一种电容器用橡胶盖及其制备方法

技术领域

本发明涉及电容器用材料技术领域，具体涉及一种电容器用橡胶盖及其制备方法。

背景技术

电容器是在电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。电容器是两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成，当在两金属间加上电压时，电容器上就会存储电荷，所以电容器是储能元件，随着电子行业的迅速发展，高水平、低价格的电子产品要求越来越迫切，电容器作为电子基础产品，因此对电容器要求越来越高。

电容器的盖一般采用橡胶盖，电容器的工作环境根据使用目的的不同而不同，有的电容器需要极高的强度以及抗菌性能，因此对橡胶盖提出了更高的要求，如何制备得到强度高、抗菌性能好的电容器橡胶盖成为了本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种电容器用橡胶盖及其制备方法，所述的电容器用橡胶盖具有良好的拉伸强度以及抗菌性能。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

一种电容器用橡胶盖，由以下重量份原料制成：32～40份高苯乙烯橡胶、22～28份三元乙丙橡胶、6～9份二氧化钛、4～8份改性纳米氧化锌、4～7份二甲基二硫代氨基甲酸锌、2～5份滑石粉、3～5份改性石墨烯、2～4份硬脂酸锌、1.5～3份硫磺、1～2.5份乙烯基三乙氧基硅烷、1～1.8份蒙脱土、0.8～1.5份氢氧化镁、0.5～1.2份大豆卵磷脂、0.5～1份促进剂TMTD、0.5～1份2-巯基苯并咪唑、0.4～0.8份氧化镁。

作为一种优选方案，所述的电容器用橡胶盖由以下重量份原料制成：34～40份高苯乙烯橡胶、24～28份三元乙丙橡胶、7～9份二氧化钛、5～8份改性纳米氧化锌、4～6份二甲基二硫代氨基甲酸锌、3～5份滑石粉、3.5～5份改性石墨烯、2.5～4份硬脂酸锌、1.8～3份硫磺、1.5～2.5份乙烯基三乙氧基硅烷、1.2～1.8份蒙脱土、0.8～1.2份氢氧化镁、0.6～1.2份大豆卵磷脂、0.6～1份促进剂TMTD、0.5～0.9份2-巯基苯并咪唑、0.4～0.7份氧化镁。

作为一种最优选方案，所述的电容器用橡胶盖由以下重量份原料制成：35.5份高苯乙烯橡胶、25份三元乙丙橡胶、8份二氧化钛、6份改性纳米氧化锌、5份二甲基二硫代氨基甲酸锌、4份滑石粉、4份改性石墨烯、3份硬脂酸锌、2份硫磺、2份乙烯基三乙氧基硅烷、1.5份蒙脱土、1份氢氧化镁、1份大豆卵磷脂、0.8份促进剂TMTD、0.7份2-巯基苯并咪唑、0.5份氧化镁。

作为一种优选方案，所述改性石墨烯的制备方法为：

S1、将15～25份石墨烯均匀分散到60～90份混合溶剂中，得到混合液；

S2、将1～3份氟化钠、0.5～2份乳酸、0.5～2份硅溶胶加入混合液中，以400～800rpm转速搅拌80～150min，过滤，干燥，得到预处理石墨烯；

S3、将8～15份预处理石墨烯、1～4份二氧化钛、0.5～1.5份烷基酚聚氧乙烯醚、0.1～0.3份乙烯基三乙氧基硅烷加入到20～30份去离子水，超声处理，以200～500rpm转速搅拌40～90min，过滤，干燥，即得改性石墨烯。

本发明的发明人在大量的研究中惊奇的发现，通过用氟化钠、乳酸、硅溶胶组成的造孔剂处理石墨烯，再通过填充引入二氧化钛，得到了拉伸强度、抗菌性能极佳的改性石墨烯。

通过对石墨烯改性一方面改善了石墨烯的拉伸强度、抗菌性能，提高了其分散性能，同时石墨烯不会团聚，从而能够很好的应用于本发明配方体系中。

同时发明人发现，当采用最常用的碳酸氢铵、氢氧化铝替换由氟化钠、乳酸、硅溶胶组成的造孔剂时，造孔效果不好。

作为一种优选方案，所述混合溶液由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：(0.5～2)配置而成。

作为一种优选方案，所述S3超声处理功率为400～800W、处理时间为25～50min。

作为一种优选方案，所述改性纳米氧化锌的制备方法为：

S11、将8～15份纳米氧化锌加入到30～50份改性剂中，300～600W超声处理25～40min，过滤，得到预处理纳米氧化锌；

S12、将8～12份预处理纳米氧化锌、0.5～2份十六烷基三甲基溴化铵、0.5～2份柠檬酸、1～2份乙酰乙酸甲酯加入到球磨机中，球料比为(6～10)：1，以300～700rpm转速球磨60～100min，取出，得到混合料；

S13、将混合料在马弗炉中以300～600℃煅烧2～8h，即得改性纳米氧化锌。

本发明通过对纳米氧化锌进行改性，得到而抗菌性能、拉伸强度高的改性纳米氧化锌，改性后的纳米氧化锌不会发生团聚，表面含有多种功能团，能够很好地在配方体系中分散。

作为一种优选方案，所述改性剂由硅烷偶联剂A151、无水乙醇、去离子水按照重量比1：4～8：16～25配制而成。

作为一种优选方案，所述改性剂由硅烷偶联剂A151、无水乙醇、去离子水按照重量比1：5：19配制而成。

本发明还提供一种所述的电容器用橡胶盖的制备方法，包含以下步骤：

(1)将高苯乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、二氧化钛、改性纳米氧化锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、滑石粉、改性石墨烯、硬脂酸锌、蒙脱土、氢氧化镁、氧化镁加入到密炼机中炼胶8～15min，保持密炼温度110～135℃；

(2)再加入硫磺、乙烯基三乙氧基硅烷、大豆卵磷脂、促进剂TMTD、2-巯基苯并咪唑混练1～4min，排料，用开炼机混练2～5min，压片机压制成型。

本发明的有益效果：(1)本发明所述的电容器用橡胶盖具有极佳的拉伸强度以及抗菌性能；(2)本发明通过加入改性石墨烯、改性纳米氧化锌来显著提高拉伸强度、抗菌性能，通过用氟化钠、乳酸、硅溶胶组成的造孔剂处理石墨烯，再通过填充引入二氧化钛，得到了拉伸强度、抗菌性能极佳的改性石墨烯；通过对纳米氧化锌进行改性，得到而抗菌性能、拉伸强度高的改性纳米氧化锌，改性后的纳米氧化锌不会发生团聚，表面含有多种功能团，能够很好地在配方体系中分散。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份，例如在改性石墨烯、改性纳米氧化锌的制备方法中，所述的份均为重量份。

实施例1

一种电容器用橡胶盖，所述的电容器用橡胶盖由以下重量份原料制成：35.5份高苯乙烯橡胶、25份三元乙丙橡胶、8份二氧化钛、6份改性纳米氧化锌、5份二甲基二硫代氨基甲酸锌、4份滑石粉、4份改性石墨烯、3份硬脂酸锌、2份硫磺、2份乙烯基三乙氧基硅烷、1.5份蒙脱土、1份氢氧化镁、1份大豆卵磷脂、0.8份促进剂TMTD、0.7份2-巯基苯并咪唑、0.5份氧化镁。

所述改性石墨烯的制备方法为：

S1、将18份石墨烯均匀分散到80份混合溶剂中，得到混合液；所述混合溶液由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：1配置而成；

S2、将2份氟化钠、1.5份乳酸、0.8份硅溶胶加入混合液中，以500rpm转速搅拌120min，过滤，干燥，得到预处理石墨烯；

S3、将10份预处理石墨烯、2份二氧化钛、0.8份烷基酚聚氧乙烯醚、0.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入到28份去离子水，以500W超声处理40min，以400rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，即得改性石墨烯。

所述改性纳米氧化锌的制备方法为：

S11、将12份纳米氧化锌加入到38份改性剂中，400W超声处理30min，过滤，得到预处理纳米氧化锌；所述改性剂由硅烷偶联剂A151、无水乙醇、去离子水按照重量比1：5：19配制而成；

S12、将10份预处理纳米氧化锌、1.2份十六烷基三甲基溴化铵、1份柠檬酸、1.5份乙酰乙酸甲酯加入到球磨机中，球料比为8：1，以400rpm转速球磨800min，取出，得到混合料；

S13、将混合料在马弗炉中以480℃煅烧5h，即得改性纳米氧化锌。

所述的电容器用橡胶盖的制备方法，包含以下步骤：

(1)将高苯乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、二氧化钛、改性纳米氧化锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、滑石粉、改性石墨烯、硬脂酸锌、蒙脱土、氢氧化镁、氧化镁加入到密炼机中炼胶12min，保持密炼温度120℃；

(2)再加入硫磺、乙烯基三乙氧基硅烷、大豆卵磷脂、促进剂TMTD、2-巯基苯并咪唑混练2min，排料，用开炼机混练3min，压片机压制成型。

实施例2

一种电容器用橡胶盖，所述的电容器用橡胶盖由以下重量份原料制成：32份高苯乙烯橡胶、22份三元乙丙橡胶、6份二氧化钛、4份改性纳米氧化锌、4份二甲基二硫代氨基甲酸锌、2份滑石粉、3份改性石墨烯、2份硬脂酸锌、1.5份硫磺、1份乙烯基三乙氧基硅烷、1份蒙脱土、0.8份氢氧化镁、0.5份大豆卵磷脂、0.5份促进剂TMTD、0.5份2-巯基苯并咪唑、0.4份氧化镁。

所述改性石墨烯的制备方法为：

S1、将18份石墨烯均匀分散到80份混合溶剂中，得到混合液；所述混合溶液由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：1配置而成；

S2、将2份氟化钠、1.5份乳酸、0.8份硅溶胶加入混合液中，以500rpm转速搅拌120min，过滤，干燥，得到预处理石墨烯；

S3、将10份预处理石墨烯、2份二氧化钛、0.8份烷基酚聚氧乙烯醚、0.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入到28份去离子水，以500W超声处理40min，以400rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，即得改性石墨烯。

所述改性纳米氧化锌的制备方法为：

S11、将12份纳米氧化锌加入到38份改性剂中，400W超声处理30min，过滤，得到预处理纳米氧化锌；所述改性剂由硅烷偶联剂A151、无水乙醇、去离子水按照重量比1：5：19配制而成；

S12、将10份预处理纳米氧化锌、1.2份十六烷基三甲基溴化铵、1份柠檬酸、1.5份乙酰乙酸甲酯加入到球磨机中，球料比为8：1，以400rpm转速球磨800min，取出，得到混合料；

S13、将混合料在马弗炉中以480℃煅烧5h，即得改性纳米氧化锌。

所述的电容器用橡胶盖的制备方法，包含以下步骤：

(1)将高苯乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、二氧化钛、改性纳米氧化锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、滑石粉、改性石墨烯、硬脂酸锌、蒙脱土、氢氧化镁、氧化镁加入到密炼机中炼胶12min，保持密炼温度120℃；

(2)再加入硫磺、乙烯基三乙氧基硅烷、大豆卵磷脂、促进剂TMTD、2-巯基苯并咪唑混练2min，排料，用开炼机混练3min，压片机压制成型。

实施例3

一种电容器用橡胶盖，所述的电容器用橡胶盖由以下重量份原料制成：40份高苯乙烯橡胶、28份三元乙丙橡胶、7份二氧化钛、5份改性纳米氧化锌、7份二甲基二硫代氨基甲酸锌、5份滑石粉、5份改性石墨烯、4份硬脂酸锌、3份硫磺、2.5份乙烯基三乙氧基硅烷、1.8份蒙脱土、1.5份氢氧化镁、1.2份大豆卵磷脂、1份促进剂TMTD、1份2-巯基苯并咪唑、0.8份氧化镁。

所述改性石墨烯的制备方法为：

S1、将18份石墨烯均匀分散到80份混合溶剂中，得到混合液；所述混合溶液由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：1配置而成；

S2、将2份氟化钠、1.5份乳酸、0.8份硅溶胶加入混合液中，以500rpm转速搅拌120min，过滤，干燥，得到预处理石墨烯；

S3、将10份预处理石墨烯、2份二氧化钛、0.8份烷基酚聚氧乙烯醚、0.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入到28份去离子水，以500W超声处理40min，以400rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，即得改性石墨烯。

所述改性纳米氧化锌的制备方法为：

S11、将12份纳米氧化锌加入到38份改性剂中，400W超声处理30min，过滤，得到预处理纳米氧化锌；所述改性剂由硅烷偶联剂A151、无水乙醇、去离子水按照重量比1：5：19配制而成；

S12、将10份预处理纳米氧化锌、1.2份十六烷基三甲基溴化铵、1份柠檬酸、1.5份乙酰乙酸甲酯加入到球磨机中，球料比为8：1，以400rpm转速球磨800min，取出，得到混合料；

S13、将混合料在马弗炉中以480℃煅烧5h，即得改性纳米氧化锌。

所述的电容器用橡胶盖的制备方法，包含以下步骤：

(1)将高苯乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、二氧化钛、改性纳米氧化锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、滑石粉、改性石墨烯、硬脂酸锌、蒙脱土、氢氧化镁、氧化镁加入到密炼机中炼胶12min，保持密炼温度120℃；

(2)再加入硫磺、乙烯基三乙氧基硅烷、大豆卵磷脂、促进剂TMTD、2-巯基苯并咪唑混练2min，排料，用开炼机混练3min，压片机压制成型。

实施例4

一种电容器用橡胶盖，所述的电容器用橡胶盖由以下重量份原料制成：34份高苯乙烯橡胶、24份三元乙丙橡胶、7份二氧化钛、5份改性纳米氧化锌、4份二甲基二硫代氨基甲酸锌、3份滑石粉、3.5份改性石墨烯、2.5份硬脂酸锌、1.8份硫磺、1.5份乙烯基三乙氧基硅烷、1.2份蒙脱土、0.8份氢氧化镁、0.6份大豆卵磷脂、0.6份促进剂TMTD、0.5份2-巯基苯并咪唑、0.4份氧化镁。

所述改性石墨烯的制备方法为：

S1、将18份石墨烯均匀分散到80份混合溶剂中，得到混合液；所述混合溶液由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：1配置而成；

S2、将2份氟化钠、1.5份乳酸、0.8份硅溶胶加入混合液中，以500rpm转速搅拌120min，过滤，干燥，得到预处理石墨烯；

S3、将10份预处理石墨烯、2份二氧化钛、0.8份烷基酚聚氧乙烯醚、0.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入到28份去离子水，以500W超声处理40min，以400rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，即得改性石墨烯。

所述改性纳米氧化锌的制备方法为：

S11、将12份纳米氧化锌加入到38份改性剂中，400W超声处理30min，过滤，得到预处理纳米氧化锌；所述改性剂由硅烷偶联剂A151、无水乙醇、去离子水按照重量比1：5：19配制而成；

S12、将10份预处理纳米氧化锌、1.2份十六烷基三甲基溴化铵、1份柠檬酸、1.5份乙酰乙酸甲酯加入到球磨机中，球料比为8：1，以400rpm转速球磨800min，取出，得到混合料；

S13、将混合料在马弗炉中以480℃煅烧5h，即得改性纳米氧化锌。

所述的电容器用橡胶盖的制备方法，包含以下步骤：

(1)将高苯乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、二氧化钛、改性纳米氧化锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、滑石粉、改性石墨烯、硬脂酸锌、蒙脱土、氢氧化镁、氧化镁加入到密炼机中炼胶12min，保持密炼温度120℃；

(2)再加入硫磺、乙烯基三乙氧基硅烷、大豆卵磷脂、促进剂TMTD、2-巯基苯并咪唑混练2min，排料，用开炼机混练3min，压片机压制成型。

对比例1

对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有所述的改性石墨烯，其他都相同。

对比例2

对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2用石墨烯替换改性石墨烯，其他都相同。

对比例3

对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的改性石墨烯的制备方法不同于实施例1，其他都相同。

所述改性石墨烯的制备方法为：

S1、将18份石墨烯均匀分散到80份混合溶剂中，得到混合液；所述混合溶液由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：1配置而成；

S2、将3.3份碳酸氢铵加入混合液中，以500rpm转速搅拌120min，过滤，干燥，得到预处理石墨烯；

S3、将10份预处理石墨烯、2份空心玻璃微珠、0.8份烷基酚聚氧乙烯醚、0.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入到28份去离子水，以500W超声处理40min，以400rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，即得改性石墨烯。

对比例4

对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4所述的改性石墨烯的制备方法不同于实施例1，其他都相同。

所述改性石墨烯的制备方法为：

S1、将18份石墨烯均匀分散到80份混合溶剂中，得到混合液；所述混合溶液由甲醇、二氯甲烷按照重量比1：1配置而成；

S2、将2份氟化钠、1.5份乳酸、0.8份硅溶胶加入混合液中，以500rpm转速搅拌120min，过滤，干燥，得到预处理石墨烯；

S3、将10份预处理石墨烯、2份二氧化硅、0.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入到28份去离子水，以500W超声处理40min，以400rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，即得改性石墨烯。

对比例5

对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5不含有所述的改性纳米氧化锌，其他都相同。

对比例6

对比例6与实施例1不同之处在于，对比例6采用纳米氧化锌替换改性纳米氧化锌，其他都相同。

对比例7

对比例7与实施例1不同之处在于，对比例7所述的改性纳米氧化锌的制备方法不同于实施例1，其他都相同。

S11、将12份纳米氧化锌加入到38份改性剂中，400W超声处理30min，过滤，得到预处理纳米氧化锌；所述改性剂由硅烷偶联剂A151、无水乙醇、去离子水按照重量比1：5：19配制而成；

S12、将10份预处理纳米氧化锌在马弗炉中以480℃煅烧5h，即得改性纳米氧化锌。

为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：

为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：

1.拉伸强度按照GB/T 528-2009所述的方法进行测试，测试结果见表1。

2.抗菌性能按照ISO 22196-2011所述的方法进行测试，，测试用菌为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌；测试结果见表1。

表1测试性能

从表1中可看出，本发明所述的电容器用橡胶盖具有良好的拉伸强度、抗菌性能。

对比实施例1～4可知，不同配比能够影响电容器用橡胶盖的拉伸强度、抗菌性能。

对比例实施例1与对比例1、2可知，本发明所述的改性石墨烯能够显著提高拉伸强度、抗菌性能。

对比实施例1与对比例3、4可知，采取本发明所述的改性石墨烯的制备方法制备得到的改性石墨烯能够显著提高拉伸强度、抗菌性能，若所述的改性石墨烯的制备方法被替换后，拉伸强度会显著下降，当增强相不是二氧化钛时，改性石墨烯抗菌性能显著下降。

对比实施例1对比例5、6可知，本发明所述的改性纳米氧化锌能够显著提高拉伸强度、抗菌性能。

对比实施例1与对比例7可知，采取本发明所述的改性纳米氧化锌的制备方法制备得到的改性纳米氧化锌能够显著提高拉伸强度、抗菌性能，若所述的改性纳米氧化锌的制备方法被替换后，拉伸强度、抗菌性能显著下降。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。