CN105931841A - 一种抗氧化电容器薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗氧化电容器薄膜，包括基膜和依次镀于基膜上的第一铝镀层、锌镀层及第二铝镀层，第二铝镀层为阶梯结构，提高了电容器的品级和自愈效果，第二铝镀层上设置有一层桐油保护层，能够避免铝锌镀层被空气氧化，从而提高金属化电容器薄膜的抗氧化能力，延长了电容器的使用寿命。本发明还公开了一种抗氧化电容器薄膜的制备方法，采用等规聚丙烯为主要原料，加入助剂和其它原料，经过熔融挤出、吹膜定型、铸片、双向拉伸、冷却定型、定幅切边、牵引切割、收卷和两次时效处理得到基膜；在真空条件下基膜依次镀上第一铝镀层、锌镀层、第二铝镀层和桐油保护层得到抗氧化电容器薄膜。本发明方法制备的电容器薄膜具有良好的耐温和抗氧化性能。
Description
技术领域
本发明涉及电容器金属化薄膜技术领域，具体涉及一种抗氧化电容器薄膜及其制备方法。
背景技术
薄膜电容器是以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造之电容器。其具有如下主要特性：无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异，介质损失很小，并且体积小容量大。基于上述优点，薄膜电容器广泛应用在电子、家电、电力、通讯等多个行业，是电子信息产业和电力工业必不可少的最基本电子元器件。随着信息技术的发展，电网建设、电气化铁路建设、节能照明、混合动力汽车以及家用电器的升级换代，薄膜电容器的市场发展前景将会更加广阔。
薄膜电容器的电极有金属宿式和金属膜式两种，用金属膜式电极制作的电容器成为金属化薄膜电容器。现有的金属化薄膜电容器用薄膜均为铝锌复合金属化薄膜，因其具有独特的自愈特性，能够提高金属化薄膜电容器的耐电压能力，延长金属化薄膜电容器的使用寿命，广泛用于制造各类电力补偿用或马达启动用交流电容器和直流滤波电容器。然而，金属化锌镀层在薄膜表面的复着力极差，而且在空气中极易氧化形成具有蓬松结构的氧化锌，容易导致电容器发生击穿事故。因此，迫切需要改进铝锌复合金属化薄膜，提高其抗氧化性，从而提高薄膜电容器的安全可靠性，延长薄膜电容器的使用寿命。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种抗氧化电容器薄膜，包括基膜和依次镀于所述基膜上的第一铝镀层、锌镀层及第二铝镀层，所述第一铝镀层与所述基膜的边缘处留有空白区域；所述第二铝镀层上设置有一层桐油保护层，所述桐油保护层将所述第一铝镀层、所述锌镀层及所述第二铝镀层与空气隔绝，所述第二铝镀层为阶梯结构。
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2-5μm，宽度为300-600mm。
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抗氧化电容器薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备基膜：
S2、在真空压力为4×10-4mbar的条件下基膜经镀膜机依次镀上第一铝镀层、锌镀层和第二铝镀层；
S3、在第二铝镀层上设置一层桐油保护层，得到抗氧化电容器薄膜。
进一步地，所述步骤S1中基膜的原料组成重量份为：等规聚丙烯55-65、硅酸钠1-2、四甲基硅烷0.2-0.5、茂金属线性低密度聚乙烯10-15、聚酰亚胺1-2、茂金属聚丙烯树脂12-15、丁腈橡胶粉0.8-1.2、钙锌稳定剂2-3、聚异丁烯2-3、环氧大豆油2-3、甘油松香酯3-5、氢氧化铝1-2、环氧甘油三酸酯1-1.5、亚磷酸酯8-10、硬脂酸钡2-3、纳米二氧化硅3-5、纳米银2-3和椴木灰烬0.5-0.7。
进一步地，所述基膜的制备包括以下步骤：
将茂金属线性低密度聚乙烯加热至熔融状态，然后加入纳米银、丁腈橡胶粉和椴木灰烬搅拌均匀，再加入环氧大豆油、聚异丁烯和钙锌稳定剂，搅拌均匀，冷却，制成助剂；
S12、将等规聚丙烯、四甲基硅烷、聚酰亚胺、硅酸钠和纳米二氧化硅置于反应器中加热熔融，熔融温度为95-125℃，反应时间为2-3小时，加入助剂以及其余原料充分搅拌，送入挤出机熔体挤出，然后进行模头吹膜定型，温度控制在230-250℃，经激冷辊冷却成固态铸片；
S13、铸片经双向同步拉伸、冷却定型、定幅切边、牵引切割、收卷、第一次时效处理和第二次时效处理得到基膜。
进一步地，步骤S12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，步骤S13铸片以30-40倍的拉伸比进行双向同步拉伸。
进一步地，制备的薄膜的厚度为3-6μm。
进一步地，所述薄膜在温度为115℃-135℃的条件下，加热15-20min，横向热收缩率0.1％-0.2％，纵向热收缩率1.5％-2.5％。
本发明的抗氧化电容器薄膜及其制备方法，具有如下有益效果：
1、本发明的抗氧化电容器薄膜在基膜上依次蒸镀有第一铝镀层、锌镀层和第二铝镀层，第二铝镀层上设置有一层桐油保护层，桐油保护层能够避免第一铝镀层、锌镀层及第二铝镀层与空气接触，防止铝和锌被空气氧化，从而提高金属化电容器薄膜的抗氧化能力，避免薄膜电容器发生击穿事故，延长了电容器的使用寿命，增加了各镀层之间的牢固性，改善了电容器的耐温性能。
2、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；本发明采用双向同步拉伸法代替传统的两步拉伸法，使制备的电容器薄膜尺寸稳定，厚度均一，表面平整；本发明不需要进行表面电晕处理，大大提高了基膜的清洁度和耐压性能。
附图说明
图1是本发明实施例一抗氧化电容器薄膜的结构示意图。
其中：1-基膜，2-第一铝镀层，3-锌镀层，4-第二铝镀层，5-桐油保护层，6-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，一种抗氧化电容器薄膜，包括基膜1和依次镀于所述基膜1上的第一铝镀层2、锌镀层3及第二铝镀层4，所述第一铝镀层2与所述基膜1的边缘处留有空白区域6；所述第二铝镀层4上设置有一层桐油保护层5，所述桐油保护层5将所述第一铝镀层2、所述锌镀层3及所述第二铝镀层4与空气隔绝，所述第二铝镀层4为阶梯结构。
在本实施例中，所述基膜1为聚丙烯电容器薄膜。
在本实施例中，所述基膜1的厚度为2μm，宽度为300mm。
在本实施例中，所述空白区域6的宽度为1mm。
相应地，本发明还提供了所述抗氧化电容器薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备基膜：
S2、在真空压力为4×10-4mbar的条件下基膜经镀膜机依次镀上第一铝镀层、锌镀层和第二铝镀层；
S3、在第二铝镀层上设置一层桐油保护层，得到抗氧化电容器薄膜。
在本实施例中，所述步骤S1中基膜的原料组成重量为：等规聚丙烯55份、硅酸钠1份、四甲基硅烷0.2份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、聚酰亚胺1份、茂金属聚丙烯树脂12份、丁腈橡胶粉0.8份、钙锌稳定剂2份、聚异丁烯2份、环氧大豆油2份、甘油松香酯3份、氢氧化铝1份、环氧甘油三酸酯1份、亚磷酸酯8份、硬脂酸钡2份、纳米二氧化硅3份、纳米银2份和椴木灰烬0.5份。
在本实施例中，所述基膜的制备包括以下步骤：
S11、将茂金属线性低密度聚乙烯加热至熔融状态，然后加入纳米银、丁腈橡胶粉和椴木灰烬搅拌均匀，再加入环氧大豆油、聚异丁烯和钙锌稳定剂，搅拌均匀，冷却，制成助剂；
S12、将等规聚丙烯、四甲基硅烷、聚酰亚胺、硅酸钠和纳米二氧化硅置于反应器中加热熔融，熔融温度为95℃，反应时间为3小时，加入助剂以及其余原料充分搅拌，送入挤出机熔体挤出，然后进行模头吹膜定型，温度控制在230℃，经激冷辊冷却成固态铸片；
S13、铸片经双向同步拉伸、冷却定型、定幅切边、牵引切割、收卷、第一次时效处理和第二次时效处理得到基膜。
在本实施例中，步骤S12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。
在本实施例中，步骤S13铸片以30倍的拉伸比进行双向同步拉伸。
在本实施例中，制备的薄膜的厚度为3μm。
在本实施例中，所述薄膜在温度为115℃的条件下，加热15min，横向热收缩率为0.1％，纵向热收缩率为1.5％。
实施例二：
一种抗氧化电容器薄膜，包括基膜和依次镀于所述基膜上的第一铝镀层、锌镀层及第二铝镀层，所述第一铝镀层与所述基膜的边缘处留有空白区域；所述第二铝镀层上设置有一层桐油保护层，所述桐油保护层将所述第一铝镀层、所述锌镀层及所述第二铝镀层与空气隔绝，所述第二铝镀层为阶梯结构。
在本实施例中，所述基膜为聚丙烯电容器薄膜。
在本实施例中，所述基膜的厚度为2.5μm，宽度为450mm。
在本实施例中，所述空白区域的宽度为1-2mm。
相应地，本发明还提供了所述抗氧化电容器薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备基膜：
S2、在真空压力为4×10-4mbar的条件下基膜经镀膜机依次镀上第一铝镀层、锌镀层和第二铝镀层；
S3、在第二铝镀层上设置一层桐油保护层，得到抗氧化电容器薄膜。
在本实施例中，所述步骤S1中基膜的原料组成重量为：等规聚丙烯60份、硅酸钠1.5份、四甲基硅烷0.35份、茂金属线性低密度聚乙烯13份、聚酰亚胺1.5份、茂金属聚丙烯树脂14份、丁腈橡胶粉1份、钙锌稳定剂2.5份、聚异丁烯2.5份、环氧大豆油2.5份、甘油松香酯4份、氢氧化铝1.5份、环氧甘油三酸酯1.3份、亚磷酸酯9份、硬脂酸钡2.5份、纳米二氧化硅4份、纳米银2.5份和椴木灰烬0.6份。
在本实施例中，所述基膜的制备包括以下步骤：
S11、将茂金属线性低密度聚乙烯加热至熔融状态，然后加入纳米银、丁腈橡胶粉和椴木灰烬搅拌均匀，再加入环氧大豆油、聚异丁烯和钙锌稳定剂，搅拌均匀，冷却，制成助剂；
S12、将等规聚丙烯、四甲基硅烷、聚酰亚胺、硅酸钠和纳米二氧化硅置于反应器中加热熔融，熔融温度为110℃，反应时间为2.5小时，加入助剂以及其余原料充分搅拌，送入挤出机熔体挤出，然后进行模头吹膜定型，温度控制在240℃，经激冷辊冷却成固态铸片；
S13、铸片经双向同步拉伸、冷却定型、定幅切边、牵引切割、收卷、第一次时效处理和第二次时效处理得到基膜。
在本实施例中，步骤S12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。
在本实施例中，步骤S13铸片以35倍的拉伸比进行双向同步拉伸。
在本实施例中，制备的薄膜的厚度为4.5μm。
在本实施例中，所述薄膜在温度为125℃的条件下，加热18min，横向热收缩率为0.15％，纵向热收缩率为2％。
实施例三：
一种抗氧化电容器薄膜，包括基膜和依次镀于所述基膜上的第一铝镀层、锌镀层及第二铝镀层，所述第一铝镀层与所述基膜的边缘处留有空白区域；所述第二铝镀层上设置有一层桐油保护层，所述桐油保护层将所述第一铝镀层、所述锌镀层及所述第二铝镀层与空气隔绝，所述第二铝镀层为阶梯结构。
在本实施例中，所述基膜为聚丙烯电容器薄膜。
在本实施例中，所述基膜的厚度为5μm，宽度为600mm。
在本实施例中，所述空白区域的宽度为1-2mm。
相应地，本发明还提供了所述抗氧化电容器薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备基膜：
S2、在真空压力为4×10-4mbar的条件下基膜经镀膜机依次镀上第一铝镀层、锌镀层和第二铝镀层；
S3、在第二铝镀层上设置一层桐油保护层，得到抗氧化电容器薄膜。
在本实施例中，所述步骤S1中基膜的原料组成重量为：等规聚丙烯65份、硅酸钠2份、四甲基硅烷0.5份、茂金属线性低密度聚乙烯15份、聚酰亚胺2份、茂金属聚丙烯树脂15份、丁腈橡胶粉1.2份、钙锌稳定剂3份、聚异丁烯3份、环氧大豆油3份、甘油松香酯5份、氢氧化铝2份、环氧甘油三酸酯1.5份、亚磷酸酯10份、硬脂酸钡3份、纳米二氧化硅5份、纳米银3份和椴木灰烬0.7份。
在本实施例中，所述基膜的制备包括以下步骤：
S11、将茂金属线性低密度聚乙烯加热至熔融状态，然后加入纳米银、丁腈橡胶粉和椴木灰烬搅拌均匀，再加入环氧大豆油、聚异丁烯和钙锌稳定剂，搅拌均匀，冷却，制成助剂；
S12、将等规聚丙烯、四甲基硅烷、聚酰亚胺、硅酸钠和纳米二氧化硅置于反应器中加热熔融，熔融温度为125℃，反应时间为2小时，加入助剂以及其余原料充分搅拌，送入挤出机熔体挤出，然后进行模头吹膜定型，温度控制在250℃，经激冷辊冷却成固态铸片；
S13、铸片经双向同步拉伸、冷却定型、定幅切边、牵引切割、收卷、第一次时效处理和第二次时效处理得到基膜。
在本实施例中，步骤S12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。
在本实施例中，步骤S13铸片以40倍的拉伸比进行双向同步拉伸。
在本实施例中，制备的薄膜的厚度为6μm。
在本实施例中，所述薄膜在温度为135℃的条件下，加热20min，横向热收缩率为0.2％，纵向热收缩率为2.5％。
本发明的抗氧化电容器薄膜及其制备方法，具有如下有益效果：
1、本发明的抗氧化电容器薄膜，其通过在锌镀层上设置第二铝镀层，增加了各镀层之间的牢固性，防止锌镀层与空气直接接触，发生氧化；
2、本发明抗氧化电容器薄膜的第二铝镀层为阶梯结构，提高了电容器的品级和自愈效果；
3、本发明的抗氧化电容器薄膜，在第二铝镀层上设置有一层桐油保护层，能够进一步避免铝锌镀层被空气氧化，从而提高金属化电容器薄膜的抗氧化能力，避免薄膜电容器发生击穿事故，延长了电容器的使用寿命。
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；本发明采用双向同步拉伸法代替传统的两步拉伸法，使制备的电容器薄膜尺寸稳定，厚度均一，表面平整；本发明不需要进行表面电晕处理，大大提高了基膜的清洁度和耐压性能。
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 (10)
1.一种抗氧化电容器薄膜，其特征在于，包括基膜和依次镀于所述基膜上的第一铝镀层、锌镀层及第二铝镀层，所述第一铝镀层与所述基膜的边缘处留有空白区域；
所述第二铝镀层上设置有一层桐油保护层，所述桐油保护层将所述第一铝镀层、所述锌镀层及所述第二铝镀层与空气隔绝，所述第二铝镀层为阶梯结构。
2.根据权利要求1所述的抗氧化电容器薄膜，其特征在于，所述基膜为聚丙烯电容器薄膜。
3.根据权利要求2所述的抗氧化电容器薄膜，其特征在于，所述基膜的厚度为2-5μm，宽度为300-600mm。
4.一种制备权利要求1-3任意一项所述的抗氧化电容器薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备基膜：
S2、在真空压力为4×10-4mbar的条件下基膜经镀膜机依次镀上第一铝镀层、锌镀层和第二铝镀层；
S3、在第二铝镀层上设置一层桐油保护层，得到抗氧化电容器薄膜。
5.根据权利要求4所述的抗氧化电容器薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1所述基膜的原料组成重量份为：等规聚丙烯55-65、硅酸钠1-2、四甲基硅烷0.2-0.5、茂金属线性低密度聚乙烯10-15、聚酰亚胺1-2、茂金属聚丙烯树脂12-15、丁腈橡胶粉0.8-1.2、钙锌稳定剂2-3、聚异丁烯2-3、环氧大豆油2-3、甘油松香酯3-5、氢氧化铝1-2、环氧甘油三酸酯1-1.5、亚磷酸酯8-10、硬脂酸钡2-3、纳米二氧化硅3-5、纳米银2-3和椴木灰烬0.5-0.7。
6.根据权利要求5所述的抗氧化电容器薄膜的制备方法，其特征在于，所述基膜的制备包括以下步骤：
S11、将茂金属线性低密度聚乙烯加热至熔融状态，然后加入纳米银、丁腈橡胶粉和椴木灰烬搅拌均匀，再加入环氧大豆油、聚异丁烯和钙锌稳定剂，搅拌均匀，冷却，制成助剂；
S12、将等规聚丙烯、四甲基硅烷、聚酰亚胺、硅酸钠和纳米二氧化硅置于反应器中加热熔融，熔融温度为95-125℃，反应时间为2-3小时，加入助剂以及其余原料充分搅拌，送入挤出机熔体挤出，然后进行模头吹膜定型，温度控制在230-250℃，经激冷辊冷却成固态铸片；
S13、铸片经双向同步拉伸、冷却定型、定幅切边、牵引切割、收卷、第一次时效处理和第二次时效处理得到基膜。
7.根据权利要求6所述的抗氧化电容器薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S12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。
8.根据权利要求7所述的抗氧化电容器薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S13铸片以30-40倍的拉伸比进行双向同步拉伸。
9.根据权利要求8所述的抗氧化电容器薄膜的制备方法，其特征在于，制备的薄膜的厚度为3-6μm。
10.根据权利要求9所述的抗氧化电容器薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜在温度为115℃-135℃的条件下，加热15-20min，横向热收缩率0.1％-0.2％，纵向热收缩率1.5％-2.5％。
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