有用壽命。
[0028] 密封電容器19是困難的,因為電容器襯套40通常包含陶瓷、環氧樹脂或其它絕緣 材料。絕緣材料不容易與金屬部件如金屬外殼20和端帽42連接。如圖2和3中所示,電容器襯 套40必須在兩個位置密封:襯套40的頂端48,在那里它與端帽42接觸,和襯套40的下端50, 在那里它通過開口 52與箱蓋44連接。在某些實施方案中,0形環46為可包括在端帽42與襯套 40之間的任選組件。0形環46可適應金屬端帽42與非金屬襯套40之間的膨脹和收縮系數差 W降低或消除材料之間的應力。
[0029] 先前在本領域中認為聚合物如環氧樹脂不能實現通常預期具有30年的壽命的電 容器所需足夠強度的密封。例如,運類聚合物可能不能經得起電容器通常經受的應力和氣 候條件。此外,認為聚合物不能經得起在電容器內電介質流體的芳族組分下的長期暴露。
[0030] 根據本公開內容,確定某些環氧樹脂組合物出乎意料地提供密封電容器所需的性 能特性。特別是,發現包含固化劑和酪醒環氧樹脂、雙酪A環氧樹脂或兩種環氧樹脂的組合 的環氧樹脂組合物在連接電容器的金屬和非金屬組件時提供具有出乎意料的有利特性的 密封。環氧樹脂組合物的固化劑可W為硬化劑、催化劑或者硬化劑和催化劑的組合。示例硬 化劑包括但不限于含胺硬化劑如氨臘和雙氯胺。具有上述組分并提供具有有利特性的密封 的市售環氧樹脂組合物的實例包括Loctite E-214HP環氧樹脂、Masterbond Sup 10HT環氧 樹脂、Permabond ES569環氧樹脂和化rmabond ES550環氧樹脂。
[0031] 圖4闡述在制造密封電容器中使用一種所述環氧樹脂組合物的示例方法400。參考 示例方法400,在步驟405中,可將圖3所示電容器19的組件清洗W除去任何污染物。盡管不 是每個實施方案中要求的,從環氧樹脂組合物施涂于其上的表面上除去雜質可改進密封的 性能。用于從金屬和非金屬表面上除去污染物的方法和清潔器是本領域技術人員熟知的。 然而,應當容易理解如果例如在制造階段開始時組件上不存在污染物,則步驟405不是必須 的。
[0032] 在示例方法400的步驟410中,將環氧樹脂組合物,例如一種本文所述組合物施涂 于襯套40的頂端48和下端50。在步驟415中,將0形環46和端帽42置于襯套40的頂端48上。如 先前所述,某些實施方案可不包括0形環46。在步驟420中,將襯套40插入箱蓋44中的開口 52 中。對于某些電容器如圖1-3中所示電容器19,在步驟425中重復步驟405-420W將第二襯套 插入箱蓋44中的第二開口 52中。在備選實施方案中,電容器可具有多于2個襯套,要求重復 步驟405-420多于一次。在又一備選實施方案中,電容器可具有僅單個襯套,使得不需要重 復步驟405-420。
[0033] 當將一對襯套插入箱蓋44中時,在步驟430中,將環氧樹脂組合物固化。盡管固化 步驟可通過多種方法實現,一種典型的方法是通過將環氧樹脂組合物加熱至預定溫度。加 熱環氧樹脂組合物可通過多種方法,包括對流加熱、紅外加熱、感應加熱和通過福射加熱進 行。當使用熱固化時,固化步驟通常需要將環氧樹脂組合物加熱至80°C至160°C的溫度。某 些環氧樹脂組合物要求將組合物保持在80°C至160°C下約30分鐘至約120分鐘。在其它實施 方案中,需要甚至更長的加熱時間固化。
[0034] 在步驟435中,將電容器的內部組件如電容器繞組10、螺旋接頭(tap)17和18W及 引線巧顯示)放人外殼20內。在步驟440中,將引線與端帽42連接。最后,在步驟445中,將具 有附著的襯套40的箱蓋44對外殼20密封。盡管示例方法400中未闡述,本領域技術人員理解 通常在將具有附著的襯套40的箱蓋44對外殼20密封W后,將電介質流體通過開口或填充閥 加入電容器中。
[0035] 方法400僅為根據本公開內容制造電容器的方法的一個實例。本領域技術人員認 識到可省略或修改示例方法400中的某些步驟而不偏離本公開內容的范圍。例如,關于步驟 410和415,可改變它們使得代替地將環氧樹脂組合物施涂于端帽42的內表面和箱蓋44中的 開口 52的內邊緣上。在又一實施方案中,可改變步驟410和415使得將環氧樹脂組合物施涂 于襯套40的頂端48和下端50W及端帽42的內表面和箱蓋44中的開口 52的內邊緣上。在又一 實施方案中,可改變步驟410-420和445,使得首先將箱蓋44附著在外殼20上,其后是步驟 410-420。
[0036] 在又一實施方案中,環氧樹脂組合物可W為兩部分體系,其中作為施涂和將環氧 樹脂組合物固化的方法的一部分,將組合物的兩個部分結合。作為兩部分體系的一個實例, 環氧樹脂組合物可包含含有環氧樹脂的第一部分和含有固化劑的第二部分。可恰在將組合 物施涂于襯套40和/或端帽42的內表面和開口 52的內邊緣上W前將兩部分體系的第一部分 和第二部分結合。
[0037] 在又一備選實施方案中,可在襯套40與端帽42和箱蓋44中的開口52的邊緣接觸時 將兩部分體系結合。例如,可將兩部分體系的第一部分施涂于襯套40的頂端48和下端50。可 將兩部分體系的第二部分施涂于端帽42的內表面和箱蓋44中的開口 52的內邊緣上。當襯套 40與端帽42的內表面和開口 52的內邊緣接觸時,將兩部分體系的第一部分和第二部分結合 并固化。第一部分可W為環氧樹脂且第二部分可W為固化劑。作為選擇,第一部分可W為固 化劑且第二部分可W為環氧樹脂。示例方法400的運些和其它變化方案是本領域技術人員 理解的。
[0038] 下表提供測試在電容器應用中的潛在用途的各種市售環氧樹脂組合物的實例的 試驗數據。如下表所示,僅某些試驗環氧樹脂組合物顯示出用于電容器應用中所需的性能。 表1顯示測試的各種環氧樹脂組合物在75°C至90°C的高溫化T)和25°C的室溫(RT)下的搭接 剪切強度,Wpsi表示。在表1中不存在數據的情況下,未進行試驗。
[0039] 表 1
[0040]
[0042] 如表1所示,試樣編號5、8、13和14提供在進行試驗的溫度下最好的搭接剪切強度。 在試樣編號5、8、13和14中發現的共同特征包括含胺硬化劑和包含酪醒環氧樹脂或雙酪A環 氧樹脂的環氧樹脂。
[0043] 顯示最有利的特性的試樣的其它試驗數據顯示于表2(下面)和圖7中。為評估芳族 電介質流體與固化密封的相容性,在包含芳族電介質流體Edisol VI-市售電介質流體的 實例設備中由試樣5和8形成固化密封。將設備加熱至75°C,保持2星期。表2顯示在加熱時間 W前(A)和W后(B)設備中的芳族電介質流體的某些性能的測量。
[0044] 表 2
[0045]
[0046] 特別是,表2中的數據顯示由試樣5和8形成的固化密封良好地執行,因為它們不對 可用于電容器中的電介質流體具有不利影響。例如,對比加熱時間W前(A)和2星期加熱時 間W后(B)的試樣,顯示存在電介質流體的性能相對小的變化。表2中的數據顯示,固化密封 不會實質性影響電介質流體的電性能,例如擊穿電壓(使用ASTM D1816測試)、損耗因數(使 用ASTM D924測試)或電流漏泄。測量電流漏泄的技術通常是本領域技術人員已知的。表2中 的數據還顯示,在對比加熱時間W前(A)和2星期加熱時間W后(B)收集的數據時,測量的表 面張力、酸度或電介質流體的可見外觀沒有實質性變化。標記為規格的行中的數字是關于 各屬性的典型目標值。
[0047] 還評估芳族流體對由試樣5、13和14形成的固化密封的硬度的影響。圖7顯示在75 °C下暴露于芳族電介質流體120天中關于試樣5、13和14的硬度試驗數據。特別是,圖7顯示 芳族電介質流體甚至在暴露于芳族電介質流體120天W后對由試樣5、13和14形成的固化密 封的硬度不具有不利影響。
[004引還使試樣5、13和14經受其它試驗W確保它們會經得起電容器經受的嚴苛環境條 件。試樣經歷的其它試驗包括熱沖擊試驗、鹽噴霧試驗、UV試驗、冷凝試驗和氮泄漏試驗。
[0049]熱沖擊試驗使用來自表1的試樣5在包含具有附著的襯套的電器箱蓋的裝置上進 行。熱沖擊試驗設及將裝置加熱至11(TC,然后將裝置快速移動到保持在-5(TC的溫度下的 室中整夜。然后將裝置在室中在室溫下加熱并經受負載試驗。在對比經受溫度變化的試樣 與未經受溫度變化的試樣的試驗結果時,不存在負載試驗下裝置性能的統計差異。
[0化0]將來自表1的試樣5、13和14施涂于一片不誘鋼上并經受根據ASTM B117的鹽噴霧 試驗200