CN106024378B - 一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，包括基膜和依次镀于基膜上的铝镀层及锌镀层，锌镀层上设置有一层耐高温层，耐高温层为聚氨酯材料，耐高温层具有多个凸形加厚区。相应地，本发明还公开了一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，采用电工级全同立构规整型聚丙烯树脂作为原料，依次经过熔融塑化、模头挤出、铸片、双向拉伸、冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到基膜；将基膜卷绕分切，在真空条件下依次镀上铝锌镀层和耐高温层得到超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜。本发明方法操作简单，制备的电容器金属化薄膜厚度为2‑3μm，具有较低的热收缩率和良好的耐温性能。

Description

一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及电容器金属化薄膜技术领域，具体涉及一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜及其制备方法。
背景技术
薄膜电容器是最基本的电子元器件，由于其良好的温度特性、频率特性和低阻抗特性，广泛应用在广播电视、通讯通信、计算机信息、航空航天、测量仪器、节能光源、核电工业、电力输变、汽车电子、军工电子、自动控制、医疗设备、军事装备和混合动力汽车等技术领域。
聚丙烯薄膜电容器是一种有机薄膜电容器，采用聚丙烯薄膜为基材卷制而成。聚丙烯简称“PP”，它是以丙烯单体为主聚合成的，密度为0.9g/cm3，是最轻的树脂品种之一，具有稳定的物理性能、优良的机械强度和优异的电气绝缘性能。经双向拉伸生产的聚丙烯薄膜，具有质轻、损耗小、耐压击穿场强高、电绝缘性和机械性能优良等特点，使其特别适合用做工频下强电领域的薄膜电容器，如电力电容器、电气设备电容器、电力机车电容器等。
随着电子信息产业和电力工业迅猛发展，薄膜电容器正在向大容量、微型化和高安全可靠性的方向发展，对薄膜电容器的体积、耐温和可靠性等指标提出了更高的要求。现有的聚丙烯电容器薄膜，厚度大、耐温性差、热收缩率相对偏高，用此膜卷绕而成的电容器随着其工作时间的加长，其内部温升较快，导致电容器的稳定性急剧下降，甚至造成电容器失效，给电网带来严重的安全隐患。因此，研发一种厚度小、耐温性好、热收缩率低的聚丙烯电容器薄膜成为亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，包括基膜和依次镀于所述基膜上的铝镀层及锌镀层，所述铝镀层与所述基膜的边缘处留有空白区域；所述锌镀层上设置有一层耐高温层，所述耐高温层为聚氨酯，所述耐高温层具有多个凸形加厚区。
进一步地，所述基膜为聚丙烯电容器薄膜。
进一步地，所述基膜的厚度为1-2μm，宽度为280-800mm。
进一步地，所述凸形加厚区的数量为1-5个。
进一步地，所述空白区域的宽度为1-2mm。
相应地，本发明还提供了所述超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯树脂原料加压混炼塑化，形成充分塑化的熔融体，经过预过滤器和精密过滤器除去熔融体中的杂质和未熔物，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成铸片；
S2、将铸片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到基膜；
S3、将基膜卷绕，进行第一次时效处理，采用垂直悬挂式分切机分切小卷，并进行第二次时效处理，在真空压力为4×10-4mbar的条件下依次镀上铝镀层、锌镀层和耐高温层形成成品膜，即得超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜。
进一步地，所述聚丙烯树脂原料为电工级全同立构规整型聚丙烯树脂。
进一步地，所述步骤S1激冷辊冷却过程中采用全自动调节的风淋装置，使激冷辊面和非贴辊面得到相同的结晶温度。
进一步地，所述步骤S2厚度检验采用厚度分辨率为0.01μm的红外测厚装置测量并控制薄膜的厚度。
进一步地，所述薄膜的厚度为2-3μm。
进一步地，所述薄膜在温度为105℃-120℃的条件下，加热15-20min，横向热收缩率0.1％-0.2％，纵向热收缩率1％-1.5％。
本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜及其制备方法，具有如下有益效果：
1、本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，其通过在铝镀层上设置一层锌镀层，使电容器的散热性能大大增强，提高了电容器的安全可靠性，延长了电容器的使用寿命；
2、本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，其通过在锌镀层上设置一层具有多个凸形加厚区的耐高温层，增加了各镀层之间的牢固性，改善了电容器的耐温性能；
3、本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜厚度为2-3μm，与传统的聚丙烯电容器薄膜相比降低了厚度，缩小了电容器的体积，具有更强的耐高压性能；
4、本发明采用全自动调节的风淋装置，使激冷辊面和非贴辊面得到相同的结晶温度；采用厚度分辨率为0.01μm的红外测厚装置，测量并控制薄膜的厚度及均匀性；采用电晕处理，提高了薄膜的耐压强度，防止击穿，成品率较高，在高温下热收缩率低且性能稳定；采用新型滚轮式展平装置，替代传统的香蕉辊展平方式，避免了薄膜冷态再次拉伸而损伤，实现超薄薄膜卷绕一致性；通过计算机对加热、拉伸、冷却和收卷过程进行程控。
附图说明
图1是本发明实施例一超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的结构示意图。
其中：1-基膜，2-铝镀层，3-锌镀层，4-耐高温层，5-空白区域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本发明提供一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，包括基膜1和依次镀于所述基膜1上的铝镀层2及锌镀层3，所述铝镀层2与所述基膜1的边缘处留有空白区域5；所述锌镀层3上设置有一层耐高温层4，所述耐高温层4为聚氨酯，所述耐高温层4具有多个凸形加厚区。
本实施例中，所述基膜1为聚丙烯电容器薄膜。
本实施例中，所述基膜1的厚度为1μm，宽度为280mm。
本实施例中，所述基膜1的数量为50个。
本实施例中，所述空白区域5的宽度为1mm。
本实施例中，所述凸形加厚区的数量为1个。
相应地，本发明还提供了所述超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯树脂原料加压混炼塑化，形成充分塑化的熔融体，经过预过滤器和精密过滤器除去熔融体中的杂质和未熔物，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成铸片；
S2、将铸片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到基膜；
S3、将基膜卷绕，进行第一次时效处理，采用垂直悬挂式分切机分切小卷，并进行第二次时效处理，在真空压力为4×10-4mbar的条件下依次镀上铝镀层、锌镀层和耐高温层形成成品膜，即得超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜。
本实施例中，所述聚丙烯树脂原料为电工级全同立构规整型聚丙烯树脂。
本实施例中，所述步骤S1激冷辊冷却过程中采用全自动调节的风淋装置，使激冷辊面和非贴辊面得到相同的结晶温度。
本实施例中，所述步骤S2厚度检验采用厚度分辨率为0.01μm的红外测厚装置测量并控制薄膜的厚度。
本实施例中，所述薄膜的厚度为2μm。
本实施例中，所述薄膜在温度为105℃的条件下，加热15min，横向热收缩率0.1％，纵向热收缩率1％。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于：
在本实施例中，所述基膜的厚度为1.5μm，宽度为540mm，数量为25个。
在本实施例中，所述空白区域的宽度为1.5mm。
在本实施例中，所述薄膜的厚度为2.5μm，在温度为112℃的条件下，加热18min，横向热收缩率为0.15％，纵向热收缩率为1.25％。
实施例三：
本实施例与上一个实施例的区别在于：
在本实施例中，所述基膜的厚度为2μm，宽度为800mm，数量为1个。
在本实施例中，所述空白区域的宽度为2mm。
所述薄膜的厚度为3μm，在温度为120℃的条件下，加热20min，横向热收缩率为0.2％，纵向热收缩率为1.5％。
本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜及其制备方法，具有如下有益效果：
1、本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，其通过在铝镀层上设置一层锌镀层，使电容器的散热性能大大增强，提高了电容器的安全可靠性，延长了电容器的使用寿命；
2、本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，其通过在锌镀层上设置一层具有多个凸形加厚区的耐高温层，增加了各镀层之间的牢固性，改善了电容器的耐温性能；
3、本发明的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜厚度为2-3μm，与传统的聚丙烯电容器薄膜相比降低了厚度，缩小了电容器的体积，具有更强的耐高压性能；
4、本发明采用全自动调节的风淋装置，使激冷辊面和非贴辊面得到相同的结晶温度；采用厚度分辨率为0.01μm的红外测厚装置，测量并控制薄膜的厚度及均匀性；采用电晕处理，提高了薄膜的耐压强度，防止击穿，成品率较高，在高温下热收缩率低且性能稳定；采用新型滚轮式展平装置，替代传统的香蕉辊展平方式，避免了薄膜冷态再次拉伸而损伤，实现超薄薄膜卷绕一致性；通过计算机对加热、拉伸、冷却和收卷过程进行程控。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，其特征在于，包括基膜和依次镀于所述基膜上的铝镀层及锌镀层，所述铝镀层与所述基膜的边缘处留有空白区域，所述基膜为聚丙烯电容器薄膜；
所述锌镀层上设置有一层耐高温层，所述耐高温层为聚氨酯，所述耐高温层具有多个凸形加厚区。
2.根据权利要求1所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，其特征在于，所述基膜的厚度为1-2μm，宽度为280-800mm。
3.根据权利要求1所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜，其特征在于，所述凸形加厚区的数量为1-5个。
4.一种制备权利要求1-3任意一项所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯树脂原料加压混炼塑化，形成充分塑化的熔融体，经过预过滤器和精密过滤器除去熔融体中的杂质和未熔物，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成铸片；
S2、将铸片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到基膜；
S3、将基膜卷绕，进行第一次时效处理，采用垂直悬挂式分切机分切小卷，并进行第二次时效处理，在真空压力为4×10-4mbar的条件下依次镀上铝镀层、锌镀层和耐高温层形成成品膜，即得超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜。
5.根据权利要求4所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯树脂原料为电工级全同立构规整型高纯聚丙烯树脂。
6.根据权利要求5所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1激冷辊冷却过程中采用全自动调节的风淋装置，使激冷辊面和非贴辊面得到相同的结晶温度。
7.根据权利要求6所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2厚度检验采用厚度分辨率为0.01μm的红外测厚装置测量并控制薄膜的厚度。
8.根据权利要求4所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜的厚度为2-3μm。
9.根据权利要求8所述的超薄耐高温聚丙烯电容器金属化薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜在温度为105℃-120℃的条件下，加热15-20min，横向热收缩率0.1％-0.2％，纵向热收缩率1％-1.5％。
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