一种高强度电容器壳体材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度电容器壳体材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯40?50份、柠檬酸三丁酯25?35份、茂金属聚乙烯15?25份、二苯基硅二醇15?25份、季戊四醇10?20份、透明质酸10?20份、聚苯并咪唑12?15份、聚酯胶粉10?15份、陶瓷纤维5?10份、3?氨丙基三甲氧基硅烷5?10份、甲基异丁基酮3?8份、碳化铌2?5份、抗氧化剂1?3份、热稳定剂1?3份。制备而成的高强度电容器壳体材料，其抗拉强度、抗弯强度均优于ABS工程塑料。同时，还公开了相应的制备方法。
【专利说明】
一种高强度电容器壳体材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及电容器材料技术领域，特别涉及一种高强度电容器壳体材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 电容器，是一种容纳电荷的器件。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一， 广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。按制 造材料的不同可以分为:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等 等。目前电容器外壳通常采用ABS工程塑料制成，ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击 性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面 光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二 次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途 极广的热塑性工程塑料。而ABS材料壳体虽然重量轻，但是这种材料制成的壳体的壁厚必 须达到一定程度，否侧抗变形温度低，易变形，但壁厚加大则加工难度增大，生产时废品多， 合格率低，增大了生产成本，同时ABS材料易吸水，导致电容器壳体绝缘性能降低，抗电强 度下降。因此，开发一种具有高强度的电容器壳体材料以替代ABS工程塑料就显得尤为重 要。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度电容器壳体材料及其制备方法，通 过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型的高强度电容器壳体材 料，其抗拉强度、抗弯强度均优于ABS工程塑料，能够满足行业的要求，具有较好的应用前 景。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 一种高强度电容器壳体材料，由下列重量份的原料制成:聚丙烯40-50份、柠檬酸三丁 酯25-35份、茂金属聚乙烯15-25份、二苯基硅二醇15-25份、季戊四醇10-20份、透明质酸10-20份、聚苯并咪唑12-15份、聚酯胶粉10-15份、陶瓷纤维5-10份、3-氨丙基三甲氧基硅烷5-10份、甲基异丁基酮3-8份、碳化铌2-5份、抗氧化剂1-3份、热稳定剂1-3份。
[0005] 优选地，所述的抗氧化剂选自焦亚硫酸钠、对苯二胺、亚磷酸三苯酯中的一种或几 种。
[0006] 优选地，所述热稳定剂选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯乙酯、草酰氯单乙酯中的一种 或几种。
[0007] 所述的高强度电容器壳体材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量份称取各原料； (2) 将聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合， 加热至130-150 °C，搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑、聚酯胶粉，搅拌均匀，继续升温至180- 190°C，保温反应2小时，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入陶瓷纤维、3-氨丙基三甲氧基硅烷、 甲基异丁基酮、碳化铌，然后在130 °C下双辊混炼55-65min，得到二次混合物； (4) 将得到的二次混合物加入抗氧化剂、热稳定剂，投入密炼机中共混，在70°C下搅拌 45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5) 将得到的最终混合物在高温高压条件下，放入热流道共挤模具内进行热熔挤压成 型。
[0008] 优选地，所述步骤(5)中，高温高压条件中温度为180-230°c、压力为20-25Mpa。
[0009] 本发明与现有技术相比，其有益效果为： (1)本发明的高强度电容器壳体材料以聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯为主要成 分，通过加入二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸、聚苯并咪唑、聚酯胶粉、陶瓷纤维、3-氨丙 基三甲氧基硅烷、甲基异丁基酮、碳化铌、抗氧化剂、热稳定剂，辅以加热、搅拌、保温、混炼、 密炼、热熔挤压等工艺，使得制备而成的高强度电容器壳体材料，其抗拉强度、抗弯强度均 优于ABS工程塑料，同时环保性能优良，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0010] (2)本发明的高强度电容器壳体材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运 用，实用性强。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
[0012] 实施例1 (1) 称取聚丙烯40份、柠檬酸三丁酯25份、茂金属聚乙烯15份、二苯基硅二醇15份、季戊 四醇10份、透明质酸10份、聚苯并咪唑12份、聚酯胶粉10份、陶瓷纤维5份、3-氨丙基三甲氧 基硅烷5份、甲基异丁基酮3份、碳化铌2份、焦亚硫酸钠1份、甲基丙烯酸甲酯1份； (2) 将聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合， 加热至130°C，搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑、聚酯胶粉，搅拌均匀，继续升温至180°C，保 温反应2小时，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入陶瓷纤维、3-氨丙基三甲氧基硅烷、 甲基异丁基酮、碳化铌，然后在130 °C下双辊混炼55min，得到二次混合物； (4) 将得到的二次混合物加入焦亚硫酸钠、甲基丙烯酸甲酯，投入密炼机中共混，在70 °C下搅拌45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5 )将得到的最终混合物在温度为180 °C、压力为20Mpa的条件下，放入热流道共挤模具 内进行热熔挤压成型。
[0013] 制得的高强度电容器壳体材料的性能测试结果如表1所示。
[0014] 实施例2 (1) 称取聚丙烯45份、柠檬酸三丁酯30份、茂金属聚乙烯20份、二苯基硅二醇20份、季戊 四醇15份、透明质酸15份、聚苯并咪唑13份、聚酯胶粉12份、陶瓷纤维7份、3-氨丙基三甲氧 基硅烷7份、甲基异丁基酮5份、碳化铌3份、对苯二胺2份、苯乙烯乙酯2份； (2) 将聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合， 加热至140°C，搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑、聚酯胶粉，搅拌均匀，继续升温至185°C，保 温反应2小时，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入陶瓷纤维、3-氨丙基三甲氧基硅烷、 甲基异丁基酮、碳化铌，然后在130 °C下双辊混炼60min，得到二次混合物； (4) 将得到的二次混合物加入对苯二胺、苯乙烯乙酯，投入密炼机中共混，在70°C下搅 拌45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5) 将得到的最终混合物在温度为200 °C、压力为22Mpa的条件下，放入热流道共挤模具 内进行热熔挤压成型。
[0015] 制得的高强度电容器壳体材料的性能测试结果如表1所示。
[0016] 实施例3 (1) 称取聚丙烯50份、柠檬酸三丁酯35份、茂金属聚乙烯25份、二苯基硅二醇25份、季戊 四醇20份、透明质酸20份、聚苯并咪唑15份、聚酯胶粉15份、陶瓷纤维10份、3-氨丙基三甲氧 基硅烷10份、甲基异丁基酮8份、碳化铌5份、亚磷酸三苯酯3份、草酰氯单乙酯3份； (2) 将聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合， 加热至150°C，搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑、聚酯胶粉，搅拌均匀，继续升温至190°C，保 温反应2小时，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入陶瓷纤维、3-氨丙基三甲氧基硅烷、 甲基异丁基酮、碳化铌，然后在130 °C下双辊混炼65min，得到二次混合物； (4 )将得到的二次混合物加入亚磷酸三苯酯、草酰氯单乙酯，投入密炼机中共混，在70 °C下搅拌45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5)将得到的最终混合物在温度为230 °C、压力为25Mpa的条件下，放入热流道共挤模具 内进行热熔挤压成型。
[0017] 制得的高强度电容器壳体材料的性能测试结果如表1所示。
[0018] 实施例4 (1) 称取聚丙烯40份、柠檬酸三丁酯35份、茂金属聚乙烯15份、二苯基硅二醇25份、季戊 四醇10份、透明质酸20份、聚苯并咪唑12份、聚酯胶粉15份、陶瓷纤维5份、3-氨丙基三甲氧 基硅烷10份、甲基异丁基酮3份、碳化铌5份、焦亚硫酸钠1份、苯乙烯乙酯3份； (2) 将聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合， 加热至130°C，搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑、聚酯胶粉，搅拌均匀，继续升温至190°C，保 温反应2小时，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入陶瓷纤维、3-氨丙基三甲氧基硅烷、 甲基异丁基酮、碳化铌，然后在130 °C下双辊混炼55min，得到二次混合物； (4) 将得到的二次混合物加入焦亚硫酸钠、苯乙烯乙酯，投入密炼机中共混，在70 °C下 搅拌45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5) 将得到的最终混合物在温度为230 °C、压力为20Mpa的条件下，放入热流道共挤模具 内进行热熔挤压成型。
[0019] 制得的高强度电容器壳体材料的性能测试结果如表1所示。
[0020] 对比例1 (1)称取聚丙烯40份、茂金属聚乙烯15份、二苯基硅二醇15份、季戊四醇10份、透明质酸 10份、聚苯并咪唑12份、陶瓷纤维5份、3-氨丙基三甲氧基硅烷5份、甲基异丁基酮3份、碳化 铌2份、焦亚硫酸钠1份、甲基丙烯酸甲酯1份； (2) 将聚丙烯、茂金属聚乙烯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合，加热至130°C， 搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑，搅拌均匀，继续升温至180°C，保温反应2小时，得到预混 混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入陶瓷纤维、3-氨丙基三甲氧基硅烷、 甲基异丁基酮、碳化铌，然后在130 °C下双辊混炼55min，得到二次混合物； (4) 将得到的二次混合物加入焦亚硫酸钠、甲基丙烯酸甲酯，投入密炼机中共混，在70 °C下搅拌45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5 )将得到的最终混合物在温度为180 °C、压力为20Mpa的条件下，放入热流道共挤模具 内进行热熔挤压成型。
[0021 ]制得的高强度电容器壳体材料的性能测试结果如表1所示。
[0022] 对比例2 (1) 称取聚丙烯50份、柠檬酸三丁酯35份、二苯基硅二醇25份、季戊四醇20份、透明质酸 20份、聚苯并咪唑15份、聚酯胶粉15份、3-氨丙基三甲氧基硅烷10份、甲基异丁基酮8份、碳 化铌5份、亚磷酸三苯酯3份、草酰氯单乙酯3份； (2) 将聚丙烯、柠檬酸三丁酯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合，加热至150°C， 搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑、聚酯胶粉，搅拌均匀，继续升温至190°C，保温反应2小时， 得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入3-氨丙基三甲氧基硅烷、甲基异丁基 酮、碳化铌，然后在130°C下双辊混炼65min，得到二次混合物； (4 )将得到的二次混合物加入亚磷酸三苯酯、草酰氯单乙酯，投入密炼机中共混，在70 °C下搅拌45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5) 将得到的最终混合物在温度为230 °C、压力为25Mpa的条件下，放入热流道共挤模具 内进行热熔挤压成型。
[0023] 制得的高强度电容器壳体材料的性能测试结果如表1所示。
[0024] 将实施例1 -4和对比例1-2的高强度电容器壳体材料分别进行抗拉强度、抗弯强 度、环保性能的测试。
[0025] 表 1
本发明的高强度电容器壳体材料以聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯为主要成分， 通过加入二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸、聚苯并咪唑、聚酯胶粉、陶瓷纤维、3-氨丙基 三甲氧基硅烷、甲基异丁基酮、碳化铌、抗氧化剂、热稳定剂，辅以加热、搅拌、保温、混炼、密 炼、热熔挤压等工艺，使得制备而成的高强度电容器壳体材料，其抗拉强度、抗弯强度均优 于ABS工程塑料，同时环保性能优良，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0026]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. 一种高强度电容器壳体材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚丙烯40-50 份、柠檬酸三丁酯25-35份、茂金属聚乙烯15-25份、二苯基硅二醇15-25份、季戊四醇10-20 份、透明质酸10-20份、聚苯并咪唑12-15份、聚酯胶粉10-15份、陶瓷纤维5-10份、3-氨丙基 三甲氧基硅烷5-10份、甲基异丁基酮3-8份、碳化铌2-5份、抗氧化剂1-3份、热稳定剂1-3份。2. 根据权利要求1所述的高强度电容器壳体材料，其特征在于:所述的抗氧化剂选自焦 亚硫酸钠、对苯二胺、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的高强度电容器壳体材料，其特征在于:所述热稳定剂选自甲基 丙烯酸甲酯、苯乙烯乙酯、草酰氯单乙酯中的一种或几种。4. 根据权利要求1-3任一所述的高强度电容器壳体材料的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 按照重量份称取各原料； (2) 将聚丙烯、柠檬酸三丁酯、茂金属聚乙烯、二苯基硅二醇、季戊四醇、透明质酸混合， 加热至130-150 °C，搅拌均匀，随后加入聚苯并咪唑、聚酯胶粉，搅拌均匀，继续升温至180-190°C，保温反应2小时，得到预混混合物； (3) 将预混混合物注入双辊混炼机中，并依次加入陶瓷纤维、3-氨丙基三甲氧基硅烷、 甲基异丁基酮、碳化铌，然后在130 °C下双辊混炼55-65min，得到二次混合物； (4) 将得到的二次混合物加入抗氧化剂、热稳定剂，投入密炼机中共混，在70°C下搅拌 45min，搅拌速度为1200转/分钟，得到最终混合物； (5) 将得到的最终混合物在高温高压条件下，放入热流道共挤模具内进行热熔挤压成 型。5. 根据权利要求4所述的高强度电容器壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 (5)中，高温高压条件中温度为180-230°C、压力为20-25Mpa。
【文档编号】C08L23/12GK106084456SQ201610420284
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月13日 公开号201610420284.9, CN 106084456 A, CN 106084456A, CN 201610420284, CN-A-106084456, CN106084456 A, CN106084456A, CN201610420284, CN201610420284.9
【发明人】陆全明
【申请人】吴江佳亿电子科技有限公司