金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料的制作方法

文档序号:16337180发布日期:2018-12-19 06:39阅读:254来源:国知局

本发明涉及一种填充料,尤其是一种金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料。

背景技术

传统的金属化聚丙烯薄膜电容器采用色拉油和聚异丁烯两者的混合物作为电容器填充料,但该两种物质均各有优缺点。其中色拉油为极性物质,虽与非极性的聚丙烯基膜不“相溶”,但其抗氧化性较差,易发生化学反应,导致酸值上升,腐蚀镀层。而聚异丁烯为非极性物质,与同为非极性的聚丙烯基膜“相溶”,在电容器长期使用过程中易使电容器芯体外层发生明显溶胀,从而影响电容器的使用寿命。

近几年来随着科技的发展和生活水平的逐渐提高,用户对产品的质量要求亦在不断提高,因而市场对金属化聚丙烯薄膜电容器的寿命也提出了更高的要求。而作为影响金属化聚丙烯薄膜电容器最终使用寿命的其中一个主因,填充油的更新换代势在必行。

环氧大豆油一直作为聚氯乙烯无毒增塑剂兼稳定剂被广泛使用,近来也逐渐进入电容器填充料行业,但经试用,常规的环氧大豆油虽然挥发性低、迁移性小,具有优良的热稳定性、光稳定性、耐水性和耐油性,可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能,且无毒性。但其作为金属化聚丙烯薄膜电容器的填充料使用时,其对电容器的绝缘性能造成了极大的不利影响,甚至无法满足壳极绝缘电阻>2000mω(500vdc)的金属化聚丙烯薄膜电容器通用行业标准。此外,环氧大豆油内水分含量较高,常规真空炼油设备无法将其水分含量提炼到金属化聚丙烯薄膜电容器可用标准范围内,而填充料的水分含量对电容器的寿命有极大的影响。



技术实现要素:

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料,具有明显的极性特性,与非极性的聚丙烯薄膜结构不相似,避免电容元件出现溶胀现象。

按照本发明提供的技术方案,一种金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料,其特征是,采用以下工艺步骤制作:

(1)原油预热:将环氧大豆油的原油进行加热处理至全部油转化为液态;

(2)真空提炼:将经步骤(1)预热处理后的环氧大豆油进行真空提炼处理,真空度要求为≤50pa,炼制温度为80±5℃,处理时间为实测环氧大豆油水分含量低于100ppm为止;

(3)填充料改性:向步骤(2)真空提炼得到的环氧大豆油中加入抗氧化剂1010和抗氧化剂168的混合溶液,改性处理的温度为160~180℃,处理时间为2~3小时;所述抗氧化剂1010的加入量为2.5-3g/l,抗氧化剂168的加入量为1.5-2g/l;

(4)卧罐提炼:将经步骤(3)改性得到的环氧大豆油进行循环提炼并使其稳定,在提炼过程中加入稳定剂,提炼温度为70~80℃,处理时间为1-2小时;所述稳定剂的加入量为4.5-5.2g/l;

(5)循环罐提炼:对经步骤(4)处理后的环氧大豆油进行真空处理并循环提炼,真空度要求为≤200pa,温度为80±5℃,处理时间为1-1.5小时。

进一步地,所述步骤(1)原油预热处理的过程为,将环氧大豆油的原油置于真空炼油机中进行加热处理,温度为70~80℃,处理至环氧大豆油中无固态物质为止。

进一步地,所述稳定剂为抗氧化剂dltp。

本发明所述的金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料,其具有明显的极性特性,与非极性的聚丙烯基膜结构不相似,故不会发生“相溶”现象,即电容元件基本不会出现溶胀现象,此特性对大幅提升电容器的使用寿命大有裨益。根据我司目前的试验数据,金属化聚丙烯薄膜电容的使用寿命可提升约40~50%。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一:一种金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料,采用以下工艺步骤制作:

(1)原油预热:将环氧大豆油的原油置于真空炼油机中进行加热处理,温度为70℃,处理至环氧大豆油中无固态物质即全部油转化为液态为止;

(2)真空提炼:将经步骤(1)预热处理后的环氧大豆油在高空炼油机中进行真空提炼处理,真空度要求为≤50pa,炼制温度为75℃,处理时间为实测环氧大豆油水分含量低于100ppm为止;

(3)填充料改性:向步骤(2)真空提炼得到的环氧大豆油中加入抗氧化剂1010(四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)和抗氧化剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)的混合溶液,改性处理的温度为160℃,处理时间为3小时;所述抗氧化剂1010(四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)的加入量为2.96g/l,抗氧化剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)的加入量为1.97g/l;

(4)卧罐提炼:将经步骤(3)改性得到的环氧大豆油进行循环提炼并使其稳定,在提炼过程中加入抗氧化剂dltp(硫代二丙酸二月桂酯)作为环氧大豆油改性后的稳定剂,提炼温度为70℃,处理时间为2小时;所述抗氧化剂dltp(硫代二丙酸二月桂酯)的加入量为4.93g/l;

(5)循环罐提炼:对经步骤(4)处理后的环氧大豆油进行真空处理并循环提炼,真空度要求为≤200pa,温度为75℃,处理时间为1.5小时。

实施例二:一种金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料,采用以下工艺步骤制作:

(1)原油预热:将环氧大豆油的原油置于真空炼油机中进行加热处理,温度为80℃,处理至环氧大豆油中无固态物质即全部油转化为液态为止;

(2)真空提炼:将经步骤(1)预热处理后的环氧大豆油在高空炼油机中进行真空提炼处理,真空度要求为≤50pa,炼制温度为85℃,处理时间为实测环氧大豆油水分含量低于100ppm为止;

(3)填充料改性:向步骤(2)真空提炼得到的环氧大豆油中加入抗氧化剂1010(四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)和抗氧化剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)的混合溶液,改性处理的温度为180℃,处理时间为2小时;所述抗氧化剂1010(四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)的加入量为2.6g/l,抗氧化剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)的加入量为1.6g/l;

(4)卧罐提炼:将经步骤(3)改性得到的环氧大豆油进行循环提炼并使其稳定,在提炼过程中加入抗氧化剂dltp(硫代二丙酸二月桂酯)作为环氧大豆油改性后的稳定剂,提炼温度为80℃,处理时间为1小时;所述抗氧化剂dltp(硫代二丙酸二月桂酯)的加入量为4.6g/l;

(5)循环罐提炼:对经步骤(4)处理后的环氧大豆油进行真空处理并循环提炼,真空度要求为≤200pa,温度为85℃,处理时间为1小时。

实施例三:一种金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料,采用以下工艺步骤制作:

(1)原油预热:将环氧大豆油的原油置于真空炼油机中进行加热处理,温度为75℃,处理至环氧大豆油中无固态物质即全部油转化为液态为止;

(2)真空提炼:将经步骤(1)预热处理后的环氧大豆油在高空炼油机中进行真空提炼处理,真空度要求为≤50pa,炼制温度为80℃,处理时间为实测环氧大豆油水分含量低于100ppm为止;

(3)填充料改性:向步骤(2)真空提炼得到的环氧大豆油中加入抗氧化剂1010(四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)和抗氧化剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)的混合溶液,改性处理的温度为160℃,处理时间为2.5小时;所述抗氧化剂1010(四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)的加入量为3g/l,抗氧化剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)的加入量为2g/l;

(4)卧罐提炼:将经步骤(3)改性得到的环氧大豆油进行循环提炼并使其稳定,在提炼过程中加入抗氧化剂dltp(硫代二丙酸二月桂酯)作为环氧大豆油改性后的稳定剂,提炼温度为75℃,处理时间为1.5小时;所述抗氧化剂dltp(硫代二丙酸二月桂酯)的加入量为5.2g/l;

(5)循环罐提炼:对经步骤(4)处理后的环氧大豆油进行真空处理并循环提炼,真空度要求为≤200pa,温度为80℃,处理时间为1.2小时。

本发明所述的金属化聚丙烯薄膜电容器用改性极性填充料,其具有明显的极性特性,与非极性的聚丙烯基膜结构不相似,故不会发生“相溶”现象,即电容元件基本不会出现溶胀现象,此特性对大幅提升电容器的使用寿命大有裨益。根据我司目前的试验数据,金属化聚丙烯薄膜电容的使用寿命可提升约40~50%。

另外,该改性极性填充料经新型高真空炼油机炼制后,其水分含量可控制在100ppm以下,即满足了金属化聚丙烯薄膜电容器对填充料水分的要求。同时,该填充料在改性处理过程中所加入的抗氧化剂释放出的氢原子与环氧大豆油自动氧化反应产生的过氧化物结合,中断了链锁反应,阻止了氧化过程的继续进行,从而减小了环氧大豆油对金属化聚丙烯薄膜电容器绝缘性能的影响,使得电容器的壳极绝缘电阻可达到5000~10000mω(500vdc),满足了壳极绝缘电阻>2000mω(500vdc)的金属化聚丙烯薄膜电容器通用行业标准。

此外,该填充料具有更低的粘度,更易流动,有利于电容器使用时内部热量的散发,有助于电容器内芯温度的稳定,并有利于提升电容器的可承受温度,使其耐高温性能更加优异。此外,该种填充料耐热、耐光、耐候性好,电性能优异,综合上述特性可使电容器的性能更加稳定。

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