极性填充长寿命金属化聚丙烯薄膜电容器的制作方法

本实用新型涉及一种电容器，尤其是一种极性填充长寿命金属化聚丙烯薄膜电容器。

背景技术：

金属化聚丙烯薄膜电容器，因具有电容量稳定且偏差范围小、损耗因数低、绝缘电阻高、自愈性好等特点，已作为电动机电容器在空调、洗衣机、电冰箱、水泵电机和各种电动工具等领域得到了广泛应用。

随着用户对产品质量的要求不断提高，市场对金属化聚丙烯薄膜电容器的寿命提出了更高的要求。但受限于金属化聚丙烯薄膜电容器现有填充料的非极性特性，在长期使用过程中易与薄膜产生“相溶”现象，严重局限了电容器的使用寿命。同时，由于现有电容端盖结构的注油孔设计，需人工作业封口，属于不可控因素，故其在长期使用过程中存在一定的漏油隐患，严重影响电容器长期使用的可靠性。

薄膜和填充料是金属化聚丙烯薄膜电容器生产制作最重要的基材，其性能在最大程度上影响电容器最终的性能和使用。因此，提升薄膜和填充料的性能是解决这一问题的主要途径。传统的金属化聚丙烯薄膜电容器采用单面粗化聚丙烯薄膜，其中一个表面具有粗化（网状凹槽）结构，但另一个表面是光滑面，填充料在这个面较难完全扩散，其严重影响电容器自身的绝缘性能。此外，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。

而铝壳和端盖是金属化聚丙烯薄膜电容器生产制作最主要的原材料，其性能也在一定程度上影响电容器最终的性能和使用。传统金属化聚丙烯薄膜电容器，受生产工艺和设备的局限，其端盖通常设计有注油孔，以便于生产。但该注油孔设计需人工作业封口，属于不可控因素，是否漏油较难检验，故其在长期使用过程中存在一定的漏油隐患，严重影响电容器长期使用的可靠性。

此外，传统的金属化聚丙烯薄膜电容器通过厌氧胶粘合，滚边封口，但由于厌氧胶固化后材质较脆，长期使用过程中易脱落，从而严重影响电容器长期使用过程中的密封性能，留有较大的隐患。

综上所述，受上述缺点所限，传统的金属化聚丙烯薄膜电容器已无法满足质量要求日益提升的电动机电容器行业，其核心技术突破势在必行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种极性填充长寿命金属化聚丙烯薄膜电容器，其散热好、密封好、耐高温、耐高压、绝缘性能优异、高可靠性且长寿命。

按照本实用新型提供的技术方案，一种极性填充长寿命金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征是，包括铝壳，铝壳内设置电容芯体和芯棒，电容芯体以芯棒为中心轴卷绕金属化聚丙烯膜而成；在所述电容芯体的上下两端设置喷金层，喷金层与电容芯体两端电性连接；所述电容芯体与端盖以内引线为介质通过焊点相连接；在所述电容芯体的上下部分别设置上定位套和下定位套，在上定位套和下定位套的外侧设置绝缘聚酯膜；在所述铝壳内的空隙处填充填充料；所述端盖的正面设置绝缘碗和引出端，端盖背面的边缘设置弹性密封胶，端盖的背面设置端盖防爆块和引出铜箔。

进一步地，在所述端盖内侧设置防爆块。

进一步地，所述电容芯体采用双面粗化的聚丙烯薄膜，其双面均有粗化结构。

进一步地，所述粗化结构为网状凹槽结构。

进一步地，所述喷金层为电容芯体两端的锌金属层。

进一步地，所述焊点为锡焊点。

本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型采用双面粗化的聚丙烯薄膜，其双面均具有粗化（网状凹槽）结构，有利于填充料迅速并完全地浸渍电容器芯体，大幅提升金属化聚丙烯薄膜电容器的绝缘性能；

（2）本实用新型采用具有极性特性的填充料，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%；同时，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；

（3）本实用新型采用了一种无注油孔涂胶的端盖，省去了人工密封注油孔的工序，在给电容器生产带来极大便利的同时，彻底杜绝了因注油孔密封不良导致的漏油现象。同时，该端盖翻边处涂有弹性密封胶，故在电容器生产过程中无需再沾胶水，给电容器的批量生产带来了极大的便利。且该弹性密封胶与常规胶水比较具有明显的弹性，不易断裂，且整圈包裹无缝隙，在理论上可完全杜绝电容器滚边密封不良造成的漏油现象。综上所述，该新型无注油孔端盖的使用，可大幅提升了电容器的密封性能和长期使用的可靠性，并为金属化聚丙烯薄膜电容器的批量生产带来了极大的便利；

（4）本实用新型采用敞开式真空注油机对填充料进行填充，其真空注油室的真空度可低至约1mbar，可有效的防止在浇灌的过程中空气或水汽混入到电容器内，从而保证填充料完全填满产品的空腔，尽可能减少电容器使用时内部的局部放电现象，将电容器耐压能力提升为原来的1.2倍。

附图说明

图1为本实用新型所述极性填充长寿命金属化聚丙烯薄膜电容器的结构示意图。

图2-1为所述端盖的正面示意图。

图2-2为所述端盖的背面示意图。

图3为所述敞开真空注油机的结构示意图。

附图标记说明：1-端盖、2-防爆块、3-焊点、4-绝缘聚酯膜、5-上定位套、6-喷金层、7-铝壳、8-填充料、9-内引线、10-电容芯体、11-芯棒、12-下定位套、13-引出端、14-绝缘碗、15-弹性密封胶、16-端盖防爆块、17-引出铜箔、18-储油罐、19-输油管道、20-真空注油室、21-电容器传送储放盘、22-输送轨道。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述极性填充长寿命金属化聚丙烯薄膜电容器是一种散热好、密封好、耐高温、耐高压、绝缘性能优异、高可靠性且长寿命的电容器，包括铝壳7，铝壳7内设置电容芯体10和芯棒11，电容芯体10以芯棒11为中心轴卷绕金属化聚丙烯膜而成；在所述电容芯体10的上下两端设置喷金层6，喷金层6与电容芯体10两端电性连接，喷金层6为电容芯体10两端的锌金属层；所述电容芯体10与端盖1以内引线9为介质通过焊点3相连接，焊点3为锡焊点；在所述电容芯体10的上下部分别设置上定位套5和下定位套12，在上定位套5和下定位套12的外侧设置绝缘聚酯膜4，绝缘聚酯膜4、上定位套5和下定位套12作为电容芯体10的绝缘保护；在所述铝壳7内除电容芯体10和其他零部件外剩余的空隙处填充填充料8，以作为电容芯体10的绝缘保护和电容器内部热量往外传递的介质。在所述端盖1内侧设置防爆块2。

如图2-1、图2-2所示，所述端盖1的正面设置绝缘碗14和引出端13，端盖1背面的边缘设置弹性密封胶15，端盖1的背面设置端盖防爆块16和引出铜箔17。所述端盖1取消了原有的注油孔设计，无任何待密封口，省去了人工密封注油孔的工序，在给电容器生产带来极大便利的同时，彻底杜绝了因注油孔密封不良导致的漏油现象。此外，该端盖1在其翻边处涂有弹性密封胶，故在电容器生产过程中无需再沾胶水，给电容器的批量生产带来了极大的便利；且弹性密封胶15与常规胶水比较具有明显的弹性，不易断裂，且整圈包裹无缝隙，在理论上可完全杜绝电容器滚边密封不良造成的漏油现象。综上所述，本新型新型中的无注油孔端盖的使用，可大幅提升了电容器的密封性能和长期使用的可靠性，并为金属化聚丙烯薄膜电容器的批量生产带来了极大的便利。

所述填充料8采用具有极性的填写料，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%。同时，该填充料8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。

所述填充料8通过敞开式真空注油机灌注，如图3所示，所述敞开式真空注油机包括储油罐18、输油管道19、真空注油室20、电容器传送储放盘21和输道轨道22，储油罐18内的填充料8通过输油管道19进入真空注油室20，放置在电容器传送储放盘21内的电容器通过输送轨道22传送到真空注油室20进行真空灌注。其中，真空注油室20的真空度可低至约1mbar，可有效的防止在浇灌的过程中空气或水汽混入到电容器内，从而保证填充料完全填满产品的空腔，尽可能减少电容器使用时局部放电现象，将电容器耐压能够提升为原来的1.2倍。

具体地，所述填充料可以采用以下工艺步骤制得：

（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70~80℃，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（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160~180℃，处理时间为2~3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70~80℃，处理时间为1-2小时；所述抗氧化剂DLTP（硫代二丙酸二月桂酯）的加入量为4.93 g/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。

所述电容芯体10采用双面粗化的聚丙烯薄膜，其双面均有粗化（网状凹槽）结构，有利于填充料8迅速并完成地浸渍电容芯体10，可大幅提升金属化聚丙烯薄膜电容器的绝缘性能。

本实用新型所述极性填充长寿命金属化聚丙烯薄膜电容器的工作原理：本实用新型是一种散热好、密封好、耐高温、耐高压、绝缘性能优异、高可靠性且长寿命的电容器。本实用新型采用了一种新型极性填充料，其具有极性特性，与非极性的聚丙烯基膜不会发生“相溶”现象，此特性对大幅提升电容器的使用寿命大有裨益。同时，该填充料具有更低的粘度，有利于电容器使用时内部热量的散发，可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，使得电容器性能更加稳定。在此同时，该电容配合使用了一种新型无注油孔涂胶的端盖，彻底杜绝了因注油孔密封不良导致的漏油现象和胶水密封不良导致的漏油现象，大幅提升了电容器长期使用的可靠性。另外，采用了新型敞开式真空注油机，大大减少电容器内部混入的空气或水汽，将电容器的耐压能力提升为原来的1.2倍。