CN111212870B - 介电膜和包括介电膜的功率电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种介电膜，该介电膜包括具有彼此相对的两个表面的介电聚合物基底；以及在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合所形成的涂层。本发明还涉及包括介电膜的功率电容器。本发明还涉及用于制备介电膜的过程。

Description

介电膜和包括介电膜的功率电容器
技术领域
本发明涉及一种介电膜，其包括介电聚合物基底和涂层。本发明还涉及包括介电膜的功率电容器。本发明还涉及用于制备介电膜的过程。
背景技术
聚合物介电材料广泛用于功率产品。与陶瓷介电和电解质相比，膜形式的聚合物介电材料廉价并且拥有高的介电击穿强度、高的能量密度和低的介电损耗。常用的聚合物介电膜包括PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)等。双向拉伸聚丙烯(BOPP)由于其高介电击穿强度和低介电损耗，因此在诸如电容器的能量存储应用中具有吸引力。
对于介电材料，介电击穿强度是应解决的主要问题之一，以满足电力行业中不同要求。电性能，特别是介电材料的介电强度决定了电气设备的可靠性。
实际上，为了增加介电膜的操作电应力，通常在膜表面上施加薄涂层。然而，涂层材料和界面处理常常不利地影响介电膜的介电性能。
已经进行了许多研究来改善介电膜本身的介电性能，以便抵抗由于应用涂层的不利影响。例如，已经研究了聚丙烯的介电击穿性质受聚合物的形态和晶体结构影响。Schultz等(J.App.Poly.Sci.29(1984)，第4183-4197页)和Yoshino等(J.Phys.D：Appl.Phys.33(2000)，第464-472页)论证了聚丙烯的介电击穿强度随平均球晶(球形微晶)尺寸的增加而降低。另一方面，WO 2012/016964公开了包括α成核剂的聚丙烯组合物，其展示了经改善的交流电(AC)击穿强度。
因此，存在对于开发具有经改善的介电性能的涂覆的介电膜的持续需求。甚至更加需求的是以与现有技术相比更容易或更有效的方式提供具有经改善的介电性能的涂覆介电膜。
发明内容
在第一方面中，本发明涉及一种介电膜，该介电膜包括：具有彼此相对的两个表面的介电聚合物基底；以及在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成的涂层，其中介电聚合物基底具有在两个表面之间的第一厚度，并且涂层具有小于介电聚合物基底的第一厚度的约50％的第二厚度。
在第二方面中，本发明涉及一种包括介电膜的功率电容器，其中，介电膜包括具有彼此相对的两个表面的介电聚合物基底，以及在该介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成的涂层，其中介电聚合物基底具有在两个表面之间的第一厚度，并且涂层具有小于介电聚合物基底的第一厚度的约50％的第二厚度。
在第三方面中，本发明涉及一种用于制备介电膜的过程，该过程包括以下步骤：
提供介电聚合物基底，该介电聚合物基底具有彼此相对的两个表面以及在两个表面之间构成的第一厚度，以及
在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成涂层，
其中涂层具有小于介电聚合物基底的第一厚度的约50％的第二厚度。
通过利用化学气相沉积聚合和/或辐照聚合在聚合物介电基底的表面上形成涂层，发明人已经惊奇地发现，与单独的聚合物介电基底和单独的涂层相比，可以获得对介电击穿强度的协同作用。换言之，根据本发明的介电膜表现出比其每个元素(即聚合物介电基底和涂层)更高的介电击穿强度，因此解决了现有技术中涂覆不利地影响介电膜的介电性能的技术问题。因此，可以与现有技术相比更容易或更有效的方式提供具有经改善的介电性能的经涂覆的介电膜，这具有重要的商业意义。
具体实施方式
尽管将关于特定实施例描述本发明，但是该描述不应以限制性的意义理解。
如本说明书和所附的权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”和“一种”也包括相应的复数，除非上下文另外明确地指出。
在本发明的上下文中，术语“约”和“近似”表示本领域技术人员将理解为仍确保所讨论特征的技术效果的精度范围。该术语通常指示偏离所指示的数值±20％，优选地为±15％，更优选地为±10％，甚至更优选地为±5％或甚至±1％。
应当理解，术语“包括”不是限制性的。为了本发明的目的，术语“由...组成”被认为是术语“包括”的优选的实施例。如果下文中限定一个组包括至少一定数目的实施例，则这意味着还包含优选地仅由这些实施例组成的组。
此外，在说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”或“a)”、“b)”、“c)”、“d)”等用于区分相似的元素，并且不必用于描述次序或时序。应当理解，这样使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或示出的其他顺序来操作。
在术语“第一”、“第二”、“第三”或“a)”、“b)”、“c)”、“d)”等涉及方法或使用的步骤的情况下，除非在本申请中的本文上述或下述中另外指示，则在步骤之间不存在时间连贯性或时间间隔连贯性，即可以同时执行步骤，或者在这些步骤之间可能存在秒、分钟、小时、天、周、月甚至年的时间间隔。
介电膜
本发明的目的是提供一种介电膜，其包括具有彼此相对的两个表面的介电聚合物基底，以及在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成的涂层。
如本文中所使用的，术语“化学气相沉积聚合”是指通过化学气相沉积(CVD)的聚合的过程。在典型的CVD中，基底暴露于一种或多种挥发性前体，其在基底表面上反应和/或分解以产生所需的沉积物。例如，基本过程可以包括将前体气体输送到具有高能粒子的真空等离子体中并使前体气体碎裂，以便一些碎裂的分子撞击并冷凝在基底表面上。根据需要，在化学气相沉积聚合期间可以附加地使用化学引发剂。
如本文中所使用的，术语“辐照聚合”或“辐射聚合”可彼此互换，并且是指由暴露于辐射而引发的聚合过程。在本发明中，辐射可以是以波或粒子的形式通过空间或通过材料介质的能量的发射或传输，包括但不限于诸如无线电波、微波、可见光、红外线、紫外线、X射线和伽玛射线(γ)的电磁辐射；诸如电子束、α辐射(α)、β辐射(β)和中子辐射(静止能量非零的粒子)的粒子辐射；诸如超声波、声波和地震波(取决于物理传输介质)的声辐射；引力辐射，采取引力波形式的辐射或时空的弯曲中的波纹；等等。根据需要，在辐照/辐射聚合过程中可以附加地使用化学引发剂。
如本文中所使用的，术语“引发剂”是指能够产生自由基物质以引发链式反应的物质或分子(反应物除外)。
不受任何理论的束缚，用于形成涂层的具体过程被认为至少部分地有助于改善本发明的介电膜的介电性能。化学气相沉积聚合和辐照聚合通常从小分子或单体开始，小分子或单体被认为更易于接近基底的微缺陷，从而比大分子更保形和固化基底的表面。涂层的同时聚合和形成可以促进在介电聚合物基底与涂层之间的显著的协同作用，并因此提供相比单独的聚合物介电基底和单独的涂层具有经改善的介电击穿强度的介电膜。
根据本发明，优选的是，介电聚合物基底具有在两个表面之间的第一厚度，并且涂层具有小于介电聚合物基底的第一厚度的约50％的第二厚度。发明人还惊奇地发现，击穿强度的协同作用可以由涂层、基底和/或介电膜的厚度影响。
在本发明的一个实施例中，涂层的第二厚度小于介电聚合物基底的第一厚度的约30％，优选地小于约25％，更优选地小于约20％，最优选地小于约15％。
在本发明的另一实施例中，涂层的第二厚度大于介电聚合物基底的第一厚度的0％，诸如大于约0.5％，优选地大于约1％，更优选地大于约5％，最优选地大于约10％。
介电膜、介电聚合物基底和涂层的厚度可以由本领域技术人员根据实际需要确定。例如，介电膜可以具有从约1μm至约500μm的总厚度。
在本发明的一个实施例中，介电膜具有从约2μm至约200μm，或从约5μm至约100μm，或从约6μm至约50μm，或从约8μm至约30μm，或从约10μm至约20μm的总厚度。
在本发明的一个实施例中，介电聚合物基底的第一厚度可以在约1μm至约100μm，或约2μm至约50μm，或约4μm至约30μm，或约6μm至约20μm，或约8μm至约15μm的范围中。
在本发明的一个实施例中，涂层的第二厚度可以在约0.01μm至约50μm，或约0.1μm至约25μm，或约0.5μm至约10μm，或约0.8μm至约5μm，或约1μm至约3μm，或约1.2μm至约2.5μm，或约1.4μm至约2.0μm的范围中。
在本发明的一个实施例中，涂层可以包括选自以下各项中的任一项：派瑞林、聚乙二烯、聚腈、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醚及其共聚物或混合物。
在又一实施例中，派瑞林是选自以下各项中的任一项：派瑞林F、派瑞林N、派瑞林C、派瑞林D、派瑞林HT、反应性派瑞林及其共聚物或混合物。派瑞林，也称为聚对二甲苯，源于用于能够作为湿气和介电屏障的各种化学气相沉积的聚(对二甲苯)聚合物的商品名。其中，派瑞林C由于其屏障性能、成本和其他加工优点的结合而最受欢迎。通常，派瑞林是自引发的(不需要引发剂)和未端接的(不需要终止基)，并且不需要溶剂或催化剂。常用的前体([2.2]对环环烷)在真空中高于550℃时产生100％的单体，并且不产生任何副产物(Gorham过程)。在优选的实施例中，涂层包含派瑞林。在又一优选的实施例中，涂层包括选自以下各项中的任一项：派瑞林F、派瑞林N和派瑞林C。在又一更优选的实施例中，涂层包括派瑞林F。
在又一实施例中，聚乙二烯是选自以下各项中的任一项：聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氰乙烯及其共聚物或混合物。
在又一实施例中，聚腈是选自以下各项中的任一项：丙烯腈均聚物和共聚物。
在又一实施例中，聚(甲基)丙烯酸酯是选自以下各项中的任一项：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)，聚(丙烯酸甲酯)及其共聚物或混合物。本文种所使用的术语“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
在又一个实施例中，聚乙烯基醚源于任何一种单体，选自以下各项中的任一项：1，4-丁二醇乙烯基醚、丁基乙烯基醚、乙二醇乙烯基醚、乙基乙烯基醚；或包含烷基、芳基、芳基烷基、脂环基、杂芳基、杂环基或可以容易地通过通常用于有机合成中的反应进一步官能化的任何其他基团的其任何衍生物，并且其中这些基团为了聚合反应的目的而被根据需要方便地被保护。
在本发明的一个实施例中，涂层可以包括交联聚合物。交联聚合物可以是均聚物或共聚物。在优选的实施例中，涂层包括交联共聚物。
在一个具体的实施例中，涂层包括源于(多个)(甲基)丙烯酸酯、(多个)乙烯基醚和(多个)引发剂的混合物的交联共聚物。
本文中所使用的适当的(多个)(甲基)丙烯酸酯可以包括但不限于(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、4-甲基-2-戊酯(甲基)丙烯酸酯、2-甲基(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、三(甲基)丙烯酸三环癸烷二羟甲基酯、(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯和/或其混合物。
本文使用的适当的(多个)乙烯基醚可以包括但不限于乙烯基烷基醚、乙烯基芳基醚、二乙烯基烷基醚、二乙烯基芳基醚、芳烷基二乙烯基醚及其混合物。适当的乙烯基烷基醚的示例是甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、己基乙烯基醚、辛基乙烯基醚、癸基乙烯基醚、乙基己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、氯乙基乙烯基醚、1-甲基-2,2-二甲基丙基乙烯基醚、2-乙基丁基乙烯基醚、羟乙基乙烯基醚、二甲基氨基乙基乙烯基醚、二乙基氨基乙基乙烯基醚、丁基氨基乙基乙烯基醚、羟基丁基乙烯基醚(HBVE)、苄基乙烯基醚、四氢糠基乙烯基醚及其混合物。适当的乙烯基芳基醚的示例是乙烯基苯基醚、乙烯基甲苯基醚、乙烯基氯苯基醚、乙烯基-2,4-二氯苯基醚、乙烯基萘基醚、乙烯基蒽基醚及其混合物。适当的二乙烯基烷基醚的示例是1,4-丁二醇二乙烯基醚、1,6-己二醇二乙烯基醚、1,8-辛二醇二乙烯基醚、三甘醇的二乙烯基醚(诸如(Rapicure DVE-3))及其混合物。适当的二乙烯基芳基醚的示例是双酚A的二乙烯基醚衍生物(DVE-BPA)、氢醌二乙烯基醚、间苯二酚二乙烯基醚及其混合物。适当的芳烷基二乙烯基醚的示例是1,4-苯二甲醇二乙烯基醚、N-间氯苯基二乙醇胺二乙烯基醚、间亚苯基双(乙二醇)二乙烯基醚及其混合物。
所有的(多个)(甲基)丙烯酸酯和/或(多个)乙烯基醚可以单独使用或组合使用。
本文中使用的引发剂可以包括任何已知的聚合引发剂，无需任何特别的限制。具体地，本文中使用的适当的引发剂可以包括例如过氧化物，诸如过氧化苯甲酰、氢过氧化二叔丁基、氢过氧化叔丁基、过氧化枯基、氢过氧化枯烯、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化月桂酰、过氧化乙酰，过氧-2-乙基己酸叔丁基酯，过氧-2-乙基己酸叔戊基酯，1,1,3,3-四甲基丁基-过氧乙基己酸酯等；偶氮化合物，诸如2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二-2-甲基丁腈、偶氮二二甲基戊腈、偶氮二环己烷腈等；UV聚合引发剂，诸如苄基二甲基缩酮或苯并异丙基醚等；酰基氧化膦基光聚合引发剂，诸如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,3,5,6-四甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯甲酰基双(2,6-二甲基苯基)膦酸酯和2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦等。引发剂可以单独使用或组合使用。
在本发明的一个实施例中，辐照聚合通过选自以下各项中的任一项进行：UV辐照、电子束辐照，伽马辐照，X射线辐照，微波辐照及其组合。在优选的实施例中，通过UV辐照进行辐照聚合。
在本发明的一个实施例中，介电聚合物基底包括选自聚丙烯(PP)的以下各项中的任一项，诸如双向拉伸聚丙烯(BOPP)、交联聚乙烯(PPX)、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)、聚萘二甲酸乙二醇酯(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)、聚乙烯氯化物(PVC)聚苯乙烯(PS)、氰基树脂及其共聚物或混合物。
在优选的实施例中，介电聚合物基底包括选自以下各项中的任一项：聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)及其共聚物或混合物。
在更优选的实施例中，介电聚合物基底包含聚丙烯(PP)，特别是双向拉伸的聚丙烯(BOPP)。
在本发明的一个实施例中，介电膜还可以包括在介电聚合物基底与涂层之间的底漆层。底漆层可以包括增粘剂，以增强在介电聚合物基底与涂层之间的粘合力或确保在介电聚合物基底与涂层之间的稳定粘合力。
在本发明的一个具体实施例中，增粘剂可以是硅烷。本文中所使用的适当的硅烷包括但不限于乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(1 1,2-氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、3-(1,2-氧环己基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和3-脲基丙基三甲氧基硅烷。
功率电容器
本发明的另一个目的是提供一种功率电容器。
在本发明的一个实施例中，功率电容器包括介电膜，其中介电膜包括具有彼此相对的两个表面的介电聚合物基底，以及在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成的涂层。
在本发明的优选实施例中，功率电容器包括介电膜，其中，介电膜包括具有彼此相对的两个表面的介电聚合物基底，以及在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成的涂层，并且其中介电聚合物基底具有在两个表面之间的第一厚度，并且涂层具有小于介电聚合物基底的第一厚度的约50％的第二厚度。
根据本发明的功率电容器可以是选自以下各项中的任一项：干式电容器、浸渍电容器和其他具有膜/油的潜在浸渍绝缘系统。
在本发明的实施例中，功率电容器可以用于至少约1kV，优选地至少约5kV，更优选地至少约10kV的额定电压。
根据本发明的功率电容器可以是由根据本发明的介电膜修改的现有技术的功率电容器。例如，可以通过利用根据本发明的介电膜代替现有技术的功率电容器中的一个或多个介电膜来获得根据本发明的功率电容器。例如，第5,475,272号美国专利中描述了现有技术的功率电容器的示例，该专利描述了由在彼此的顶部堆叠并放置在公共容器中的多个电容器元件构成的高压电容器。
用于制备介电膜的过程
根据本发明提供了一种用于制备介电膜的过程。
在本发明的一个实施例中，用于制备介电膜的过程包括以下步骤：
提供介电聚合物基底，该介电聚合物基底具有彼此相对的两个表面以及在两个表面之间构成的第一厚度，以及
在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成涂层。
在本发明的一个优选实施例中，用于制备介电膜的过程包括以下步骤：
提供介电聚合物基底，该介电聚合物基底具有彼此相对的两个表面以及在两个表面之间构成的第一厚度，以及
在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成涂层，
其中涂层具有小于介电聚合物基底的第一厚度的约50％的第二厚度。
根据本发明，用于形成涂层的过程条件可以由本领域技术人员根据需要确定(参见例如Jeffrey B.Fortin和Toh-Ming Lu的化学气相沉积聚合：派瑞林派瑞林薄膜的生长和性能)。在本发明的一个实施例中，在化学气相沉积(CVD)聚合期间，可以将基底的温度控制到相对较低的温度，诸如低于约150℃，优选地低于约100℃，更优选地低于约80℃，最优选地低于约45℃。相对较低的基底温度允许在不分解的情况下涂覆热敏基底(例如，聚乳酸)。
在本发明的一些实施例中，CVD聚合可以经历起始材料的热解和自由基聚合以产生涂层。热解温度可以由本领域技术人员根据需要确定。例如，优选在高于约350℃，优选地高于约450℃，更优选地高于约550℃，最优选地高于约650℃的温度下进行热解。在本发明的一个实施例中，在低于约1500℃，优选地低于约1200℃，更优选地低于约900℃，最优选地低于约800℃的温度下进行热解。
在本发明的一个实施例中，可以通过化学气相沉积聚合形成具有组成梯度的涂层。
根据本发明，可以通过辐照聚合形成辐射敏感涂层。在本发明的一个实施例中，用于形成涂层的辐射敏感性成分可以包括碱溶性树脂，交联剂和辐射聚合引发剂。在本发明的一个优选实施例中，用于形成涂层的辐射敏感性成分可以包括碱溶性树脂，该碱溶性树脂包括聚乙烯基苯酚和重均分子量约为2000或更高的酚醛树脂(聚乙烯基苯酚除外)中的一种或两种、在分子中具有两个或多个活性羟甲基的丙烯酸酯树脂以及缩酮引发剂。过程条件可以由本领域技术人员基于辐射敏感性成分的性质来确定。
在本发明的一个实施例中，涂层仅形成在介电聚合物基底的一个表面上。
在本发明的一个实施例中，涂层形成在介电聚合物基底的两个表面上。介电聚合物基底的两个表面上的涂层分别可以在构造上相同或不同，并且可以同时形成或依次形成。
在一些实施例中，分别在基底的两个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合独立地形成第一涂层和第二涂层。
在一些实施例中，第一涂层和第二涂层均通过化学气相沉积聚合在基底的两个表面上分别形成。
在一些实施例中，第一涂层和第二涂层均通过辐照聚合在基底的两个表面上分别形成。
在一些实施例中，通过化学气相沉积聚合在基底的两个表面中的一个表面上形成第一涂层，并且通过辐照聚合在基底的另一表面上形成第二涂层。
在一些实施例中，通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合在基底的两个表面中的一个表面上形成第一涂层，并且通过本领域中通常已知的技术(例如，通过喷涂、浸渍、溅射等进行化学沉积)在基底的另一个表面上形成第二涂层。
在形成涂层之前，可以对基底施加可选的预处理以改善粘合行为。在本发明的一个实施例中，用于制备介电膜的过程还包括在形成涂层的步骤之前，在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上，例如在介电聚合物基底的两个表面中的一个或两个表面上，形成底漆层的步骤。在本发明的另一实施例中，在形成涂层的步骤之前，利用诸如氧气、氢气、氮气、氨气、二氧化碳、乙烯、乙炔、丙烯、丁烯、乙醇丙酮、二氧化硫或其混合物的冷气体等离子体，在介电聚合物基底的两个表面中的至少一个表面上，例如，在介电聚合物基底的两个表面中的一个或两个表面上进行预处理。
示例
通过以下示例将进一步阐明本发明，这些示例旨在仅作为本发明的示例。根据考虑本文中所公开的本说明书或本发明的实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。
材料
示例中使用了以下材料。
表1
样品制备
示例1
利用A-174硅烷湿润超细纤维清洁布擦拭布，然后使用经湿润的擦拭布擦拭BOPP薄膜的表面。然后将经处理的BOPP膜快速转移到密闭室并保存40分钟。在BOPP膜的表面上形成了超薄的增粘剂层(约0.02-0.05μm)。
利用XY型CVD系统(Darynanotech)进行CVD聚合过程以在增粘剂层的顶部上形成派瑞林涂层。具体过程如下：首先将派瑞林N的固体派瑞林二聚体在150℃汽化，然后在680℃进行热解，以产出稳定的单体双自由基对二甲苯，然后在真空室(0.1托)中在室温将其沉积并聚合在BOPP膜的增粘剂层的顶部。
制备了具有不同基底厚度和涂层厚度的五个样品，并将其分别编号为样品A、B、C、D和E。
示例2
利用A-174硅烷湿润超细纤维清洁布擦拭布，然后使用经湿润的擦拭布擦拭PET膜的表面。然后将经处理的PET膜快速转移到密闭室并保存40分钟。在PET膜的表面上形成超薄的增粘剂层(约0.02-0.05μm)。
利用XY型CVD系统(Darynanotech)进行CVD聚合过程以在增粘剂层的顶部上形成派瑞林涂层。具体过程如下：首先将派瑞林N的固体派瑞林二聚体在150℃汽化，然后在680℃进行热解，以产出稳定的单体双自由基对二甲苯，然后在真空室(0.1托)中在室温将其沉积并聚合在BOPP膜的增粘剂层的顶部。
制备了一个样品并将其编号为样品F。
示例3
利用A-174硅烷湿润超细纤维清洁布擦拭布，然后使用经湿润的擦拭布擦拭BOPP薄膜的表面。然后将经处理的BOPP膜快速转移到密闭室并保存40分钟。在BOPP膜的表面上形成了超薄的增粘剂层(约0.02-0.05μm)。
利用涂料成分进行辐照聚合过程，该涂料成分包含：(a)65wt.％的三环癸烷二羟甲基二(甲基)丙烯酸酯，(b)32wt.％的乙烯基醚化合物，即羟丁基乙烯基醚(HBVE)、三甘醇的二乙烯基醚(Rapicure DVE-3)和双酚A的二乙烯基醚衍生物(DVE-BPA)的混合物，以及(c)3wt.％的苄基二甲基缩酮。具体过程如下：将组分(a)，(b)和(c)混合、脱泡并在N2气氛下在室温施加到增粘剂层上，然后将经涂覆的膜暴露于中压汞灯的UV辐射5秒钟。
制备了具有不同基底厚度和涂层厚度的两个样品，并将其分别编号为样品G和样品H。
比较示例1
利用A-174硅烷湿润超细纤维清洁布擦拭布，然后使用经湿润的擦拭布擦拭BOPP膜的表面。然后将经处理的BOPP膜快速转移到密闭室并保存40分钟。在BOPP膜的表面上形成了超薄的增粘剂层(约0.02-0.05μm)。
进行浇筑涂覆过程以在增粘剂层的顶部上形成派瑞林涂层。具体过程如下：将派瑞林N粉末在50℃以10wt.％的浓度溶解在甲苯中，将派瑞林溶液浇筑到BOPP膜的增粘剂层上，然后将经涂覆的膜快速转移到真空室，干燥并自然冷却至室温。
制备了具有不同基底厚度和涂层厚度的两个样品，并将其分别编号为比较样品A和比较样品B(简称为样品CA和样品CB)。
测试
在可加工性和电性质方面评价介电膜样品的可加工性和介电性质。
1.可加工性
上述所有制备的介电膜样品均具有良好的外观，这指示了本发明的良好的可加工性。
2.介电性质
在25℃的空气中，以500V/s的电压斜升对膜样品进行了介电击穿测试。同时，底部(GND)电极由钢板制成；顶部电极由铝箔制成(电极面积：约2.5cm2)。在击穿事件期间记录峰值电压。然后以峰值电压除以样品厚度获得介电击穿强度。对于每个样品，使用20个数据点以获得最终的平均介电强度。
表2示出了上述膜样品以及纯BOPP和PET膜的测试结果。
表2介电强度测试结果
从表2可以看出，与单独的基底膜(即，BOPP膜或PET膜)相比，根据本发明的所有介电膜样品均表现出更高或相当的介电击穿强度。
通常认为，当基底涂覆有涂层时，所得膜的介电击穿强度将受损，特别是在涂层的介电击穿强度低于基底的介电击穿强度的情况下。这可以通过如表2中所示的样品CA和样品CB证明。
然而，在本发明中，尽管涂层的介电击穿强度较低(例如，派瑞林N的介电击穿强度为276V/μm)，介电基底与通过CVD聚合和/或辐照聚合形成的涂层的组合提供了介电膜，该介电膜具有相比单独的介电基底甚至更高的介电击穿强度(参见表2中样品A至样品H与BOPP或PET的比较)。换言之，本发明可以在施加涂层的情况下使得获得具有经改善的介电性质的介电膜成为可能。不受任何理论的束缚，经改善的介电性能被认为至少部分地归因于在基底与通过CVD聚合和/或辐照聚合形成的涂层之间的令人惊讶的协同效应。
应当注意，上文所提到的实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的情况下设计许多备选实施例。尽管在本申请中已经将权利要求表述为特定的特征的组合，但是应当理解，本公开的范围还包括本文中明确地或韩暗示地公开的任何新颖的特征或任何新颖的特征的组合或对其的任何概括，无论其是否涉及与在任何权利要求中目前要求保护的相同的发明。申请人特此通知，在本申请或由此得出的任何进一步申请的进行期间，可以对这些特征和/或特征的组合提出新的权利要求。

Claims (12)

1.一种介电膜，包括：介电聚合物基底，具有彼此相对的两个表面；以及涂层，在所述介电聚合物基底的所述两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成，其中，所述介电聚合物基底具有在所述两个表面之间的第一厚度，并且所述涂层具有第二厚度，所述第二厚度小于所述介电聚合物基底的所述第一厚度的50%，其中，所述涂层为选自以下各项中的任一项：派瑞林、聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯基醚、其共聚物或混合物，其中，所述介电聚合物基底包括选自以下各项中的任一项：聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚碳酸酯PC、聚萘二甲酸乙二醇酯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、其共聚物或混合物，其中，所述介电膜还包括在所述介电聚合物基底与所述涂层之间的底漆层，其中，所述底漆层包括硅烷。
2.根据权利要求1所述的介电膜，其中，所述聚丙烯PP包括交联聚丙烯PPX。
3.根据权利要求1所述的介电膜，其中，所述聚乙烯PE包括交联聚乙烯PEX。
4.根据权利要求1所述的介电膜，其中，所述涂层的所述第二厚度小于所述介电聚合物基底的所述第一厚度的30%。
5.根据权利要求1所述的介电膜，其中，所述派瑞林是选自以下各项中的任一项：派瑞林F、派瑞林N、派瑞林C、派瑞林D、派瑞林HT、其共聚物或混合物。
6.根据权利要求1所述的介电膜，其中，所述派瑞林包括反应性派瑞林。
7.根据权利要求1所述的介电膜，其中，所述共聚物是交联共聚物。
8.根据权利要求7所述的介电膜，其中，所述交联共聚物源于(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚和引发剂的混合物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的介电膜，其中，所述辐照聚合通过选自以下各项中的任一项进行：UV辐照，电子束辐照，伽马辐照，X射线辐照，微波辐照及其组合。
10.一种功率电容器，包括根据权利要求1至9中任一项所述的介电膜。
11.一种用于制备根据权利要求1至9中任一项所述的介电膜的方法，所述方法包括以下步骤：提供介电聚合物基底，所述介电聚合物基底具有彼此相对的两个表面以及在所述两个表面之间构成的第一厚度，以及
在所述介电聚合物基底的所述两个表面中的至少一个表面上通过化学气相沉积聚合和/或辐照聚合形成涂层，其中所述涂层具有第二厚度，所述第二厚度小于所述介电聚合物基底的所述第一厚度的50%。
12.根据权利要求11所述的方法，包括以下步骤：在形成所述涂层的所述步骤之前，在所述介电聚合物基底的所述两个表面中的所述至少一个表面上形成底漆层。
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