一种电容器外壳及其制备方法

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外壳及其制备方法。

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。

传统电力电容器中的外壳一般为塑壳或铝壳，其中塑壳大多数为ABS塑料、聚丙烯等聚合物制成，目前的电容器外壳抗菌能力存在不足，严重影响了电容器的寿命。

发明内容

本发明提供一种电容器外壳及其制备方法，所述的电容器外壳具有良好的抗菌性能和弯曲强度。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

一种电容器外壳，所述电容器外壳由以下重量份原料制成：35～40份聚丙烯、16～20份高密度聚乙烯、6～10份改性二氧化钛、7～10份液体石蜡、5～8份云母粉、4～8份聚碳酸酯、2～6份壳聚糖、2～6份改性碳纤维、1～4份碳化硅微粉、1～3份硬脂酸钙、1.2～2份邻苯二甲酸二丁酯、0.8～1.5份硼酸、0.8～1.2份三乙烯二胺、0.5～1份2，6-二叔丁基苯酚。

作为一种优选方案，所述电容器外壳由以下重量份原料制成：36～40份聚丙烯、17～20份高密度聚乙烯、6～9份改性二氧化钛、7～9份液体石蜡、5～7份云母粉、4～7份聚碳酸酯、3～6份壳聚糖、2～5份改性碳纤维、1～3份碳化硅微粉、1～2.5份硬脂酸钙、1.2～1.8份邻苯二甲酸二丁酯、0.8～1.2份硼酸、0.9～1.2份三乙烯二胺、0.6～1份2，6-二叔丁基苯酚。

作为一种最优选方案，所述电容器外壳由以下重量份原料制成：38.7份聚丙烯、18份高密度聚乙烯、8份改性二氧化钛、8份液体石蜡、6份云母粉、5份聚碳酸酯、4份壳聚糖、4份改性碳纤维、2份碳化硅微粉、2份硬脂酸钙、1.5份邻苯二甲酸二丁酯、1份硼酸、1份三乙烯二胺、0.8份2，6-二叔丁基苯酚。

作为一种优选方案，所述改性二氧化钛的制备方法为：

S1、将6～8份二氧化钛加入到35～50份乙醇水溶液中，分散均匀，得到悬浮液；

S2、加入0.5～0.9份六水合氯化铁、0.3～0.6份硝酸铕加入到悬浮液中，加热至70～90℃，超声处理35～50min，再加入0.4～0.8份2，4-甲苯二异氰酸酯、0.1～0.3份四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，以200rpm转速搅拌50～90min，过滤，干燥，得到改性二氧化钛。

本发明的发明人在大量的研究中发现，通过铁、稀土铕对二氧化钛进行掺杂改性，可以有效地抑制电子-空穴的复合，减小禁带宽度，使二氧化钛的光响应范围变宽，从而提高抗菌性能，2，4-甲苯二异氰酸酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯的加入在防止二氧化钛团聚还能提高掺杂铁、稀土铕的结构稳定性、降低表面自由能，从而显著提高抗菌性能和强度。

作为一种优选方案，所述乙醇水溶液为质量分数为10～20％的乙醇水溶液。

作为一种优选方案，所述超声功率为500～800W。

作为一种优选方案，所述改性碳纤维的制备方法为：

S11、将1份碳纤维加入到6～10份丙酮中，加热至60～75℃，以200rpm搅拌20～40min，过滤，干燥，再加入到6～10份浓硫酸中浸泡40～60min，过滤，干燥，得到预处理碳纤维；

S12、取1份预处理碳纤维加入到6～10份改性剂中，400～700W超声处理20～35min，过滤，干燥，得到改性碳纤维。

作为一种优选方案，所述改性剂由0.8～1.5份KH560、0.5～1份硅烷偶联剂Si-69、17～20份去离子水配制而成。

作为一种优选方案，所述改性剂由1份KH560、0.8份硅烷偶联剂Si-69、18.2份去离子水配制而成。

通过先对碳纤维进行预处理能够有效的除胶以及去除表面杂质，提高碳纤维的表面结构，提高其比表面积与孔容，改性剂中的环氧基和含氧官能团以及SI元素的引入能够的提高碳纤维力学强度、提高碳纤维的活性，提高其与树脂之间的结合力，从而显著提高弯曲强度。

本发明还提供了一种电容器外壳的制备方法，包括以下步骤：

S21、按照配方称取原料，将聚丙烯、高密度聚乙烯、改性二氧化钛、液体石蜡、云母粉、聚碳酸酯、壳聚糖、改性碳纤维、碳化硅微粉、硬脂酸钙、邻苯二甲酸二丁酯、硼酸、三乙烯二胺、2，6-二叔丁基苯酚加入高速混合机中，混合均匀，得到混合料；

S22、将混合料通过造粒机挤出，经过冷却吹干，最后切粒，制得母料；

S23：将制得的母粒，根据基材设定各种成型参数，利用模具通过注塑机注塑成型，即得所述电容器外壳。

本发明的有益效果：(1)本发明所述的电容器外壳由塑料制成，具有良好的抗菌性能和弯曲性能，具有广泛的用途；(2)本发明通过改性二氧化钛的加入显著提高抗菌性能和弯曲性能，改性碳纤维的加入能够显著提高弯曲性能；(3)通过铁、稀土铕对二氧化钛进行掺杂改性，可以有效地抑制电子-空穴的复合，减小禁带宽度，使二氧化钛的光响应范围变宽，从而提高抗菌性能，2，4-甲苯二异氰酸酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯的加入在防止二氧化钛团聚还能提高掺杂铁、稀土铕的结构稳定性、降低表面自由能，从而显著提高抗菌性能和强度。

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，例如在改性二氧化钛、改性碳纤维的制备方法中，所述的份均为重量份。

实施例1

一种电容器外壳，所述电容器外壳由以下重量份原料制成：38.7份聚丙烯、18份高密度聚乙烯、8份改性二氧化钛、8份液体石蜡、6份云母粉、5份聚碳酸酯、4份壳聚糖、4份改性碳纤维、2份碳化硅微粉、2份硬脂酸钙、1.5份邻苯二甲酸二丁酯、1份硼酸、1份三乙烯二胺、0.8份2，6-二叔丁基苯酚。

所述改性二氧化钛的制备方法为：

S1、将7.9份二氧化钛加入到40份质量分数15％的乙醇水溶液中，分散均匀，得到悬浮液；

S2、加入0.8份六水合氯化铁、0.5份硝酸铕加入到悬浮液中，加热至85℃，以600W超声处理40min，再加入0.6份2，4-甲苯二异氰酸酯、0.2份四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，以200rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，得到改性二氧化钛。

所述改性碳纤维的制备方法为：

S11、将1份碳纤维加入到9份丙酮中，加热至70℃，以200rpm搅拌30min，过滤，干燥，再加入到9份浓硫酸中浸泡45min，过滤，干燥，得到预处理碳纤维；

S12、取1份预处理碳纤维加入到9份改性剂中，500W超声处理25min，过滤，干燥，得到改性碳纤维。

所述改性剂由1份KH560、0.8份硅烷偶联剂Si-69、18.2份去离子水配制而成。

所述的电容器外壳的制备方法，包括以下步骤：

S21、按照配方称取原料，将聚丙烯、高密度聚乙烯、改性二氧化钛、液体石蜡、云母粉、聚碳酸酯、壳聚糖、改性碳纤维、碳化硅微粉、硬脂酸钙、邻苯二甲酸二丁酯、硼酸、三乙烯二胺、2，6-二叔丁基苯酚加入高速混合机中，混合均匀，得到混合料；

S22、将混合料通过造粒机挤出，经过冷却吹干，最后切粒，制得母料；

S23：将制得的母粒，根据基材设定各种成型参数，利用模具通过注塑机注塑成型，即得所述电容器外壳。

实施例2

一种电容器外壳，所述电容器外壳由以下重量份原料制成：35份聚丙烯、16份高密度聚乙烯、6份改性二氧化钛、7份液体石蜡、5份云母粉、4份聚碳酸酯、2份壳聚糖、2份改性碳纤维、1份碳化硅微粉、1份硬脂酸钙、1.2份邻苯二甲酸二丁酯、0.8份硼酸、0.8份三乙烯二胺、0.5份2，6-二叔丁基苯酚。

所述改性二氧化钛的制备方法为：

S1、将7.9份二氧化钛加入到40份质量分数15％的乙醇水溶液中，分散均匀，得到悬浮液；

S2、加入0.8份六水合氯化铁、0.5份硝酸铕加入到悬浮液中，加热至85℃，以600W超声处理40min，再加入0.6份2，4-甲苯二异氰酸酯、0.2份四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，以200rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，得到改性二氧化钛。

所述改性碳纤维的制备方法为：

S11、将1份碳纤维加入到9份丙酮中，加热至70℃，以200rpm搅拌30min，过滤，干燥，再加入到9份浓硫酸中浸泡45min，过滤，干燥，得到预处理碳纤维；

S12、取1份预处理碳纤维加入到9份改性剂中，500W超声处理25min，过滤，干燥，得到改性碳纤维。

所述改性剂由1份KH560、0.8份硅烷偶联剂Si-69、18.2份去离子水配制而成。

所述的电容器外壳的制备方法，包括以下步骤：

S21、按照配方称取原料，将聚丙烯、高密度聚乙烯、改性二氧化钛、液体石蜡、云母粉、聚碳酸酯、壳聚糖、改性碳纤维、碳化硅微粉、硬脂酸钙、邻苯二甲酸二丁酯、硼酸、三乙烯二胺、2，6-二叔丁基苯酚加入高速混合机中，混合均匀，得到混合料；

S22、将混合料通过造粒机挤出，经过冷却吹干，最后切粒，制得母料；

S23：将制得的母粒，根据基材设定各种成型参数，利用模具通过注塑机注塑成型，即得所述电容器外壳。

实施例3

一种电容器外壳，所述电容器外壳由以下重量份原料制成：40份聚丙烯、20份高密度聚乙烯、7份改性二氧化钛、10份液体石蜡、8份云母粉、8份聚碳酸酯、6份壳聚糖、4份改性碳纤维、4份碳化硅微粉、3份硬脂酸钙、2份邻苯二甲酸二丁酯、1.5份硼酸、1.2份三乙烯二胺、1份2，6-二叔丁基苯酚。

所述改性二氧化钛的制备方法为：

S1、将7.9份二氧化钛加入到40份质量分数15％的乙醇水溶液中，分散均匀，得到悬浮液；

S2、加入0.8份六水合氯化铁、0.5份硝酸铕加入到悬浮液中，加热至85℃，以600W超声处理40min，再加入0.6份2，4-甲苯二异氰酸酯、0.2份四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，以200rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，得到改性二氧化钛。

所述改性碳纤维的制备方法为：

S11、将1份碳纤维加入到9份丙酮中，加热至70℃，以200rpm搅拌30min，过滤，干燥，再加入到9份浓硫酸中浸泡45min，过滤，干燥，得到预处理碳纤维；

S12、取1份预处理碳纤维加入到9份改性剂中，500W超声处理25min，过滤，干燥，得到改性碳纤维。

所述改性剂由1份KH560、0.8份硅烷偶联剂Si-69、18.2份去离子水配制而成。

所述的电容器外壳的制备方法，包括以下步骤：

S21、按照配方称取原料，将聚丙烯、高密度聚乙烯、改性二氧化钛、液体石蜡、云母粉、聚碳酸酯、壳聚糖、改性碳纤维、碳化硅微粉、硬脂酸钙、邻苯二甲酸二丁酯、硼酸、三乙烯二胺、2，6-二叔丁基苯酚加入高速混合机中，混合均匀，得到混合料；

S22、将混合料通过造粒机挤出，经过冷却吹干，最后切粒，制得母料；

S23：将制得的母粒，根据基材设定各种成型参数，利用模具通过注塑机注塑成型，即得所述电容器外壳。

实施例4

一种电容器外壳，所述电容器外壳由以下重量份原料制成：36份聚丙烯、18份高密度聚乙烯、7份改性二氧化钛、8份液体石蜡、5份云母粉、4份聚碳酸酯、3份壳聚糖、2份改性碳纤维、1份碳化硅微粉、1份硬脂酸钙、1.2份邻苯二甲酸二丁酯、0.8份硼酸、0.9份三乙烯二胺、0.6份2，6-二叔丁基苯酚。

对比例1

对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有所述的改性二氧化钛，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用二氧化钛替换改性二氧化钛，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所述的改性二氧化钛的制备方法不同于实施例1，对比例3所述的改性二氧化钛中用硝酸铈替换硝酸铕，其他都相同。

所述改性二氧化钛的制备方法为：

S1、将7.9份二氧化钛加入到40份质量分数15％的乙醇水溶液中，分散均匀，得到悬浮液；

S2、加入0.8份六水合氯化铁、0.5份硝酸铈加入到悬浮液中，加热至85℃，以600W超声处理40min，再加入0.6份2，4-甲苯二异氰酸酯、0.2份四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯，以200rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，得到改性二氧化钛。

对比例4

对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4所述的改性二氧化钛的制备方法不同于实施例1，即在本对比例中不加入四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯，其他都相同。

所述改性二氧化钛的制备方法为：

S1、将7.9份二氧化钛加入到40份质量分数15％的乙醇水溶液中，分散均匀，得到悬浮液；

S2、加入0.8份六水合氯化铁、0.5份硝酸铕加入到悬浮液中，加热至85℃，以600W超声处理40min，以200rpm转速搅拌80min，过滤，干燥，得到改性二氧化钛。

对比例5

对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5不含有所述的改性碳纤维，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5用碳纤维替换改性碳纤维，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所述的改性碳纤维的制备方法不同于实施例1，即在本对比例中，所述的改性剂不同，其他都相同。

所述改性碳纤维的制备方法为：

S11、将1份碳纤维加入到9份丙酮中，加热至70℃，以200rpm搅拌30min，过滤，干燥，再加入到9份浓硫酸中浸泡45min，过滤，干燥，得到预处理碳纤维；

S12、取1份预处理碳纤维加入到9份改性剂中，500W超声处理25min，过滤，干燥，得到改性碳纤维。

所述改性剂由1份KH550、0.8份乙烯基三乙氧基硅烷、18.2份去离子水配制而成。

为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：

1.抗菌测试标准：QB/T2591-2003A《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》。检测用菌：大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC25922，金黄色葡萄球菌(Staphy lococcusaureus)ATCC6538，测试结果见表1。

2.弯曲强度按照GB/T 9341-2000进行测试，测试结果见表1。

表1测试结果

从表1中可看出，本发明所述的电容器外壳具有良好的抗菌性能与弯曲强度。

对比实施例1～4可知，不同原料的配比能够影响电容器外壳的抗菌性能与弯曲强度，其中实施例1为最佳配比，具有最佳的抗菌性能和弯曲强度。

对比实施例1与对比例1、2可知，本发明所述的改性二氧化钛能够显著提高抗菌性能和弯曲强度。

对比实施例1与对比例3、4可知，当本发明所述的改性二氧化钛的制备方法被替换后，抗菌性能和弯曲性能均显著下降。

对比实施例1与对比例5、6可知，本发明所述的改性碳纤维能够显著提高弯曲强度。

对比实施例1与对比例7可知，当本发明所述的改性碳纤维的制备方法被替换后，弯曲性能显著下降。

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。