一種超級電容器介電吸收材料及其生產方法
【專利摘要】本發明提供了一種超級電容器介電吸收材料及其生產方法，包括a)將Lyocell纖維通過打漿處理進行充分原纖化；b)對亞麻漿進行絲光化和打漿處理；c)將Lyocell纖維和亞麻漿按比例混合，Lyocell纖維配用量在80-90％，麻漿配用量在10-20％，加入或者不加粘結纖維，并加入或者不加分散劑，之后混合攪拌均勻；d)抄紙。本發明的方法工藝簡單，易操作，產品化學純度高、絕緣性和吸收性好、結構均勻、孔徑小，適合大規模生產和應用。
【專利說明】
一種超級電容器介電吸收材料及其生產方法
技術領域
[0001]本發明涉及制漿造紙領域，具體涉及一種超級電容器介電吸收材料及其生產方法。
【背景技術】
[0002]1979年，國外首次利用電化學的界面雙電層理論制造出了具有電池功能的雙電層電容器，即超級電容器，實現了電力儲存技術的革命。
[0003]超級電容器正負極是經過特殊處理的鋁箔，處理所用材料包括活性炭、金屬氧化物、導電聚合物等；絕緣介質是浸漬了電解液的紙基材料，即超級電容器紙，它既是正負極的絕緣介質，又要具有吸收電解液的能力，完全不同于電容器紙和電解電容器紙兩種介電材料。電容器紙是采用高粘狀打漿的絕緣木漿抄造的，打漿度達到98° SR，沒有吸收性的要求。電解電容器紙一般是采用植物纖維抄造，所用的原料主要為木漿、馬尼拉麻漿、劍麻漿等，在紙頁結構方面沒有孔徑的要求。超級電容器介電吸收材料需要采用特殊的化學纖維及特殊的漿料處理工藝，抄成的紙張才能滿足產品介電性好、吸收性好、孔徑小等技術指標，達到超級電容器的使用要求。
[0004]目前，全球范圍內只有日本高度紙株式會社(NKK)能夠生產超級電容器紙。該公司采用100%化學纖維和特殊的造紙工藝，產品結構均勻、孔徑小、透氣度高、化學純度高、絕緣性和吸收性好。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明目的之一在于提供一種超級電容器介電吸收材料的生產方法，工藝簡單，易操作，產品化學純度高、絕緣性和吸收性好、結構均勻、孔徑小，適合大規模生產和應用。具體技術方案為:
[0006]a)將Lyocell纖維通過打楽處理進行充分原纖化；
[0007]b)對亞麻漿進行絲光化和打漿處理；
[0008]c)將Lyocell纖維和亞麻楽按比例混合，Lyocell纖維配用量在80-90 %，麻楽配用量在10-20%，加入或者不加粘結纖維，并加入或者不加分散劑，之后混合攪拌均勻；
[0009]d)抄紙。
[0010]上述步驟a)所述Lyocell纖維為長絲或短纖，細度為1.4-3.3dtex。
[0011]上述步驟a)所述打漿在盤磨機中進行，充分原纖化的Lyocell纖維打漿度為80-90° SR，濕重為1.0-2.0g，纖維平均長度為0.5-1.0mm，纖維平均寬度為20-30 μ m。
[0012]上述步驟b)所述絲光化在捏合機中進行，液比為1: 4-1: 8，堿濃為10-20%，時間0.5-2h，洗凈后在盤磨機中進行打漿，打漿度控制在70-80° SR，濕重控制在1.0-2.0g,纖維平均長度為0.6-1.2mm，纖維平均寬度為25-35 μ m。
[0013]上述步驟c)所述粘結纖維為熱塑性的單組分纖維或熱塑性的皮芯纖維，其中所述熱塑性的單組分纖維為水溶性聚乙烯醇纖維、聚烯烴纖維或聚酯纖維，所述熱塑性的皮芯纖維為皮芯聚烯烴纖維或皮芯聚酯纖維，用量相對于總的絕干漿重量為0-1.0%。
[0014]上述步驟c)所述分散劑為表面活性劑、水溶性高分子化合物、酸、或無機鹽中的一種或兩種以上混合物，用量相對于總的絕干漿重量為0-1.0%，其中所述表面活性劑為季銨鹽或脂肪酸鹽類，所述水溶性高分子化合物為聚丙烯酸酯及其共聚物、聚丙烯酰胺或聚氧化乙烯。
[0015]上述步驟d)所述抄紙過程包括上網成形、壓榨、干燥工序，其中，上網成形指長網紙機成形、圓網紙機成形、斜網紙機成形或手抄片器成形。
[0016]上述步驟a)、b)、c)、d)所述過程均采用脫鹽水進行。
[0017]所述超級電容器介電吸收材料定量為20-30g/m2，厚度為0.03-0.07mm，縱向抗張強度為10_20N/15mm，水抽提液電導率為10-20 μ s/cm，吸水高度為20-50mm/10min，最大孔徑為 0.10-0.20mm。
[0018]本發明另一個目的在于提供一種超級電容器介電吸收材料，由上述生產方法制備。
[0019]本發明提供的超級電容器介電吸收材料的生產方法，采用脫鹽水抄紙可以保證材料中水溶性氯化物含量和鐵微粒子含量滿足超級電容器介電性能的要求；以具有較好吸收性的Lyocell纖維和植物纖維亞麻漿為原料，確保了材料的吸收性能；充分原纖化的Lyocell纖維可以保證材料具有極微細的孔徑，同時它填充在粗大的麻漿纖維之間，填補了其間形成的大孔，可以有效的控制孔徑，提尚材料的均勾性。
【具體實施方式】
[0020]為了進一步了解本發明，下面結合實例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。
[0021]實施例1:
[0022]a)將長度為3mm，細度為1.67dtex的Lyocell短纖在單盤磨楽機中磨楽進行充分原纖化處理至打漿度87° SR，濕重1.3g，纖維平均長度0.7mm，纖維平均寬度22.2 μ m。；
[0023]b)將亞麻漿在捏合機中進行絲光化處理，液比為1: 6，堿濃為18%，時間lh，洗凈后在盤磨機中進行打漿，打漿度控制在73° SR，濕重控制在1.4g，纖維平均長度為
0.8mm，纖維平均寬度為32 μ m。
[0024]c)將Lyocell纖維和亞麻漿按9: I混合均勻，不添加粘結纖維和分散劑。
[0025]d)在快速紙頁成型器上進行抄造，之后經過壓榨、干燥工序制備23g/m2的超級電容器介電吸收材料。
[0026]上述步驟a)、b)、c)、d)所述過程均采用脫鹽水進行。
[0027]制得超級電容器介電吸收材料厚度為0.05mm,縱向抗張強度為12N/15mm，水抽提液電導率為14 μ s/cm，吸水高度為41mm/10min，最大孔徑為0.17mm。
[0028]實施例2:
[0029]a)將細度為1.67dtex的Lyocell長絲在單盤磨楽機中磨楽進行充分原纖化處理至打漿度84° SR，濕重1.3g，纖維平均長度0.8mm，纖維平均寬度22.1 μ m。
[0030]b)將亞麻漿在捏合機中進行絲光化處理，液比為1: 5，堿濃為15%，時間1.5h，洗凈后在盤磨機中進行打漿，打漿度控制在77° SR，濕重控制在1.2g，纖維平均長度為0.7mm，纖維平均寬度為28 μ m。
[0031]c)將Lyocell纖維和亞麻漿按9: I混合均勻，不添加粘結纖維和分散劑。
[0032]d)在快速紙頁成型器上進行抄造，之后經過壓榨、干燥工序制備25g/m2的超級電容器介電吸收材料。
[0033]上述步驟a)、b)、c)、d)所述過程均采用脫鹽水進行。
[0034]制得超級電容器介電吸收材料厚度為0.06mm，縱向抗張強度為14N/15mm，水抽提液電導率為13 μ s/cm，吸水高度為38mm/10min，最大孔徑為0.19_。
[0035]實施例3:
[0036]a)將細度為1.4dtex的Lyocell長絲在雙盤磨楽機中磨楽進行充分原纖化處理至打漿度90° SR，濕重1.1g,纖維平均長度0.5mm，纖維平均寬度20.7 μ m ;
[0037]b)將亞麻漿在捏合機中進行絲光化處理，液比為1:6，堿濃為20%，時間0.5h，洗凈后在盤磨機中進行打漿，打漿度控制在74° SR，濕重控制在1.5g，纖維平均長度為
0.8mm，纖維平均寬度為34 μ m。
[0038]c)將Lyocell纖維和亞麻漿按8: 2混合均勻，水溶性聚乙烯醇纖維用量相對于總的絕干漿重量為0.1%，聚氧化乙烯用量相對于總的絕干漿重量為0.1%。
[0039]d)在斜網紙機上進行抄造，之后經過壓榨、干燥工序制備22g/m2的超級電容器介電吸收材料。
[0040]上述步驟a)、b)、c)、d)所述過程均采用脫鹽水進行。
[0041]制得超級電容器介電吸收材料厚度為0.05mm，縱向抗張強度為18N/15mm，水抽提液電導率為16 μ s/cm，吸水高度為25mm/10min，最大孔徑為0.12_。
[0042]實施例4:
[0043]a)將長度為5mm，細度為1.7dtex的Lyocell短纖在單盤磨楽機中磨楽進行充分原纖化處理至打漿度81° SR，濕重1.6g，纖維平均長度0.9mm，纖維平均寬度24.2 μπι。；
[0044]b)將亞麻漿在捏合機中進行絲光化處理，液比為1: 8，堿濃為16%，時間2.0h,洗凈后在盤磨機中進行打漿，打漿度控制在79° SR，濕重控制在1.2g，纖維平均長度為0.6mm,纖維平均寬度為33 μ m。
[0045]c)將Lyocell纖維和亞麻楽按8:2混合均勾，不添加粘結纖維，聚丙稀酰胺用量相對于總的絕干漿重量為0.05%。
[0046]d)在快速紙頁成型器上進行抄造，之后經過壓榨、干燥工序制備21g/m2的超級電容器介電吸收材料。
[0047]上述步驟a)、b)、c)、d)所述過程均采用脫鹽水進行。
[0048]制得超級電容器介電吸收材料厚度為0.04mm,縱向抗張強度為11N/I5mm，水抽提液電導率為14 μ s/cm，吸水高度為43mm/10min，最大孔徑為0.16_。
[0049]以上對本發明所提供的一種超級電容器介電吸收材料及其生產方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不離開本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，包括以下步驟: a)將Lyocell纖維通過打漿處理進行充分原纖化； b)對亞麻漿進行絲光化和打漿處理； c)將Lyocell纖維和亞麻漿按比例混合，Lyocell纖維配用量在80_90%，麻漿配用量在10-20%，加入或者不加粘結纖維，并加入或者不加分散劑，之后混合攪拌均勻； d)抄紙。2.根據權利要求1所述的超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，所述Lyocell纖維為長絲或短纖，細度為1.4-3.3dtex。3.根據權利要求1所述的超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，所述Lyocell纖維打楽過程在盤磨機中進行，充分原纖化的Lyocell纖維打楽度為80_90° SR，濕重為1.0-2.0g,纖維平均長度為0.5-1.0mm,纖維平均寬度為20-30 μ m。4.根據權利要求1所述的超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，所述亞麻漿的絲光化處理在捏合機中進行，液比為1: 4-1: 8，堿濃為10-20%，時間0.5-2h，洗凈后在盤磨機中進行打漿，打漿度控制在70-80° SR，濕重控制在1.0-2.0g,纖維平均長度為0.6-1.2mm,纖維平均寬度為25-35 μ m。5.根據權利要求1所述的超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，所述粘結纖維為熱塑性的單組分纖維或熱塑性的皮芯纖維，其中所述熱塑性的單組分纖維為水溶性聚乙烯醇纖維、聚烯烴纖維或聚酯纖維，所述熱塑性的皮芯纖維為皮芯聚烯烴纖維或皮芯聚酯纖維，用量相對于總的絕干漿重量為0-1.0%。6.根據權利要求1所述的超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，所述分散劑為表面活性劑、水溶性高分子化合物、酸、或無機鹽中的一種或兩種以上混合物，用量相對于總的絕干漿重量為0-1.0%，其中所述表面活性劑為季銨鹽或脂肪酸鹽類，所述水溶性高分子化合物為聚丙烯酸酯及其共聚物、聚丙烯酰胺或聚氧化乙烯。7.根據權利要求1所述的超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，所述抄紙過程包括上網成形、壓榨、干燥工序，其中，上網成形指長網紙機成形、圓網紙機成形、斜網紙機成形或手抄片器成形。8.根據權利要求1所述的超級電容器介電吸收材料的生產方法，其特征在于，所述生產方法采用脫鹽水進行均采用脫鹽水進行。9.根據前述權利要求1-8中任一項所述生產方法得到的超級電容器介電吸收材料。
【文檔編號】D21H13/08GK105887553SQ201410839806
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月26日
【發明人】劉 文, 陳雪峰, 許躍, 毛宗久, 萬瑩
【申請人】中國制漿造紙研究院