CN104936773A - 绝缘薄膜及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种绝缘薄膜，其包括，薄膜上层(101)和薄膜下层(103)，所述薄膜上层(101)和薄膜下层(103)由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；和薄膜中层(102)，位于薄膜上层(101)和薄膜下层(103)之间，所述薄膜中层(102)由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；所述薄膜中层(102)的上表面和所述薄膜上层(103)的下表面粘结在一起，所述薄膜中层(102)的下表面和所述薄膜下层(103)的上表面粘结在一起。

Description

绝缘薄膜及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种用于绝缘薄膜，尤其涉及由聚丙烯(简称PP)材料制成的绝缘薄膜。
背景技术
绝缘薄膜被用于隔离各类电子器件或部件，以避免电子器件或部件之间、或电子器件或部件中电子元气件因短路，击穿等引起的失效，并降低电子器件或部件起火的风险，从而保障各类电子元气件的正常工作。例如，将绝缘薄膜放在含有各种电路的印刷电路板(PCB)与用于防止EMI(电磁干扰)的金属铝壳或铜壳之间，可以防止PCB上各元器件的针脚与金属壳接触而引起的短路等问题。针对绝缘薄膜的用途，要求绝缘薄膜具有阻燃、耐长期高温、耐高压、不吸水和易折叠加工等特性。并且，根据绝缘要求的不同，对于绝缘薄膜的这些特性要求的具体指标会有所不同。
为满足对绝缘薄膜的特性要求，传统上，使用添加了有卤阻燃剂的PP、PC和PET来制造绝缘薄膜。但是，有卤阻燃剂对于环境是有害的。为消除对环境的影响，试图减少有卤阻燃剂的使用，或采用添加了无卤阻燃剂的PP、PC和PET来制造绝缘薄膜。
由于PP的原材料更为便宜，且其耐折叠性更好，采用PP制造的绝缘薄膜具有更广泛的使用。但适用于PP的无卤阻燃剂通常吸湿性很高，造成无卤阻燃PP绝缘薄膜的吸湿性也较高，绝缘性能很差。
因此，期望提供一种生产成本较低但质量优良的含有有卤或无卤阻燃剂的PP绝缘薄膜。
发明内容
本发明提供一种绝缘薄膜，其包括，薄膜上层和薄膜下层，所述薄膜上层和薄膜下层由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；薄膜中层，位于薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；所述薄膜中层的上表面和所述薄膜上层的下表面粘结在一起，所述薄膜中层的下表面和所述薄膜下层的上表面粘结在一起。所述薄膜上层和薄膜下层的材料相似或相同。所述薄膜上层和薄膜下层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。所述薄膜上层和薄膜下层中的PP占薄膜上层或薄膜下层质量的50％～95％,所述阻燃剂占薄膜上层或薄膜下层质量的5％～50％。所述薄膜中层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂，薄膜中层中的阻燃剂的质量小于薄膜中层质量的25％。当绝缘薄膜的厚度为0.4mm时，经90℃90％RH预处理96小时后，绝缘薄膜的击穿强度不小于20KVAC/mm。按ASTM D2176-97a测试方法，0.4mm厚所述绝缘薄膜的可折性不小于100次。所述薄膜中层的厚度为绝缘薄膜厚度的5％～45％，所述薄膜上层和薄膜下层的厚度为绝缘薄膜总厚度的55％～95％。所述绝缘薄膜的总厚度范围为0.05mm～3.0mm。所述的绝缘薄膜使用共挤工艺或复合工艺加工而成。
本发明还提供一种生产绝缘薄膜的方法。该方法包括，在第一挤出机上，挤出阻燃PP粒子使其熔化，熔融状态的阻燃PP从第一挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器，在分配器将从第一挤出机上挤出的熔融阻燃PP分成两股，分别为第一熔融阻燃PP和第二熔融阻燃PP；在第二挤出机上挤出不含或含有少量阻燃剂的PP或PE粒子使其熔化，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE从第二挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE在分配器流入第一熔融阻燃PP和第二熔融阻燃PP之间；第一熔融阻燃PP、熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE和第二熔融阻燃PP在分配器里叠合在一起,然后流出分配器，流经模头，进入冷却成型辊冷却成型为片/膜。
本发明还提供一种生产绝缘薄膜的方法，该方法包括，在第一挤出机上，挤出阻燃PP粒子使其熔化形成第一熔融阻燃PP，第一熔融阻燃PP从第一挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器；在第三挤出机上，挤出阻燃PP粒子使其熔化形成第二熔融阻燃PP，第二熔融阻燃PP从第三挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器；在第二挤出机上挤出不含或含有少量阻燃剂的PP或PE粒子使其熔化，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE从第二挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE在分配器流入第一熔融阻燃PP和第二熔融阻燃PP之间；第一熔融阻燃PP、熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE和第二熔融阻燃PP在分配器里叠合在一起,然后流出分配器，流经模头，进入冷却成型辊冷却成型为片/膜。
本发明还提供一种生产绝缘薄膜的方法，该方法包括，提供薄膜上层和薄膜下层，所述薄膜上层和薄膜下层由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；提供薄膜中层，所述薄膜中层位于所述薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；在所述薄膜上层的下表面和/或薄膜中层的上表面上涂胶，并且在所述薄膜下层的上表面和/或薄膜中层的下表面上涂胶；将所述薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层输送通过压合辊以压合成型为片/膜。
本发明还提供一种生产绝缘薄膜的方法，该方法包括，提供薄膜上层和薄膜下层，所述薄膜上层和薄膜下层由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；提供薄膜中层，所述薄膜中层位于所述薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；对所述薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层分别进行加热，使它们软化；将经加热软化的所述薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层输送通过压合辊以压合成型为片/膜。
本发明提供另外一种绝缘薄膜，其包括，薄膜上层，所述薄膜上层由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；和薄膜下层，所述薄膜下层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；所述薄膜上层的下表面和所述薄膜下层的上表面粘结在一起。所述薄膜上层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。所述薄膜上层中的PP占薄膜上层质量的50％～95％,所述阻燃剂占薄膜上层质量的5％～50％。所述薄膜下层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂，薄膜下层中的阻燃剂的质量小于薄膜下层质量的25％。所述绝缘薄膜的总厚度范围为0.05mm-3.0mm。所述的绝缘薄膜使用共挤工艺或复合工艺加工而成。
本发明还提供一种绝缘薄膜，其包括两个含有阻燃剂的PP层和一个不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层，所述两个含有阻燃剂的PP层分别和所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层的上表面和下表面粘结在一起。所述含有阻燃剂的PP层中的阻燃添加剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。所述PP占含有阻燃剂的PP层的质量的50％～95％,所述阻燃剂占含有阻燃剂的PP层的质量的5％～50％。所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层中的阻燃剂的质量小于所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层的质量的25％。当绝缘薄膜的厚度为0.4mm时，经90℃90％RH预处理96小时后，绝缘薄膜的击穿强度不小于20KVAC/mm。按ASTM D2176-97a测试方法，0.4mm厚所述绝缘薄膜的可折性不小于100次。所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层的厚度为绝缘薄膜厚度的5％～45％，所述两个含有阻燃剂的PP层的厚度之和为绝缘薄膜总厚度的55％～95％。所述绝缘薄膜的总厚度范围为0.05mm～3.0mm。所述的绝缘薄膜使用共挤工艺或复合工艺加工而成。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的阻燃PP薄膜的示意图；
图2是图1中的阻燃PP薄膜沿图1中的线A-A的剖面图；
图3根据本发明的另一个实施例的阻燃PP薄膜的示意图；
图4是图3中的阻燃PP薄膜沿图3中的线B-B的剖面图；
图5是示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜的一种共挤工艺的示例图；
图6是示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜的另一种共挤工艺的示例图；
图7是示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜的一种复合工艺的示例图；
图8是示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜的另一种复合工艺的示例图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜100的示意图。根据本发明的一个实施例，该绝缘薄膜100的厚度为0.05mm～3.0mm。图2是图1中的绝缘薄膜100沿图1中的线A-A的剖面图。如图2所示，绝缘薄膜100包括上、中、下三个层101、102和103。根据本发明的一个实施例，绝缘薄膜上层101和下层103的厚度为绝缘薄膜厚度的55％-95％，绝缘薄膜中层的厚度为绝缘薄膜厚度的5％-45％。如果绝缘薄膜中层的厚度超过绝缘薄膜厚度的45％，绝缘薄膜整体阻燃性能将难以保证。如果绝缘薄膜中层的厚度低于绝缘薄膜厚度的5％，则难以达到绝缘薄膜整体吸湿后绝缘性能和降低成本的显著效果，而且易导致中间层分布不均。
绝缘薄膜100的上层101和下层103由含有阻燃剂的PP制成。绝缘薄膜100的上层101和下层103中的阻燃剂包括无卤阻燃剂或有卤阻燃剂，无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂，有卤阻燃剂包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。根据本发明的一个实施例，绝缘薄膜100的上层101和下层103中的阻燃剂的质量为绝缘薄膜100的上层101或下层103的质量的5％-50％，绝缘薄膜100的上层101和下层103中的PP的质量为绝缘薄膜100的上层101或下层103的质量的50％-95％。PP中的阻燃剂的含量可以满足对绝缘薄膜100的阻燃性的要求。绝缘薄膜100的中层102由不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PP或聚乙烯(简称PE)制成。由于该薄膜中层102的PP或PE中不含有或只含有少量有卤或无卤阻燃剂，即，本发明的绝缘薄膜减少了阻燃剂的使用，因此降低了绝缘材料整体材料成本。且由于该薄膜中层102的PP或PE中不含有无卤阻燃剂或只含有少量无卤阻燃剂，使得薄膜中层具有不吸水的特性。当薄膜中层102的PP或PE含有少量阻燃剂时，该阻燃剂可包括无卤阻燃剂或有卤阻燃剂，无卤阻燃剂可包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂，有卤阻燃剂可包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂，且阻燃剂的质量占薄膜中层质量的25％以下。
本发明的绝缘薄膜100具有以下优点：
当使用对环境更友好的无卤阻燃剂时，本发明的绝缘薄膜100由于具有不含有无卤阻燃剂或只含有少量无卤阻燃剂的PP或PE材料的中层102，使得该绝缘薄膜100具有不易吸水的特性，从而改善了无卤阻燃PP绝缘薄膜的击穿强度。经实验发现，本发明的绝缘薄膜100在厚度为0.4mm时，经90℃90％RH(相对湿度)预处理96小时后，绝缘薄膜的击穿强度不小于20KVAC/mm。采用同样的测试条件和方法，发现本发明的无卤阻燃PP绝缘薄膜100的击穿电压明显高于现有无卤阻燃PP绝缘薄膜。例如，将现有0.4mm无卤阻燃V-0级PP绝缘薄膜和0.4mm本发明无卤阻燃V-0级PP绝缘薄膜100都在90℃90％RH(相对湿度)环境下放置96小时(进行吸湿)，然后立刻进行5KVAC耐压测试(升压速度：0.5KVAC/秒，达5KVAC后保持时间60秒)，并按ASTMD-149方法立刻测试击穿电压(不要再进行预处理了)，现有0.4mm无卤阻燃V-0级PP绝缘薄膜的吸湿后耐压性能为：4～5KVAC，击穿电压约8KVAC，而0.4mm本发明无卤阻燃V-0级PP绝缘薄膜100的吸湿后耐压可达10KVAC，击穿电压可达12KVAC。
并且，由于阻燃剂在薄膜表面层(上层和下层)的阻燃效率比在薄膜内部(中层)高，使用该发明技术后，无论在本发明的薄膜中使用有卤还是无卤阻燃剂，均可以用较少的阻燃剂即使本发明的薄膜达到单层绝缘薄膜的阻燃性能。由于阻燃剂价格较为昂贵，绝缘材料整体材料成本得以显著降低。
另外，本发明的阻燃PP薄膜可以很好地保持PP原材料原有的优良特性。例如，实验发现，按ASTM D2176-97a测试方法，本发明的0.4mm厚绝缘薄膜100的可折性不小于100次。可见，在本发明的阻燃PP薄膜中，PP原材料原有的良好的耐折性获得保留。
并且，发明人观察到，现有的对绝缘薄膜的安规标准(如国际通用的安规标准UL-60950或IEC-60950)要求对于由均质材料制成的单层的绝缘薄膜，如用于附加绝缘或加强绝缘时，至少要达到0.4mm厚度，而UL标准对于不可分离的多层绝缘薄膜则无此厚度要求，但要求不可分离的多层绝缘薄膜的耐电压比原来提高50％～100％，并通过额外的Mandrel测试，即，对于不可分离的多层绝缘薄膜，即便其厚度小于0.4mm，只要其通过加严的耐电压测试和额外的Mandrel测试，即认为符合安规标准。而本发明的绝缘薄膜即为不同材料构成的不可分离的多层结构绝缘薄膜，且经测试发现，本发明绝缘薄膜所采用的材料刚好能通过上述的加严耐电压测试和Mandrel测试。因此，其厚度可以小于0.4mm即可符合安规要求。即，相比现有的阻燃单层绝缘薄膜，根据本发明的阻燃PP绝缘薄膜的厚度降低了，如可从原来的0.43mm厚度减为0.25mm甚至更薄，但同时根据本发明的绝缘薄膜可以通过上述的加严耐电压测试和Mandrel测试，因此节省了用料，从而降低生产成本。
最后，当使用无卤阻燃剂时，现有无卤阻燃PP绝缘薄膜因其中无卤添加剂的含量很大，造成材料的延展性较差，在挤出流涎成型过程中容易因受拉伸断裂而形成微孔。而本发明的无卤阻燃PP绝缘薄膜由于具有不含无卤阻燃剂或仅含有少量无卤阻燃剂的PP材料层，使得绝缘薄膜中的无卤添加剂的含量下降，从而降低了形成绝缘薄膜的微孔概率。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的绝缘薄膜200的示意图。该绝缘薄膜200和图1中的绝缘薄膜100的唯一不同之处在于该绝缘薄膜200具有两层的结构。其中一层由含有阻燃剂的PP制成，另一层由不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PP或PE制成。图4为沿图3中的线B-B的剖面图，以示出绝缘薄膜200的这种两层(201,202)结构。图3和图4中所示的两层结构的绝缘薄膜同样具有不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PP或PE材料层，因此，同样具有图1和图2中的绝缘薄膜的优点。当然，本发明的原则同样适用于使用多种材料制成的其他多层结构的绝缘薄膜。
图5示意性地示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜100的共挤工艺过程的一个共挤流水线500。如图5所示，共挤流水线500包括第一挤出机501和第二挤出机502。第一挤出机501包括一个加料斗509和容腔510。加料斗509用于容纳含有阻燃剂的PP粒子。容腔510中设有驱动螺杆511。加料斗509的出口和容腔510的前端入口512相连通，容腔510的后端出口513和管道506的入口相连通，而管道506的出口和分配器503的第一入口514相连通。第二挤出机502包括一个加料斗515和容腔516。加料斗515用于容纳不含有或含有少量阻燃剂的PP或PE粒子。容腔516中设有驱动螺杆517。加料斗515的出口和容腔516的前端入口518相连通，容腔516的后端出口519和管道507的入口相连通，而管道507的出口和分配器503的第二入口520相连通。
分配器503的第一入口514和分配器的第一支管521的入口以及第二支管522的入口相连通，分配器503的第二入口520和分配器的第三支管523入口连通。如图5所示，第三支管523位于第一支管521和第二支管522之间。第一支管521的出口、第二支管522的出口和第三支管523的出口在分配器的出口524处汇合。分配器的出口524和管道525的入口相连，管道525的出口连通模头504的模腔526的入口。模头504的模腔526具有适当的宽度和深度，使得其足以容纳从分配器管道输送而来的物料，且模腔526为扁平状使得从输送器管道输送而来的物料在其中被模压为扁平状。经模压的物料从模腔526的出口被输送到成型辊设备505。成型辊设备505包括互相靠近放置的多个成型辊。从模头模腔输送到成型辊设备的物料在多个成型辊之间受到拉伸、辊压和冷却，以使其达到期望的厚度并成型为片材。图5中示出了这样的三个成型辊505.1、505.2和505.3。在其他实施例中也可以只有两个成型辊或多于两个成型辊。
按照图5所示的共挤流水线500，本发明生产绝缘薄膜100的过程如下：
在生产过程中，对第一挤出机501和第二挤出机502的容腔510和516加热，并使第一挤出机501和第二挤出机502的驱动螺杆511和517旋转。
将含有阻燃剂的PP粒子加入第一挤出机501的加料斗509。第一挤出机501的驱动螺杆511的旋转将加料斗509中的含有阻燃剂的PP粒子推入容腔510内。由于容腔510被加热，且含有阻燃剂的PP粒子进入容腔510内后因摩擦生热产生熔化而呈熔融状态。受到驱动螺杆511的旋转产生的推进力的影响，呈熔融状态的含有阻燃剂的PP被朝向容腔510的后端出口513输送。驱动螺杆511的旋转产生的推进力使得熔融状态的含有阻燃剂的PP从熔腔510的后端出口513流出容腔510，接着经由和容腔510的后端出口513相连通的管道506的入口进入管道506。熔融状态的含有阻燃剂的PP从管道506的出口流出，到达分配器503的第一入口514。在分配器的第一入口514，熔融状态的含有阻燃剂的PP被分配成两股，第一股进入分配器的第一支管521成为第一熔融阻燃PP，第二股进入分配器的第二支管522成为第二熔融阻燃PP。
类似地，将不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE粒子加入第二挤出机502的加料斗515。第二挤出机502的驱动螺杆517的旋转将加料斗515中的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE粒子推入容腔516内。由于容腔516被加热，且不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE粒子进入容腔516内后因摩擦生热产生熔化而呈熔融状态。受到驱动螺杆517的旋转产生的推进力的影响，呈熔融状态的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE被朝向容腔516的后端出口519输送。驱动螺杆517的旋转产生的推进力使得熔融状态的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE从熔腔516的后端出口519流出容腔516，接着经由和容腔516的后端出口519相连通的管道507的入口进入管道507。熔融状态的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE从管道507的出口流出，到达分配器503的第二入口520，并经由该第二入口503进入分配器的第三支管523。需要注意的是，对于不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE粒子的这种操作和上面描述的对含有阻燃剂的PP粒子的操作同时进行。
进入分配器503的第一支管521的第一熔融阻燃PP、进入分配器503的第三支管523的熔融状态的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE以及进入分配器的第二支管522的第二熔融阻燃PP在分配器的出口524处汇合，从而叠和在一起，并经由和分配器出口521相连通的管道525进入模头504的模腔526，以便在模腔526内受到模压形成扁平状熔融物。将该受模压过的扁平状熔融物输送到成型辊505.1和505.2之间，接受成型辊505.1和505.2对其施加的拉伸和压合力，同时被成型辊505.1和505.2冷却从而形成具有预定厚度的片或膜100’。膜100’继续被送入成型辊505.2和505.3之间进一步冷却或退火，形成根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜或薄片100。根据需要，从模头输出来的经模压的扁平状熔融物可以只经过两个成型辊或多于两个成型辊而成型。
图6示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜100的另一种共挤工艺过程的工艺流水线600。如图5所示，共挤流水线600包括第一挤出机601、第二挤出机602、第三挤出机603。第一挤出机601、第二挤出机602、第三挤出机603分别包括一个加料斗611、612、613、容腔614、615、616和驱动螺杆617、618和619。第一和第三挤出机611和613的加料斗用于容纳含有阻燃剂的PP粒子，第二挤出机612的加料斗用于容纳不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE粒子。第一挤出机601的加料斗611的出口和容腔614的前端入口620相连通，容腔614的后端出口624和管道607的入口相连通，而管道607的出口和分配器604的第一入口627相连通。类似地，第二挤出机602的加料斗612的出口和容腔615的前端入口622相连通，容腔615的后端出口625和管道608的入口相连通，而管道608的出口和分配器604的第二入口628相连通。第三挤出机603的加料斗613的出口和容腔616的前端入口623相连通，容腔616的后端出口626和管道609的入口相连通，而管道609的出口和分配器604的第三入口629相连通。
分配器604的第一入口627和分配器的第一支管630的入口相连通，分配器604的第二入口628和分配器的第二支管631的入口相连通，分配器604的第三入口629和分配器的第三支管632入口连通。如图6所示，第二支管631位于第一支管630和第三支管632之间。第一支管630的出口、第二支管631的出口和第三支管632的出口在分配器的出口633处汇合。分配器的出口633和管道634的入口相连通，管道634的出口连通模头605的模腔635的入口。模头605的模腔635具有适当的宽度和深度，使得其足以容纳从分配器管道输送而来的物料，且模腔635为扁平状使得从输送器管道输送而来的物料在其中被模压为扁平状。经模压的物料从模腔635的出口被输送到成型辊设备610。成型辊设备610包括互相靠近放置的多个成型辊。从模头模腔输送到成型辊设备的物料在多个成型辊之间受到拉伸、辊压和冷却，以使其达到期望的厚度并成型为片材。图6中示出了这样的三个成型辊610.1、610.2和610.3。在其他实施例中也可以只有两个成型辊或多于两个成型辊。
按照图6所示的共挤流水线600，本发明生产绝缘薄膜100的过程如下：
在生产过程中，对第一挤出机601、第二挤出机602、第三挤出机603的容腔614、615和616加热，并使第一挤出机601、第二挤出机602和第三挤出机603的驱动螺杆617、618和619旋转。
将含有阻燃剂的PP粒子加入第一挤出机601的加料斗611。第一挤出机601的驱动螺杆617的旋转将加料斗611中的含有阻燃剂的PP粒子推入容腔614内。由于容腔614被加热，且含有阻燃剂的PP粒子进入容腔614内后因摩擦生热产生熔化而呈熔融状态。受到驱动螺杆617的旋转产生的推进力的影响，呈熔融状态的含有阻燃剂的PP被朝向容腔614的后端出口624输送。驱动螺杆617的旋转产生的推进力使得熔融状态的含有阻燃剂的PP从熔腔614的后端出口624流出容腔614，接着经由和容腔614的后端出口624相连通的管道607的入口进入管道607。熔融状态的含有阻燃剂的PP从管道607的出口流出，到达分配器604的第一入口627，进入分配器604的第一支管630，进入分配器604的第一支管630的含有阻燃剂的PP为第一熔融阻燃PP。
同样地，在第三挤出机603的加料斗613中加入含有阻燃剂的PP粒子，该含有阻燃剂的PP粒子以和第一挤出机601的加料斗611中的含有阻燃剂的PP粒子相同的方式被送到分配器604的第三支管632中,进入分配器604的第三支管632的含有阻燃剂的PP为第二熔融阻燃PP。
在第二挤出机602的加料斗612中加入不含有或含有少量的阻燃剂的PP或PE粒子，该不含有或含有少量的阻燃剂的PP或PE粒子以和第一挤出机601的加料斗611中的含有阻燃剂的PP粒子相同的方式被送到分配器604的第二支管631中。
应当注意的是，以上将含有阻燃剂的PP和不含有或含有少量的阻燃剂的PP或PE分别送到分配器的第一支管630、第二支管631和第三支管632中的操作同时进行。
和图5所示的工艺流水线中挤压工艺类似，进入分配器604的第一支管630的第一熔融阻燃PP、进入分配器604的第二支管631的熔融状态的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE以及进入分配器的第三支管632的第二熔融阻燃PP在分配器的出口633处汇合，从而叠合在一起，并经由和分配器出口633相连通的管道634进入模头605的模腔635，以便在模腔635内受到模压形成扁平状的熔融物。将该受模压过的扁平状熔融物输送到成型辊610.1和610.2之间，接受成型辊610.1和610.2对其施加的拉伸和压合，从而形成具有预定厚度的片或膜100’。膜100’继续被送入成型辊610.2和610.3之间进一步接受冷却或退火，形成根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜或薄片100。根据需要，从模头输出来的经模压的扁平状熔融物可以只经过两个成型辊或多于两个成型辊而成型。
在本发明之前，共挤工艺尚无用于生产绝缘薄膜的先例。传统上，用共挤工艺生产出的产品的中间层的厚度占产品总厚度的百分比较高。而采用本发明的共挤工艺生产的绝缘薄膜，其中间层的厚度占绝缘薄膜的总厚度的比率较低，绝缘薄膜中间层的厚度仅为绝缘薄膜总厚度的5％-45％。采用本发明的共挤工艺，在中间层的厚度占绝缘薄膜的总厚度的比率较低的情况下，各层仍能均匀分布。
在图5和图6所示的共挤生产工艺中，第一熔融阻燃PP、熔融状态的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE和第二熔融阻燃PP在分配器里叠合在一起。但是，本领域的技术人员应当知道，第一熔融阻燃PP、熔融状态的不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE和第二熔融阻燃PP也可以在模头里叠合在一起。
采用共挤工艺生产的绝缘薄膜的质量好，但是共挤工艺对设备要求高。因此，本发明还提供了用复合工艺生产绝缘薄膜的方法，该方法对设备的要求较低。
图7示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜100的复合工艺的一个复合流水线700，包括一对压合辊704.1、704.2。绝缘薄膜100的上层701、中层702和下层703分别被卷在三个输送轮上(未示出)，并同时输入到压合辊704.1、704.2之间，当压合辊704.1、704.2相对转动时，会对上层701、中层702和下层703产生拉力，从而三个输送轮被带动，以分别对压合辊704.1、704.2释放上层701中层702和下层703。这样上层701中层702和下层703就会被卷入并通过压合辊704.1、704.2之间，从而对上层701中层702和下层703进行挤压，形成绝缘薄膜100。
在图7中，绝缘薄膜100的上层701和下层703是含有阻燃剂的PP材料，绝缘薄膜100的中层702是不含有或仅含有少量的阻燃剂的PP或PE材料。在绝缘薄膜100的上层701、中层702和下层703从各种的输送轮上被释放后被卷入并通过压合辊704.1、704.2之间前，在上层701的下表面和/或中层702的上层上涂胶，并且在中层702的下表面和/或下层703的上表面上涂胶，从而绝缘薄膜100的上层701、中层702和下层703经压合辊704.01和704.02压合后贴合在一起形成绝缘薄膜100。
图8示出了生产根据本发明的一个实施例的绝缘薄膜100的复合工艺的另一个复合流水线800。图8中的复合流水线800和图7中的复合流水线700类似。唯一的不同在于，在图8中，在绝缘薄膜100的上层801、中层802和下层803从其各自的输送轮到达压合辊804.01和804.05之间的路径的一侧上分别设置烘箱805、806和807。
在图8中，在绝缘薄膜100的上层801、中层802和下层803从各种的输送轮上被释放后被卷入并通过压合辊804.1、804.2之间前，通过烘箱对绝缘薄膜100的上层801、中层802和下层803加热使其软化，从而经加热软化的绝缘薄膜100的上层801、中层802和下层803经压合辊804.01和804.02压合后贴合在一起形成绝缘薄膜100。
尽管图8中仅示出了通过烘箱对薄膜的上、中、下层801、802和803进行加热的方法，本领域技术人员应当知道，还可以采用其他方式对上层801、中层802和下层803加热以使它们软化。
应当理解的是，对于本说明书中所给出的各数值范围，可以选取该数值范围中的任意一个数值。
尽管本说明书示出了、描述了并指出了适用于本发明的优选实施例的本发明的新颖特征，应当可以理解，本领域的技术人员在不背离本发明的精神的前提下，可以对所示出的设备及其操作的形式和细节进行省略、替换和改变。例如，特别要指出，以基本相同的方式执行基本相同的功能以达到相同结果的那些元件和/或方法步骤的组合是在本发明的范围内的。此外，应当认识到，在本发明公开的形式或实施例中所示的和/或所描述的结构和/或部件和/或方法步骤可能被作为设计选择合成为其他的形式或实施例。因此，本发明所要保护的范围仅限于所附的权利要求的范围。

Claims (32)

1.一种绝缘薄膜，其包括:
薄膜上层和薄膜下层，所述薄膜上层和薄膜下层由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；
薄膜中层，位于薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；
所述薄膜中层的上表面和所述薄膜上层的下表面粘结在一起，所述薄膜中层的下表面和所述薄膜下层的上表面粘结在一起。
2.如权利要求1所述的绝缘薄膜，所述薄膜上层和薄膜下层的材料相似或相同。
3.如权利要求1所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层和薄膜下层中的阻燃剂包括无卤阻燃剂或有卤阻燃剂，无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂，有卤阻燃剂包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
4.如权利要求3所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层和薄膜下层中的PP占薄膜上层或薄膜下层质量的50％-95％,所述阻燃剂占薄膜上层或薄膜下层质量的5％-50％。
5.如权利要求1所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜中层中的阻燃剂包括无卤阻燃剂或有卤阻燃剂，无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂，有卤阻燃剂包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
6.如权利要求5所述的绝缘薄膜，其中薄膜中层中的阻燃剂的质量小于薄膜中层质量的25％。
7.如权利要求1所述的绝缘薄膜，当绝缘薄膜的厚度为0.4mm时，经90℃90％RH预处理96小时后，绝缘薄膜的击穿强度不小于20KVAC/mm。
8.如权利要求1所述的绝缘薄膜，按ASTM D2176-97a测试方法，0.4mm厚所述绝缘薄膜的可折性不小于100次。
9.如权利要求1所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜中层的厚度为绝缘薄膜厚度的5％-45％，所述薄膜上层和薄膜下层的厚度为绝缘薄膜厚度的55％-95％。
10.如权利要求1所述的绝缘薄膜，所述绝缘薄膜的总厚度范围为0.05mm-3.0mm。
11.如权利要求1-10任何一项所述的绝缘薄膜使用共挤工艺或复合工艺加工而成。
12.一种生产绝缘薄膜的方法：
在第一挤出机上，挤出阻燃PP粒子使其熔化，熔融状态的阻燃PP从第一挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器，在分配器将从第一挤出机上挤出的熔融阻燃PP分成两股，分别为第一熔融阻燃PP和第二熔融阻燃PP；
在第二挤出机上挤出不含或含有少量阻燃剂的PP或PE粒子使其熔化，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE从第一挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE在分配器流入第一熔融阻燃PP和第二熔融阻燃PP之间；
第一熔融阻燃PP、熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE和第二熔融阻燃PP在分配器里叠合在一起,然后流出分配器，流经模头，进入冷却成型辊冷却成型为片/膜。
13.一种生产绝缘薄膜的方法：
在第一挤出机上，挤出阻燃PP粒子使其熔化形成第一熔融阻燃PP，第一熔融阻燃PP从第一挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器；
在第三挤出机上，挤出阻燃PP粒子使其熔化形成第二熔融阻燃PP，第二熔融阻燃PP从第三挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器；
在第二挤出机上挤出不含或含有少量阻燃剂的PP或PE粒子使其熔化，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE从第二挤出机流出后通过后续连接管道进入分配器，熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE在分配器流入第一熔融阻燃PP和第二熔融阻燃PP之间；
第一熔融阻燃PP、熔融状态的不含或含有少量阻燃剂的PP或PE和第二熔融阻燃PP在分配器里叠合在一起,然后流出分配器，流经模头，进入冷却成型辊冷却成型为片/膜。
14.一种生产绝缘薄膜的方法：
提供薄膜上层和薄膜下层，所述薄膜上层和薄膜下层由PP材料制成，所述PP材料中含阻燃剂，以满足其阻燃性；
提供薄膜中层，所述薄膜中层位于所述薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；
在所述薄膜上层的下表面和/或薄膜中层的上表面上涂胶，并且在所述薄膜下层的上表面和/或薄膜中层的下表面上涂胶；
将所述薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层输送通过压合辊以压合成型为片/膜。
15.一种生产绝缘薄膜的方法：
提供薄膜上层和薄膜下层，所述薄膜上层和薄膜下层由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；
提供薄膜中层，所述薄膜中层位于所述薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；
对所述薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层分别进行加热，使它们软化；
将经加热软化的所述薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层输送通过压合辊以压合成型为片/膜。
16.一种绝缘薄膜，其包括:
薄膜上层，所述薄膜上层由PP材料制成，所述PP材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；和
薄膜下层，所述薄膜下层由PP或PE材料制成，所述PP或PE材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；
所述薄膜上层的下表面和所述薄膜下层的上表面粘结在一起。
17.如权利要求16所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
18.如权利要求17所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层中的PP占薄膜上层质量的50％-95％,所述阻燃剂占薄膜上层质量的5％-50％。
19.如权利要求16所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜下层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
20.如权利要求19所述的绝缘薄膜，其中薄膜下层中的阻燃剂的质量小于薄膜下层质量的25％。。
21.如权利要求1所述的绝缘薄膜，所述绝缘薄膜的总厚度范围为0.05mm-3.0mm。
22.如权利要求16-21任何一项所述的绝缘薄膜使用共挤工艺或复合工艺加工而成。
23.一种绝缘薄膜，其包括两个含有阻燃剂的PP层和一个不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层，所述两个含有阻燃剂的PP层分别和所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层的上表面和下表面粘结在一起。
24.如权利要求23所述的绝缘薄膜，其中所述含有阻燃剂的PP层中的阻燃添加剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
25.如权利要求24所述的绝缘薄膜，其中所述PP占含有阻燃剂的PP层的质量的50％-95％,所述阻燃剂占含有阻燃剂的PP层的质量的5％-50％。
26.如权利要求23所述的绝缘薄膜，其中所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含氮阻燃剂或含磷-氮阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
27.如权利要求26所述的绝缘薄膜，其中所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层中的阻燃剂的质量小于所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层的质量的25％。
28.如权利要求23所述的绝缘薄膜，当绝缘薄膜的厚度为0.4mm时，经90℃90％RH预处理96小时后，绝缘薄膜的击穿强度不小于20KVAC/mm。
29.如权利要求23所述的绝缘薄膜，按ASTM D2176-97a测试方法，0.4mm厚所述绝缘薄膜的可折性不小于100次。
30.如权利要求23所述的绝缘薄膜，其中所述不含有或仅含有少量阻燃剂的PP或PE层的厚度为绝缘薄膜厚度的5％-45％，所述两个含有阻燃剂的PP层的厚度之和为绝缘薄膜总厚度的55％-95％。
31.如权利要求23所述的绝缘薄膜，所述绝缘薄膜的总厚度范围为0.05mm-3.0mm。
32.如权利要求23-31任何一项所述的绝缘薄膜使用共挤工艺或复合工艺加工而成。
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