專利名稱：：用于自動再生電容器的浸漬劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電容器領(lǐng)域。更確切地說，本發(fā)明涉及某些絕緣流體在浸漬鍍金屬板片自動再生電容器線圈方面的應(yīng)用。關(guān)于自動再生電容器，現(xiàn)在是指包括由至少一片其厚度為數(shù)百埃非常薄的金屬板的電容器板的電容器，其金屬的基本性質(zhì)是，該電容器正面擊穿時或造成所述的擊穿時，所述的電容器板被揮發(fā)掉。這種電容器板可以或者是一種薄的金屬層，如鋁或鋅或這兩種金屬的合金，可直接沉積在如聚丙烯或聚酯之類的構(gòu)成固體介電質(zhì)的聚合物薄膜上，或者沉積在一張紙的兩面，這時這種電容器板與一層或多層起作介電質(zhì)作用的聚合物薄膜結(jié)合。在后一種情況下，這種雙面鍍膜的紙不起介電質(zhì)的作用。有利地，用絕緣流體浸漬這些電容器的線圈。典型地，在用固體材料制成線圈后，在減低的壓力下加一種絕緣流體進(jìn)行浸漬，浸漬時這種絕緣流體是一種低粘度流體。浸漬結(jié)束時，這些電容器經(jīng)過熱處理。當(dāng)這種絕緣流體是由2種可縮聚和/或可交聯(lián)組分的體系組成時，其體系或多或少加了使其收縮降至最低的一種惰性液體，則這種處理是必要的。本申請人觀察到，當(dāng)用如單芐基甲苯和二芐基甲苯混合物、苯基二甲苯基乙烷之類的某些芳族液體，浸漬自動再生電容器線圈的已鍍金屬的聚合物薄膜時，所述這些電容器在電壓下的壽命都非常短?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)，為了浸漬自動再生電容器線圈的已鍍金屬的聚合物薄膜，能夠使用選自如下組中的至少一種絕緣流體脂族酯、烷基苯、包含至少一種聚二烯多元醇、至少一種聚異氰酸酯和至少一種化學(xué)惰性液體填料的可交聯(lián)組合物。至于脂族酯，本發(fā)明使用的這些化合物優(yōu)選地是癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、琥珀酸二乙酯。在這些化合物中，癸二酸二丁酯是更特別可取的。至于本發(fā)明這些可采用的交聯(lián)組合物，更喜歡使用這樣一些組合物，它們包含至少一種聚二烯多元醇、至少一種官能度高于2的聚異氰酸酯和其重量至少等于該組合物80％的惰性液體填料，以便在浸漬期間使該組合物的粘度保持低于100毫帕.秒。這種化學(xué)惰性填料是一種絕緣液體，可以完全溶解這些聚二烯多元醇和聚異氰酸酯，這些化學(xué)惰性填料選自于如癸基苯、十二烷基苯之類的烷基苯；介電酯，這些介電酯是例如像季戊四醇之類的多價醇與像正-庚酸之類的單價羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物；如癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯之類的脂族酯；如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯之類的鄰苯二甲酸烷基酯；如單異丙基雙苯基(MIPB)之類的烷基聚芳族化合物；如菜子油、玉米油和大豆油之類的植物油，以及至少兩種上述絕緣液體的組合。優(yōu)選地，作為化學(xué)惰性液體填料可使用如癸二酸二丁酯、己二酸二辛酯之類的脂族酯、如鄰苯二甲酸二辛酯之類的鄰苯二甲酸烷基酯或如菜子油之類的植物油。制備本發(fā)明交聯(lián)組合物可采用的聚異氰酸酯選自于芳族、脂族、環(huán)脂族聚異氰酸酯，和在其分子中含有異氰尿酸酯環(huán)，在其分子中具有至少兩個異氰酸酯官能，能夠與多元醇的羥基官能反應(yīng)，以便生成三維聚氨酯網(wǎng)，造成該組合物膠凝的這些聚異氰酸酯，。作為說明芳族聚異氰酸酯，將列舉4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，聚合的MDI、三苯基、甲烷三異氰酸酯。作為說明脂族聚異氰酸酯，將列舉具有下述化學(xué)式的1，6-二異氰氧基己烷縮二脲作為說明環(huán)脂族聚異氰酸酯，可以列舉異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)、4，4’-二環(huán)-己基甲烷二異氰酸酯。作為說明在其分子中包含異氰尿酸酯環(huán)的聚異氰酸酯，可以列舉由Rhone-Poulenc公司以商品名TOLONATEHDT銷售的六亞甲基二異氰酸酯三聚物、由HULS公司以商品名VESTANATT1890/100銷售的三[1-(異氰酸甲基)-1，3，3-三甲基環(huán)己烷]異氰脲酸酯。以如NCO/OH摩爾比是約1，優(yōu)選的是0.85-1.15這種方式選擇聚異氰酸酯的量。聚二烯多元醇是一種羥基遠(yuǎn)螯的共軛二烯低聚物，可以用不同的方法得到，例如，在過氧化氫或如2，2-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥基乙基)丙酰胺]之類的偶氮化合物的聚合引發(fā)劑的存在下，具有4-20個碳原子的共軛二烯的自由基聚合得到，或在如萘二鋰存在下具有4-20個碳原子的共軛二烯的陰離子聚合得到。根據(jù)本發(fā)明，聚二烯多元醇的共軛二烯選自于包括丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯、1，3-戊二烯和環(huán)戊二烯的組中。還可以使用在其鏈上環(huán)氧化共軛二烯的羥基遠(yuǎn)螯低聚物以及共軛二烯羥基遠(yuǎn)螯氫化低聚物。這些聚二烯多元醇可以具有的數(shù)均分子量至多是7000，優(yōu)選的是1000-3000。它們具有的官能度是1.8-3，在30℃測定的動力學(xué)粘度至少是600毫帕.秒。作為說明聚二烯多元醇，可以列舉由ELFATOCHEMS.A.公司以商品名PolyBd45HT和PolyBd20LM銷售的羥基化的聚丁二烯。這種可交聯(lián)組合物除了聚二烯多元醇外還可以含有一種或多種低分子量多元醇。關(guān)于低分子量多元醇，應(yīng)當(dāng)理解為具有分子量為50-800的多元醇。作為說明這樣一些多元醇，可以列舉乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、聚醚多元醇、丁-1，4-二醇、己-1，6-二醇、2-乙基-己-1，3-二醇、N，N-雙(2-羥基丙基)苯胺、3-甲基-戊-1，5二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、由AKZO公司以商品名DIANOL320銷售的丙氧基化雙酚A和至少兩種上述多元醇的混合物。在可能采用一種低分子量多元醇性時，要計算NCO/OH摩爾比，同時考慮由所述低分子量多元醇帶來的羥基官能。盡管使用催化劑不是很必要，但是在某些情況下，如果希望的話，能夠使用一種有機(jī)金屬類催化劑，如二月桂酸二丁基錫、乙酸二丁基錫或鉍的有機(jī)衍生物。本發(fā)明采用的可交聯(lián)組合物可以通過在室溫(約20℃)下，采用任何足以保證這些組分良好分散的攪拌方法混合各種組分進(jìn)行制備。這種可交聯(lián)的組合物還可以含有一種或多種如抗氧劑、環(huán)氧化物、蒽醌之類的添加劑。這種惰性填料可能或許經(jīng)過一次用漂白土的介電處理。采用本發(fā)明絕緣流體浸漬的線圈具有的優(yōu)點是能夠承受高電壓梯度。在使用可交聯(lián)組合物的情況下，所得到的電容器還具有的優(yōu)點是，如果泄漏也不會再有自由流動的液體污染環(huán)境。此外，沒有這種自由流動液體將賦予這些電容器改善的耐火性能，因為如果該電容器爆炸也不可能噴射燃燒的液體。以下的實施例說明本發(fā)明。1、鍍金屬膜的電容器關(guān)于這些電容器的數(shù)據(jù)由BOLLORE公司以商品名PP3M銷售的用一種鋁/鋅合金在真空下鍍膜的粗糙聚丙烯薄膜制作這些線圈。其薄膜的厚度(重量)是7.6微米。這些圓形線圈以Schoop法用鋅“噴涂”以便能夠連接起來。把這些線圈放到鑲嵌圓柱盒中。制造電容器浸漬前，讓這些電容器在115℃處理4小時，接著回到室溫之后進(jìn)行電處理，以便浸漬前消除線圈上一些鍍金屬膜差的主要部位。在預(yù)先在150V/dc下充電的30μF電容器的每個線圈中，這種處理是快速放電步驟。使用的絕緣流體癸二酸二丁酯(下面用DBS表示)，在20℃的粘度是3.9毫帕.秒。癸二酸二辛酯(下面用DOS表示)，在20℃的粘度是22.4毫帕.秒。己二酸二辛酯(下面用DOA表示)，在20℃的粘度是14.1毫帕.秒。JarylecC100(下面用JARYLEC表示)，它由75％(重量)芐基甲苯和25％(重量)(芐基)芐基甲苯組成，在20℃的粘度是6.5毫帕.秒。使用下述組分制備出可交聯(lián)組合物-PolyBd45HT(下面用PolyBd表示)羥基化的聚丁二烯，Mn等于2800(用空間排阻色譜法測定)，用每克毫當(dāng)量數(shù)(meq/g)表示的羥基數(shù)IOH是0.83，在30℃的粘度是5000毫帕.秒，相對密度是0.90，-TolonateHDT/LV(下面用Tolonate表示)三(6-異氰酸己基)異氰脲酸酯，NCO含量是23％，官能度約3.4，在25℃的粘度是1200(±300)毫帕.秒。-食用菜子油在20℃的粘度是69.5毫帕.秒。-DBS，-JARYLEC，制備可交聯(lián)的組合物含有作為惰性填料的菜子油的可交聯(lián)組合物用綠坡縷石予處理菜子油。讓補加3％(重量)綠坡縷石的這種菜子油在60℃混合4小時，減壓過濾，再在60℃脫氣。在60℃將TOLONATE溶解在已處理的菜子油中，再加PolyBd和DBTL作為催化劑，然后在60℃減壓下脫氣。-含有作為惰性填料的DBS的可交聯(lián)組合物在室溫下將TOLONATE溶解在用綠坡縷石處理的DBS中，所述的處理是根據(jù)上面對菜子油處理所描述的方案進(jìn)行的，將該混合物升到60℃，加入PolyBd、DBTL，然后在60℃減壓下脫氣。-含有作為惰性填料(非本發(fā)明)的JARYLEC的可交聯(lián)組合物在Jarylec中分別溶解PolyBd(混合物A)和Tolonate(混合物B)，在混合物A和B的每種混合物中每100克混合物添加3克綠坡縷石，在室溫下分開攪拌這些混合物達(dá)3小時，然后在減壓下過濾這些混合物。接著讓混合物A和B在配置攪拌器的玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行接觸。電容器的浸漬在絕緣流體是可交聯(lián)組合物的情況下，將這種組合物在60℃減壓下加入這些電容器中。然后，讓這些電容器在60℃保持3天，再升到90℃，在這個溫度下保持9天進(jìn)行膠凝。在絕緣流體是DBS、DOS、DOA或JARYLEC的情況下，在減壓、室溫下將所述的流體加入這些電容器中，然后把這些電容器升到60℃保溫3天，接著讓這些電容器升到90℃保溫1天。在不斷增加的直流電壓下的老化我們進(jìn)行了電壓試驗。對于這些試驗，讓這些電容器受到24小時分階段地連續(xù)不斷增加的直流電壓作用。整個試驗期間都將該溫度保持在60℃。(在周末，將電壓調(diào)到第一個階段的水平(1200V＝160V/μm)。以曲線形式評價這些電容器的壽命電容＝f(電壓梯度)，這在圖1-7中作了說明。在這些圖上，縱坐標(biāo)為以μF表示的在60℃電容C的變化，橫坐標(biāo)為以V/μm表示的電壓梯度。在下述表1中，就每個試驗我們指出-浸漬絕緣流體的性質(zhì)-液體如Jarylec、DBS、DOA和DOS試驗1-8，-可交聯(lián)的組合物試驗9-14，(可交聯(lián)組合物的組分百分?jǐn)?shù)是重量百分?jǐn)?shù))，-圖號和相應(yīng)的曲線表示符號。在這個表中NC表示非本發(fā)明。該試驗繼續(xù)進(jìn)行，直到該電容器擊穿或電容降低非常多而停止。表1浸漬的絕緣流體圖試驗液體圖號用下述符號表示的曲線1(NC)JARYLEC1——●——2(NC)JARYLEC1——○——3DBS2——●——4DBS2——○——5DOA3——●——6DOA3——○——7DOS4——●——8DOS4——○——可交聯(lián)的組合物Jaryl-ec％DBS％菜子油％Tolonate％PolyBd％DBTL％9(NC)94155——●——10(NC)94155——○——1193.60.855.556——●——1293.60.855.556——○——1391.51.27.3207——●——1491.51.27.3207——○——</table>IIMKV電容器這些電容器的數(shù)據(jù)我們使用了固體介電質(zhì)是厚度10微米的聚丙烯薄膜的MKV電容器，其電容器板是一張在其兩面鍍鋅的紙。它們的標(biāo)稱電容是6μF，它們被安裝在交流電壓660V下使用。使用的絕緣流體鄰苯二甲酸二辛酯(下面用DOP表示)在20℃的粘度是80毫帕.秒。使用下述組分制備了可交聯(lián)的組合物-DOP，-十二烷基苯(下面用D9表示)，-JARYLEC，-Tolonate.-PolyBd.-DBTL，根據(jù)下述方案制備了DOP和可交聯(lián)的組合物DOP的制備將DOP與3％(重量)綠坡縷石在60℃攪拌4小時，減壓過濾，接著在60℃減壓下脫氣。含有作為情性添加劑的DOP的可交聯(lián)組合物在DOP中分別溶解PolyBd(混合物A)和Tolonate(混合物B)。在每種混合物中加入3％綠坡縷石，在60℃攪拌一夜。接著過濾每種混合物并脫氣。然后將這些混合物在攪拌玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行接觸。含有作為惰性添加劑的D9/DOP混合物的可交聯(lián)組合物制備一種含80％(重量)D9和20％(重量)DOP的溶液。在這種溶液中分別溶解PolyBd(混合物A)和Tolonate(混合物B)。在每種混合物中加入3％綠坡縷石，在60℃攪拌一夜。接著過濾每種混合物并脫氣。然后將這些混合物在攪拌玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行接觸。含有作為惰性添加劑的DOP/JARYLEC混合物的可交聯(lián)組合物制備一種含50％(重量)DOP和50％(重量)JARYLEC的溶液。在這種溶液中分別溶解PolyBd(混合物A)和Tolonate(混合物B)。在每種混合物中加入3％綠坡縷石，在60℃攪拌一夜。接著過濾每種混合物并脫氣。然后將這些混合物在攪拌玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行接觸。電容器的浸漬條件在絕緣流體是可交聯(lián)組合物的情況下，將這種組合物在60℃減壓下加入這些電容器(預(yù)先在100℃減壓下干燥)中。然后，讓這些電容器升到90℃，在這個溫度下保持10天。在絕緣流體是如DOP之類的一種液體的情況下，在減壓、60℃下將所述的流體加入這些電容器(預(yù)先在100℃減壓下干燥)中，然后把這些電容器升到90℃，并在這個溫度下保持6天。在交流電壓下的老化試驗在70℃測定了這些電容器的電容。然后，在70℃下讓這些電容器經(jīng)受825V電壓的老化試驗。在這個試驗過程中，定期地測定了每個元件的電容損失。在1077小時后，升高電壓直到910V。在這個電壓下于203小時后停止該試驗。這些結(jié)果列于圖8。在這些圖上，縱坐標(biāo)為以％表示的電容變化ΔC/C、橫坐標(biāo)為以小時表示的時間。在下述表2中，就每個試驗我們指出-浸漬絕緣流體的性質(zhì)DOP試驗15，可交聯(lián)的組合物試驗16-19(可交聯(lián)組合物的組分百分?jǐn)?shù)是重量百分?jǐn)?shù))，-每個試驗相應(yīng)的ΔC/C＝f(時間)曲線的表示符號列于圖8，在這個表中NC表示非本發(fā)明。表2用JARYLEC/DOP混合物浸漬的電容器(試驗19)在電壓910V下5小時后被擊穿。其他的電容器都沒有觀察到任何擊穿現(xiàn)象。III具有鍍金屬膜的電容器關(guān)于這些電容器的數(shù)據(jù)。使用由Bollore公司以商品名PP2銷售的鍍鋁聚丙烯薄膜制造這些線圈。這種薄膜的“凹凸形”噴鍍金屬層具有表面電阻為2Ω/□。該薄膜的重量厚度是7.4微米。用鋅噴涂這些扁平線圈，以便能夠?qū)⑵溥B接起來，并將這些線圈兩個一組放到平行六面體的盒中。使用的絕緣流體-JarylecC100(下面用C100表示)，-癸二酸二丁酯(下面用DBS表示)，-十二烷基苯(下面用D9表示)，-鄰苯二甲酸二辛酯(下面用DOP表示)。這些液體預(yù)先用3％已活化的綠坡縷石在20℃攪拌處理1夜，接著過濾和在減壓下脫氣?？山宦?lián)的組合物這些可交聯(lián)組合物是在絕緣液體中加入PolyBd和Tolonate得到的。電容器的浸漬在浸漬前，讓這些電容器在70℃、減壓下處理48小時，然后進(jìn)行冷卻直到室溫(約20℃)。這種浸漬是在減壓下進(jìn)行的。在浸漬結(jié)束時，將這些電容器再置于大氣下，在室溫下放置約一星期。然后在60℃進(jìn)行熱處理至少一星期。在直流電壓下電容器的老化我們進(jìn)行了這些試驗，其中讓這些電容器在分階段地受到24小時分階段地連續(xù)不斷增加直流電壓的作用(在周末，將電壓調(diào)到第一個階段的水平)。整個試驗期間都使該溫度保持在55℃。當(dāng)電容降低非常多時停止該試驗。在每個階段結(jié)束時測定這些線圈的電容。以曲線形式評價這些電容器的壽命電容＝f(電壓梯度)，這在下面圖9-11中作了說明。在這些圖上，橫坐標(biāo)為以V/μm表示的電壓梯度，縱坐標(biāo)為以％表示的電容變化ΔC/C。在下述表3中，就每個試驗我們指出-浸漬化合物的性質(zhì)，-圖號，-相應(yīng)的曲線表示符號。在這個表中NC表示非本發(fā)明。表權(quán)利要求1.至少一種絕緣流體浸漬自動-再生電容器線圈中的鍍金屬膜聚合物薄膜的應(yīng)用，其特征在于所述的絕緣流體選自于由脂族酯、烷基苯、包含至少一種二烯多元醇、至少一種聚異氰酸酯和至少一種化學(xué)惰性液體填料的可交聯(lián)組合物組成的組中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于所述的脂族酯是癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于所述的脂族酯是癸二酸二丁酯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于所述的可交聯(lián)組合物包含至少一種聚二烯多元醇、至少一種官能度高于2的聚異氰酸酯和其重量至少等于該組合物80％的惰性液體填料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于所述的聚二烯多元醇是羥基遠(yuǎn)螯丁二烯低聚物，其數(shù)均分子量至多是7000，優(yōu)選的是1000-3000，其特征還在于所述低聚物的官能度是1.8-3。6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的應(yīng)用，其特征在于所述的液體惰性填料選自于烷基苯、脂族酯、鄰苯二甲酸烷基酯、植物油。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的烷基苯是十二烷基苯。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的脂族酯是癸二酸二丁酯。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的鄰苯二甲酸烷基酯是鄰苯二甲酸二辛酯。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的植物油是菜子油。11.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的應(yīng)用，其特征在于所述的聚異氰酸酯選自于芳族、脂族、環(huán)脂族聚異氰酸酯和在其分子中含有異氰尿酸酯環(huán)、具有至少兩個異氰酸酯官能的聚異氰酸酯。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用，其特征在于所述聚異氰酸酯是三-(6-異氰酸基己基)異氰尿酸酯。全文摘要本發(fā)明涉及選自于由脂族酯、烷基苯、包含至少一種二烯多元醇、至少一種聚異氰酸酯和至少一種化學(xué)惰性液體填料的可交聯(lián)組合物組成的組中的絕緣流體用于浸漬自動－再生電容器線圈。文檔編號H01G4/22GK1171609SQ9711482公開日1998年1月28日申請日期1997年6月19日優(yōu)先權(quán)日1996年6月19日發(fā)明者N·伯格,P·熱申請人:埃勒夫阿托化學(xué)有限公司