CN104955640A - 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)，其中所述薄膜上层(101)和所述薄膜下层(103)两者由PC或PET材料制成，所述PC或PET材料含有阻燃剂，以满足其阻燃性；和薄膜中层(102)，其位于薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层(102)由PC或PET材料制成，所述PC或PET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(101)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
本发明涉及一种绝缘薄膜，并且尤其涉及由聚碳酸酯(PC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)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的电子元件之间因短路、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)和用于防止EMI(电磁干扰)的金属壳体(例如，铝壳体或铜壳体)之间，以防止例如由PCB上各元件与金属壳体之间的接触而引起的短路的问题。针对绝缘薄膜的用途，要求绝缘薄膜具有例如阻燃和耐长期高温的特性。此外，根据绝缘要求的不同，对绝缘薄膜的这些特性的要求的具体指标会有所不同。
因为PC和PET原材料具有良好的抗刺穿性，由PC或PET制造的绝缘薄膜被广泛地使用。
因此，期望生产一种生产成本较低但质量优良的含有阻燃剂的PC或PET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，其中所述薄膜上层和薄膜下层均由PC或PET材料制成，所述PC或PET材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；和薄膜中层，其位于薄膜上层和薄膜下层之间，所述薄膜中层由PC或PET材料制成，所述PC或PET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由相似或相同的材料制成。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PC或PET占薄膜上层或薄膜下层的质量的75％～99.7％，并且所述阻燃剂占薄膜上层或薄膜下层的质量的0.3％～25％。所述薄膜中层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂，并且薄膜中层中的阻燃剂的质量小于薄膜中层的质量的15％。由于阻燃剂在薄膜的表面层(上层和下层)的阻燃效率比在薄膜的内部(中层)高，无论在本发明的薄膜中使用含卤阻燃剂还是无卤阻燃剂，本发明的薄膜使用较少的阻燃剂即可达到与单层薄膜相同的阻燃性能。由于阻燃剂价格较为昂贵，本发明的绝缘薄膜的生产成本得以降低。与具有相同厚度的PC或PET原材料相比，所述的绝缘薄膜的刺穿强度没有下降。所述薄膜中层的厚度为绝缘薄膜的厚度的5％～50％，并且所述薄膜上层和薄膜下层的厚度为绝缘薄膜总厚度的50％～95％。所述绝缘薄膜的总厚度的范围为0.05mm～3.0mm。所述绝缘薄膜通过共挤工艺或复合工艺形成。
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含有阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化，呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET从第一挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器，分配器将从第一挤出机挤出的呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET分成两股，即，第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET；在第二挤出机上，挤出不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化，呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET从第二挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器，分配器呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET流入第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET之间；第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET在分配器里叠合在一起，并且然后流出分配器，通过模头流入冷却成型辊以被冷却并成型为薄片/薄膜。
本发明还提供一种生产绝缘薄膜的方法。所述方法包括：在第一挤出机上，挤出含有阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化以形成第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET，所述第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET从第一挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器；在第三挤出机上，挤出含有阻燃剂的PC或PET粒子以使它们熔化以形成第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET，所述第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET从第三挤出机挤出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器；在第二挤出机上，挤出不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化，呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET从第二挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器，在分配器中呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂PC或PET流入第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET之间；第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET在分配器里叠合在一起，并且然后流出分配器，通过模头流入冷却成型辊以被冷却并成型为薄片/薄膜。
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，其中所述薄膜上层和薄膜下层均由PC或PET材料制成，并且所述PC或PET材料含有阻燃剂，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PC或PET材料制成，所述PC或PET材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；给所述薄膜上层的下表面和/或薄膜中层的上表面涂胶，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薄片/薄膜。
本发明还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，其中所述薄膜上层和薄膜下层均由PC或PET材料制成，并且所述PC或PET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PC或PET材料制成，所述PC或PET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，以使它们软化；将经加热并经软化的薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层输送通过压合辊以压合成型为薄片/薄膜。
本发明还提供另一种绝缘薄膜，其包括：薄膜上层，所述薄膜上层由PC或PET材料制成，其中所述PC或PET材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；和薄膜下层，其中所述薄膜下层由PC或PET材料制成，所述PC或PET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硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。所述薄膜上层中的PC或PET占薄膜上层的质量的75％～99.7％，并且所述阻燃剂占薄膜上层的质量的0.3％～25％。所述薄膜下层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂，并且薄膜下层中的阻燃剂的质量小于薄膜下层的质量的15％。所述绝缘薄膜的总厚度的范围为0.05mm～3.0mm。所述绝缘薄膜通过共挤工艺或复合工艺形成。
本发明还提供一种绝缘薄膜，其包括两个含有阻燃剂的PC或PET层和一个不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层，其中所述两个含有阻燃剂的PC或PET层分别和所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层的上表面和下表面粘结在一起。所述含有阻燃剂的PC或PET层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。所述PC或PET占所述含有阻燃剂的PC或PET层的质量的75％～99.7％，并且所述阻燃剂占所述含有阻燃剂的PC或PET层的质量的0.3％～25％。所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层中的阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂或含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层中的阻燃剂的质量小于所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层的质量的15％。与具有相同厚度的PC或PET原材料相比，所述绝缘薄膜的刺穿强度没有降低。所述不含阻燃剂有或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层的厚度为绝缘薄膜的厚度的5％～50％，并且所述两个含有阻燃剂的PC或PET层的总厚度为绝缘薄膜的总厚度的50％～95％。所述绝缘薄膜的总厚度的范围为0.05mm～3.0mm。所述绝缘薄膜通过共挤工艺或复合工艺形成。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的含有阻燃剂的PC或PET薄膜的示意图；
图2是图1中的含有阻燃剂的PC或PET薄膜沿图1中的线A-A截取的剖视图；
图3根据本发明的另一个实施例的含有阻燃剂的PC或PET薄膜的示意图；
图4是图3中的含有阻燃剂的PC或PET薄膜沿图3中的线B-B截取的剖视图；
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一种复合工艺的示例图。
具体实施方式
图1示出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截取的剖视图。如图2所示，绝缘薄膜100包括上层101、中层102和下层103。根据本发明的一个实施例，绝缘薄膜的上层101和下层103的厚度为绝缘薄膜的厚度的50％-95％，并且绝缘薄膜的中层的厚度为绝缘薄膜的厚度的5％-50％。
绝缘薄膜100的上层101和下层103由含有阻燃剂的PC或PET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的上层101或下层103的质量的0.3％-25％，并且绝缘薄膜100的上层101和下层103中的PC或PET材料的质量为绝缘薄膜的上层101或下层103的质量的75％-99.7％。PC或PET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PC或PET制成。由于该薄膜的中层102的PC或PET中不含有阻燃剂或只含有少量阻燃剂，使得绝缘薄膜100的生产成本降低。当薄膜的中层102的PC或PET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。无卤阻燃剂包括含磷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，并且阻燃剂的质量小于薄膜的中层的质量的15％。
由于本发明的绝缘薄膜100具有由不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET制成的层，本发明的绝缘薄膜100具有以下优点：
因为阻燃剂价格较为昂贵，使得由含有阻燃剂的PC或PET制成的绝缘薄膜的成本较高。由于本发明的绝缘薄膜的其中一层由不含有阻燃剂或只含有少量阻燃剂的PC或PET制成，并且阻燃剂的阻燃效率在薄膜的表面层(上层和下层)比在薄膜的内部(中层)高，无论在本发明的薄膜中使用有卤阻燃剂还是无卤阻燃剂，本发明的薄膜整体通过使用较少的阻燃剂达到单层薄膜的阻燃性能。因此，相对于完全由含有阻燃剂的PC或PET制成的绝缘薄膜，根据本发明的绝缘薄膜降低了生产成本。
此外，发明人发现，现有的对绝缘薄膜的安规标准(例如，国际标准UL-60950或IEC-60950)要求由均质材料制成的单层的绝缘薄膜的厚度，如用于附加绝缘或加强绝缘时，至少要达到0.4mm。然而，UL标准对于包括不可分离的多层的绝缘薄膜则无此厚度要求，但UL标准要求包括不可分离的多层的绝缘薄膜的耐电压性比原来提高50％～100％，并要求包括不可分离的多层的绝缘薄膜通过额外的Mandrel测试。也就是说，对于包括不可分离的多层的绝缘薄膜，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包括不同材料制成的不可分离的多层的绝缘薄膜，并且经实验发现，用于本发明的绝缘薄膜的材料刚好能通过上述的加严耐电压测试和额外的Mandrel测试。因此，绝缘薄膜的厚度可以小于0.4mm即可符合安规要求。换而言之，相比于传统的含有阻燃剂的单层绝缘薄膜，根据本发明的含有阻燃的绝缘薄膜具有减小的厚度，例如，绝缘薄膜的厚度可从0.43mm厚度减小为0.25mm甚至更薄，同时根据本公开的绝缘薄膜可以通过上述的加严耐电压测试和额外的Mandrel测试，从而节省了材料并且降低了生产成本。
此外，由于根据本发明的PC或PET绝缘薄膜100具有由不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET制成层，根据本发明的PC或PET绝缘薄膜100可以很好地保持PC或PET原材料的优良特性。例如，经实验发现，与具有相同厚度的PC或PET原材料相比，根据本发明的PC或PET绝缘薄膜100的抗刺穿强度没有降低。可以看出，根据本发明的含有阻燃剂的PC或PET绝缘薄膜保留了PC和PET原材料的优良的抗刺穿性能。
此外，在加入阻燃剂后，PC和PET材料的抗老化性能会降低。然而，本发明的绝缘薄膜具有不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的层。因此，相比于具有单层结构的绝缘薄膜，本发明的绝缘薄膜具有更好的抗老化性能。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的薄膜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PC或PET制成，而另一层由不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET制成。图4为沿图3中的线B-B截取的剖视图，以示出具有两个层(201,202)的绝缘薄膜200的结构。图3和图4中所示的两层的绝缘薄膜也具有不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层，并且因此，具有图1和图2示出的绝缘薄膜的相同的优点。当然，本发明的原理同样适用于由不同材料制成的其他多层绝缘薄膜。
图5示出了根据本发明的一个实施例的用于生产绝缘薄膜100的共挤工艺的共挤流水作业线500。如图5所示，共挤流水作业线500包括第一挤出机501和第二挤出机502。第一挤出机501包括加料斗509和容腔510。加料斗509构造为容纳含有阻燃剂的PC或PET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，并且管道506的出口和分配器503的第一入口514相连通。第二挤出机502包括加料斗515和容腔516。加料斗515构造成容纳不含阻燃剂有或含有少量阻燃剂的PC或PET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，并且管道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与分配器的第一支管521的入口以及第二支管522的入口相连通，并且分配器503的第二入口520和分配器的第三支管523的入口相连通。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的入口相连接，并且管道525的出口与模头504的模腔526的入口相连通。模头504的模腔526具有适当的宽度和深度，使得模腔足以容纳从分配器的管道输送而来的物料，并且模腔526为扁平状使得从分配器的管道输送而来的物料在其中被模压为扁平状。经模压的物料穿过模腔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。从模头的模腔输送到成型辊设备的物料在所述多个成型辊之间被拉伸、辊压和冷却，以使其达到期望的厚度并成型为片材。图5中示出了三个这样的成型辊505.1、505.2和505.3。在其他实施例中也可以使用两个成型辊或更多个成型辊。
根据图5所示的共挤流水作业线500，根据本发明的绝缘薄膜100的生产过程如下：
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PC或PET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PC或PET粒子推入容腔510内。由于容腔510被加热，含有阻燃剂的PC或PET粒子在进入容腔510内后因由摩擦产生的热量熔化并且呈熔融状态。受到由驱动螺杆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PC或PET被输送到容腔510的后端出口513。由驱动螺杆511的旋转产生的推进力使得呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET能够从容腔510的后端出口513流出容腔510，并且随后通过管道506的和容腔510的后端出口513相连通的入口进入管道506。呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET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处，呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET被分配成两股，一股进入分配器的第一支管521成为第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET，并且另一股进入分配器的第二支管522成为第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET。
类似地，将不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET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中的含有阻燃剂的PC或PET粒子推入容腔516内。由于容腔516被加热，不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET在进入容腔516内后因由摩擦产生的热量熔化并且呈熔融状态。受到由驱动螺杆517的旋转产生的推进力的影响，呈熔融状态的不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET被输送到接收腔516的后端出口519。由驱动螺杆517的旋转产生的推进力使得呈熔融状态的不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET能够从容腔516的后端出口519流出容腔516，并且随后通过管道507的和容腔516的后端出口519相连通的入口而进入管道507。呈熔融状态的不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET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，对不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET粒子的操作和上文所述的对含有阻燃剂的PC或PET的操作同时进行。
进入分配器503的第一支管521的第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、进入分配器503的第三支管523的呈熔融状态的不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET粒子以及进入分配器503的第二支管522的第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET在分配器的出口524处汇合以从而叠和在一起，并且然后经由和分配器的出口524相连通的管道525进入模头504的模腔526，以便熔融的PC或PET在模腔526内受到模压以形成扁平的熔融物。将该扁平的熔融物输送到成型辊505.1和505.2之间，以接受成型辊505.1和505.2对其施加的拉伸力和压合力，并且同时被成型辊505.1和505.2冷却以从而形成具有预定厚度的薄片或薄膜100’。薄膜100’继续被送至成型辊505.2和505.3之间，以进一步冷却或退火，以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的熔融物可以只经过两个成型辊或多于两个成型辊而以形成薄膜。
图6示出了根据本发明的一个实施例的用于生产绝缘薄膜100的另一种共挤工艺的共挤流水作业线600。如图6所示，共挤流水作业线600包括第一挤出机601、第二挤出机602和第三挤出机603。第一挤出机601、第二挤出机602和第三挤出机603分别包括一个加料斗611、612、613、容腔614、615、616以及驱动螺杆617、618和619。第一和第三挤出机611和613的加料斗被构造成容纳含有阻燃剂的PC或PET粒子。第二挤出机612的加料斗被构造成容纳不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET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，并且管道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，并且管道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，并且管道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，并且分配器604的第三入口629和分配器的第三支管632的入口相连通。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，并且管道634的出口和模头605的模腔635的入口相连通。模头605的模腔635具有适当的宽度和深度，使得模腔足以容纳从分配器管道输送而来的物料，并且模腔635为扁平的使得从分配器的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。从模头的模腔输送到成型辊设备的物料在多个成型辊之间被拉伸、辊压和冷却，以使其达到期望的厚度并且形成为片材。图6中示出了三个这样的成型辊610.1、610.2和610.3。在其他实施例中也可以只使用两个成型辊或更多成型辊。
根据图6所示的共挤流水作业线600，根据本发明的绝缘薄膜100的生产过程如下：
在生产过程中，对第一挤出机601、第二挤出机602和第三挤出机603的容腔614、615和616加热，并且使第一挤出机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PC或PET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PC或PET粒子推入容腔614内。由于容腔614被加热，含有阻燃剂的PC或PET粒子在进入容腔614内后因由摩擦产生的热量熔化并且呈熔融状态。受到由驱动螺杆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PC或PET被输送到接收腔614的后端出口624。由驱动螺杆617的旋转产生的推进力使得呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET能够从容腔614的后端出口624流出容腔614，并且然后穿过管道607的和614的后端出口624相连通的入口而进入管道607。呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET从管道607的出口流出到达分配器604的第一入口627，并且进入分配器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PC或PET为第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET。
同样地，在第三挤出机603的加料斗613中加入含有阻燃剂的PC或PET粒子。该含有阻燃剂的PC或PET粒子以和第一挤出机601的加料斗611中的含有阻燃剂的PC或PET粒子的相同的方式被输送到分配器604的第三支管632中，并且进入分配器604的第三支管632的含有阻燃剂的PC或PET为第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET。
在第二挤出机602的加料斗612中加入不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂的PC或PET粒子。该不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂的PC或PET粒子以和第一挤出机601的加料斗611中的含有阻燃剂的PC或PET粒子的相同的方式被输送到分配器604的第二支管631中。
应当注意的是，将含有阻燃剂的PC或PET粒子和不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂的PC或PET粒子分别输送到第一支管630、第二支管631和第三支管632中的操作同时进行。
和图5所示的流水作业线中的挤压工艺类似，进入分配器604的第一支管630的第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、进入分配器604的第二支管631的呈熔融状态的不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET以及进入分配器的第三支管632的第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET在分配器的出口633处汇合，从而叠合在一起，并然后经由和分配器的出口633相连通的管道634进入模头605的模腔635，以便熔融的PC或PET在在模腔635内受到模压以形成扁平的熔融物。将该经模压的扁平熔融物输送到成型辊610.1和610.2之间，以接受成型辊610.1和610.2对其施加的拉伸力和压合，以从而形成具有预定厚度的薄片或薄膜100’。薄膜100’继续被送入成型辊610.2和610.3之间以进一步冷却或退火，以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熔融物可以只经过两个成型辊或多于两个成型辊以形成薄膜。
在本发明之前，尚无将共挤工艺用于生产绝缘薄膜的先例。传统上，通过共挤工艺生产出的产品的中层的厚度占产品的总厚度的百分比较高。在根据本发明的共挤工艺生产的绝缘薄膜中，中层的厚度占绝缘薄膜的总厚度的百分比相对较低，即，仅占绝缘薄膜的总厚度的5％-50％。通过采用本发明的共挤工艺，在中层的厚度占绝缘薄膜的总厚度的百分比相对较低的情况下，各层仍能均匀分布。
在图5和图6所示的共挤生产工艺中，第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、呈熔融状态的不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃的PC或PET在分配器被叠合。但是，本领域的技术人员应当知道，第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、呈熔融状态的不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET也可以在模头里被叠合。
通过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，本发明还提供了通过复合工艺生产绝缘薄膜的方法，其对设备的要求降低。
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作业线700，包括一对压辊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辊上(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相对于彼此转动时，会对上层701、中层702和下层703产生拉力，使得三个输送辊被带动，以分别对压合辊704.1和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和704.2之间，使得上层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由含有阻燃剂的PC或PET材料制成，并且绝缘薄膜100的中层702是不含有阻燃剂或仅含有少量的阻燃剂的PC或PET材料。在绝缘薄膜100的上层701、中层702和下层703从各自的输送辊上被释放后并且在它们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，以及在中层702的下表面和/或下层703的上表面上涂胶，使得绝缘薄膜100的上层701、中层702和下层703在经压合辊704.01和704.02压合后贴合在一起形成绝缘薄膜100。
图8示出了本发明的一个实施例的用于生产绝缘薄膜100的复合工艺的另一个复合流水作业线800。图8中的复合流水作业线800和图7中的复合流水作业线700类似。它们的唯一不同在于，在图8中，在从绝缘薄膜100的上层801、中层802和下层803各自的输送辊到压合辊804.01和804.02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从各自的输送辊上被释放后并且在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中仅示出了经由烘箱对绝缘薄膜的上层801、中层802、下层803进行加热的方法，本领域技术人员应当理解的是，还可以采用其他方式使上层801、中层802和下层803软化。
应当注意的是，本申请所给出的数值范围中的任意一个数值可应用于本发明。
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，应当可以理解的是，本领域的技术人员可在不背离本发明的精神的前提下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元件和/或方法步骤的组合落入本发明的范围内。此外，应当理解的是，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/或方法步骤被作为设计选择组合到其他的形式或实施例中。因此，本发明的范围仅限于所附的权利要求限定的范围。

Claims (33)

1.一种绝缘薄膜，其包括:
薄膜上层和薄膜下层，所述薄膜上层由PC或PET材料制成，所述薄膜下层由PC或PET材料制成，所述PC或PCT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PC或PET材料制成，所述PC或PET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由相似或相同的材料制成。
3.如权利要求1所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层和所述薄膜下层中的阻燃剂包括无卤阻燃剂或有卤阻燃剂。
4.如权利要求3所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层和所述薄膜下层中的无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂，并且所述薄膜上层和所述薄膜下层中的有卤阻燃剂包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
5.如权利要求4所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层和所述薄膜下层中的PC或PET占所述薄膜上层或所述薄膜下层的质量的75％-99.7％，并且所述阻燃剂占所述薄膜上层或所述薄膜下层的质量的0.3％-25％。
6.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。
7.如权利要求6所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜中层中的无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂，并且所述薄膜中层中的有卤阻燃剂包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
8.如权利要求7所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜中层中的阻燃剂的质量小于所述薄膜中层的质量的15％。
9.如权利要求1所述的绝缘薄膜，其中，与具有相同厚度的PC或PET原材料相比，所述绝缘薄膜的刺穿强度没有降低。
10.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所述绝缘薄膜的厚度的5％-50％，所述薄膜上层和所述薄膜下层的厚度为所述绝缘薄膜的总厚度的50％-95％。
11.如权利要求1所述的绝缘薄膜，其中所述绝缘薄膜的总厚度在0.05mm-3.0mm的范围内。
12.如权利要求1-11中的任何一项所述的绝缘薄膜，所述绝缘薄膜通过共挤工艺或复合工艺形成。
13.一种生产绝缘薄膜的方法，所述方法包括：
在第一挤出机上挤出含有阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化，呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET从第一挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器，分配器将从第一挤出机挤出的呈熔融状态的含有阻燃剂的PC或PET分成两股，即，第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET；
在第二挤出机上，挤出不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化，呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET从第二挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器，在分配器呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET流入第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET之间；
第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET在分配器里被叠合在一起，并且然后流出分配器，流经模头，流入冷却成型辊以被冷却并成型为薄片/薄膜。
14.一种生产绝缘薄膜的方法，所述方法包括：
在第一挤出机上，挤出含有阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化以形成第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET，所述第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET从第一挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器；
在第三挤出机上，挤出含有阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化以形成第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET，所述第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET被挤出第三挤出机，并且然后通过后续连接的管道流入分配器；
在第二挤出机上，挤出不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET粒子以使其熔化，呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET从第二挤出机流出，并且然后通过后续连接的管道流入分配器，在分配器呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂PC或PET流入第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET之间；
第一熔融的含有阻燃剂的PC或PET、呈熔融状态的不含有阻燃剂或含有少量阻燃剂的PC或PET和第二熔融的含有阻燃剂的PC或PET在分配器被叠合在一起，并且然后流出分配器，通过模头,流入冷却成型辊以被冷却并成型为薄片/薄膜。
15.一种生产绝缘薄膜的方法，所述方法包括：
提供薄膜上层和薄膜下层，其中所述薄膜上层和所述薄膜下层均由PC或PET材料制成，并且所述PC或PET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所述薄膜下层之间，所述薄膜中层由PC或PET材料制成，所述PC或PET材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；
给所述薄膜上层的下表面和/或所述薄膜中层的上表面涂胶，并且给所述薄膜下层的上表面和/或所述薄膜中层的下表面涂胶；
将所述薄膜上层、所述薄膜中层和所述薄膜下层输送通过压合辊以压合成型为薄片/薄膜。
16.一种生产绝缘薄膜的方法，所述方法包括：
提供薄膜上层和薄膜下层，其中所述薄膜上层和所述薄膜下层均由PC或PET材料制成，并且所述PC或PET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所述薄膜下层之间，所述薄膜中层由PC或PET材料制成，所述PC或PET材料中不含有阻燃剂或含有少量的阻燃剂；
分别加热所述薄膜上层、所述薄膜中层和所述薄膜下层以使它们软化；
将经加热和经软化的薄膜上层、薄膜中层和薄膜下层输送通过压合辊以压合成型为薄片/薄膜。
17.一种绝缘薄膜，包括:
薄膜上层，所述薄膜上层由PC或PET材料制成，其中所述PC或PET材料中含有阻燃剂，以满足其阻燃性；和
薄膜下层，其中所述薄膜下层由PC或PET材料制成，并且所述PC或PET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。
18.如权利要求17所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层和所述薄膜下层中的阻燃剂包括无卤阻燃剂或有卤阻燃剂。
19.如权利要求18所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜上层中的无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂，并且所述薄膜上层中的有卤阻燃剂包括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，其中所述薄膜上层中的PC或PET占所述薄膜上层的质量的75％-99.7％，并且所述阻燃剂占所述薄膜上层的质量的0.3％-25％。
21.如权利要求18所述的绝缘薄膜，其中所述薄膜下层中的无卤阻燃剂包括含磷阻燃剂或含硅阻燃剂，并且所述薄膜下层中的有卤阻燃剂包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
22.如权利要求21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的质量的15％。
23.如权利要求17所述的绝缘薄膜，其中所述绝缘薄膜的总厚度在0.05mm-3.0mm的范围内。
24.如权利要求17-23中的任何一项所述的绝缘薄膜，所述绝缘薄膜通过共挤工艺或复合工艺形成。
25.一种绝缘薄膜，包括两个含有阻燃剂的PC或PET层和一个不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层，其中所述两个含有阻燃剂的PC或PET层分别和所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层的上表面和下表面粘结在一起。
26.如权利要求25所述的绝缘薄膜，其中所述含有阻燃剂的PC或PET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硅阻燃剂，有卤阻燃剂包括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PC或PET占含有阻燃剂的PC或PET层的质量的75％-99.7％，并且所述阻燃剂占含有阻燃剂的PC或PET层的质量的0.3％-25％。
28.如权利要求25所述的绝缘薄膜，其中所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET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硅阻燃剂，有卤阻燃剂包括含溴阻燃剂或含氯阻燃剂。
29.如权利要求28所述的绝缘薄膜，其中所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层中的阻燃剂的质量小于所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层的质量的15％。
30.如权利要求25所述的绝缘薄膜，其中，与具有相同厚度的PC或PET原材料相比，所述绝缘薄膜的刺穿强度没有降低。
31.如权利要求25所述的绝缘薄膜，其中所述不含有阻燃剂或仅含有少量阻燃剂的PC或PET层的厚度为所述绝缘薄膜的厚度的5％-50％，并且所述两个含有阻燃剂的PC或PET层的总厚度为所述绝缘薄膜的总厚度的50％-95％。
32.如权利要求25所述的绝缘薄膜，其中所述绝缘薄膜的总厚度在0.05mm-3.0mm的范围内。
33.如权利要求25-32中的任何一项所述的绝缘薄膜，所述绝缘薄膜通过共挤工艺或复合工艺形成。
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