一种复合聚苯乙烯电容器材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合聚苯乙烯电容器材料，由下列重量份的原料制成：聚苯乙烯15?35份、聚丙烯5?12份、聚酯5?9份、聚碳酸酯6?14份、氯化铝5?10份、四氯化碳7?13份、聚异丁烯2?7份、联苯四甲酸二酐6?13份、对苯二胺3?9份、二氧化硅3?7份、二氧化锰2?6份、热稳定剂3?7份、有机粘合剂3?9份、变性剂2?6份。制备而成的复合聚苯乙烯电容器材料，其电容性能稳定，电容能量密度高，耗损率低。同时，还公开了这种复合聚苯乙烯电容器材料的制备方法。
【专利说明】
一种复合聚苯乙烯电容器材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电容器材料技术领域，特别涉及一种复合聚苯乙烯电容器材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会化及工业化的发展，为了解决电容器因潮湿而失效的问题，以陶瓷为材 料、结构简单的瓷片电容器应运而生，在低容量电路中广泛应用。此后，不同介电常数、不同 结构、不同功能的陶瓷电容器相继出现。当代电子技术向着高频方向发展，只有陶瓷电容器 才能才千兆赫以上频率范围内发挥作用。温度补偿电容器可以保证在环境温度变化的情况 下，也能正常工作。近年来，电子元件朝着轻薄和小型化发展，对电容器的要求则为增加电 容器每单元体积的电容量，多层陶瓷电容器以大容量、小体积而适应了这一趋势的发展。当 今陶瓷电容器无论是在数量还是在未来发展的潜力方面，都已占据了主导地位。
[0003] 为了适应电容器的发展要求，应对行业的要求，电容器的发展也需要与时倶进，跟 上行业的发展需求。所以研制出和电容器息息相关的电容器用材料就显得尤为重要。本发 明旨在研究复合聚苯乙烯电容器材料，使研制出的材料能满足电容器行业发展的新要求、 新标准，性能增强，稳定性更尚。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种复合聚苯乙烯电容器材料及其制备方法， 通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型的复合聚苯乙烯电容 器材料，其电容性能稳定，电容能量密度高，耗损率低，能够满足行业的要求，具有较好的应 用前景。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 一种复合聚苯乙烯电容器材料，由下列重量份的原料制成:聚苯乙烯15-35份、聚丙烯 5-12份、聚酯5-9份、聚碳酸酯6-14份、氯化铝5-10份、四氯化碳7-13份、聚异丁烯2-7份、联 苯四甲酸二酐6-13份、对苯二胺3-9份、二氧化硅3-7份、二氧化锰2-6份、热稳定剂3-7份、有 机粘合剂3-9份、变性剂2-6份。
[0006] 优选的，所述热稳定剂选自2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、十六烷基三甲基 溴化铵、3-氨基丙基三乙基氧基硅烷、环烷酸镁中的一种或几种。
[0007] 优选地，所述有机粘合剂选自聚醋酸乙烯树脂、脲醛树脂、聚丙烯酸酯中的一种或 几种。
[0008] 优选地，所述变性剂选自苯甲酰胺、对氨基苯磺酰胺、N-乙基对甲苯磺酰胺、1-萘 乙酰胺中的一种或几种。
[0009] 所述的复合聚苯乙烯电容器材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量份称取各原料； (2) 将聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇 溶液中，进行超声分散作用，超声时间60-120分钟，超声功率100-250W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二 胺、二氧化硅、二氧化锰、变性剂，高压反应釜的压强为2_5MPa，反应时间为30-60分钟，获得 的混合物为变性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入热稳定剂、有机粘合剂，在还原性气体氛 围中混炼60-90分钟，转速2000-3000r/min，反应温度为120-250°C，然后冷却至100°C，得到 的混合液为成品原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤； (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品。
[0010] 优选地，所述步骤(4)中，还原性气体氛围为氮气气体氛围。优选地，所述步骤(5) 中，抽滤机的孔径为5-15μπι。
[0011] 优选地，所述步骤(6)中，螺杆挤出机的螺杆转速为2000-3000r/min，料筒温度 220-260。。。
[0012] 本发明与现有技术相比，其有益效果为： (1)本发明的复合聚苯乙烯电容器材料以聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、 四氯化碳为主要成分，通过加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二胺、二氧化硅、二氧化 锰、变性剂、热稳定剂、有机粘合剂，辅以超声粉碎、高压变性、高温密炼、抽滤、熔融、挤出、 塑型等工艺，使得制备而成的复合聚苯乙烯电容器材料，其电容性能稳定，电容能量密度 高，耗损率低，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0013] (2)本发明的复合聚苯乙烯电容器材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运 用，实用性强。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
[0015] 实施例1 (1) 按照重量份称取聚苯乙烯15份、聚丙烯5份、聚酯5份、聚碳酸酯6份、氯化铝5份、四 氯化碳7份、聚异丁烯2份、联苯四甲酸二酐6份、对苯二胺3份、二氧化硅3份、二氧化锰2份、 2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮3份、聚醋酸乙烯树脂3份、苯甲酰胺2份； (2) 将聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇 溶液中，进行超声分散作用，超声时间60分钟，超声功率100W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二 胺、二氧化硅、二氧化锰、苯甲酰胺，高压反应釜的压强为2MPa，反应时间为30分钟，获得的 混合物为变性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、聚醋 酸乙烯树脂，在氮气气体氛围中混炼60分钟，转速2000r/min，反应温度为120°C，然后冷却 至100 °C，得到的混合液为成品原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤，抽滤机的孔径为5μπι; (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品，螺杆挤出机的螺 杆转速为2000r/min，料筒温度220°C。
[0016] 制得的复合聚苯乙烯电容器材料的性能测试结果如表1所示。
[0017] 实施例2 (1) 按照重量份称取聚苯乙烯20份、聚丙烯8份、聚酯6份、聚碳酸酯8份、氯化铝7份、四 氯化碳9份、聚异丁烯4份、联苯四甲酸二酐9份、对苯二胺5份、二氧化硅4份、二氧化锰3份、 十六烷基三甲基溴化铵4份、聚醋酸乙烯树脂5份、对氨基苯磺酰胺4份； (2) 将聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇 溶液中，进行超声分散作用，超声时间70分钟，超声功率150W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二 胺、二氧化硅、二氧化锰、对氨基苯磺酰胺，高压反应釜的压强为3MPa，反应时间为40分钟， 获得的混合物为变性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入十六烷基三甲基溴化铵、聚醋酸乙烯树 月旨，在氮气气体氛围中混炼70分钟，转速2200r/min，反应温度为160°C，然后冷却至100 °C， 得到的混合液为成品原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤，抽滤机的孔径为8μπι; (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品，螺杆挤出机的螺 杆转速为2200r/min，料筒温度230°C。
[0018] 制得的复合聚苯乙烯电容器材料的性能测试结果如表1所示。
[0019] 实施例3 (1) 按照重量份称取聚苯乙烯30份、聚丙烯10份、聚酯8份、聚碳酸酯12份、氯化铝9份、 四氯化碳11份、聚异丁烯6份、联苯四甲酸二酐12份、对苯二胺8份、二氧化硅6份、二氧化锰5 份、3-氨基丙基三乙基氧基硅烷5份、脲醛树脂8份、N-乙基对甲苯磺酰胺5份； (2) 将聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇 溶液中，进行超声分散作用，超声时间100分钟，超声功率200W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二 胺、二氧化硅、二氧化锰、N-乙基对甲苯磺酰胺，高压反应釜的压强为4MPa，反应时间为50分 钟，获得的混合物为变性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入3-氨基丙基三乙基氧基硅烷、脲醛树脂， 在氮气气体氛围中混炼80分钟，转速2500r/min，反应温度为200°C，然后冷却至100°C，得到 的混合液为成品原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤，抽滤机的孔径为12μπι; (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品，螺杆挤出机的螺 杆转速为2500r/min，料筒温度250°C。
[0020] 制得的复合聚苯乙烯电容器材料的性能测试结果如表1所示。
[0021] 实施例4 (1) 按照重量份称取聚苯乙烯35份、聚丙烯12份、聚酯9份、聚碳酸酯14份、氯化铝10份、 四氯化碳13份、聚异丁烯7份、联苯四甲酸二酐13份、对苯二胺9份、二氧化硅7份、二氧化锰6 份、环烷酸镁7份、聚丙烯酸酯9份、N-乙基对甲苯磺酰胺6份； (2) 将聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇 溶液中，进行超声分散作用，超声时间120分钟，超声功率250W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二 胺、二氧化硅、二氧化锰、N-乙基对甲苯磺酰胺，高压反应釜的压强为5MPa，反应时间为60分 钟，获得的混合物为变性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入环烷酸镁、聚丙烯酸酯，在氮气气体氛围 中混炼90分钟，转速3000r/min，反应温度为250°C，然后冷却至100°C，得到的混合液为成品 原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤，抽滤机的孔径为15μπι; (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品，螺杆挤出机的螺 杆转速为3000r/min，料筒温度260 °C。
[0022]制得的复合聚苯乙烯电容器材料的性能测试结果如表1所示。
[0023] 对比例1 (1) 按照重量份称取聚苯乙烯15份、聚酯5份、聚碳酸酯6份、氯化铝5份、四氯化碳7份、 聚异丁烯2份、联苯四甲酸二酐6份、对苯二胺3份、二氧化锰2份、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸 二甲苯酮3份、聚醋酸乙烯树脂3份、苯甲酰胺2份； (2) 将聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇溶液中， 进行超声分散作用，超声时间60分钟，超声功率100W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二 胺、二氧化锰、苯甲酰胺，高压反应釜的压强为2MPa，反应时间为30分钟，获得的混合物为变 性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、聚醋 酸乙烯树脂，在氮气气体氛围中混炼60分钟，转速2000r/min，反应温度为120°C，然后冷却 至100 °C，得到的混合液为成品原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤，抽滤机的孔径为5μπι; (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品，螺杆挤出机的螺 杆转速为2000r/min，料筒温度220°C。
[0024] 制得的复合聚苯乙烯电容器材料的性能测试结果如表1所示。
[0025] 对比例2 (1) 按照重量份称取聚苯乙烯35份、聚丙烯12份、氯化铝10份、四氯化碳13份、聚异丁烯 7份、联苯四甲酸二酐13份、二氧化硅7份、二氧化锰6份、环烷酸镁7份、聚丙烯酸酯9份、N-乙 基对甲苯磺酰胺6份； (2) 将聚苯乙烯、聚丙烯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇溶液中，进行超 声分散作用，超声时间120分钟，超声功率250W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、二氧化 硅、二氧化锰、N-乙基对甲苯磺酰胺，高压反应釜的压强为5MPa，反应时间为60分钟，获得的 混合物为变性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入环烷酸镁、聚丙烯酸酯，在氮气气体氛围 中混炼90分钟，转速3000r/min，反应温度为250°C，然后冷却至100°C，得到的混合液为成品 原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤，抽滤机的孔径为15μπι; (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品，螺杆挤出机的螺 杆转速为3000r/min，料筒温度260 °C。
[0026] 制得的复合聚苯乙烯电容器材料的性能测试结果如表1所示。
[0027] 将实施例1-4和对比例1-2的复合聚苯乙烯电容器材料分别进行电容量、耐压强度 值、介电常数和介质耗损(1MHz交流工作电流下)这几项性能测试。
[0028] 表 1
本发明的复合聚苯乙烯电容器材料以聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯 化碳为主要成分，通过加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二胺、二氧化硅、二氧化锰、变 性剂、热稳定剂、有机粘合剂，辅以超声粉碎、高压变性、高温密炼、抽滤、熔融、挤出、塑型等 工艺，使得制备而成的复合聚苯乙烯电容器材料，其电容性能稳定，电容能量密度高，耗损 率低，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的复合聚苯乙烯电容器材料原料 廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
[0029] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种复合聚苯乙烯电容器材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚苯乙烯 15-35份、聚丙烯5-12份、聚酯5-9份、聚碳酸酯6-14份、氯化铝5-10份、四氯化碳7-13份、聚 异丁烯2-7份、联苯四甲酸二酐6-13份、对苯二胺3-9份、二氧化硅3-7份、二氧化锰2-6份、热 稳定剂3-7份、有机粘合剂3-9份、变性剂2-6份。2. 根据权利要求1所述的复合聚苯乙烯电容器材料，其特征在于:所述热稳定剂选自2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、十六烷基三甲基溴化铵、3-氨基丙基三乙基氧基硅烷、环 烷酸镁中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的复合聚苯乙烯电容器材料，其特征在于:所述有机粘合剂选自 聚醋酸乙烯树脂、脲醛树脂、聚丙烯酸酯中的一种或几种。4. 根据权利要求1所述的复合聚苯乙烯电容器材料，其特征在于:所述变性剂选自苯甲 酰胺、对氨基苯磺酰胺、N-乙基对甲苯磺酰胺、1-萘乙酰胺中的一种或几种。5. 根据权利要求1~4任一所述的复合聚苯乙烯电容器材料的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1) 按照重量份称取各原料； (2) 将聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化铝、四氯化碳混合，加入等质量的2%乙醇 溶液中，进行超声分散作用，超声时间60-120分钟，超声功率100-250W，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入高压反应釜中，并依次加入聚异丁烯、联苯四甲酸二酐、对苯二 胺、二氧化硅、二氧化锰、变性剂，高压反应釜的压强为2_5MPa，反应时间为30-60分钟，获得 的混合物为变性活化物； (4) 将得到的变性活化物投入密炼机中，加入热稳定剂、有机粘合剂，在还原性气体氛 围中混炼60-90分钟，转速2000-3000r/min，反应温度为120-250°C，然后冷却至100°C，得到 的混合液为成品原液； (5 )将上述成品原液注入抽滤机中抽滤； (6)抽滤出的液体直接注入螺杆挤出机中熔融、挤出、塑型，即得成品。6. 根据权利要求5所述的复合聚苯乙烯电容器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 (4) 中，还原性气体氛围为氮气气体氛围。7. 根据权利要求5所述的复合聚苯乙烯电容器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 (5) 中，抽滤机的孔径为5-15μηι。8. 根据权利要求5所述的复合聚苯乙烯电容器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 (6) 中，螺杆挤出机的螺杆转速为2000-3000r/min，料筒温度220-260°C。
【文档编号】C08K5/18GK106065132SQ201610410628
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月13日 公开号201610410628.8, CN 106065132 A, CN 106065132A, CN 201610410628, CN-A-106065132, CN106065132 A, CN106065132A, CN201610410628, CN201610410628.8
【发明人】陆全明
【申请人】吴江佳亿电子科技有限公司