为8～10倍。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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