一种400V‑450V片式电解液及其制备方法与流程

文档序号:11202723

本发明涉及电解液技术领域,具体涉及一种400v-450v片式电解液及其制备方法。



背景技术:

铝电解电容器是电子产品的基础元件之一。随着电子产品质量的不断提高及铝电解电容器应用范围的扩大,对其性能提出更高的要求。开关电源、节能灯等电子产品对高压电解电容器的安全性能要求很高。在滤波电路中,电容器承受高电压、高纹波电流,若馈电不稳或施加过电压,即可导致电容器的破坏、着火、燃烧等事故。铝电解电容器电解液是电容器整个工作过程中的实际阴极,对电容器的性能有重要影响,其中:使用温度范围、工作寿命、可靠性、漏电流、损耗、容量变化等对电性能起决定作用。

目前,已知的或在用的中高压铝电解电容器的工作电解液,经过了以下几个发展过程:一、以乙二醇为主溶剂,硼酸或五硼酸铵等无机化合物为主溶质。这样配制的工作电解液存在电导率低的问题,而且硼酸及其盐在高温下易与乙二醇发生酯化反应而生成大量的缩合水,造成电解液内部的水分含量升高,电解液的蒸汽压增大,电容器内压升高而引起电容器开阀失效;二、以乙二醇为主溶剂,采用壬二酸、癸二酸或十二二酸等直连烃饱和二羧酸及其盐为电解质的电解液,这一类的电解液虽然避免了一部分酯化反应,但是由于这一类的直链烷烃在乙二醇内的溶解度较小,导致产品的阻抗较大,大纹波下容易发热而使溶剂挥发,从而产生恶性循环,导致电容器干枯而失效,同时直链烷烃在高温下易发生酰胺化副反应生成水,亦易引起电容器早期失效;三、采用一些带支链的酸或其盐,如报道的1,6-dda及其盐以及2-丁基辛二酸及其盐,这类带支链的羧酸及其盐对溶媒的溶解度比直链烷烃有所提高,因而一定程度上产生了效果,但同时,这类酸或其盐主要依靠进口,因而成本高而且制约因素较多。



技术实现要素:

为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种400v-450v片式电解液,该电解液闪火电压可以达到530v,电导率可以达到1.6ms/cm,水份含量低于0.9%,具有良好的电化学特性,具有高电导率和超高压的优点,可应用于400v-450v铝电解电容器的制造。

本发明的另一目的在于提供一种400v-450v片式电解液的制备方法,该制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,生产成本低,可大规模工业化生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现:一种400v-450v片式电解液,包括如下重量份的原料:

三乙二醇20-40份

山梨醇马来酸酐酯5-15份

r-丁内酯3-7份

2-丁基辛二酸3-5份

癸二酸铵1.5-2.5份

硼酸1.5-2.5份

十二双酸铵0.5-1.5份

聚乙二醇0.5-1.5份

对硝基苯甲醇0.5-1.5份

磷酸单丁酯0.3-0.7份

乙二醇30-60份。

本发明的电解液通过采用上述原料之间的相互作用,并严格控制各原料的重量配比,制得的电解液闪火电压可以达到530v,电导率可以达到1.6ms/cm,水份含量低于0.9%,具有良好的电化学特性,具有高电导率和超高压的优点,可应用于400v-450v铝电解电容器的制造。

优选的,包括如下重量份的原料:

三乙二醇20-30份

山梨醇马来酸酐酯5-10份

r-丁内酯3-5份

2-丁基辛二酸3-4份

癸二酸铵1.5-2.0份

硼酸1.5-2.0份

十二双酸铵0.5-1.0份

聚乙二醇0.5-1.0份

对硝基苯甲醇0.5-1.0份

磷酸单丁酯0.3-0.5份

乙二醇30-43.5份。

优选的,包括如下重量份的原料:

三乙二醇25-35份

山梨醇马来酸酐酯8-12份

r-丁内酯4-6份

2-丁基辛二酸3.5-4.5份

癸二酸铵1.8-2.2份

硼酸1.8-2.2份

十二双酸铵0.8-1.2份

聚乙二醇0.8-1.2份

对硝基苯甲醇0.8-1.2份

磷酸单丁酯0.4-0.6份

乙二醇40-50份。

优选的,包括如下重量份的原料:

三乙二醇30-40份

山梨醇马来酸酐酯10-15份

r-丁内酯5-7份

2-丁基辛二酸4-5份

癸二酸铵2.0-2.5份

硼酸2.0-2.5份

十二双酸铵1.0-1.5份

聚乙二醇1.0-1.5份

对硝基苯甲醇1.0-1.5份

磷酸单丁酯0.5-0.7份

乙二醇43.5-60份。

优选的,包括如下重量份的原料:

三乙二醇25份

山梨醇马来酸酐酯8份

r-丁内酯4份

2-丁基辛二酸3.5份

癸二酸铵1.8份

硼酸1.8份

十二双酸铵0.8份

聚乙二醇0.8份

对硝基苯甲醇0.8份

磷酸单丁酯0.4份

乙二醇40份。

优选的,包括如下重量份的原料:

三乙二醇30份

山梨醇马来酸酐酯10份

r-丁内酯5份

2-丁基辛二酸4份

癸二酸铵2.0份

硼酸2.0份

十二双酸铵1.0份

聚乙二醇1.0份

对硝基苯甲醇1.0份

磷酸单丁酯0.5份

乙二醇43.5份。

优选的,包括如下重量份的原料:

三乙二醇35份

山梨醇马来酸酐酯12份

r-丁内酯6份

2-丁基辛二酸4.5份

癸二酸铵2.2份

硼酸2.2份

十二双酸铵1.2份

聚乙二醇1.2份

对硝基苯甲醇1.2份

磷酸单丁酯0.6份

乙二醇50份。

优选的,所述聚乙二醇为平均分子量在800-1200的聚乙二醇。

优选的,所述聚乙二醇为平均分子量在1000的聚乙二醇。

还包括高聚物添加剂3-5份、阻碍羧酸酯化剂2-4份、高温稳定剂1-3份、防腐添加剂1-2份、闪火添加剂1-2份和消氢添加剂0.5-1.5份。

所述高聚物添加剂是由聚乙烯醇、聚丙二醇和环氧乙烷与环氧丙烷共聚物以重量比0.4-0.8:0.8-1.2:1组成的混合物。本发明通过严格控制高聚物添加剂的种类、复配及配比,能够屏蔽外加电场,保护介质膜的介电性能,因为这两种或两种以上可互溶的有机大分子共同作用可调节电解质溶液的粘度,降低电容器内部的饱和蒸气压,提高闪火电压,改善稳定性。

所述阻碍羧酸酯化剂是由2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1,3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.4-0.8:0.2-0.6组成的混合物。本发明通过严格控制阻碍羧酸酯化剂的种类、复配及配比,可以阻碍羧酸酯化。

所述高温稳定剂是由聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和对氨基苯磺酸以重量比0.5-1.5:1:1.5-2.5组成的混合物。本发明通过严格控制高温稳定剂的种类、复配及配比,可以提高电解液的耐高温使用寿命。

所述防腐添加剂是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸铵以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5组成的混合物。本发明通过严格控制防腐添加剂的种类、复配及配比,可以减少电解液对电容器的腐蚀。

所述闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛以重量比1:1.4-1.8:1.5-2.5组成的混合物。本发明通过严格控制闪火添加剂种类、复配及配比,可以提高电解液的闪火电压从而增强铝电解电容器耐压能力的作用。

所述消氢添加剂是由邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲酸铵和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.4-0.8:0.8-1.2:1组成的混合物。本发明通过严格控制消氢添加剂种类、复配及配比,可以提高电解液的消氢能力从而降低铝电解电容器产气起鼓失效现象的作用。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种400v-450v片式电解液的制备方法,先将乙二醇、三乙二醇加热至75-85℃,再加入聚乙二醇、癸二酸铵、十二双酸铵、硼酸和2-丁基辛二酸混合,加热至140-160℃保温1.5-2.5h,冷却至100-120℃后加入磷酯单丁酯与对硝基苯甲醇混合。

本发明的有益效果在于:本发明的电解液闪火电压可以达到530v,电导率可以达到1.6ms/cm,水份含量低于0.9%,具有良好的电化学特性,具有高电导率和超高压的优点,可应用于400v-450v铝电解电容器的制造。本发明的电解液沸点可达到195℃,制成电容器产品能过260℃回流焊,不鼓底。

本发明的制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,生产成本低,可大规模工业化生产。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种400v-450v片式电解液,包括如下重量份的原料:

三乙二醇20份

山梨醇马来酸酐酯5份

r-丁内酯3份

2-丁基辛二酸3份

癸二酸铵1.5份

硼酸1.5份

十二双酸铵0.5份

聚乙二醇0.5份

对硝基苯甲醇0.5份

磷酸单丁酯0.3份

乙二醇30份。

所述聚乙二醇为平均分子量在800的聚乙二醇。

一种400v-450v片式电解液的制备方法,先将乙二醇、三乙二醇加热至75℃,再加入聚乙二醇、癸二酸铵、十二双酸铵、硼酸和2-丁基辛二酸混合,加热至140℃保温1.5h,冷却至100℃后加入磷酯单丁酯与对硝基苯甲醇混合。

实施例2

一种400v-450v片式电解液,包括如下重量份的原料:

三乙二醇25份

山梨醇马来酸酐酯8份

r-丁内酯4份

2-丁基辛二酸3.5份

癸二酸铵1.8份

硼酸1.8份

十二双酸铵0.8份

聚乙二醇0.8份

对硝基苯甲醇0.8份

磷酸单丁酯0.4份

乙二醇40份。

所述聚乙二醇为平均分子量在900的聚乙二醇。

一种400v-450v片式电解液的制备方法,先将乙二醇、三乙二醇加热至78℃,再加入聚乙二醇、癸二酸铵、十二双酸铵、硼酸和2-丁基辛二酸混合,加热至145℃保温1.8h,冷却至105℃后加入磷酯单丁酯与对硝基苯甲醇混合。

实施例3

一种400v-450v片式电解液,包括如下重量份的原料:

三乙二醇30份

山梨醇马来酸酐酯10份

r-丁内酯5份

2-丁基辛二酸4份

癸二酸铵2.0份

硼酸2.0份

十二双酸铵1.0份

聚乙二醇1.0份

对硝基苯甲醇1.0份

磷酸单丁酯0.5份

乙二醇43.5份。

所述聚乙二醇为平均分子量在1000的聚乙二醇。

一种400v-450v片式电解液的制备方法,先将乙二醇、三乙二醇加热至80℃,再加入聚乙二醇、癸二酸铵、十二双酸铵、硼酸和2-丁基辛二酸混合,加热至150℃保温2h,冷却至110℃后加入磷酯单丁酯与对硝基苯甲醇混合。

实施例4

一种400v-450v片式电解液,包括如下重量份的原料:

三乙二醇35份

山梨醇马来酸酐酯12份

r-丁内酯6份

2-丁基辛二酸4.5份

癸二酸铵2.2份

硼酸2.2份

十二双酸铵1.2份

聚乙二醇1.2份

对硝基苯甲醇1.2份

磷酸单丁酯0.6份

乙二醇50份。

所述聚乙二醇为平均分子量在1200的聚乙二醇。

一种400v-450v片式电解液的制备方法,先将乙二醇、三乙二醇加热至82℃,再加入聚乙二醇、癸二酸铵、十二双酸铵、硼酸和2-丁基辛二酸混合,加热至155℃保温2.2h,冷却至115℃后加入磷酯单丁酯与对硝基苯甲醇混合。

实施例5

一种400v-450v片式电解液,包括如下重量份的原料:

三乙二醇40份

山梨醇马来酸酐酯15份

r-丁内酯7份

2-丁基辛二酸5份

癸二酸铵2.5份

硼酸2.5份

十二双酸铵1.5份

聚乙二醇1.5份

对硝基苯甲醇1.5份

磷酸单丁酯0.7份

乙二醇60份。

所述聚乙二醇为平均分子量在1200的聚乙二醇。

一种400v-450v片式电解液的制备方法,先将乙二醇、三乙二醇加热至85℃,再加入聚乙二醇、癸二酸铵、十二双酸铵、硼酸和2-丁基辛二酸混合,加热至160℃保温2.5h,冷却至120℃后加入磷酯单丁酯与对硝基苯甲醇混合。

实施例6

本实施例与上述实施例的不同之处在于:还包括高聚物添加剂3份、阻碍羧酸酯化剂2份、高温稳定剂1份、防腐添加剂1份、闪火添加剂1份、消氢添加剂0.5份和防水合剂1份。

所述高聚物添加剂是由聚乙烯醇、聚丙二醇和环氧乙烷与环氧丙烷共聚物以重量比0.4:0.8:1组成的混合物。

所述阻碍羧酸酯化剂是由2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1,3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.4:0.2组成的混合物。

所述高温稳定剂是由聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和对氨基苯磺酸以重量比0.5-1.5:1:1.5-2.5组成的混合物。

所述防腐添加剂是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸铵以重量比1:0.8:1.5组成的混合物。

所述闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛以重量比1:1.4:1.5组成的混合物。

所述消氢添加剂是由邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲酸铵和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.4:0.8:1组成的混合物。

实施例7

本实施例与上述实施例的不同之处在于:还包括高聚物添加剂3.5份、阻碍羧酸酯化剂2.5份、高温稳定剂1.5份、防腐添加剂1.2份、闪火添加剂1.2份、消氢添加剂0.8份和防水合剂1.2份。

所述高聚物添加剂是由聚乙烯醇、聚丙二醇和环氧乙烷与环氧丙烷共聚物以重量比0.5:0.9:1组成的混合物。

所述阻碍羧酸酯化剂是由2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1,3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.5:0.3组成的混合物。

所述高温稳定剂是由聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和对氨基苯磺酸以重量比0.5-1.5:1:1.5-2.5组成的混合物。

所述防腐添加剂是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸铵以重量比1:0.9:1.8组成的混合物。

所述闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛以重量比1:1.5:1.8组成的混合物。

所述消氢添加剂是由邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲酸铵和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.5:0.9:1组成的混合物。

实施例8

本实施例与上述实施例的不同之处在于:还包括高聚物添加剂4份、阻碍羧酸酯化剂3份、高温稳定剂2份、防腐添加剂1.5份、闪火添加剂1.5份、消氢添加剂1份和防水合剂1.5份。

所述高聚物添加剂是由聚乙烯醇、聚丙二醇和环氧乙烷与环氧丙烷共聚物以重量比0.6:1:1组成的混合物。

所述阻碍羧酸酯化剂是由2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1,3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.6:0.4组成的混合物。

所述高温稳定剂是由聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和对氨基苯磺酸以重量比1:1:2组成的混合物。

所述防腐添加剂是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸铵以重量比1:1:2组成的混合物。

所述闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛以重量比1:1.6:2组成的混合物。

所述消氢添加剂是由邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲酸铵和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.6:1:1组成的混合物。

实施例9

本实施例与上述实施例的不同之处在于:还包括高聚物添加剂4.5份、阻碍羧酸酯化剂3.5份、高温稳定剂2.5份、防腐添加剂1.8份、闪火添加剂1.8份、消氢添加剂1.2份和防水合剂1.8份。

所述高聚物添加剂是由聚乙烯醇、聚丙二醇和环氧乙烷与环氧丙烷共聚物以重量比0.7:1.1:1组成的混合物。

所述阻碍羧酸酯化剂是由2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1,3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.7:0.5组成的混合物。

所述高温稳定剂是由聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和对氨基苯磺酸以重量比1.2:1:2.2组成的混合物。

所述防腐添加剂是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸铵以重量比1:1.1:2.2组成的混合物。

所述闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛以重量比1:1.7:2.2组成的混合物。

所述消氢添加剂是由邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲酸铵和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.7:1.1:1组成的混合物。

实施例10

本实施例与上述实施例的不同之处在于:还包括高聚物添加剂5份、阻碍羧酸酯化剂4份、高温稳定剂3份、防腐添加剂2份、闪火添加剂2份、消氢添加剂1.5份和防水合剂2份。

所述高聚物添加剂是由聚乙烯醇、聚丙二醇和环氧乙烷与环氧丙烷共聚物以重量比0.8:1.2:1组成的混合物。

所述阻碍羧酸酯化剂是由2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1,3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.8:0.6组成的混合物。

所述高温稳定剂是由聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和对氨基苯磺酸以重量比1.5:1:2.5组成的混合物。

所述防腐添加剂是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸铵以重量比1:1.2:2.5组成的混合物。

所述闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛以重量比1:1.8:2.5组成的混合物。

所述消氢添加剂是由邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲酸铵和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.8:1.2:1组成的混合物。

本发明的电解液闪火电压可以达到530v,电导率可以达到1.6ms/cm,水份含量低于0.9%,具有良好的电化学特性,具有高电导率和超高压的优点,可应用于超高压铝电解电容器的制造。本发明的电解液沸点可达到195℃,制成电容器产品能过260℃回流焊,不鼓底。

上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

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