CN106340382A - 一种防爆金属化薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防爆金属化薄膜，包括绝缘基膜，绝缘基膜的正面设置有镀铝层，绝缘基膜的背面设置有镀锑层，镀锑层的表面设置有保护膜；镀铝层上设置有多组呈阵列分布的空白区组，相邻的空白区组之间设置有间隙；空白区组包括最少八个圆形空白区，空白区按圆周排列在绝缘基膜的正面，相邻的空白区之间设置有间隙。该防爆金属化薄膜的阻燃效果好，能够有效避免发生大规模击穿或自愈，防爆效果好，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种防爆金属化薄膜，属于电容器技术领域。
背景技术
通常的薄膜电容器其制法是将铝等金属箔当成电极和塑料薄膜重叠后卷绕在一起制成。但是另外薄膜电容器又有一种制造法，叫做金属化薄膜，其制法是在塑料薄膜上以真空蒸镀上一层很薄的金属以做为电极。如此可以省去电极箔的厚度，缩小电容器单位容量的体积，所以薄膜电容器较容易做成小型，容量大的电容器。
金属化薄膜电容器所使用的薄膜有聚乙酯、聚丙烯、聚碳酸酯等，除了卷绕型之外，也有叠层型。金属化薄膜这种型态的电容器具有一种所谓的自我复原作用，即假设电极的微小部份因为电界质脆弱而引起短路时，引起短路部份周围的电极金属，会因当时电容器所带的静电能量或短路电流，而引发更大面积的溶 融和蒸发而恢复绝缘，使电容器再度恢复电容器的作用。
现有金属化薄膜为提高电容的容量，对绝缘基膜的正反两面均蒸镀有金属层，虽然双面镀金属的金属化薄膜流通电流大，但是双面镀金属的金属化薄膜在自愈更容易产生更多的热量，更容易发生多层介质连续击穿造成大面积灼伤的现象，金属化薄膜在自愈时产生的电弧仍会对绝缘基膜的表面造成灼伤，使得绝缘薄膜发生化学分解和碳化，易使绝缘基膜发生燃烧，严重时会发生爆炸。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种防爆金属化薄膜，具体技术方案如下：
一种防爆金属化薄膜，包括绝缘基膜，绝缘基膜的正面设置有镀铝层，所述绝缘基膜的背面设置有镀锑层，镀锑层的表面设置有保护膜。
作为上述技术方案的改进，所述镀铝层上设置有多组呈阵列分布的空白区组，相邻的空白区组之间设置有间隙；所述空白区组包括最少八个圆形空白区，所有空白区按圆周排列在绝缘基膜的正面，相邻的空白区之间设置有间隙。
作为上述技术方案的改进，所述镀锑层的制作方法为，将绝缘基膜被送入第一真空镀膜机中，第一真空镀膜机中的第一送丝机构将锑丝送入锑坩埚中，锌坩锅加热温度在1260℃～1280℃，锑丝在锑坩埚中从锑熔液变为锑蒸气，锑蒸气在绝缘基膜的背面冷却沉积形成镀锑层；其中，第一真空镀膜机中第一冷却主辊的工作温度为8℃～10℃。
作为上述技术方案的改进，所述保护膜的制作方法为，将绝缘基膜的背面蒸镀有镀锑层后，再将绝缘基膜送入氧化槽中，氧化槽中持续通入质量分数为3‰~5‰的次氯酸溶液，次氯酸溶液的温度为2~5℃，绝缘基膜在氧化槽中的前进速率为15~16mm/s，然后将绝缘基膜送入清洗槽中，清洗槽中持续通入去离子水，然后将绝缘基膜在20~25℃的温度下吹干，即可在镀锑层的表面形成保护膜。
作为上述技术方案的改进，所述镀铝层的制作方法为，镀锑层的表面形成保护膜后，将绝缘基膜送入第二真空镀膜机中，第二真空镀膜机中的喷油机构在绝缘基膜的正面喷涂屏蔽油，屏蔽油在绝缘基膜的正面形成与空白区相配合的圆形屏蔽油块；然后第二真空镀膜机中的第二送丝机构将铝丝送入铝坩埚中，锌坩锅加热温度在1550℃～1600℃，铝丝在铝坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，铝蒸气在绝缘基膜的正面冷却沉积形成镀铝层，再利用第二真空镀膜机中的擦除机构将绝缘基膜正面的屏蔽油块擦除，屏蔽油块所在区域即为空白区；其中，第二真空镀膜机中第二冷却主辊的工作温度为1℃～3℃。
本发明所述防爆金属化薄膜在绝缘基膜的正面蒸镀制成镀铝层，在缘基膜的背面蒸镀制成镀锑层，再将镀锑层的表面氧化制成保护膜，该防爆金属化薄膜的阻燃性显著提高，并且该防爆金属化薄膜在加工镀铝层时的工艺难度显著降低。该防爆金属化薄膜的阻燃效果好，能够有效避免发生大规模击穿或自愈，防爆效果好，安全性高。
附图说明
图1为本发明所述防爆金属化薄膜结构示意图；
图2为本发明所述镀铝层结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1~2所示，所述防爆金属化薄膜，包括绝缘基膜1，绝缘基膜1的正面设置有镀铝层2，所述绝缘基膜1的背面设置有镀锑层3，镀锑层3的表面设置有保护膜31。进一步地，所述镀铝层2上设置有多组呈阵列分布的空白区组，相邻的空白区组之间设置有间隙；所述空白区组包括最少八个圆形空白区201，所有空白区201按圆周排列在绝缘基膜1的正面，相邻的空白区201之间设置有间隙。
所述防爆金属化薄膜的制作方法为：1）、先在绝缘基膜1上真空蒸镀镀锑层3，具体步骤如下：先将绝缘基膜1被送入第一真空镀膜机中，第一真空镀膜机中的第一送丝机构将锑丝送入锑坩埚中，锌坩锅加热温度在1260℃～1280℃，锑丝在锑坩埚中从锑熔液变为锑蒸气，锑蒸气在绝缘基膜1的背面冷却沉积形成镀锑层3；其中，第一真空镀膜机中第一冷却主辊的工作温度为8℃～10℃；第一真空镀膜机中第一镀膜室的真空度跟通常蒸镀铝或蒸镀锌时采用的真空度相同，均为-3×10-4～-5×10-4MPa。
2）、然后在镀锑层3上氧化处理制成保护膜31，具体步骤如下：绝缘基膜1的背面真空蒸镀有镀锑层3后，再将绝缘基膜1送入氧化槽中，氧化槽中持续通入质量分数为3‰~5‰的次氯酸溶液，次氯酸溶液的温度为2~5℃，绝缘基膜1在氧化槽中的前进速率为15~16mm/s，然后将绝缘基膜1送入清洗槽中，清洗槽中持续通入去离子水，然后将绝缘基膜在20~25℃的温度下吹干，即可在镀锑层3的表面形成保护膜31。
2）、最后在绝缘基膜1的正面真空蒸镀镀铝层2，具体步骤如下：镀锑层3的表面形成保护膜31后，将绝缘基膜1送入第二真空镀膜机中，第二真空镀膜机中的喷油机构在绝缘基膜1的正面喷涂屏蔽油，屏蔽油在绝缘基膜1的正面形成与空白区201相配合的圆形屏蔽油块；然后第二真空镀膜机中的第二送丝机构将铝丝送入铝坩埚中，锌坩锅加热温度在1550℃～1600℃，铝丝在铝坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，铝蒸气在绝缘基膜1的正面冷却沉积形成镀铝层2，再利用第二真空镀膜机中的擦除机构将绝缘基膜1正面的屏蔽油块擦除，屏蔽油块所在区域即为空白区201；其中，第二真空镀膜机中第二冷却主辊的工作温度为1℃～3℃。第二真空镀膜机中第二镀膜室的真空度跟通常蒸镀铝或蒸镀锌时采用的真空度相同，均为-3×10-4～-5×10-4MPa。
通过先蒸镀次氯酸溶液，然后将镀锑层3的表面氧化处理形成保护膜31，最后再蒸镀形成镀铝层2，相对于蒸镀完镀锑层3和镀铝层2，再对镀锑层3的表面氧化处理形成保护膜31这种生产次序，本发明的生产步骤能够有效避免镀铝层2的表面被次氯酸溶液氧化、污染。次氯酸溶液具有强氧化性和酸性，因此在次氯酸溶液的作用下，镀锑层3的表面被氧化生成保护膜31，保护膜31的主要成分为氧化锑，氧化锑中三氧化二锑含量较大，而五氧化二锑含量较少，三氧化二锑和五氧化二锑相互交织形成致密的薄膜；由于次氯酸溶液酸性非常弱，其比碳酸还弱，因此保护膜31中还存在少量的氯化锑。
当所述防爆金属化薄膜通电作业时，如果发生意外导致镀铝层2和镀锑层3上电流密度增大或电压增大，导致绝缘基膜1发生击穿或自愈，击穿或自愈过程产生的电弧产生的高温使得三氧化二锑先熔融，在防爆金属化薄膜表面形成防护膜隔绝空气，通过内部吸热反应，降低燃烧温度。在高温状态下三氧化二锑被气化，稀释了空气中氧浓度，从而起到阻燃作用。保护膜31中氯化锑能提高三氧化二锑的阻燃效果，氯化锑和三氧化二锑之间具有良好的协同效应，使得阻燃效果明显提高。在保护膜31的作用下，能够有效提高所述防爆金属化薄膜的阻燃性，避免所述防爆金属化薄膜在自愈时发生大面积灼伤的现象，绝缘基膜发生燃烧的几率显著降低，电容器的安全性提高。
次氯酸溶液的浓度（质量分数）太高，则易将镀锑层3完全氧化，次氯酸溶液的浓度（质量分数）太低，影响生产效率；同时，次氯酸溶液的温度不能过高，否则易将镀锑层3完全氧化；绝缘基膜1在氧化槽中的滞留时间也需严格控制；因此，次氯酸溶液的浓度、温度以及绝缘基膜1在氧化槽中的前进速率均需要严格控制，才能使得镀锑层3的表面形成一层非常薄的保护膜31。
如图2所示，在空白区组的分隔下，镀铝层2被分隔成导电内芯区21、边缘导电区22、熔丝区23、导电芯区24，当镀铝层2上电流密度增大或电压增大时，如果导电内芯区21存在绝缘疵点，相邻空白区201之间的铝层即为熔丝区23，最少八个圆形空白区201按圆周排列，使得熔丝区23体积非常小，并且相对于导电内芯区21来说，根据“尖端放电”原理可知，熔丝区23能被迅速熔断，熔断动作非常迅速，绝缘疵点所在导电内芯区21能被迅速隔离，避免发生大规模击穿或自愈。
如果边缘导电区22存在绝缘疵点，由于边缘导电区22近似“山”字形，边缘导电区22边缘区域的铝层能迅速蒸发，使得绝缘疵点所在边缘导电区22能被迅速隔离，避免发生大规模击穿或自愈。
如果熔丝区23存在绝缘疵点，由于熔丝区23面积和体积均较小，熔丝区23整体易全部蒸发，蒸发时间短，不影响导电内芯区21和其他区域之间的导通。
如果导电芯区24存在绝缘疵点，由于导电芯区24的形状近似菱形，导电芯区24的尖端区域的密度大，导电芯区24的尖端区域的铝层能迅速蒸发，使得绝缘疵点所在导电芯区24能被迅速隔离，避免发生大规模击穿或自愈。
由于，通常情况下，在薄膜上滴下一滴屏蔽油，屏蔽油易扩散成圆形的油斑，因此喷油机构喷涂出的圆形屏蔽油块，相对于长条形、多边形、椭圆形等异形结构来说，圆形的屏蔽油块对喷油机构要求更低，操作工艺更简单，即空白区201的制作工艺的难度显著降低；相邻的空白区组之间的间隙以及相邻的空白区201之间的间隙也很容易控制，空白区201的制作工艺的难度进一步降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种防爆金属化薄膜，包括绝缘基膜，绝缘基膜的正面设置有镀铝层，其特征在于：所述绝缘基膜的背面设置有镀锑层，镀锑层的表面设置有保护膜。
2.根据权利要求1所述的一种防爆金属化薄膜，其特征在于：所述镀铝层上设置有多组呈阵列分布的空白区组，相邻的空白区组之间设置有间隙；所述空白区组包括最少八个圆形空白区，所有空白区按圆周排列在绝缘基膜的正面，相邻的空白区之间设置有间隙。
3.根据权利要求2所述的一种防爆金属化薄膜，其特征在于：所述镀锑层的制作方法为，将绝缘基膜被送入第一真空镀膜机中，第一真空镀膜机中的第一送丝机构将锑丝送入锑坩埚中，锌坩锅加热温度在1260℃～1280℃，锑丝在锑坩埚中从锑熔液变为锑蒸气，锑蒸气在绝缘基膜的背面冷却沉积形成镀锑层；其中，第一真空镀膜机中第一冷却主辊的工作温度为8℃～10℃。
4.根据权利要求3所述的一种防爆金属化薄膜，其特征在于：所述保护膜的制作方法为，将绝缘基膜的背面蒸镀有镀锑层后，再将绝缘基膜送入氧化槽中，氧化槽中持续通入质量分数为3‰~5‰的次氯酸溶液，次氯酸溶液的温度为2~5℃，绝缘基膜在氧化槽中的前进速率为15~16mm/s，然后将绝缘基膜送入清洗槽中，清洗槽中持续通入去离子水，然后将绝缘基膜在20~25℃的温度下吹干，即可在镀锑层的表面形成保护膜。
5.根据权利要求4所述的一种防爆金属化薄膜，其特征在于：所述镀铝层的制作方法为，镀锑层的表面形成保护膜后，将绝缘基膜送入第二真空镀膜机中，第二真空镀膜机中的喷油机构在绝缘基膜的正面喷涂屏蔽油，屏蔽油在绝缘基膜的正面形成与空白区相配合的圆形屏蔽油块；然后第二真空镀膜机中的第二送丝机构将铝丝送入铝坩埚中，锌坩锅加热温度在1550℃～1600℃，铝丝在铝坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，铝蒸气在绝缘基膜的正面冷却沉积形成镀铝层，再利用第二真空镀膜机中的擦除机构将绝缘基膜正面的屏蔽油块擦除，屏蔽油块所在区域即为空白区；其中，第二真空镀膜机中第二冷却主辊的工作温度为1℃～3℃。
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2016
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Denomination of invention: Explosion proof metallized film Effective date of registration: 20220104 Granted publication date: 20180601 Pledgee: Tongling branch of Bank of China Ltd. Pledgor: TONGLING BEYOND ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2021980017372 |
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