一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法与流程

[0001]
本发明涉及电容器防爆盖加工技术领域，具体涉及一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法。


背景技术：

[0002]
金属化薄膜电容器由于其具有功率密度高、循环使用寿命长以及充电速度快等优点，在移动通讯、电动工具、太阳能发电、风能发电、信息技术以及电动汽车等多种领域具有广阔的应用前景。
[0003]
金属化薄膜电容器尤其是大容量电容器在大电流充放电工作运行中，特别是在高温工作环境下，由于电容内部的化学反应、电化学反应及高温蒸发，会使超级电容器内部产生气体，这些产生的气体在密封状态下会越来越多，逐渐的使电容器内部的压力越来越大，最终引起电容器外壳上面的防爆槽破裂，不仅是电容器损坏，也增加了安全隐患，容易造成火灾或者爆炸等重大安全事故。
[0004]
一般防爆盖采用铝材或者塑料材料制备成盖板材料，塑料材料由于较为轻便且成本较低应用更加广泛，但是由于塑料材料在其阻燃性和耐热性能上具有一定的缺陷，造成防爆盖长期在高温下使用造成损坏，影响装置的使用的寿命，所以提升塑料防爆盖的耐热性和阻燃性为现阶段一大研究的方向。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术不足，本发明提供一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法，提高了塑料盖板的耐热性和阻燃性，提升防爆盖的使用寿命，增强防爆盖的使用安全性。
[0006]
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
[0007]
一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法，所述耐温高性能的电容器防爆盖制备方法包括以下步骤：
[0008]
(1)盖板材料的准备：选取以下重量份的物质备用：聚丙烯树脂25-30份、环氧树脂26-30份、聚四氟乙烯18-20份、有机硅树脂26-28份、双氰胺4-8份、硅酮母料5-8份、硼酸锌3-6份、二氧化硅5-8份、碳酸钙1-3份、玄武岩纤维3-6份、玻璃纤维2-4份、六溴环十二烷3-5份、三氯乙基磷酸酯2-3份、烯基磺酸钠2-3份、十二烷基苯磺酸钙1-3份、二氧化锆3-5份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚2-5份；
[0009]
(2)盖板基料初级制备：将上述环氧树脂、有机硅树脂混合后加入硼酸锌和二氧化硅混合置于反应釜中在180-200℃温度下高速搅拌15-20min后静置1-2h后继续升温至220-230℃后继续高速搅拌30min，后缓慢降温至120-150℃后加入双氰胺继续搅拌，得混合基料冷却至室温；
[0010]
(3)盖板基料的二次制备：将上述混合基料置于研磨机中研磨粉碎，后加入聚丙烯树脂、聚四氟乙烯和硅酮母料置于高压反应釜中，在高温高压下搅拌均匀后静置50-60min，后取出，得盖板基料备用；
[0011]
(4)盖板料混合：将上述盖板基料加入碳酸钙、玄武岩纤维、玻璃纤维、六溴环十二烷、三氯乙基磷酸酯、烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、二氧化锆、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合后置于混炼机中在190-200℃温度下混炼30-40min后，取出快速冷却至室温后置于低温环境下静置1-2h后取出再研磨成粉末后置于混炼机中在220-230℃温度下继续混炼2-3h后，置于模具中成型，得盖板备用；
[0012]
(5)涂层材料制备：选取丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯乳液、辛基酚聚氧乙烯醚、铋酸钠、纳米磷酸锆、三聚氰胺焦磷酸盐、季戊四醇、聚四亚甲基对苯二甲酸酯、乙烯基三胺混合后置于120-180℃温度下搅拌均匀得涂层材料备用；
[0013]
(6)盖板处理：将模具中成型后的盖板取出表面打磨后涂覆一层上述步骤(5)中的涂层材料，后置于30-40℃温度下干燥，得处理盖板备用；
[0014]
(7)防爆盖安装：将上述处理盖板上根据需求安装各个部件组成防爆盖。
[0015]
优选的，所述盖板材料包括以下重量份的物质：聚丙烯树脂28份、环氧树脂28份、聚四氟乙烯19份、有机硅树脂27份、双氰胺6份、硅酮母料6.5份、硼酸锌4.5份、二氧化硅6.5份、碳酸钙2份、玄武岩纤维4.5份、玻璃纤维3份、六溴环十二烷4份、三氯乙基磷酸酯2.5份、烯基磺酸钠2.5份、十二烷基苯磺酸钙2份、二氧化锆4份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚3.5份。
[0016]
优选的，所述步骤(2)中高速搅拌的转速为2300r/min-6000r/min。
[0017]
优选的，所述盖板基料初级制备的步骤中缓慢降温的方式为以5-8℃/min的降温方式进行降温。
[0018]
优选的，所述步骤(3)中混合基料研磨粉碎后需过120-150目筛。
[0019]
优选的，所述步骤(3)中高温高压反应的温度为160-180℃，压强为24-30mpa。
[0020]
优选的，所述步骤(4)中快速冷却的方式为以30-40℃/min的速度进行降温。
[0021]
优选的，所述步骤(4)中低温环境下静置的温度为零下10℃-零下15℃。
[0022]
优选的，所述步骤(4)中研磨成粉末需过80-100目筛。
[0023]
优选的，所述步骤(5)中涂层材料的质量份为：丙烯酸树脂15-25份、聚醋酸乙烯酯乳液30-40份、辛基酚聚氧乙烯醚4-6份、铋酸钠2-3份、纳米磷酸锆1-6份、三聚氰胺焦磷酸盐3-5份、季戊四醇2-4份、聚四亚甲基对苯二甲酸酯3-6份、乙烯基三胺4-6份。
[0024]
本发明提供一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法，与现有技术相比优点在于：
[0025]
(1)本发明采用聚丙烯树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯、有机硅树脂、双氰胺、硅酮母料、硼酸锌、二氧化硅、碳酸钙、玄武岩纤维、玻璃纤维、六溴环十二烷、三氯乙基磷酸酯、烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、二氧化锆、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚为制备盖板的材料，有效保证盖板的力学性能的同时提升其阻燃性能；
[0026]
(2)本发明采用丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯乳液、辛基酚聚氧乙烯醚、铋酸钠、纳米磷酸锆、三聚氰胺焦磷酸盐、季戊四醇、聚四亚甲基对苯二甲酸酯、乙烯基三胺混合制备涂料，有效提升盖板的耐热性能，增强盖板的使用寿命，进一步提升阻燃性能；
[0027]
(3)本发明在盖板制备过程中采用混合高温搅拌改性处理、高温高压处理、低温处理后高温混炼的方式，能够有效保证盖板的力学性能的同时，使各物质混合均匀，提升盖板的耐热性能。
具体实施方式
[0028]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
实施例1：
[0030]
一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法，所述耐温高性能的电容器防爆盖制备方法包括以下步骤：
[0031]
(1)盖板材料的准备：选取以下重量份的物质备用：聚丙烯树脂25份、环氧树脂26份、聚四氟乙烯18份、有机硅树脂26份、双氰胺4份、硅酮母料5份、硼酸锌3份、二氧化硅5份、碳酸钙1份、玄武岩纤维3份、玻璃纤维2份、六溴环十二烷3份、三氯乙基磷酸酯2份、烯基磺酸钠2份、十二烷基苯磺酸钙1份、二氧化锆3份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚2份；
[0032]
(2)盖板基料初级制备：将上述环氧树脂、有机硅树脂混合后加入硼酸锌和二氧化硅混合置于反应釜中在180℃温度下以2300r/min的转速高速搅拌15min，后静置1h后继续升温至220℃后继续高速搅拌30min，后以5℃/min的速度缓慢降温至120℃后加入双氰胺继续搅拌，得混合基料冷却至室温；
[0033]
(3)盖板基料的二次制备：将上述混合基料置于研磨机中研磨粉碎过120目筛，后加入聚丙烯树脂、聚四氟乙烯和硅酮母料置于高压反应釜中在的温度为160℃，压强为24mpa的高温高压下搅拌均匀后静置50min，后取出，得盖板基料备用；
[0034]
(4)盖板料混合：将上述盖板基料加入碳酸钙、玄武岩纤维、玻璃纤维、六溴环十二烷、三氯乙基磷酸酯、烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、二氧化锆、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合后置于混炼机中在190℃温度下混炼30min后，取出以30℃/min的速度进行降温至室温后置于零下10℃低温环境下静置1h，后取出再研磨成粉末过80目筛，后置于混炼机中在220℃温度下继续混炼2h后，置于模具中成型，得盖板备用；
[0035]
(5)涂层材料制备：选取以下重量份的物质：丙烯酸树脂15份、聚醋酸乙烯酯乳液30份、辛基酚聚氧乙烯醚4份、铋酸钠2份、纳米磷酸锆1份、三聚氰胺焦磷酸盐3份、季戊四醇2份、聚四亚甲基对苯二甲酸酯3份、乙烯基三胺4份，混合后置于120℃温度下搅拌均匀得涂层材料备用；
[0036]
(6)盖板处理：将模具中成型后的盖板取出表面打磨后涂覆一层上述步骤(5)中的涂层材料，后置于30℃温度下干燥，得处理盖板备用；
[0037]
(7)防爆盖安装：将上述处理盖板上根据需求安装各个部件组成防爆盖。
[0038]
实施例2：
[0039]
一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法，所述耐温高性能的电容器防爆盖制备方法包括以下步骤：
[0040]
(1)盖板材料的准备：选取以下重量份的物质备用：聚丙烯树脂30份、环氧树脂30份、聚四氟乙烯20份、有机硅树脂28份、双氰胺8份、硅酮母料8份、硼酸锌6份、二氧化硅8份、碳酸钙3份、玄武岩纤维6份、玻璃纤维4份、六溴环十二烷5份、三氯乙基磷酸酯3份、烯基磺酸钠3份、十二烷基苯磺酸钙3份、二氧化锆5份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚5份；
[0041]
(2)盖板基料初级制备：将上述环氧树脂、有机硅树脂混合后加入硼酸锌和二氧化
硅混合置于反应釜中在200℃温度下以6000r/min的转速高速搅拌20min，后静置2h后继续升温至230℃后继续高速搅拌30min，后以8℃/min的速度缓慢降温至150℃后加入双氰胺继续搅拌，得混合基料冷却至室温；
[0042]
(3)盖板基料的二次制备：将上述混合基料置于研磨机中研磨粉碎过150目筛，后加入聚丙烯树脂、聚四氟乙烯和硅酮母料置于高压反应釜中在的温度为180℃，压强为30mpa的高温高压下搅拌均匀后静置60min，后取出，得盖板基料备用；
[0043]
(4)盖板料混合：将上述盖板基料加入碳酸钙、玄武岩纤维、玻璃纤维、六溴环十二烷、三氯乙基磷酸酯、烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、二氧化锆、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合后置于混炼机中在200℃温度下混炼40min后，取出以40℃/min的速度进行降温至室温后置于零下15℃低温环境下静置2h，后取出再研磨成粉末过100目筛，后置于混炼机中在230℃温度下继续混炼3h后，置于模具中成型，得盖板备用；
[0044]
(5)涂层材料制备：选取以下重量份的物质：丙烯酸树脂25份、聚醋酸乙烯酯乳液40份、辛基酚聚氧乙烯醚6份、铋酸钠3份、纳米磷酸锆6份、三聚氰胺焦磷酸盐5份、季戊四醇4份、聚四亚甲基对苯二甲酸酯6份、乙烯基三胺6份，混合后置于180℃温度下搅拌均匀得涂层材料备用；
[0045]
(6)盖板处理：将模具中成型后的盖板取出表面打磨后涂覆一层上述步骤(5)中的涂层材料，后置于40℃温度下干燥，得处理盖板备用；
[0046]
(7)防爆盖安装：将上述处理盖板上根据需求安装各个部件组成防爆盖。
[0047]
实施例3：
[0048]
一种耐温高性能的电容器防爆盖制备方法，所述耐温高性能的电容器防爆盖制备方法包括以下步骤：
[0049]
(1)盖板材料的准备：选取以下重量份的物质备用：聚丙烯树脂28份、环氧树脂28份、聚四氟乙烯19份、有机硅树脂27份、双氰胺6份、硅酮母料6.5份、硼酸锌4.5份、二氧化硅6.5份、碳酸钙2份、玄武岩纤维4.5份、玻璃纤维3份、六溴环十二烷4份、三氯乙基磷酸酯2.5份、烯基磺酸钠2.5份、十二烷基苯磺酸钙2份、二氧化锆4份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚3.5份；
[0050]
(2)盖板基料初级制备：将上述环氧树脂、有机硅树脂混合后加入硼酸锌和二氧化硅混合置于反应釜中在190℃温度下以4500r/min的转速高速搅拌18min，后静置1.5h后继续升温至225℃后继续高速搅拌30min，后以6℃/min的速度缓慢降温至140℃后加入双氰胺继续搅拌，得混合基料冷却至室温；
[0051]
(3)盖板基料的二次制备：将上述混合基料置于研磨机中研磨粉碎过130目筛，后加入聚丙烯树脂、聚四氟乙烯和硅酮母料置于高压反应釜中在的温度为170℃，压强为27mpa的高温高压下搅拌均匀后静置55min，后取出，得盖板基料备用；
[0052]
(4)盖板料混合：将上述盖板基料加入碳酸钙、玄武岩纤维、玻璃纤维、六溴环十二烷、三氯乙基磷酸酯、烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、二氧化锆、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合后置于混炼机中在195℃温度下混炼35min后，取出以35℃/min的速度进行降温至室温后置于零下13℃低温环境下静置1.5h，后取出再研磨成粉末过90目筛，后置于混炼机中在225℃温度下继续混炼2.5h后，置于模具中成型，得盖板备用；
[0053]
(5)涂层材料制备：选取以下重量份的物质：丙烯酸树脂20份、聚醋酸乙烯酯乳液
35份、辛基酚聚氧乙烯醚5份、铋酸钠2.5份、纳米磷酸锆3份、三聚氰胺焦磷酸盐4份、季戊四醇3份、聚四亚甲基对苯二甲酸酯4.5份、乙烯基三胺5份，混合后置于150℃温度下搅拌均匀得涂层材料备用；
[0054]
(6)盖板处理：将模具中成型后的盖板取出表面打磨后涂覆一层上述步骤(5)中的涂层材料，后置于35℃温度下干燥，得处理盖板备用；
[0055]
(7)防爆盖安装：将上述处理盖板上根据需求安装各个部件组成防爆盖。
[0056]
实施例4：
[0057]
对于盖板制备过程中分别选择性的对有机硅树脂、双氰胺、硅酮母料、硼酸锌、玄武岩纤维、玻璃纤维、六溴环十二烷、三氯乙基磷酸酯进行添加制备盖板，其余制备和原料与实施例3相同，且涂层的添加业余实施例3相同，制备得处理盖板，得对比例1-7，见表1；(其中√为添加，-为未添加)
[0058]
对于涂料制备过程中分别选择性的对铋酸钠、纳米磷酸锆、三聚氰胺焦磷酸盐、聚四亚甲基对苯二甲酸酯、乙烯基三胺进行添加，其盖板的制备方法与实施例3相同，且涂层的其余制备原料和方式与实施例3相同，制备得处理盖板，得对比例8-12见表2；(其中√为添加，-为未添加)
[0059]
表1
[0060]
[0061][0062]
表2
[0063][0064]
实施例5：
[0065]
检测上述实施例1-3和对比例1-12所得的处理盖板的冲击强度、热变形温度和阻燃等级(ul-94)，结果如下表所示：kj/m2[0066]
[0067][0068]
由上表可知本发明做制备的防爆盖在基材上具有良好的耐高温阻燃效果。
[0069]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0070]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。