CN105793937A - 多层电介质聚合物材料、电容器、材料用途及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层电介质聚合物材料、包括该多层电介质聚合物材料的电容器、该多层电介质聚合物材料的用途和用于形成该多层电介质聚合物材料的方法。该多层电介质聚合物材料(100)可以包括多个电介质层(101、102、103)，其中所述多个电介质层可以包括相同基础材料。可以将该基础材料与成核剂混合以用于所述多个电介质层中的至少一层。这样可以克服常规多层材料的相容性问题。该电介质聚合物材料可以具有增加的介电强度并可提供优良的热性能。

Description

多层电介质聚合物材料、电容器、材料用途及其形成方法
技术领域
本发明涉及电介质材料的领域，并且更特别地涉及多层电介质聚合物材料、包括该多层电介质聚合物材料的电容器、该多层电介质聚合物材料的用途和一种用于形成该多层电介质聚合物材料的方法。
背景技术
由不同聚合物或多层膜和片材组成的多层聚合物材料能够在使不期望的特性最小化的同时，实现不能从单种材料获得的组合性质。因此，通过将便宜且机械强度大的聚合物(例如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE))与阻水或阻氧聚合物(例如EVOH)组合，该结构已被广泛地用于封装应用。
此外，在美国专利申请公开20100172066A1中，公开了一种多层聚合物电介质膜，其包括被共挤的第一电介质层和第二电介质层。第一电介质层和第二电介质层包括不同的聚合物材料，一种具有高介电常数而另一种具有高介电强度。在最佳状况下，由具有两个不同聚合物材料的交替层构成的共挤多层膜能够提供比单种材料中的任一个更高的介电强度并具有组合的介电常数。然而，用于此类多层聚合物电介质膜的制造的工艺受到不同聚合物之间的热性质和流变性质的兼容性的限制，这对于共挤工艺而言是具有挑战性且特别重要的。例如，由于低熔融流动指数，电绝缘级别的PP难以与其它广泛使用的共挤材料(诸如具有相对高的熔融流动指数的聚酰胺和PET)进行共挤。
发明内容
鉴于前述内容，本发明提出了一种用于改善现有技术中的电介质聚合物材料从而解决或至少部分地缓解现有技术中的至少部分问题的解决方案。
根据本公开的第一方面，提供了一种多层电介质聚合物材料。该多层电介质聚合物材料可以包括多个电介质层，其中所述多个电介质层包括相同基础材料。该多层电介质聚合物材料可通过共挤来形成，或者换言之，所述多个电介质层被共挤在一起。
所述多层电介质聚合物材料可以包括任何数目的电介质层；然而，在本公开的实施例中，其包括三层或更多层的电介质层。电介质层中的基础材料的示例包括聚丙烯(PP)；聚乙烯(PE)；交联聚乙烯(PEX)；聚苯硫(PPS)；聚酰胺(PA)；马来酸酐改性聚丙烯(PPgMA)；聚萘二甲酸乙二醇(PEN)及其异构体，诸如2,6-、1,4-、1,5-、2,7-以及2,3-聚萘二甲酸乙二醇；聚亚烷基对苯二酸酯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸-l,4-环己二甲酯；聚酰亚胺，诸如聚丙烯酰亚胺；聚醚酰亚胺；苯乙烯聚合物，诸如不规则、全同和间同聚苯乙烯、α-甲基-聚苯乙烯、对甲基聚苯乙烯；聚碳酸酯，诸如双酚-A-聚碳酸酯(PC)；聚(甲基)丙烯酸，诸如聚(甲基丙烯酸异丁酯)、聚(甲基丙烯酸丙酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸丁酯)和聚(丙烯酸甲酯)(术语“(甲基)丙烯酸酯”在本文中用来表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)；纤维素衍生物，诸如乙基纤维素、醋酸纤维素、丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素以及硝酸纤维素；聚亚烷基聚合物，诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯以及聚(4甲基)戊烯；氟化高聚物，诸如全氟烷氧基树脂、聚四氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯以及聚氯三氟乙烯及其共聚物；氯化聚合物，诸如聚二氯苯乙烯、聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯；聚砜；聚醚砜；聚丙烯腈；聚酰胺；聚乙酸乙烯酯；聚醚酰胺。基础材料也可以由共聚物形成，诸如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)，例如包含在10wt％与50wt％之间，优选地在20wt％和40wt％之间的丙烯腈、苯乙烯-乙烯共聚物；以及聚(乙烯-l,4-环己二甲醇酯)(PETG)；氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基羟乙基纤维素、氰乙基纤维素或其组合。额外的聚合物材料还包括嵌段或接枝共聚物。
为了进一步改善多层电介质聚合物材料的介电性质，可以针对所述多个电介质层中的至少一个，将基础材料与不同的添加剂混合，诸如增塑剂、稳定剂、增容剂以及成核剂。
可以针对所述多个电介质层中的至少两个，将基础材料与例如相同的成核剂混合，并且还可将其分别地与不同的成核剂混合。此外，可以针对所述多个电介质层中的至少两个，将基础材料分别地与不同含量的成核剂混合。基于多层电介质聚合物材料的总量，成核剂的总量的范围可在从约0.14wt％至约5.0wt％、优选地从约0.40wt％至约3.0wt％，且最优选地从约0.5wt％至约1.0wt％。
在本公开的实施例中，成核剂可包括α成核剂和β成核剂。α成核剂与β成核剂的重量比的范围可在从4:1至1:4、优选地从3:1至1:3且最优选地从3:2至2:3。此外，α成核剂可选自由山梨醇衍生物、磷酸酯衍生物或有机羧酸盐化合物组成的组。β成核剂可以选自由有机颜料、芳酰胺化合物或IIA族金属盐化合物组成的组。
除成核剂之外，还可将基础材料与填料混合以改善介电性质。填料的示例包括短切纤维、陶瓷氧化物颗粒、金属氧化物颗粒、氢氧化物颗粒以及分层矿物硅酸盐。
在本公开的实施例中，多层电介质聚合物材料可具有至少540V/μm、优选地至少590V/μm的平均击穿强度。多层电介质聚合物材料可以具有从约1μm至20cm范围内的平均厚度。多层电介质聚合物材料可以是电介质聚合物膜的形式。电介质聚合物膜可具有从约1至30μm且优选地约3至20μm范围内的平均厚度。
根据本公开的第二方面，提供了一种电容器，该电容器包括由第一方面的任何实施例所述的多层电介质聚合物材料构成的电容器膜。
根据本公开的第三方面，还提供了第一方面中的任何一个所述的多层电介质聚合物材料在电气设备中的用途。在本公开的实施例中，电气设备可包括电容器、电力套管以及电力电缆中的任何一个。
根据本公开的第四方面，还提供了一种用于形成第一方面的多层电介质聚合物材料的方法。该方法可以包括：从多个孔口向用于共挤的模具馈送相同基础材料；以及将所述基础材料共挤成多层片材，其中所述多层片材包括相同基础材料的多个电介质层。在本公开的实施例中，该方法还可包括将共挤的多层片材拉伸成薄膜；以及在同时拉伸模式下将薄膜在机器方向和横向方向两者上拉伸。共挤的多层片材可具有至少100μm的厚度。该薄膜可具有至少20μm的初始厚度；以及可以在机器方向上以大于1.5且更优选地大于3.0的拉伸比以及在横向方向上以大于1.5且更优选地大于3.0的拉伸比来执行在同时拉伸模式下的拉伸。在本公开的另一实施例中，该方法还可以包括在馈送基础材料之前将基础材料与成核剂混合。
利用本公开的实施例，其可克服常规多层材料的相容性问题，并且可降低在整个电介质聚合物材料上具有缺陷的统计概率，而且同时电介质聚合物材料可具有增加的介电强度和优良的热性质。
附图说明
通过参考附图对如在实施例中举例说明的实施例的详细解释，本发明的上述及其它特征将变得更加显而易见。相同的附图标记贯穿本发明的附图表示相同或类似的部件，在所述附图中：
图1示意性地图示出根据本公开的实施例的多层电介质聚合物材料；以及
图2示意性地图示出根据本发明的实施例的用于形成多层电介质聚合物材料的铸模共挤系统。
具体实施方式
在下文中，将参考附图通过实施例和示例来详细地描述如在本发明中提供的新的多层电介质聚合物材料。应理解的是，提出这些实施例和示例仅仅是为了使得本领域的技术人员能够更好地理解和实现本发明，并不意图以任何方式限制本发明的范围。另外，还应注意的是如本文所使用的单词“一/一个”不排除多个此类步骤、单元、设备以及对象等。
如上所述，在本发明中，提出了一种多层电介质聚合物材料，其将参考图1来描述。如图1中所示，多层电介质聚合物100包括多个电介质层101、102、103。然而，完全不同于常规的多层材料/结构，在提出的多层电介质聚合物材料中，所有电介质层101、102、103包括完全相同的基础材料。
已知的是，在大多数多层结构中，不同的材料在一起形成多层，从而受益于不同的材料和分层结构。因此，常规多层电介质材料可将所有不同材料的优点组合，从而具有良好的介电性质和高介电强度，同时拥有在整个材料上具有故障的较低统计概率。然而，通常，伴随着适当硬件选择的树脂相容性是具有挑战性的，并且对于用两个或更多不同材料来共挤层状结构而言特别重要。此外，当前在例如电容器膜中使用的PP通常是具有较低熔融流动指数的特级电绝缘的PP，因此其不适合于与具有高熔融流动指数的其它广泛使用的共挤材料(诸如聚酰胺和PET)共挤。因此，在现有技术中，在共挤工艺中不使用此等级的PP。
然而，在本公开中，本发明人已根据完全不同的想法创造出一种多层电介质材料。由相同材料制成的层将具有更好的相容性，因为该相同基础材料将具有类似的熔融流动指数且他们可以具有非常好的相容性。因此，在本公开中，提出了使相同材料一起形成多层。以这种方式，也可以受益于众所周知的分层结构，诸如在整个多层电介质聚合物材料具有缺陷的统计概率降低。此外，在形态方面也具有积极的效果，特别是在界面处，因为此处提出的多层电介质聚合材料中的层由相似的基础材料制成，并且他们将是相当同构的。因此，可以避免不同层之间的材料相容性问题(这对于多材料共挤而言相当常见的问题)。同时，提出的多层电介质聚合物材料还可具有增加的介电强度和优良的热性质。
在本公开中，可以用任何适当工艺来制造多层电介质聚合物材料。在本公开的实施例中，可以用共挤工艺来形成该材料。众所周知的是，共挤是利用两个或更多孔口向单个模具来馈送两个或更多材料的工艺，该模具被配置为使得可以在冷却之前将挤出物融合并熔接在一起成为层状结构。图2图示出根据本公开的可用来共挤多层电介质聚合物材料的铸模共挤系统的图。如图2中所示，铸模共挤系统可包括给料块203a至203c、接合器204以及模具205。给料块203a至203c分别地从孔口202a至202c接收来自挤压机201a至201c的材料流。接合器204是给料块203a至203c与模具205之间的桥梁。接合器204被设计成将来自给料块203a至203c的各种熔融材料流收集到模具中。在模具内部，熔融材料流将流畅地流动并在模具头206处输出。然后其可形成包括多个层101至103的多层电介质聚合物。
可以在薄膜吹塑、自由薄膜挤出(freefilmextrusion)以及挤出涂覆工艺中采用共挤。共挤的优点是多层的每层赋予了期望的特性，诸如硬度、热可密封型、对某种环境的不渗透性或抵抗性，所有该性质用任何单个材料将不可能获得。然而，在本公开中，用于所有层的基础材料是完全相同的。
在下文中，将对多层电介质聚合物材料的形成工艺进行描述。
借助于铸模共挤系统，可通过多个孔口202a至202c分别从挤压机201a至201c向给料块203a至203c中馈送完全相同的基础材料。然后，熔融材料流将通过接合器204进入模具205，然后可以在冷却之前在模具中将分层材料流融合并熔接在一起成为层状片材。共挤的层状片材可具有约100μm直至数十毫米的厚度。应注意的是，共挤材料的整体形状不限于层状片材。还可以通过相同的工艺制备其它形状，诸如管状、柱状等。然后，可通过使用例如吹塑拉幅机(bubbleblown)或框架拉幅机(tenderframe)或实验室拉伸机(例如，KAROIV，Brückner)，将共挤片材进一步双轴地拉伸成具有约1至50μm的厚度的薄膜。机器方向(MD)和横向方向(TD)处的拉伸模式可以是同时拉伸模式或顺序拉伸模式。
为了进一步改善多层电介质聚合物材料的介电强度，对于所述多个电介质层中的至少一个，可以将基础材料与成核剂(NA)混合，并且优选地可以针对所有所述多个电介质层，将基础材料与NA混合。因此，在这种情况下，可在将材料馈送到模具之前用双螺杆挤压机将材料与NA混合。
可将基础材料与完全相同的NA混合，并且还可针对所述多个电介质层中的至少两个或者针对所述多个电介质层中的全部，将其分别与不同的成核剂混合。此外，针对所述多个电介质层中的至少两个或者针对所述多个电介质层中的全部，与基础材料混合的成核剂分别具有不同含量的成核剂。在本公开的实施例中，基于多层电介质聚合物材料的总重量，成核剂的总量为从约0.14wt％至约5.0wt％。优选地，成核剂的总量可在从约0.40wt％至约3.0wt％，且最优选地从约0.5wt％至约1.0wt％范围内。
此外，作为示例，针对作为基础聚合物的聚丙烯，可经由通过同时地使用两种成核剂：α成核剂和β成核剂，进行聚合物的形态的改良而获得优良的介电击穿性质。作为示例，可将聚丙烯与α成核剂和β成核剂两者的组合混合，其中基于占主导的电介质聚合物材料的总重量，α成核剂和β成核剂的总量为从约0.14wt％至约5.0wt％，优选地约0.40wt％至约3.0wt％，且最优选地约0.5wt％至约1.0wt％。此外，α成核剂与β成核剂的重量比的范围可在从约4:1至约1:4、优选地从约3:1至约1:3，且最优选地从约3:2至约2:3。
根据本发明的一个实施例，基于多层电介质聚合物材料的总重量，此处提出的多层电介质聚合物材料中存在的聚丙烯的量在从约50wt％至约99.65wt％、优选地约70wt％至约99.5wt％且最优选地约85wt％至约99.5wt％的范围内。根据本发明的另一实施例，多层电介质聚合物材料中的聚丙烯具有至少约0.2g/10min且优选地至少约1.0g/10min的熔融指数。
多层电介质聚合物材料中的α成核剂可与聚丙烯相容并很好地散布在其中。在本发明中可以使用的适当α成核剂可包括但不限于：(1)山梨醇衍生物；(2)磷酸酯衍生物；(3)有机羧酸盐化合物。典型的山梨醇衍生物是二亚苄基山梨醇基有机化合物。典型的示例包括l,3:2,4-二亚苄基山梨醇(DBS，典型商业产品名：Millad3905)、l,3:2,4—二(对甲基苯亚甲基)山梨醇(MDBS，典型商业产品名：Millad3940)、l,3:2,4–二(对乙基苯亚甲基)山梨醇(EDBS，典型商业产品名：NC-4)、l,3:2,4-二(3,4-二甲基亚苄基)山梨醇(DMDBS，典型商业产品名：Millad3988)以及二(4-丙基苯亚甲基)丙基山梨醇(典型商业产品名：MilladNX8000)等。典型磷酸酯及其衍生物包括钠2,2—亚甲基双(4,6-叔丁基苯)磷酸盐(典型商业产品名：ADKNA-11)以及2,2-亚甲基二(4,6-叔丁基苯)磷酸盐(典型商业产品名：ADKNA-21)的铝盐等。典型有机羧酸盐包括苯甲酸钠和脱氢枞酸的盐。典型示例包括二环[2,2,l]-庚烷二羧酸盐(典型商业产品名：HPN-68)及其它混合物。优选地，在本发明中使用山梨醇衍生物作为α成核剂。
另外，多层电介质聚合物材料中的β成核剂也可与聚丙烯树脂相容并很好地分散在其中。在本发明中可以使用的适当β成核剂包括但不限于：(10)有机颜料；(2)芳香胺化合物；(3)IIA族金属盐化合物。典型的商业有机颜料包括γ改良的线性反式喹吖啶酮(γ-TLQ，典型商品名：PermanentrotE3B)。典型的芳香胺化合物包括N,N'-二环已基-2,6-萘二甲酰胺(典型商品名：NJStarNU-100)、Ν,Ν-二环已基-对苯二胺(典型商品名：NABW)以及芳酰胺基有机化合物(典型商品名：TMB-5)等。典型的IIA族金属盐主要包括酰亚胺酸的钙盐和硬脂酸钙与康二酸的化合物。优选地，在本发明中使用芳香胺化合物作为β成核剂。
根据本发明的一个实施例，多层电介质聚合物材料包括α成核剂和β成核剂两者的组合成核剂，其中基于多层电介质聚合物材料的总重量，包含的α成核剂的量从0.07wt％至4.0wt％，优选地从0.1wt％至2.4wt％，且最优选地从0.2wt％至0.6wt％。根据本发明的另一实施例，基于多层电介质聚合物材料的总量，在多层电介质聚合物材料中包含的β成核剂的量以从0.07wt％至4.0wt％，优选地从0.1wt％至2.4wt％，且最优选地从0.2wt％至0.6wt％。优选地，存在的α成核剂高于β成核剂的量。
此外，可以以薄膜的形式制造如在本公开中提出的多层电介质聚合物材料，以便在诸如沉浸式电容器的电容器中使用。然而，本公开不限于此。实际上，统计方面的优点对用于在例如高压电缆中使用的较厚的多层电介质聚合物材料而言同样很有效。此外，该材料还可在任何其它电设备中使用，诸如电力套管，并且其还可在诸如包装之类的任何其它适当应用中使用。
在本公开的实施例中，多层电介质聚合物材料可以具有至少约540V/μm、优选地至少约590V/μm的平均击穿强度。此外，提出的电介质聚合物材料可具有从约1μm至20cm范围内的平均厚度。对于电介质聚合物膜形式的多层电介质聚合物材料而言，电介质聚合物膜可具有范围从约1μm至30μm且优选地约3μm至20μm的平均厚度。
此外，应注意的是，虽然将实施例描述成具有三个电介质层，但本公开不限于此。实际上，其可形成任何层数(例如2层、4层、5层、6层、7层等)的多层电介质聚合物材料。
此外，虽然将PP取作多层电介质聚合物材料的基础材料，但类似的工艺还可应用于任何其它电介质材料，诸如聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(PEX)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、其共聚物或其合成物。
除成核剂之外，可将基础材料与其它添加剂和/或填料混合。以改善介电性质。添加剂的示例包括增塑剂、稳定剂以及增容剂。填料的示例包括短切纤维、陶瓷氧化物颗粒、金属氧化物颗粒、氢氧化物颗粒以及分层矿物硅酸盐。
在下文中，描述铸模共挤工艺作为形成提出的多层电介质聚合物材料的示例，但是应理解的是，在形成提出的多层电介质聚合物材料时还可使用吹塑共挤工艺。此外，除共挤工艺之外，还可借助于诸如热压和层压之类的其它适当工艺来实现提出的多层电介质聚合物材料。
在下文中将描述多层电介质聚合物材料的示例以检验在本公开中提出的多层电介质聚合物材料的协同效应。
示例：
1.表征方法
1.1DC介电击穿强度
对双轴定向聚丙烯(BOPP)膜执行介电击穿强度测量。使用常规韦伯分布来分析聚丙烯薄膜样本的击穿数据。电气故障的累积分布函数由以下公式给定：
F ( x ) = 1 - e - ( x - c α ) β - - - ( 1 )
其中，F(x)是电气故障的分布函数；α(标度参数)是在63.2％的累积故障概率下的击穿强度；β是韦伯分布的形状参数，其是分布的散度或宽度的度量。高β值与数据的小散度有关。参数c、即位置参数被设置成零。参数e是自然底数。
1.2热特性分析
通过使用差示扫描量热法(DSC)来测量BOPP膜的熔融温度(Tm)。DSC测量(5—10mg样本)是根据ISO3146第3部分具有热斜坡的方法C2执行的。扫描速率是10℃/分钟，具有从40至220℃的温度范围。
2.特定示例
2.1示例1
示例1涉及BOPP的多层电介质聚合物膜。为了获得BOPP的多层电介质聚合物膜，从三个孔口向模具中馈送完全相同的材料，即聚丙烯。然后在冷却之前将三个分层的PP流合并，并将其熔接在一起形成层状片材。通过使用实验室拉幅机(KAROIV，Brückner)，进一步将共挤的层状片材拉伸成薄膜。接下来，在同时拉伸模式下按照4×4(机器方向和横向方向)的拉伸比对共挤的膜进行拉伸。
在空气中以500V/s的电压斜坡对BOPP膜执行击穿测试。底部(GND)电极由钢板构成；顶部电极由铝(Al)箔制成。在铝箔与膜样本之间放置具有30μm的厚度的PET膜。另外，在PET膜中存在具有面积为约2.5cm2的圆孔，以保证击穿测试要求的电极的形状和面积。表1示出了分别具有一层和三层的多层BOPP膜的击穿强度的结果。
表1具有一个层和三个层的BOPP膜的BD强度
根据附图和上表，很明显的是，3层PP膜的BD强度在相同条件下比单层BOPP膜的高得多，这或许是由于多层结构中的晶粒尺寸较小的原因。
此外，表2还图示出具有一层和三层的BOPP膜的热性质。
表2具有一个层和三个层的BOPP膜的热性质
样本 Tm
1-layer BOPP 160.8
3-layer BOPP 161.5
因此，与单层BOPP膜相比，3层BOPP膜的熔融温度和结晶温度两者显著地增加，这意味着3层BOPP膜可以实现优良的热性质。
2.2示例2
示例2涉及具有NA的BOPP的多层电介质聚合物膜。
为了获得具有NA的BOPP的多层电介质聚合物膜，首先用双螺杆挤压机将纯聚丙烯圆粒与NA混合。然后，将混合的圆粒被共挤成具有约350μm的厚度的层状片材。通过使用实验室拉幅机((KAROIV，Brückner)进一步，将共挤的层状片材拉伸成具有约20μm的厚度的薄膜。后面的拉伸使用4×4(机器方向和横向方向)的拉伸比，以进一步在同时拉伸模式下拉伸片材。
也在空气中以500V/s的电压斜坡对BOPP膜执行击穿测试。同时，底部(GND)电极由钢板构成；顶部电极由铝(Al)箔(电极面积：～2.5cm2)制成。表3示出了具有一层和三层的具有NA的多层BOPP膜的击穿强度的结果。
表3具有NA的BOPP膜的BD强度
*NA组成：0.3wt％NX8000+0.2wt％TMB-5
如表3中所示，BD强度通过添加NA'而显著地增加(增加约20％)。通过将膜共挤成3层的多层膜，BD强度得到进一步增加(进一步增加约7％)。
表4还图示出具有一层和三层的BOPP膜的热性质。
表4具有NA和没有NA的BOPP膜的热性质
样本 Tm
没有NA的一层BOPP 160.8
没有NA的三层BOPP 161.5
具有NA的一层BOPP 162.5
具有NA的三层BOPP 162.3
显然，与NA'混合可改善BOPP膜的热稳定性。此外，多层化对用于具有NA'的BOPP膜的热性质具有即极少的影响。
到目前为止，已通过特定优选实施例参考附图描述了本发明。然而，应注意的是，本发明不限于所示和所提供的特定实施例。例如，用于形成多层电聚合物的基础材料不限于BOPP，还可使用诸如PP、PE、PET、PEX、PC等任何其它适当材料来形成多层电聚合物材料。此外，虽然在本公开的实施例中描述了特定工艺参数，但本公开不限于此，并且可使用任何其它参数，只要其可以实现具有改善性质的多层电聚合物材料即可。
虽然已参考当前考虑的实施例描述了本发明，但应认识到本发明不限于公开的实施例。相反地，本发明意图涵盖落在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的说明，并且涵盖所有此类修改和等价结构和功能。

Claims (16)

1.一种多层电介质聚合物材料，所述多层电介质聚合物材料包括多个电介质层，其中所述多个电介质层包括相同的基础材料。
2.根据权利要求1所述的多层电介质聚合物材料，其中所述多个电介质层被共挤而成。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中所述基础材料包括以下各项中的任何一个：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(PEX)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、氰基树脂、其共聚物或其组合。
4.根据权利要求1或3所述的多层电介质聚合物材料，其中对于所述多个电介质层中的至少一层，所述基础材料与成核剂混合。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中对于所述多个电介质层中的至少两层，所述基础材料分别与不同成核剂混合。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中对于所述多个电介质层中的至少两层，所述基础材料分别与不同含量的成核剂的混合。
7.根据权利要求3至5中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中基于所述多层电介质聚合物材料的总重量，所述成核剂的总量从约0.14wt％至约5.0wt％，优选地从约0.40wt％至约3.0wt％，且最优选地从约0.5wt％至约1.0wt％。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中所述成核剂包括α成核剂和/或β成核剂。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中所述多层电介质聚合物材料具有至少约540V/μm、优选地至少约590V/μm的平均击穿强度。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中所述电介质聚合物材料具有范围在从约1μm至20cm的平均厚度。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的多层电介质聚合物材料，其中所述多层电介质聚合物材料是电介质聚合物膜的形式。
12.根据权利要求10所述的多层电介质聚合物材料，其中所述电介质聚合物膜具有范围从约1μm至30μm且优选地从约3μm至20μm的平均厚度。
13.一种电容器，所述电容器包括由权利要求1至12中的任一项所述的多层电介质聚合物材料构成的电容器膜。
14.权利要求1至12中的任一项所述的多层电介质聚合物材料在电气设备中的用途，其中所述电气设备包括电容器、电力套管以及电力电缆中的任何一个。
15.一种用于形成权利要求1至12中的任一项所述的多层电介质聚合物材料的方法，所述方法包括：
从多个孔口向用于共挤的模具中馈送相同的基础材料；以及
将所述基础材料共挤成多层结构片材，其中所述多层结构片材包括所述相同的基础材料的多个电介质层。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
将共挤的所述多层结构片材拉伸成薄膜；以及
在同时拉伸模式或顺序拉伸模式下使所述薄膜在机器方向和横向方向两者上拉伸。
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