[发明专利]一种大容量薄膜电容的绝缘封装材料

说明书

技术领域

本发明涉及封装材料技术领域，尤其是涉及一种制备大容量薄膜电容的绝缘封装材料的方法。

背景技术

世界各国都在着手研究开发双电层电容器，即超大容量电容。其通过极化电解质来储能，储能过程可逆。因此超级电容可反复充放电数十万次，被广泛应用于新能源汽车、电力系统及电网改造、仪器仪表、后备电源、高铁等各种领域。大容量薄膜电容体积较一般薄膜电容庞大，多个电容或串联或并联，分布情况复杂，应用领域广泛。因此大容量薄膜电容在不同的使用环境中需要封装材料对其进行有效的保护，使之性能稳定、寿命延长。

大电容工作在户外恶劣环境下，如果绝缘封装材料不耐高低温冲击而发生开裂，潮气就会进入电容，造成电性能的不稳定；或绝缘材料导热系数过低使大电容长期工作积聚大量的热，引起电容薄膜的失效都会造成大容量薄膜电容不能工作或减短大电容的工作寿命，造成极大的浪费。因此封装材料的电绝缘稳定性和可靠性决定了大容量电容的工作可靠性，在户外恶劣环境中的适应性。特别是在-55℃～105℃环境中，要求大容量电容保持正常的工作状态，这就对大电容的绝缘封装材料的电绝缘稳定性能、耐高低温冲击性及耐候性、降低电容量损耗提出了更为苛刻的要求。

传统使用的绝缘封装材料一般有环氧树脂、聚氨酯、有机硅树脂。加温固化的环氧树脂具有吸水率低、电性能稳定、耐高温等优点，但其固化后内应力较大，在低温环境下易开裂；聚氨酯封装材料耐低温性能优秀，在高低温冲击时其柔性链段能够释放积聚的应力而不易出现开裂现象，但异氰酸酯组分易于水汽发生反应产生气泡造成固化缺陷，工艺操作性受到限制；而有机硅树脂与外壳粘结不良易脱落，同样造成水汽进入的问题。因此需要开发一种新型的绝缘封装材料以适合大容量薄膜电容的工作要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种大容量薄膜电容用绝缘封装材料。本发明稳定的电绝缘性能可以确保大容量电容长期稳定的工作；高导热系数、低应力可以确保大容量电容在户外恶劣环境下使用，具备优良的耐候性和耐冷热冲击性，与金属和塑料粘结力好，可以解决大容量薄膜电容的绝缘封装问题。

本发明的技术方案如下：

一种大容量薄膜电容的绝缘封装材料，由A、B两种组分混合而成，A组分与B组分重量比为100:90～100；

所述A组分的原料及各原料的质量百分数为：

所述B组分的原料及各原料的质量百分数为：

一种大容量薄膜电容绝缘封装材料的制备方法，具体制备步骤如下：

(1)自制柔顺性的聚氨酯：将多元醇树脂85～95％除水后，与多异氰酸酯5～15％加入反应釜中，通氮气保护，于55～70℃反应至粘度不再增加为止，降温至30～40℃，过滤出料，得到自制羟基封端的柔顺性聚氨酯；

(2)制备A组分：将环氧树脂20～40％，导热补强填料50～70％，自制柔顺性聚氨酯5～10％，消泡剂0.5～1.5％，按照质量百分比混合，加入高速分散釜中，升温至70～90℃，搅拌90～120min，冷却至40～60℃，过滤放料得到A组分；

(3)制备B组分：将酸酐25～35％、自制柔顺性聚氨酯2～5％、导热补强填料60～70％，固化促进剂0.5～1％、防沉降剂0.1～0.5％、抗氧剂0.1～1％，按照质量百分比混合，加入高速反应釜中，升温至40～60℃，搅拌90～120min，过滤放料得到B组分；

步骤(2)所得的A组分与步骤(3)所得的B组分按照比例混合，搅拌均匀真空脱泡后灌注，于70～80℃固化2～3h，100～110℃老化6～8h即得固化封装材料；

步骤(1)中的多元醇树脂为聚乙二醇400、聚四氢呋喃醚二醇250中的至少一种；多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的至少一种；

所述步骤(1)中的最佳反应时间为4～10小时，产物为均一稳定、无色至浅黄色透明液体；

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51、脂环族环氧树脂ERL-4221中的至少一种；消泡剂为高分子聚硅氧烷类、丙烯酸酯类聚合物中的至少一种，优选BYK-A530、BYK-354中的至少一种；

所述导热补强填料为硅微粉、针状硅灰石粉、氧化铝、氧化镁中的至少一种；