一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,其工艺步骤如下：在高分子溶剂中加入一半黏结剂，加入酸化酸化碳纳米管与碳纳米管混合的纳米导电碳纤维体系，再与另一半黏结剂和加工助剂搅拌混合得浆料，用凹版涂布机双面涂布在腐蚀铝箔两面，涂布厚度为20～42μm，经高温炉界面处理、复卷、分切、检验包装得固态电容碳箔；采用独特的纳米导电浆料，以涂布工艺涂覆于腐蚀铝箔两面，经界面处理后可紧密结合完全覆盖，有利于降低工艺难度，提高碳箔致密性，碳箔产品具有优异的耐热氧化性能，对固态铝电解生产过程中受热和贴片回流焊温度适应性更广。

A production process of solid capacitance carbon foil with high density, acid resistance and oxidation resistance

【技术实现步骤摘要】
一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺
本专利技术涉及一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,属于固态电容碳箔

技术介绍
鉴于液态电解电容的诸多问题，固态铝电解电容应运而生，使用固态铝电解电容可以直接提升主板性能，有效地提供稳定充沛的电源。固态电容碳箔作为固态电容专用的阴极箔材，一般以铝箔为基模，并复合有石墨层结构，在复合过程中一般采用物理溅射工艺-由离子轰击靶材表面，氩气充入真空腔体中形成低压氩气氛围，再通过使用高电压，产生辉光放电，加速离子到靶材表面，使靶材材料被轰击出来，通过磁控溅射分别镀上下石墨层，这种工艺制备的碳箔点状碳颗粒铺展涂层，颗粒接近单层，铝箔轧制纹路可见；或化学气相沉积工艺-利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜，这种工艺制备的碳箔，点状颗粒堆积涂层，含堆积孔隙，导致精密覆盖性能较差，工艺控制微小拨动极易出现裂缝区，难度较大，从而影响了碳箔的耐酸耐氧化性能，使用寿命下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,采用独特的纳米导电浆料，以涂布工艺涂覆于腐蚀铝箔两面，经界面处理后可紧密结合完全覆盖，有利于降低工艺难度，提高碳箔致密性，碳箔产品具有优异的耐热氧化性能，对固态铝电解生产过程中受热和贴片回流焊温度适应性更广。本专利技术是通过如下的技术方案予以实现的：一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,其工艺步骤如下：(1)制备浆料：①取碳纳米管置于浓硝酸和浓硫酸混合液中浸泡酸化1～2h，用去离子水洗至中性，烘干得酸化碳纳米管，再与碳纳米管混合均匀，得纳米导电碳纤维体系；②在高分子溶剂中加入占总粘结剂体积一半的黏结剂，高分子溶剂由二乙二醇丁醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、甲基苄醇、N,N-二甲基乙酰胺和松油醇中的几种，黏结剂为聚酯丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨基甲酸酯树脂中的一种或几种，搅拌混合再加入纳米导电碳纤维体系，纳米导电碳纤维体系与高分子溶剂的质量比为(2～5)：70，搅拌混合；③在经步骤②的搅拌釜中，加入另一半的黏结剂，搅拌混合，总粘结剂与高分子溶剂的质量比为：(15～20):70；④在经步骤③的搅拌釜中，依次加入加工助剂，加工助剂为质量比为4:5:3:1:2:3的三烯丙基异氰脲酸酯、三乙醇胺硼酸酯、铝酸酯偶联剂、抗氧剂1010、聚乙烯吡咯烷酮和消泡剂3168，加工助剂与高分子溶剂的质量比为：(0.4～1.2):70，搅拌混合得浆料；(2)涂布:取腐蚀铝箔置于凹版涂布机上，双面涂布步骤(1)制得的浆料，涂布厚度为20～42μm，得箔带；(3)界面处理：将箔带送入高温炉中，高温炉的升温速率为20℃/min，升温至400～450℃保温2～3h，再在降温速度为10℃/min下降至室温；(4)复卷、分切：将经步骤(3)的箔带倒箔检查损伤，并用裁切机去除损伤；(5)检验包装：检验箔带并包装入库得固态电容碳箔。本专利技术的有益效果为：(1)采用独特的浆料，以纳米导电碳纤维体系分散在高分子载体中，通过酸化使界面接枝羧基和羟基活性集团，与黏结剂、高分子溶剂和加工助剂组成的高分子载体，具有适合碳箔覆盖的表面张力，改善纳米导电碳纤维体系与高分子溶剂的界面性能，避免团聚现象，保证覆盖度优良；(2)以涂布法替代传统物理溅射或化学气相沉积方法，使含碳浆料铺展碳层，可完全均匀地负载在腐蚀铝箔基材表面，以高温界面处理，浆料与铝基体相互作用粘结，有效传递载荷，可抑制不良界面反应物，结合可靠，不易脱落，大大降低了工艺难度，提高碳箔致密性，碳箔产品具有优异的耐热氧化性能，对固态铝电解生产过程中受热和贴片回流焊温度适应性更广。附图说明图1为本专利技术实施例1制得碳箔的截面SEM结构图。图2为本专利技术实施例1制得碳箔耐氧化性能测试。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。本专利技术涉及的成分中：碳纳米管购自于天津驰瑞盛泰化工有限公司；聚酯丙烯酸树脂购自于常州市方鑫化工物资有限公司；水性聚氨酯树脂购自于广东粤美化工有限公司；环氧丙烯酸树脂购自于山东佰仟化工有限公司；三烯丙基异氰脲酸酯购自于北京科瑞迪特新材料有限公司；二乙二醇丁醚购自于上海慎则化工科技有限公司；聚氧乙烯烷基苯基醚购自于南通德瑞克化工有限公司；聚氨基甲酸酯树脂购自于广州市代迅商贸有限公司；甲基苄醇购自于广东翁江化学试剂有限公司；N,N-二甲基乙酰胺购自于临沂市绿森化工有限公司；松油醇购自于泰州市同创化工有限公司；铝酸酯偶联剂购自于临沂商城永泰化工商行；三乙醇胺硼酸酯购自于深圳泰达化工有限公司；抗氧剂1010购自于河北燕邦化工科技有限公司；聚乙烯吡咯烷酮购自于广东粤美化工有限公司，消泡剂3168购自于东莞市好又多新材料有限公司；在搅拌釜侧底部安装超声波振荡器，超声波振荡器的600～1200W，与搅拌釜的搅拌器同步启闭。同步振荡可加速和细化搅拌效果，提高浆料均一性，浓硝酸和浓硫酸混合液中浓硝酸和浓硫酸的体积比为1:1，浸没即可；实施例1一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,其工艺步骤如下：(1)制备浆料：①取碳纳米管置于浓硝酸和浓硫酸混合液中浸泡酸化:1.5h，用去离子水洗至中性，烘干得酸化碳纳米管，再与碳纳米管混合均匀，酸化碳纳米管与按与碳纳米管质量比为2:1，得纳米导电碳纤维体系；②高分子溶剂由二乙二醇丁醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、甲基苄醇、N,N-二甲基乙酰胺和松油醇中按质量比3:1:3：2:1依次加入搅拌釜中组成；黏结剂为聚酯丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨基甲酸酯树脂按质量比2：3:1:1组成，在搅拌速度为105r/min、温度为42℃下，搅拌混合30min获得；在高分子溶剂中加入占总粘结剂体积一半的黏结剂，在搅拌速度为55r/min下搅拌混合0.8h，再加入纳米导电碳纤维体系，纳米导电碳纤维体系与高分子溶剂的质量比为2.6：70，在搅拌速度为65r/min下混合1.3h；③在经步骤②的搅拌釜中，加入另一半的黏结剂，在搅拌速度为40r/min下混合26min，总粘结剂与高分子溶剂的质量比为：17:70；④在经步骤③的搅拌釜中，依次加入加工助剂，加工助剂与高分子溶剂的质量比为：0.8:70，加工助剂为质量比为4:5:3:1:2:3的三烯丙基异氰脲酸酯、三乙醇胺硼酸酯、铝酸酯偶联剂、抗氧剂1010、聚乙烯吡咯烷酮和消泡剂3168，加入加工助剂时在搅拌速度为62r/min下搅拌混合1.4h，得浆料；(2)涂布:取腐蚀铝箔置于凹版涂布机上，双面涂布步骤(1)制得的浆料，涂布厚度为28μm，得箔带；(3)界面处理：将箔带送入高温炉中，高温炉的升温速率为20℃/min，升温至430℃保温2.5h，再在降温速度为10℃/min下降至室温；(4)复卷、分切：将经步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,其特征为，其工艺步骤如下：/n(1)制备浆料：/n①取碳纳米管置于浓硝酸和浓硫酸混合液中浸泡酸化1～2h，用去离子水洗至中性，烘干得酸化碳纳米管，再与碳纳米管混合均匀，得纳米导电碳纤维体系；/n②在高分子溶剂中加入占总粘结剂体积一半的黏结剂，搅拌混合再加入纳米导电碳纤维体系，纳米导电碳纤维体系与高分子溶剂的质量比为(2～5)：70，搅拌混合；/n③在经步骤②的搅拌釜中，加入另一半的黏结剂，搅拌混合，总粘结剂与高分子溶剂的质量比为：(15～20):70；/n④在经步骤③的搅拌釜中，依次加入加工助剂，加工助剂与高分子溶剂的质量比为：(0.4～1.2):70，搅拌混合得浆料；/n(2)涂布:取腐蚀铝箔置于凹版涂布机上，双面涂布步骤(1)制得的浆料，涂布厚度为20～42μm，得箔带；/n(3)界面处理：将箔带送入高温炉中，升温至400～450℃保温2～3h，再降至室温；/n(4)复卷、分切：将经步骤(3)的箔带倒箔检查损伤，并用裁切机去除损伤；/n(5)检验包装：检验箔带并包装入库得固态电容碳箔。/n

【技术特征摘要】
1.一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,其特征为，其工艺步骤如下：
(1)制备浆料：
①取碳纳米管置于浓硝酸和浓硫酸混合液中浸泡酸化1～2h，用去离子水洗至中性，烘干得酸化碳纳米管，再与碳纳米管混合均匀，得纳米导电碳纤维体系；
②在高分子溶剂中加入占总粘结剂体积一半的黏结剂，搅拌混合再加入纳米导电碳纤维体系，纳米导电碳纤维体系与高分子溶剂的质量比为(2～5)：70，搅拌混合；
③在经步骤②的搅拌釜中，加入另一半的黏结剂，搅拌混合，总粘结剂与高分子溶剂的质量比为：(15～20):70；
④在经步骤③的搅拌釜中，依次加入加工助剂，加工助剂与高分子溶剂的质量比为：(0.4～1.2):70，搅拌混合得浆料；
(2)涂布:取腐蚀铝箔置于凹版涂布机上，双面涂布步骤(1)制得的浆料，涂布厚度为20～42μm，得箔带；
(3)界面处理：将箔带送入高温炉中，升温至400～450℃保温2～3h，再降至室温；
(4)复卷、分切：将经步骤(3)的箔带倒箔检查损伤，并用裁切机去除损伤；
(5)检验包装：检验箔带并包装入库得固态电容碳箔。


2.如权利要求1所述的一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,其特征为，所述步骤(1)①中酸化碳纳米管与按与碳纳米管质量比为2:1。


3.如权利要求1所述的一种高致密性、耐酸耐氧化的固态电容碳箔生产工艺,其特征为，高分子溶剂由二乙二醇丁醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、甲基苄醇、N,N-...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦露萍，黄祖琼，吴子正，
申请(专利权)人：南通宇华新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32