一種山梨醇馬來酸酯化物及其製備方法和應用與流程

2023-04-28 00:40:26 1

本發明涉及電解液技術領域，具體涉及一種山梨醇馬來酸酯化物及其製備方法和應用。

背景技術：

鋁電解電容器是電子產品的基礎元件之一。隨著電子產品質量的不斷提高及鋁電解電容器應用範圍的擴大，對其性能提出更高的要求。開關電源、節能燈等電子產品對高壓電解電容器的安全性能要求很高。在濾波電路中，電容器承受高電壓、高紋波電流，若饋電不穩或施加過電壓，即可導致電容器的破壞、著火、燃燒等事故。鋁電解電容器電解液是電容器整個工作過程中的實際陰極，對電容器的性能有重要影響，其中：使用溫度範圍、工作壽命、可靠性、漏電流、損耗、容量變化等對電性能起決定作用。

目前，已知的或在用的中高壓鋁電解電容器的工作電解液，經過了以下幾個發展過程：一、以乙二醇為主溶劑，硼酸或五硼酸銨等無機化合物為主溶質。這樣配製的工作電解液存在電導率低的問題，而且硼酸及其鹽在高溫下易與乙二醇發生酯化反應而生成大量的縮合水，造成電解液內部的水分含量升高，電解液的蒸汽壓增大，電容器內壓升高而引起電容器開閥失效；二、以乙二醇為主溶劑，採用壬二酸、癸二酸或十二二酸等直連烴飽和二羧酸及其鹽為電解質的電解液，這一類的電解液雖然避免了一部分酯化反應，但是由於這一類的直鏈烷烴在乙二醇內的溶解度較小，導致產品的阻抗較大，大紋波下容易發熱而使溶劑揮發，從而產生惡性循環，導致電容器乾枯而失效，同時直鏈烷烴在高溫下易發生醯胺化副反應生成水，亦易引起電容器早期失效；三、採用一些帶支鏈的酸或其鹽，如報導的1,6-dda及其鹽以及2-丁基辛二酸及其鹽，這類帶支鏈的羧酸及其鹽對溶媒的溶解度比直鏈烷烴有所提高，因而一定程度上產生了效果，但同時，這類酸或其鹽主要依靠進口，因而成本高而且制約因素較多。

技術實現要素：

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在於提供一種山梨醇馬來酸酯化物的製備方法，該製備方法工藝簡單，操作控制方便，質量穩定，生產效率高，生產成本低，可大規模工業化生產。

本發明的另一目的在於提供一種山梨醇馬來酸酯化物，應用該山梨醇馬來酸酯化物的電解液閃火電壓可以達到490v，電導率可以達到1.8ms/cm，具有良好的電化學特性，具有高電導率和超高壓的優點，可應用於超高壓鋁電解電容器的製造。

本發明的還一個目的在於提供一種山梨醇馬來酸酯化物在電解液的應用，將山梨醇馬來酸酯化物按5%的量加入電解液中，製備成電容器，125℃耐紋波實驗1000h，產品容衰比未加入產品好6%，具有耐紋波和長壽命的優點。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種山梨醇馬來酸酯化物的製備方法，先將山梨醇加熱125-135℃，待山梨醇全部溶解後，再加入馬來酸和催化劑，升溫反應，待反應液冷卻後配製成水溶液，過陰陽離子交換樹脂提純，提純後的水溶液再配製成乙二醇溶液，抽真空,調節ph至7.0-7.5，製得山梨醇馬來酸酯化物。

優選的，所述山梨醇和馬來酸的摩爾比為1:2.5-3.5。

優選的，所述催化劑為質量分數為98%以上的濃硫酸。

優選的，所述催化劑的用量為山梨醇質量的0.15%-0.25%。

優選的，所述反應的溫度為135-150℃，反應的時間為4-6h。

優選的，所述水溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為40%-60%。

優選的，所述乙二醇溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為15%-25%。

優選的，所述抽真空至水分＜1%；所述調節ph採用氨氣或氨水。

本發明的另一目的通過下述技術方案實現：一種山梨醇馬來酸酯化物，所述山梨醇馬來酸酯化物根據上述所述的製備方法製得。

本發明的還一個目的通過下述技術方案實現：一種山梨醇馬來酸酯化物在電解液應用。

本發明的有益效果在於：本發明的製備方法工藝簡單，操作控制方便，質量穩定，生產效率高，生產成本低，可大規模工業化生產。

本發明的山梨醇馬來酸酯化物用於電解液中，其閃火電壓可以達到490v，電導率可以達到1.8ms/cm，具有良好的電化學特性，具有高電導率和超高壓的優點，可應用於超高壓鋁電解電容器的製造。

本發明的山梨醇馬來酸酯化物在電解液的應用，將山梨醇馬來酸酯化物按5%的量加入電解液中，製備成電容器，125℃耐紋波實驗1000h，產品容衰比未加入產品好6%，具有耐紋波和長壽命的優點。

具體實施方式

為了便於本領域技術人員的理解，下面結合實施例對本發明作進一步的說明，實施方式提及的內容並非對本發明的限定。

實施例1

一種山梨醇馬來酸酯化物的製備方法，先將山梨醇加熱125℃，待山梨醇全部溶解後，再加入馬來酸和催化劑，升溫反應，待反應液冷卻後配製成水溶液，過陰陽離子交換樹脂提純，提純後的水溶液再配製成乙二醇溶液，抽真空,調節ph至7.0，製得山梨醇馬來酸酯化物。

所述山梨醇和馬來酸的摩爾比為1:2.5。

所述催化劑為質量分數為98%的濃硫酸。

所述催化劑的用量為山梨醇質量的0.15%。

所述反應的溫度為135℃，反應的時間為4h。

所述水溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為40%。

所述乙二醇溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為15%。

所述抽真空至水分＜1%；所述調節ph採用氨氣。

一種山梨醇馬來酸酯化物，所述山梨醇馬來酸酯化物根據上述所述的製備方法製得。

一種山梨醇馬來酸酯化物在電解液應用。

實施例2

一種山梨醇馬來酸酯化物的製備方法，先將山梨醇加熱128℃，待山梨醇全部溶解後，再加入馬來酸和催化劑，升溫反應，待反應液冷卻後配製成水溶液，過陰陽離子交換樹脂提純，提純後的水溶液再配製成乙二醇溶液，抽真空,調節ph至7.1，製得山梨醇馬來酸酯化物。

所述山梨醇和馬來酸的摩爾比為1:2.5-3.5。

所述催化劑為質量分數為98%的濃硫酸。

所述催化劑的用量為山梨醇質量的0.18%。

所述反應的溫度為138℃，反應的時間為4.5h。

所述水溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為45%。

所述乙二醇溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為18%。

所述抽真空至水分＜1%；所述調節ph採用氨水。

一種山梨醇馬來酸酯化物，所述山梨醇馬來酸酯化物根據上述所述的製備方法製得。

一種山梨醇馬來酸酯化物在電解液應用。

實施例3

一種山梨醇馬來酸酯化物的製備方法，先將山梨醇加熱130℃，待山梨醇全部溶解後，再加入馬來酸和催化劑，升溫反應，待反應液冷卻後配製成水溶液，過陰陽離子交換樹脂提純，提純後的水溶液再配製成乙二醇溶液，抽真空,調節ph至7.2，製得山梨醇馬來酸酯化物。

所述山梨醇和馬來酸的摩爾比為1:3。

所述催化劑為質量分數為98%的濃硫酸。

所述催化劑的用量為山梨醇質量的0.2%。

所述反應的溫度為142℃，反應的時間為5h。

所述水溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為50%。

所述乙二醇溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為20%。

所述抽真空至水分＜1%；所述調節ph採用氨氣。

一種山梨醇馬來酸酯化物，所述山梨醇馬來酸酯化物根據上述所述的製備方法製得。

一種山梨醇馬來酸酯化物在電解液應用。

實施例4

一種山梨醇馬來酸酯化物的製備方法，先將山梨醇加熱132℃，待山梨醇全部溶解後，再加入馬來酸和催化劑，升溫反應，待反應液冷卻後配製成水溶液，過陰陽離子交換樹脂提純，提純後的水溶液再配製成乙二醇溶液，抽真空,調節ph至7.4，製得山梨醇馬來酸酯化物。

所述山梨醇和馬來酸的摩爾比為1:3.2。

所述催化劑為質量分數為98%的濃硫酸。

所述催化劑的用量為山梨醇質量的0.22%。

所述反應的溫度為146℃，反應的時間為5.5h。

所述水溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為55%。

所述乙二醇溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為22%。

所述抽真空至水分＜1%；所述調節ph採用氨水。

一種山梨醇馬來酸酯化物，所述山梨醇馬來酸酯化物根據上述所述的製備方法製得。

一種山梨醇馬來酸酯化物在電解液應用。

實施例5

一種山梨醇馬來酸酯化物的製備方法，先將山梨醇加熱135℃，待山梨醇全部溶解後，再加入馬來酸和催化劑，升溫反應，待反應液冷卻後配製成水溶液，過陰陽離子交換樹脂提純，提純後的水溶液再配製成乙二醇溶液，抽真空,調節ph至7.5，製得山梨醇馬來酸酯化物。

所述山梨醇和馬來酸的摩爾比為1:3.5。

所述催化劑為質量分數為98%的濃硫酸。

所述催化劑的用量為山梨醇質量的0.25%。

所述反應的溫度為150℃，反應的時間為6h。

所述水溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為60%。

所述乙二醇溶液中山梨醇馬來酸酯化物的質量分數為25%。

所述抽真空至水分＜1%；所述調節ph採用氨氣。

一種山梨醇馬來酸酯化物，所述山梨醇馬來酸酯化物根據上述所述的製備方法製得。

一種山梨醇馬來酸酯化物在電解液應用。

本發明製得的山梨醇馬來酸酯化物用於電解液中，其閃火電壓可以達到490v，電導率可以達到1.8ms/cm，具有良好的電化學特性；將本發明製得的山梨醇馬來酸酯化物按5%的量加入電解液中，製備成電容器，125℃耐紋波實驗1000h，產品容衰比未加入產品好6%，具有耐紋波和長壽命的優點。

上述實施例為本發明較佳的實現方案，除此之外，本發明還可以其它方式實現，在不脫離本發明構思的前提下任何顯而易見的替換均在本發明的保護範圍之內。