CN102501387B - 电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：1）原料的选取与准备；2）挤出机挤出铸片；3）激冷辊及风淋冷却；4）纵向拉伸；5）横向拉伸；6）测厚、切边及电晕处理；7）收卷；8）第一次时效处理；9）分切；10）第二次时效处理。与现有技术相比，本发明制备的聚丙烯电容薄膜具有在高温下热收缩率低和性能稳定，即高温稳定性较好的特点。
Description
技术领域
本发明属于电容膜制备领域，特别是涉及一种厚度为2.8μm ~ 3.2μm的电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法。
背景技术
聚丙烯电容薄膜即电容器用双向拉伸聚丙烯薄膜，双向拉伸聚丙烯薄膜的简称为BOPP，即双向拉伸聚丙烯薄膜英文名称“Biaxially Oriented Polypropylene”的简称。而电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜是主要用于金属化膜、纸复合介质电容器或全膜介质电容器，代号为MRP。
电容器用双向拉伸聚丙烯薄膜具有较高的机械性能和电气性能，与普通型薄膜制得的电容器相比，用聚丙烯薄膜制得的电容器以其热收缩率低、性能稳定、耐高温度高等显著优点，使得聚丙烯薄膜制得的电容器的使用范围越来越广。为满足电气装置小型化和元件密集化的发展要求，而由于小型化和元件密集化均存在散热性差的问题，特别是在交流回路上使用的电容器，不仅要抑制电容器自身的内部发热，而且要考虑使用的环境温度，温度过高（一般为90℃以上）将导致电容器的稳定性急剧下降，甚至造成电容器失效，给电气整机带来严重的安全隐患，故提高厚度为2.8μm ~ 3.2μm的聚丙烯薄膜电容器的在高温环境下的稳定性，以使得聚丙烯薄膜制得的电容器在较高温度下能稳定工作是目前重要的攻关项目。故现有技术的电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法生产出来的聚丙烯电容薄膜的存在高温下热收缩率较高和性能稳定性差，即高温稳定性差的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决以上技术问题是，提供一种制备的聚丙烯电容薄膜在高温下热收缩率低和性能稳定，即高温稳定性较好的电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法。
为实现本发明目的，本发明所用的技术方案是：提供一种电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料的选取与准备：需用等规度≥99%，灰分小于20ppm的聚丙烯原料；并在35~45℃，湿度为30%~40%的环境中干燥至少10小时；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230~260℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为95~110℃；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为130~157℃，拉伸倍率为5.0~5.5，定型温度为140~152℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热温度为160~172℃，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为8.0~10，定型温度为169~173℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为2.8~3.2μm，对薄膜的气刀面进行电晕处理，电晕时电极的轰击强度为8W·Min/m2；
7）收卷；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30~40℃的环境中时效处理，时间为≥72小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30~40℃的环境中时效处理，时间为≥12小时。
所述的步骤1）中环境的湿度为30%~40%。
所述的步骤6）中电晕处理时，薄膜湿润张力≥42mN/m。
与现有技术相比，本发明通过上述步骤制备的聚丙烯电容薄膜，可使制得的聚丙烯电容薄膜结晶的晶型中β晶型占较大部分，而β晶型相对其他晶型球晶尺寸大幅度减小，具有晶粒细化的功能，则聚丙烯电容薄膜具有良好的韧性和较高的热变形温度，良好的韧性的特性使得聚丙烯电容薄膜在双向拉伸过程中不易出现断膜的情况，同时也可将聚丙烯电容薄膜拉伸到厚度在2.8~3.2μm；而较高的热变形温度的特性使得制得的聚丙烯电容薄膜在高温下热收缩率较低和各相性能较稳定，从而保证制得的聚丙烯电容薄膜在电晕处理时和后续的蒸度金属层时，不易出现收缩或被击穿的情况，最终使得制成的电容器的体积较小，还具有较好的高温稳定性。因此本发明制备的聚丙烯电容薄膜具有在高温下热收缩率低和性能稳定，即高温稳定性较好的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施实例说明，但本发明不限于以下具体实施实例。
实施例1
一种电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料的选取与准备：需用等规度≥99%，灰分小于20ppm的聚丙烯原料；并在35℃，湿度为30%~40%的环境中干燥10小时；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为95℃；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为130~157℃，拉伸倍率为5.0~5.5，定型温度为140~152℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热温度为160~172℃，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为8.0~10，定型温度为169~173℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为3.2μm，对薄膜的气刀面（薄膜经过激冷辊及风淋冷却后的两个面分别为激冷辊面和气刀面，激冷辊面的代号为CR，气刀面的代号为AK）进行电晕处理，电晕时电极的轰击强度为8W·Min/m2，薄膜的湿润张力≥42mN/m；
7）收卷；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30℃的环境中时效处理，时间为72小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30℃的环境中时效处理，时间为12小时。
实施例2
一种电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料的选取与准备：需用等规度≥99%，灰分小于20ppm的聚丙烯原料；并在45℃，湿度为30%~40%的环境中干燥12小时；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为240℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为100℃；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为130~157℃，拉伸倍率为5.0~5.5，定型温度为140~152℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热温度为160~172℃，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为8.0~10，定型温度为169~173℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为3μm，对薄膜的气刀面进行电晕处理，电晕时电极的轰击强度为8W·Min/m2，薄膜的湿润张力≥42mN/m；
7）收卷；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为35℃的环境中时效处理，时间为80小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为35℃的环境中时效处理，时间为18小时。
实施例3
一种电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料的选取与准备：需用等规度≥99%，灰分小于20ppm的聚丙烯原料；并在35~45℃，湿度为30%~40%的环境中干燥20小时；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为260℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为110℃；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为130~157℃，拉伸倍率为5.0~5.5，定型温度为140~152℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热温度为160~172℃，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为8.0~10，定型温度为169~173℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为2.8μm，对薄膜的气刀面进行电晕处理，电晕时电极的轰击强度为8W·Min/m2，薄膜的湿润张力≥42mN/m；
7）收卷；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为40℃的环境中时效处理，时间为100小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为40℃的环境中时效处理，时间为30小时。
上述方法制得的电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的热收缩率如下表格：
MD（纵向），TD（横向）。
电性能如下表格：
Claims (3)
1.一种电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）原料的选取与准备：需用等规度≥99%，灰分小于20ppm的聚丙烯原料；并在35～45℃的环境中干燥至少10小时；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230～260℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为95～110℃；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型形成厚膜，预热温度为100～140℃，拉伸温度为130～157℃，拉伸倍率为5.0～5.5，定型温度为140～152℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型形成薄膜，预热温度为160～172℃，拉伸温度为155～165℃，拉伸倍率为8.0～10，定型温度为169～173℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为2.8～3.2μm，对薄膜的气刀面进行电晕处理，电晕时电极的轰击强度为8W·Min/m2；
7）收卷；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30～40℃的环境中时效处理，时间为≥72小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30～40℃的环境中时效处理，时间为≥12小时。
2.根据权利要求1所述的电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中环境的湿度为30%～40%。
3.根据权利要求1所述的电晕处理聚丙烯粗化电容薄膜的制备方法，其特征在于：所述的步骤6）中电晕处理时，薄膜湿润张力≥42mN/m。
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