DE2424407A1 - Electrolytic condeners sealed with rubber stoppers - contg. polyisoprene and ethylene-propylene terpolymer mixt. as main components - Google Patents
Electrolytic condeners sealed with rubber stoppers - contg. polyisoprene and ethylene-propylene terpolymer mixt. as main componentsInfo
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Abstract
Description
Sautschllkstöpsel für Elektrolytkondensatoren Die Erfindung betrifft einen Kautschukstöpsel zum Verschliessen eines Endes einer öffnung eines Metallgehäuses des Elektrolytkondensators, in welchem ein Kondensatorelement angebracht ist. Rubber Plugs for Electrolytic Capacitors The invention relates to a rubber plug for closing one end of an opening in a metal housing of the electrolytic capacitor in which a capacitor element is mounted.
Bisher wurden im allgemeinen für Elektrolytkondensatoren Kautschukstöpsel auf Basis von vulkanisiertem natürlichem Kautschukmaterial verwendet, wegen mechanischer Eigenschaften, wie beispielsweise Kautschukhärte,Elastizität und thermischer Zerfall und wegen elektrochemischer Eigenschaften der mit Äthylenglykol als Lösungsmittel arbeitenden Elektrolyte.Heretofore, rubber plugs have been generally used for electrolytic capacitors based on vulcanized natural rubber material used because of mechanical Properties such as rubber hardness, elasticity and thermal decay and because of its electrochemical properties, those with ethylene glycol as solvent working electrolytes.
Dabei traten keine besonderen Probleme auf. In letzter Zeit ist es notwendig geworden, die Eigenschaften bei niedriger Temperatur durch Herabsetzung eines spezifischen Widerstandes wegen der Verbesserung von Eigenschaften anderer elektrischer Teile zu verbessern. Deshalb wurden chemisch aktive Säureamide, wie beispielsweise Dimethylformamid und dergleichen, als Lösungsmittel fürdie Elektrolyte verwendet. Wenn jedoch ein Elektrolytkondensator mit einem Elektrolyten, der Säureamide als Lösungsmittel enthält, zusammen mit dem oben beschriebenen vulkanisierten Kautschukstöpsel aus natürlichem Kautschuk vensodet wird, treten schwerwiegende Defekte auf. Es wird namlic der Schwefel der für die Vulkanisation verwendet wird, während des Anlegens von elektrischem Strom gelöst, wobei eine Korrosion des Anodenbleipoles auftritt, wodurch wiederum der Verluststrom (Kriechstrom) des Elektrolytkondensators ansteigt und der Anoden-Bleipol im Laufe der Zeit zersetzt wird.There were no particular problems. Lately it is it has become necessary to reduce the properties at low temperature resistivity due to the improvement of properties of others to improve electrical parts. Therefore, chemically active acid amides, such as e.g., dimethylformamide and the like, as solvents for the electrolytes used. However, if an electrolytic capacitor with an electrolyte, the acid amide as a solvent, along with the vulcanized rubber stopper described above is vensodet from natural rubber, serious defects occur. It will namely the sulfur that is used for vulcanization during the application detached from electrical current, with corrosion of the anode lead pole occurring, which in turn increases the leakage current (leakage current) of the electrolytic capacitor and the anode lead terminal is decomposed over time.
Je höher die Temperatur ist, desto mehr tritt dieses Phänomen auf. Eine Relation zwischen dem Phänomen der Korrosion und dem Verluststrom ist wie folgt. Obwohl der Elektrolyt des Elektrolkondensators die Funktion der Bildung eines elektrolytisch behandelten Filmes (ein Dielektrikum des Kondensators) hat, hat er andererseits die Funktion, den elektrolytisch behandelten Film und die Anodenfolie (nämlich Korrosion) aufzulösen, wenn korrodierende Materialien aus dem Kautschuk stöpsel herausgelöst werden. Wenn ein hrpletter,elektrolytisch behandelter Film auf der Anodenfolie gebildet wird, fliesst der Verluststrom nicht,während der Verluststrom ansteigt, wenn der elektrolytisch behadelte Film korrodiert. Wie oben beschrieben ist, besteht ein enger Zusammenhanglzwischen dem Verluststrom und der Korrosion und deshalb bedeutet ein Anwachsen des Verluststromes das Auftreten von Korrosionen. Es ist sogar so, dass die Korrosion an dem Anodenpol,der am nächsten bei dem Kautschukstöpsel liegt, auftritt.The higher the temperature, the more this phenomenon occurs. A relation between the phenomenon of corrosion and the leakage current is as follows. Although the electrolyte of the electrolytic capacitor has the function of forming an electrolytic treated film (a dielectric of the capacitor), it has on the other hand the function, the electrolytically treated film and the anode foil (namely corrosion) dissolve when corrosive materials are removed from the rubber stopper will. If a hrpletter, electrolytically treated film on the Anode foil is formed, the leakage current does not flow while the leakage current increases as the electrolytically treated film corrodes. As described above there is a close relationship between leakage current and corrosion and therefore an increase in leakage current means the occurrence of corrosion. In fact, the corrosion occurs on the anode pole that is closest to the rubber stopper lies, occurs.
Deshalb war es notwendig Kautschukstöpsel zu entwickeln, die elektrochemisch und mechanisch stabil sind,'urti die Eigenschaften des Elektrolytkondensators zu verbessern, und zwår selbst in den Fällen, wenn der Elektrolyt aus einem Lösungsmittel besteht, das Säureamide enthält.Therefore it was necessary to develop rubber plugs that are electrochemical and are mechanically stable, 'urti the properties of the electrolytic capacitor improve, and zwår even in cases when the electrolyte is from a solvent which contains acid amides.
Die vorliegende Erfindung wurde aus den oben angegebenen Gründen durchgeführt. Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung einen Kautschukstöpsel für Elektrolytkondensatoren, der gegenüber Elektrolyten, die aus Säureamidlösungsmitteln zusas engesetzt sind, stabil ist, der die Temperaturcharakteristik des Elektrolytkondensators verbessert, wobei die Rorrosion des Anoden-Bleipols inhibiert wird und das Verluststrom-Charakteristikum verbessert wird. Der erfindungsgemässe Kautschukstöpsel enthält ein Äthylen-Propylenterpolymeres und Polyisopren als Hauptbestandteile und ein organisches Peroxid, wie beispielsweise Benzoylperoxid, Dicumylperoxid oder t-Butylperoxycumen als Vernetzungsmittel. Auf diese Weise ist es möglich, einen Elektrolytkondensator zu erhalten, der gegenüber dem Elektrolyten, der die oben beschriebenen Säureamide als Lösungsmittel enthält, elektrochemisch stabil ist und in welchem deshalb der Anoden-Bleipol nicht korrodiert und der nur einen geringen Verluststrom aufweist.The present invention has been made for the reasons given above. Accordingly, the present invention relates to a rubber plug for electrolytic capacitors, compared to electrolytes, which are added from acid amide solvents, is stable, which improves the temperature characteristics of the electrolytic capacitor, whereby the corrosion of the anode lead pole is inhibited and the leakage current characteristic is improved. The rubber stopper according to the invention contains an ethylene-propylene terpolymer and polyisoprene as main components and an organic peroxide such as Benzoyl peroxide, dicumyl peroxide or t-butyl peroxycumene as crosslinking agents. on in this way it is possible to get an electrolytic capacitor that is opposite the electrolyte, which contains the acid amides described above as a solvent, is electrochemically stable and in which therefore the anode lead pole not corroded and which has only a low leakage current.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemässe Kautschukstöpsel aus 10 bis 50 Gew.% Polyisopren und 90 bis 50 Gew.% eines Äthylen-Propylenterpolymeren zusammengesetzt. Gemäss durchgeführten Versuchen wird der Schliesseffekt beeinträchtigt, wenn der Polyisoprengehalt unterhalb von 10 Gew.% liegt, weil dieReissfestigkeit und der Widerstand gegenüber öldurchdringung ebenfalls nachlässt. Wenn der Polyisoprengehalt andererseits über 50 Gew.% liegt, lässt der Widerstand gegen-thermische Alterung in beträchtlichem Umfange nach und dieAbstosselastizität geht wegen der Zunahme der Härte völlig verloren. Der Grund dafür soll wie folgt sein. Das Äthylen-Propylenterpolymere hat eine molekulare Struktur, die der von gesättigtem Kautschuk ähnlich ist und deshalb ist es schwer, das Aufbrechen von Hauptketten, das Aufbrechen von Vernetzungsbindungen und Vernetzungen zwischen den Molekülen und dergleichen durch Einfluss von Sauerstoff oder Hitze bei hohen Tem?eraturen zu bewirken. Deshalb besitzt es einen ausgezeichneten Widerstand gegenüber th:mischen Alterungserscheinungen. Da jedoch das Polyisopren Doppelbindungen in dem Molekül hat, tritt das oben beschriebene Phänomen auf. In Tabelle 1 sind die Änderungen der Härte der Kautschukstöpsel nach dem Einsatz von 1000 Stunden bei 850C zusammengestellt, wobei die Mengen von Polyisopren und Athylen-Propylenterpolymeren gewechselt werden. Die Tabelle 1 zeigt eindeutig, dass Zusammensetzungen, die'mehr als 50 Gew.% Polyisopren enthalten, ihre Elastizität nach dem Einsatz bei einer hohen Temperatur verlieren und dieverschlechterung des Dichtungseffektes verursachen.The rubber stopper according to the invention is preferably made of 10 to 50% by weight of polyisoprene and 90 to 50% by weight of an ethylene-propylene terpolymer composed. According to tests carried out, the closing effect is impaired if the Polyisoprene content is below 10 wt.%, Because the tear resistance and the Resistance to oil penetration also decreases. When the polyisoprene content on the other hand, is over 50 wt.%, the resistance to thermal aging leaves considerably decreases, and the repulsive elasticity decreases because of the increase completely lost in hardness. The reason for this should be as follows. The ethylene propylene terpolymer has a molecular structure similar to that of saturated rubber and therefore it is difficult to break back main chains, break links and crosslinks between the molecules and the like by the influence of oxygen or to cause heat at high temperatures. That is why it has an excellent one Resistance to th: mix signs of aging. Since, however, the polyisoprene Has double bonds in the molecule, the above-described phenomenon occurs. In Table 1 is the changes in the hardness of the rubber stoppers after the use of 1000 hours at 850C, with the amounts of polyisoprene and ethylene-propylene terpolymers change. Table 1 clearly shows that compositions which are more Containing 50% by weight polyisoprene, their elasticity after use in a lose high temperature and cause deterioration of the sealing effect.
Tabelle 1 Zeit Vor Ein- Nach 1000 Zusammensetzung des Kautschuks satz Stunden Polyisopren 10 Gew.% 74 76 Athylen-Propylen Terpolymer 90 Polyisopren ' 30 Athylen-Propylen Terpolymer 70 " 71 74 Polyisopren 50 Athylen-Propylen Terpolymer 50 " 65 71 Polyisopren 70 Athylen-Propylen Terpolymer 30 " 60 82 Polyisopren 90 Äthylen-Propylen Terpolymer 10 " 56 83 Es wurden ebenfalls Kautschukstöpsel geprüft, die durch Zusatz anderer Kautschukmaterialien, ausgenommen Polyisopren, zu dem Athylen-Propylen Terpolymeren hergestellt wurden. Die Ergebnisse des Korrosionstestes des Anoden-Bleipoles gemäss der vorliegenden Erfindung werden in Tabelle 2 gezeigt und die Änderungen des Verluststromes werden in Fig. 1 gezeigt. Die verwendeten Beispiele und die Versuchsbedingungen sind wie folgt. Table 1 Time Before On After 1000 Composition of the rubber set hours polyisoprene 10% by weight 74 76 ethylene-propylene terpolymer 90 polyisoprene '30 ethylene-propylene terpolymer 70 "71 74 polyisoprene 50 ethylene-propylene terpolymer 50 "65 71 polyisoprene 70 ethylene-propylene terpolymer 30" 60 82 polyisoprene 90 Ethylene-propylene terpolymer 10 "56 83 Rubber stoppers were also tested, by adding other rubber materials, with the exception of polyisoprene, to the ethylene-propylene Terpolymers were produced. The results of the anode lead pole corrosion test according to the present invention are shown in Table 2 and the changes of the leakage current are shown in FIG. The examples used and the test conditions are as follows.
Beispiel: Bezugsspannung: 16 V. Elektrostatische Kapazität: 470/uF. Anzahl: 10 Aluminiumelektrolytkondensatorenl in denen der bekannte Elektrolyt in einem Säureamidlösungsmittel gelöst wird. Die Zusammensetzungen der verwendeten Kautschukstöpsel sind wie folgt. Als Vernetzungsmittel wird im Beispiel 1 Schwefel und in den Beispielen 2 bis 6 Benzoylperoxid verwendet. In den Beispielen 2 bis 6 werden Schwefel und schwefelhaltige Materialien nicht als weitere Komponenten verwendet.Example: Reference voltage: 16 V. Electrostatic capacity: 470 / uF. Number: 10 aluminum electrolytic capacitors in which the well-known electrolyte in is dissolved in an acid amide solvent. The compositions of the used Rubber stoppers are as follows. In Example 1, sulfur is used as the crosslinking agent and in Examples 2 to 6 benzoyl peroxide is used. In Examples 2 to 6 sulfur and sulphurous materials are not considered as additional components used.
Beispiel 1 Stand der Technik Naturkautschuk 100 Gew.% Beispiel 2 Vorliegende Erfindung Polyisopren 15 Äthylen-Propylen Terpolymer 85 Bei spiel 3 Vorliegende Erfindung Polyisopren 50 Äthylen-Propylen Terpolymer 50 Beispiel 4 Vergleich Naturkautschuk 50 Äthylen-Proylen Terpolymer 50 Beispiel 5 Vergleich Polychloropren 50 Äthylen-Propylen Terpolymer 50 Beispiel 6 Vergleich Polybutadien 50 Gew.% Äthylen-Propylen Terpolymer 50 Versuchsbedingung: Ein Uberlebenstest wird ausgeführt, indem man eine Nennspannung von 16 Volt bei 85°C 1000 Stunden lang anlegt.Example 1 Prior Art Natural Rubber 100% by Weight Example 2 Present Invention polyisoprene 15 ethylene-propylene terpolymer 85 In game 3 present Invention Polyisoprene 50 Ethylene-Propylene Terpolymer 50 Example 4 Comparison of natural rubber 50 ethylene-propylene terpolymer 50 Example 5 Comparison of polychloroprene 50 ethylene-propylene Terpolymer 50 Example 6 Comparison of polybutadiene, 50% by weight ethylene-propylene Terpolymer 50 Test Condition: A survival test is carried out by placing a Apply a nominal voltage of 16 volts at 85 ° C for 1000 hours.
Die gemessenen Werte: Der Verluststrom wird als ein Durchschnittswert von 10 Beispielen gezeigt und die Korrosion wird als Anzahl der korrodierten Beispiele unter 10 Beispielen gezeigt.The measured values: The leakage current is taken as an average value of 10 examples shown and the corrosion is shown as the number of corroded examples shown below 10 examples.
Tabelle 2 Zeit Vor der Nach 250 Nach 500 Nach 750 Nach 1000 Prüfung Stunden Stunden Stunden Stunden Beispiel 1 0 0 2 7 8 -2 o 0 o 0 0 3 0 0 0 0 0 4 0 0 2 4 4 5 5 o 3 8 10 10 6 0 0 0 1 2 Wie aus den obigen Ergebnissen klar ersichtlich ist, korrodieren die Anoden-Bleipolteile in den Beispielen 1 und 4 bis 6 im Verlaufe der Zeit, weil Schwefel als Vulkanisationsmittel in dem vulkanisierten Naturkautschuk von Beispiel 1 enthalten ist und weil eine Säure, die bei der Herstellung von natürlichem Rohkautschuk verwendet wird, in der Kautschukmischung, die aus natürlichem Kautschuk und dem Athylen-Propylenkautschuk von Beispiel 4 besteht, vorhanden ist, weil Chlor1 das sehr korrodierend wirkt ion dem Polychloropren vorhanden ist, und weil ein Korrosionsstabilisator zur Verhinderung der Gelatinierung in dem Polybutadien vorhanden ist. Deshalb können diese Mischungen, obwohl sie sehr gute Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise chemische Widerstandsfähigkeit und Elastizität und der gleichen, praktisch nicht verwendet werden. Table 2 Time Before After 250 After 500 After 750 After 1000 Test Hours Hours Hours Hours Example 1 0 0 2 7 8 -2 o 0 o 0 0 3 0 0 0 0 0 4 0 0 2 4 4 5 5 o 3 8 10 10 6 0 0 0 1 2 As from the above results As can be clearly seen, the anode lead pole parts in Examples 1 and 4 corrode 4 to 6 with the lapse of time because sulfur is used as a vulcanizing agent in the vulcanized Natural rubber from Example 1 is included and because an acid is used in its manufacture of natural raw rubber is used in the rubber compound that is made from natural Rubber and the ethylene-propylene rubber of Example 4 is present, because chlorine1 is very corrosive when there is polychloroprene, and because a corrosion stabilizer to prevent gelatinization in the polybutadiene is available. This is why these mixtures, although they have very good properties such as chemical resistance and elasticity and the same, practically not used.
Wie oben beschrieben, ist es erfindungsgemäss möglich, Kautschukstöpsel herzustellen, die für Elektrokondensatoren verwendbar sind, die elektrochemisch und mechanisch gegenüber Elektrolyten, die Säureamide als Lösungsmittel enthalten, stabil sind und es ist ebenfalls möglich1 die Siemperaturcharakte ristik des Elektrolytkondensators zu verbessern.As described above, according to the present invention, it is possible to use rubber stoppers to produce that are usable for electrocapacitors that are electrochemically and mechanically to electrolytes that contain acid amides as solvents, are stable and it is also possible1 the temperature characteristics of the electrolytic capacitor to improve.
Kurze Erklärung der Zeichnung: Fig. 1 zeigt Kurven des Verluststromes von elektrolytischen Kondensatoren, in denen der erfindungsgemässe Kautschukstöpsel und bekannte Kautschukstöpsel verwendet werden.Brief explanation of the drawing: Fig. 1 shows curves of the leakage current of electrolytic capacitors in which the rubber stopper according to the invention and known rubber stoppers can be used.
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