一種復合聚苯乙烯電容器材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種復合聚苯乙烯電容器材料，由下列重量份的原料制成：聚苯乙烯15?35份、聚丙烯5?12份、聚酯5?9份、聚碳酸酯6?14份、氯化鋁5?10份、四氯化碳7?13份、聚異丁烯2?7份、聯苯四甲酸二酐6?13份、對苯二胺3?9份、二氧化硅3?7份、二氧化錳2?6份、熱穩定劑3?7份、有機粘合劑3?9份、變性劑2?6份。制備而成的復合聚苯乙烯電容器材料，其電容性能穩定，電容能量密度高，耗損率低。同時，還公開了這種復合聚苯乙烯電容器材料的制備方法。
【專利說明】
一種復合聚苯乙烯電容器材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及電容器材料技術領域，特別涉及一種復合聚苯乙烯電容器材料及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著社會化及工業化的發展，為了解決電容器因潮濕而失效的問題，以陶瓷為材 料、結構簡單的瓷片電容器應運而生，在低容量電路中廣泛應用。此后，不同介電常數、不同 結構、不同功能的陶瓷電容器相繼出現。當代電子技術向著高頻方向發展，只有陶瓷電容器 才能才千兆赫以上頻率范圍內發揮作用。溫度補償電容器可以保證在環境溫度變化的情況 下，也能正常工作。近年來，電子元件朝著輕薄和小型化發展，對電容器的要求則為增加電 容器每單元體積的電容量，多層陶瓷電容器以大容量、小體積而適應了這一趨勢的發展。當 今陶瓷電容器無論是在數量還是在未來發展的潛力方面，都已占據了主導地位。
[0003] 為了適應電容器的發展要求，應對行業的要求，電容器的發展也需要與時倶進，跟 上行業的發展需求。所以研制出和電容器息息相關的電容器用材料就顯得尤為重要。本發 明旨在研究復合聚苯乙烯電容器材料，使研制出的材料能滿足電容器行業發展的新要求、 新標準，性能增強，穩定性更尚。
【發明內容】
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供一種復合聚苯乙烯電容器材料及其制備方法， 通過采用特定原料進行組合，配合相應的生產工藝，得到了一種新型的復合聚苯乙烯電容 器材料，其電容性能穩定，電容能量密度高，耗損率低，能夠滿足行業的要求，具有較好的應 用前景。
[0005] 本發明的目的可以通過以下技術方案實現： 一種復合聚苯乙烯電容器材料，由下列重量份的原料制成:聚苯乙烯15-35份、聚丙烯 5-12份、聚酯5-9份、聚碳酸酯6-14份、氯化鋁5-10份、四氯化碳7-13份、聚異丁烯2-7份、聯 苯四甲酸二酐6-13份、對苯二胺3-9份、二氧化硅3-7份、二氧化錳2-6份、熱穩定劑3-7份、有 機粘合劑3-9份、變性劑2-6份。
[0006] 優選的，所述熱穩定劑選自2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、十六烷基三甲基 溴化銨、3-氨基丙基三乙基氧基硅烷、環烷酸鎂中的一種或幾種。
[0007] 優選地，所述有機粘合劑選自聚醋酸乙烯樹脂、脲醛樹脂、聚丙烯酸酯中的一種或 幾種。
[0008] 優選地，所述變性劑選自苯甲酰胺、對氨基苯磺酰胺、N-乙基對甲苯磺酰胺、1-萘 乙酰胺中的一種或幾種。
[0009] 所述的復合聚苯乙烯電容器材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇 溶液中，進行超聲分散作用，超聲時間60-120分鐘，超聲功率100-250W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二 胺、二氧化硅、二氧化錳、變性劑，高壓反應釜的壓強為2_5MPa，反應時間為30-60分鐘，獲得 的混合物為變性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入熱穩定劑、有機粘合劑，在還原性氣體氛 圍中混煉60-90分鐘，轉速2000-3000r/min，反應溫度為120-250°C，然后冷卻至100°C，得到 的混合液為成品原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾； (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品。
[0010] 優選地，所述步驟(4)中，還原性氣體氛圍為氮氣氣體氛圍。優選地，所述步驟(5) 中，抽濾機的孔徑為5-15μπι。
[0011] 優選地，所述步驟(6)中，螺桿擠出機的螺桿轉速為2000-3000r/min，料筒溫度 220-260。。。
[0012] 本發明與現有技術相比，其有益效果為： (1)本發明的復合聚苯乙烯電容器材料以聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、 四氯化碳為主要成分，通過加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二胺、二氧化硅、二氧化 錳、變性劑、熱穩定劑、有機粘合劑，輔以超聲粉碎、高壓變性、高溫密煉、抽濾、熔融、擠出、 塑型等工藝，使得制備而成的復合聚苯乙烯電容器材料，其電容性能穩定，電容能量密度 高，耗損率低，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。
[0013] (2)本發明的復合聚苯乙烯電容器材料原料廉價、工藝簡單，適于大規模工業化運 用，實用性強。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。
[0015] 實施例1 (1) 按照重量份稱取聚苯乙烯15份、聚丙烯5份、聚酯5份、聚碳酸酯6份、氯化鋁5份、四 氯化碳7份、聚異丁烯2份、聯苯四甲酸二酐6份、對苯二胺3份、二氧化硅3份、二氧化錳2份、 2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮3份、聚醋酸乙烯樹脂3份、苯甲酰胺2份； (2) 將聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇 溶液中，進行超聲分散作用，超聲時間60分鐘，超聲功率100W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二 胺、二氧化硅、二氧化錳、苯甲酰胺，高壓反應釜的壓強為2MPa，反應時間為30分鐘，獲得的 混合物為變性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、聚醋 酸乙烯樹脂，在氮氣氣體氛圍中混煉60分鐘，轉速2000r/min，反應溫度為120°C，然后冷卻 至100 °C，得到的混合液為成品原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾，抽濾機的孔徑為5μπι; (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺 桿轉速為2000r/min，料筒溫度220°C。
[0016] 制得的復合聚苯乙烯電容器材料的性能測試結果如表1所示。
[0017] 實施例2 (1) 按照重量份稱取聚苯乙烯20份、聚丙烯8份、聚酯6份、聚碳酸酯8份、氯化鋁7份、四 氯化碳9份、聚異丁烯4份、聯苯四甲酸二酐9份、對苯二胺5份、二氧化硅4份、二氧化錳3份、 十六烷基三甲基溴化銨4份、聚醋酸乙烯樹脂5份、對氨基苯磺酰胺4份； (2) 將聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇 溶液中，進行超聲分散作用，超聲時間70分鐘，超聲功率150W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二 胺、二氧化硅、二氧化錳、對氨基苯磺酰胺，高壓反應釜的壓強為3MPa，反應時間為40分鐘， 獲得的混合物為變性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入十六烷基三甲基溴化銨、聚醋酸乙烯樹 月旨，在氮氣氣體氛圍中混煉70分鐘，轉速2200r/min，反應溫度為160°C，然后冷卻至100 °C， 得到的混合液為成品原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾，抽濾機的孔徑為8μπι; (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺 桿轉速為2200r/min，料筒溫度230°C。
[0018] 制得的復合聚苯乙烯電容器材料的性能測試結果如表1所示。
[0019] 實施例3 (1) 按照重量份稱取聚苯乙烯30份、聚丙烯10份、聚酯8份、聚碳酸酯12份、氯化鋁9份、 四氯化碳11份、聚異丁烯6份、聯苯四甲酸二酐12份、對苯二胺8份、二氧化硅6份、二氧化錳5 份、3-氨基丙基三乙基氧基硅烷5份、脲醛樹脂8份、N-乙基對甲苯磺酰胺5份； (2) 將聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇 溶液中，進行超聲分散作用，超聲時間100分鐘，超聲功率200W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二 胺、二氧化硅、二氧化錳、N-乙基對甲苯磺酰胺，高壓反應釜的壓強為4MPa，反應時間為50分 鐘，獲得的混合物為變性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入3-氨基丙基三乙基氧基硅烷、脲醛樹脂， 在氮氣氣體氛圍中混煉80分鐘，轉速2500r/min，反應溫度為200°C，然后冷卻至100°C，得到 的混合液為成品原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾，抽濾機的孔徑為12μπι; (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺 桿轉速為2500r/min，料筒溫度250°C。
[0020] 制得的復合聚苯乙烯電容器材料的性能測試結果如表1所示。
[0021] 實施例4 (1) 按照重量份稱取聚苯乙烯35份、聚丙烯12份、聚酯9份、聚碳酸酯14份、氯化鋁10份、 四氯化碳13份、聚異丁烯7份、聯苯四甲酸二酐13份、對苯二胺9份、二氧化硅7份、二氧化錳6 份、環烷酸鎂7份、聚丙烯酸酯9份、N-乙基對甲苯磺酰胺6份； (2) 將聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇 溶液中，進行超聲分散作用，超聲時間120分鐘，超聲功率250W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二 胺、二氧化硅、二氧化錳、N-乙基對甲苯磺酰胺，高壓反應釜的壓強為5MPa，反應時間為60分 鐘，獲得的混合物為變性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入環烷酸鎂、聚丙烯酸酯，在氮氣氣體氛圍 中混煉90分鐘，轉速3000r/min，反應溫度為250°C，然后冷卻至100°C，得到的混合液為成品 原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾，抽濾機的孔徑為15μπι; (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺 桿轉速為3000r/min，料筒溫度260 °C。
[0022]制得的復合聚苯乙烯電容器材料的性能測試結果如表1所示。
[0023] 對比例1 (1) 按照重量份稱取聚苯乙烯15份、聚酯5份、聚碳酸酯6份、氯化鋁5份、四氯化碳7份、 聚異丁烯2份、聯苯四甲酸二酐6份、對苯二胺3份、二氧化錳2份、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸 二甲苯酮3份、聚醋酸乙烯樹脂3份、苯甲酰胺2份； (2) 將聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇溶液中， 進行超聲分散作用，超聲時間60分鐘，超聲功率100W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二 胺、二氧化錳、苯甲酰胺，高壓反應釜的壓強為2MPa，反應時間為30分鐘，獲得的混合物為變 性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、聚醋 酸乙烯樹脂，在氮氣氣體氛圍中混煉60分鐘，轉速2000r/min，反應溫度為120°C，然后冷卻 至100 °C，得到的混合液為成品原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾，抽濾機的孔徑為5μπι; (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺 桿轉速為2000r/min，料筒溫度220°C。
[0024] 制得的復合聚苯乙烯電容器材料的性能測試結果如表1所示。
[0025] 對比例2 (1) 按照重量份稱取聚苯乙烯35份、聚丙烯12份、氯化鋁10份、四氯化碳13份、聚異丁烯 7份、聯苯四甲酸二酐13份、二氧化硅7份、二氧化錳6份、環烷酸鎂7份、聚丙烯酸酯9份、N-乙 基對甲苯磺酰胺6份； (2) 將聚苯乙烯、聚丙烯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇溶液中，進行超 聲分散作用，超聲時間120分鐘，超聲功率250W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、二氧化 硅、二氧化錳、N-乙基對甲苯磺酰胺，高壓反應釜的壓強為5MPa，反應時間為60分鐘，獲得的 混合物為變性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入環烷酸鎂、聚丙烯酸酯，在氮氣氣體氛圍 中混煉90分鐘，轉速3000r/min，反應溫度為250°C，然后冷卻至100°C，得到的混合液為成品 原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾，抽濾機的孔徑為15μπι; (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品，螺桿擠出機的螺 桿轉速為3000r/min，料筒溫度260 °C。
[0026] 制得的復合聚苯乙烯電容器材料的性能測試結果如表1所示。
[0027] 將實施例1-4和對比例1-2的復合聚苯乙烯電容器材料分別進行電容量、耐壓強度 值、介電常數和介質耗損(1MHz交流工作電流下)這幾項性能測試。
[0028] 表 1
本發明的復合聚苯乙烯電容器材料以聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯 化碳為主要成分，通過加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二胺、二氧化硅、二氧化錳、變 性劑、熱穩定劑、有機粘合劑，輔以超聲粉碎、高壓變性、高溫密煉、抽濾、熔融、擠出、塑型等 工藝，使得制備而成的復合聚苯乙烯電容器材料，其電容性能穩定，電容能量密度高，耗損 率低，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的復合聚苯乙烯電容器材料原料 廉價、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。
[0029] 以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發 明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領 域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1. 一種復合聚苯乙烯電容器材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚苯乙烯 15-35份、聚丙烯5-12份、聚酯5-9份、聚碳酸酯6-14份、氯化鋁5-10份、四氯化碳7-13份、聚 異丁烯2-7份、聯苯四甲酸二酐6-13份、對苯二胺3-9份、二氧化硅3-7份、二氧化錳2-6份、熱 穩定劑3-7份、有機粘合劑3-9份、變性劑2-6份。2. 根據權利要求1所述的復合聚苯乙烯電容器材料，其特征在于:所述熱穩定劑選自2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸二甲苯酮、十六烷基三甲基溴化銨、3-氨基丙基三乙基氧基硅烷、環 烷酸鎂中的一種或幾種。3. 根據權利要求1所述的復合聚苯乙烯電容器材料，其特征在于:所述有機粘合劑選自 聚醋酸乙烯樹脂、脲醛樹脂、聚丙烯酸酯中的一種或幾種。4. 根據權利要求1所述的復合聚苯乙烯電容器材料，其特征在于:所述變性劑選自苯甲 酰胺、對氨基苯磺酰胺、N-乙基對甲苯磺酰胺、1-萘乙酰胺中的一種或幾種。5. 根據權利要求1~4任一所述的復合聚苯乙烯電容器材料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟： (1) 按照重量份稱取各原料； (2) 將聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、氯化鋁、四氯化碳混合，加入等質量的2%乙醇 溶液中，進行超聲分散作用，超聲時間60-120分鐘，超聲功率100-250W，得到預混混合物； (3) 將預混混合物注入高壓反應釜中，并依次加入聚異丁烯、聯苯四甲酸二酐、對苯二 胺、二氧化硅、二氧化錳、變性劑，高壓反應釜的壓強為2_5MPa，反應時間為30-60分鐘，獲得 的混合物為變性活化物； (4) 將得到的變性活化物投入密煉機中，加入熱穩定劑、有機粘合劑，在還原性氣體氛 圍中混煉60-90分鐘，轉速2000-3000r/min，反應溫度為120-250°C，然后冷卻至100°C，得到 的混合液為成品原液； (5 )將上述成品原液注入抽濾機中抽濾； (6)抽濾出的液體直接注入螺桿擠出機中熔融、擠出、塑型，即得成品。6. 根據權利要求5所述的復合聚苯乙烯電容器材料的制備方法，其特征在于，所述步驟 (4) 中，還原性氣體氛圍為氮氣氣體氛圍。7. 根據權利要求5所述的復合聚苯乙烯電容器材料的制備方法，其特征在于，所述步驟 (5) 中，抽濾機的孔徑為5-15μηι。8. 根據權利要求5所述的復合聚苯乙烯電容器材料的制備方法，其特征在于，所述步驟 (6) 中，螺桿擠出機的螺桿轉速為2000-3000r/min，料筒溫度220-260°C。
【文檔編號】C08K5/18GK106065132SQ201610410628
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月13日 公開號201610410628.8, CN 106065132 A, CN 106065132A, CN 201610410628, CN-A-106065132, CN106065132 A, CN106065132A, CN201610410628, CN201610410628.8
【發明人】陸全明
【申請人】吳江佳億電子科技有限公司