一种高性能全膜电容器浸渍剂的合成与性能

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全膜电容器的浸渍剂应具有与聚丙烯薄膜相容性好、芳香度高、粘度小、凝固点低等特性,以改善电容器的低温局部放电性能,提高产品的比特性和运行可靠性。国内外普遍认为,日本的SAS-40是目前性能最好的浸渍剂。SAS-40是38%的1,1-二苯基乙烷和59%的单苄基甲苯的混合物,其中单苄基甲苯国内已有工业产品,而1,1-二苯基乙烷需开发并实现工业化生产。因此,国内电容器行业盼望能尽快实现该浸渍剂国产化。 本文对1,1-二苯基乙烷的合成路线、缩合反应催化剂、缩合反应工艺条件优化进行了详细研究。 在合成1,1-二苯基乙烷的五种路线中,具有工业化价值的是乙炔法、乙醛(三聚乙醛)法、苯乙烯法和α-甲基苯甲醇法。通过综合分析,乙醛法原料来源广,价格适宜,是当前合成1,1-二苯基乙烷的合理路线。本文首次在国内用乙醛与苯合成了1,1-二苯基乙烷。 本文重点考察了浓硫酸、杂多酸及其盐、分子筛及强酸型离子交换树脂对苯与乙醛缩合反应的催化活性。实验表明,浓硫酸、对甲苯磺酸及全氟磺酸树脂的催化活性高,并从理论上对催化剂的特性(特别是哈默特酸强度)与催化活性的关系进行了初步探讨,为寻找新型高活性催化剂指明了方向。 本文以浓硫酸为催化剂,用单纯形法对苯与乙醛缩合反应条件进行动态调优,经过4次推移单纯形获得了最优合成工艺条件:苯与乙醛摩尔比为6∶1、催化剂用量48.1%、反应温度15℃、反应时间3.68小时。在最优工艺条件下,1,1-二苯基乙烷的收率可达44.47%。 首次以全氟磺酸树脂作为苯与乙醛缩合反应的催化剂,采用回归正交法对缩合反应工艺条件进行动态优化,获得了最优工艺条件:全氟磺酸树脂用量为10.05%、苯与乙醛的摩尔比为8∶1、在回流温度下反应2.42小时。在最优工艺条件下,1,1-二苯基乙烷的收率可达64.94%。 本文将实验室产品1,1-二苯基乙烷与国产工业单苄基甲苯按38∶62的比例配成油样HD182-06,与日本SAS-40及国内常用的PXE进行了理化及电气性能的对比测试。试制的油样HD182-06具有凝固点低、粘度小、析气性好、粘温特性和热老化性能优良等优点,其产品性能达到了日本同类产品SAS-40的水平。
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