CN113140407B - 薄膜电容器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种薄膜电容器，包括：第一电极；第二电极；以及位于所述第一电极和第二电极之间的电介质。所述电介质包括：第一介电薄膜，所述第一电极布置在所述第一介电薄膜的第一表面上；调节层，位于所述第一介电薄膜的第二表面上；第二介电薄膜，所述第二介电薄膜的第三表面与所述调节层相邻；以及导电层，位于所述第二介电薄膜的第四表面。所述薄膜电容器还包括：与所述导电层电连接的第三电极和第四电极。第一介电薄膜和第二介电薄膜由聚丙烯复合材料制成，所述聚丙烯复合材料包括填料和基体材料，所述基体材料为500‑800份聚丙烯树脂，所述填料包括：100‑200份二氧化钌、80‑120份碳酸钙和40‑60份碳纤维。
Description
技术领域
本公开涉及一种薄膜电容器。
背景技术
聚丙烯材料是由丙烯聚合而得的一种热塑性树脂。聚丙烯耐热性好，易于加工成型，在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。此外，人们还尝试向聚丙烯材料中加入各种填料，以进一步改善聚丙烯材料的性能。
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，卷绕成圆筒状的电容器。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种薄膜电容器，包括：第一电极；第二电极；以及位于所述第一电极和第二电极之间的电介质，其中，所述电介质包括：第一介电薄膜，所述第一电极布置在所述第一介电薄膜的第一表面上；调节层，位于所述第一介电薄膜的第二表面上；第二介电薄膜，所述第二介电薄膜的第三表面与所述调节层相邻；以及导电层，位于所述第二介电薄膜的第四表面，所述薄膜电容器还包括：与所述导电层电连接的第三电极和第四电极，其中，第一介电薄膜和第二介电薄膜由聚丙烯复合材料制成，所述聚丙烯复合材料包括填料和基体材料，所述基体材料为500-800份聚丙烯树脂，所述填料包括：100-200份二氧化钌、80-120份碳酸钙和40-60份碳纤维。
在根据本公开的一些实施例中，所述填料还包括：添加剂。
在根据本公开的一些实施例中，所述添加剂包括以下至少一种：腐蚀抑制剂、立体受阻酚、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、二氧化硅、苯甲酸钠、硬脂酸钠、石墨烯和N-N-2(2-羟基乙基)。
在根据本公开的一些实施例中，所述腐蚀抑制剂含有亚硝酸钠和氢氧化钠。
在根据本公开的一些实施例中，所述腐蚀抑制剂的量为1.14-1.21份。
在根据本公开的一些实施例中，所述立体受阻酚包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
在根据本公开的一些实施例中，所述瓢儿莱酰胺和所述立体受阻酚的质量比为2：1，所述立体受阻酚的量为0.3-0.5份。
在根据本公开的一些实施例中，所述瓢儿莱酰胺和所述立体受阻酚的质量比为1：1，所述瓢儿莱酰胺的量为0.53-0.56份。
在根据本公开的一些实施例中，所述己二酸的量为1.32-1.38份。
在根据本公开的一些实施例中，所述硬脂酸钙的量为1-1.07份。
在根据本公开的一些实施例中，所述2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷的量为0.80-0.87份。
在根据本公开的一些实施例中，所述二氧化硅的量为2.0-2.2份
在根据本公开的一些实施例中，所述苯甲酸钠的量为1.24-1.44份。
在根据本公开的一些实施例中，所述硬脂酸钠的量为0.2-0.3份。
在根据本公开的一些实施例中，所述石墨烯的量为1.1份-1.5份。
在根据本公开的一些实施例中，所述N-N-2(2-羟基乙基)的量为0.78-0.91份。
在根据本公开的一些实施例中，所述碳酸钙为纳米碳酸钙。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一介电薄膜的材料与第二介电薄膜的材料相同。
在根据本公开的一些实施例中，所述调节层的材料为锌钨合金、锌锰合金或钨锰合金。
在根据本公开的一些实施例中，所述锌钨合金中锌和钨的质量比为300:0.98至300:1.02。
在根据本公开的一些实施例中，所述调节层的宽度小于所述第一介电薄膜的宽度。
在根据本公开的一些实施例中，所述导电层的宽度小于所述第二介电薄膜的宽度，并且使所述第二介电薄膜的第二表面的两侧暴露出来。
在根据本公开的一些实施例中，所述导电层由金属材料制成。
在根据本公开的一些实施例中，所述金属材料为铝、铜、银、金、锌之一。
在根据本公开的一些实施例中，所述电介质还包括：第三介电薄膜，布置在所述第二电极与所述导电层之间。
在根据本公开的一些实施例中，所述薄膜电容器还可以包括：第四介电薄膜，被布置成使得所述第二电极位于所述第三介电薄膜与第四介电薄膜之间。
根据本公开的另一个方面，提供了一种制造上述根据本公开的薄膜电容器的方法，包括：在第一介电薄膜的第一表面上形成第一电极；在第一介电薄膜的第二表面上形成所述调节层；在第二介电薄膜的第四表面上形成所述导电层；形成第三电极和第四电极，使得第三电极和第四电极与所述导电层电连接；在第三介电薄膜的第六表面上形成第二电极；提供第四介电薄膜；将第一介电薄膜、第二介电薄膜、第三介电薄膜以及第四介电薄膜叠加到一起，其中，所述调节层与第二介电薄膜的第三表面相邻，所述导电层与第三介电薄膜的第五表面相邻，第四介电薄膜与第二电极相邻。
根据本公开的又一个方面，提供了一种上述根据本公开的薄膜电容器的使用方法，包括：将第一电极和第二电极电连接到电路中；在第三电极和第四电极之间施加直流电压；以及调节所述直流电压的值，从而改变所述薄膜电容器的电容值。
通过以下对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的电容器的截面图。
图2示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器的截面图。
图3示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器的截面图。
图4示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器的截面图。
图5示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器展开后的示意图。
图6示出了根据本公开的实施例的使用方式的示意图。
图7示出了制造根据本公开的实施例的薄膜电容器的方法的流程图。
图8示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器的交流电流与直流电压的关系的测试图。
图9示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器的示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
术语定义
在本公开中，术语“复合材料”是两种或两种以上纯物质或均一物质组成的固体材料。在其中每一组分还保有各自的特性。使用复合材料的目的往往是为了获得优于各组分材料的综合性能。复合材料都是具有多相结构的。
在本公开中，术语“基体材料”是指复合材料的基体材料，即复合材料中作为连续相的材料，分为聚合物基体，金属基体，无机非金属基体。基体材料起到粘结作用，均衡载荷，分散载荷，保护增强材料的作用。
在文公开中，术语“粒径”是指本发明所使用的掺杂颗粒的平均直径，所述粒径的测试方法可以采用可商购的粒度分布仪通过本领域技术人员已知的方法得到。
所有原料按照质量比计算，并能够通过市售得到。所有仪器能够通过市售得到，所有测试方法都为本领域技术人员所知。
在根据本公开的一些实施例中，提供了一种聚丙烯复合材料及其制备方法。该聚丙烯复合材料的制备方法包括：将填料掺入到基体材料中，其中，所述基体材料为500-800份聚丙烯树脂，所述填料包括：100-200份二氧化钌、80-120份碳酸钙和40-60份碳纤维。
此外，在根据本公开的一些实施例中，还可以加入其它填料。例如，填料可以包含催化剂，例如聚氨酯、分子筛(诸如3A分子筛)、烷基铝(诸如三乙基铝)和给电子体(诸如环己基-甲基-二甲氧基硅烷)等，可以选择这些催化剂中的一种或多种作为催化剂。
此外，在根据本公开的一些实施例中，填料还可以包括各种添加剂，例如腐蚀抑制剂、立体受阻酚、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、二氧化硅、苯甲酸钠、硬脂酸钠、石墨烯和N-N-2(2-羟基乙基)等中的一种或多种。
下面结合具体实施例详细描述根据本公开的复合材料及其制备方法。
实施例1
选取500份(质量计)聚丙烯作为本料基体，再选取100份(质量计)二氧化钌(RuO2)、80份(质量计)纳米碳酸钙粉末颗粒以及40份(质量计)碳纤维作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，将聚合釜加热到例如235℃，压力0.7MPa，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维。在一些示例性实施例中，可以直接加入固态的二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维，也可以使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
例如，二氧化钌的熔点为大约1200℃，碳酸钙的熔点为大约1339℃，碳纤维的熔点为大约2700℃。因此，可以在不同的容器中使各个填料熔化成液态后，再逐渐掺入到液态的聚丙烯中。同时，可以不断的搅拌聚丙烯，使得填料能够更快、更均匀的掺入。
应当理解，这里的二氧化钌可以是无水氧化钌，也可是含水的氧化钌配合物(RuO2·nH2O)。
接下来，将聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
此外，在根据本公开的一些示例性实施例中，可以对聚合釜中流出的物料进行回收循环使用和分离等处理。
例如，可以使聚合釜中的物料进入闪蒸釜中，通过闪蒸釜脱除未反应的聚合物、丙烯以及其它易挥发物。未反应的聚合物、丙烯以及易挥发物可以经过冷却、冷冻为液态后经过分馏塔顶回收循环使用。经过脱除处理后的复合材料浆液中可以加入络合剂，例如18％(质量计)的醇(例如乙二醇、丙醇、丁醇或乙酰基丙酮)。此外，在一些示例性实施例中，当使用异丙醇作为络合剂时，也可以在异丙醇中含有质量分数为0.1％-1％的HCl，可以提高萃取效率。通过络合剂，可以使浆液中的金属在一定温度下(例如60℃)转化为络合物或烷氧基化合物，可以经过水洗处理使络合物转入水相中，从而与根据本公开的聚丙烯复合材料分离。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。下面简单描述薄膜的制备工艺。
首先，制备复合材料的厚片。例如，将上述母料加入挤出机的料斗中，经螺杆塑化，通过例如T型机头挤出成片状。片深可以控制在例如大约0.6mm，挤出机温度可以控制在例如大约260℃。挤出机挤出的厚片被气刀精密地贴合在冷却辊上进行冷却，冷却辊可以采用水冷方式，并且水温可以控制在例如大约22℃。由此，可以得到复合材料的厚片。
然后，对厚片进行拉伸，从而得到薄膜。在根据本公开的一个实施例中，可以对厚片进行双向拉伸。
例如，可以首先通过预热辊对厚片进行预热，使得厚片的温度升高到例如150-155℃，然后使用155-160℃的纵向拉伸辊对厚片进行纵向拉伸。接下来，使用拉幅机对经过纵向拉伸的膜片进行横向拉伸。
应当理解，复合材料的厚片的纵向拉伸倍数与其厚度相关。例如，当厚片的厚度为0.6mm时，纵向拉伸倍数可以为例如50倍；当厚片的厚度为1mm时，纵向拉伸倍数可以为例如60倍。
表1列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表1可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例2
选取800份(质量计)聚丙烯作为本料基体，再选取200份二氧化钌(RuO2)、120份纳米碳酸钙粉末颗粒以及60份碳纤维作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，将聚合釜加热到例如250℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维。同实施例1类似，可以使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，聚合釜中可以加入保护性气体。例如，可以向聚合釜中加入氢气，可以控制氢气的流量为例如4-6L/min，聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表2列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表2可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例3
选取600份(质量计)聚丙烯作为本料基体，再选取130份二氧化钌(RuO2)、90份纳米碳酸钙粉末颗粒、45份碳纤维以及0.2份聚氨酯作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，此外还加入0.2份聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)作为催化剂，将聚合釜加热到250℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后在聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气，可以控制氢气的流量为4-6L/min，聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，具有较高的柔曲性和回弹性；具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性,具有较高的柔曲性和回弹性,具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表3列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表3可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例4
选取600份(质量计)聚丙烯作为本料基体，再选取150份二氧化钌(RuO2)、100份纳米碳酸钙粉末颗粒、50份碳纤维、0.3份三乙基铝和0.2份聚氨酯作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，并加入0.2份聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)作为催化剂，将聚合釜加热到例如235℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维和三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气，可以控制氢气的流量为4-6L/min，聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入烷基铝(例如三乙基铝)可以增加复合材料的抗复燃性、弥散性和电绝缘性。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表4列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表4可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例5
选取600份聚丙烯作为本料基体，再选取150份二氧化钌(RuO2)、100份纳米碳酸钙粉末颗粒、50份碳纤维、0.2份三乙基铝、0.2份聚氨酯和0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，并加入0.2份聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)作为催化剂，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)和环己基-甲基-二甲氧基硅烷。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气，可以控制氢气的流量为例如4-6L/min，聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
环己基-甲基-二甲氧基硅烷作为给电子体加入聚丙烯中，可以调节复合材料的等规度。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表5列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表5可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例6
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.2份聚氨酯和0.05份环己基-甲基-二甲氧基硅烷作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，并加入聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)作为催化剂，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)和环己基-甲基-二甲氧基硅烷。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气和一氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表6列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表6可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例7
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯和0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，并加入聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)作为催化剂，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)和环己基-甲基-二甲氧基硅烷。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表7列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表7可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例8
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷和0.78份N-N-2(2-羟基乙基)作为填料。
首先，在聚合釜中加入聚丙烯，并加入聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)作为催化剂，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷和N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入N-N-2(2-羟基乙基)可以使根据本公开的聚丙烯复合材料具有抗静电作用。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表8列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表8可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例9
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.1份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷和0.78份N-N-2(2-羟基乙基)作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.83份矿物脂和0.88份矿物油，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷和N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入矿物脂和矿物油可以避免液态聚丙烯和生成的复合材料粘附在聚合釜的内壁。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表9列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表9可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例10
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.02份环己基-甲基-二甲氧基硅烷和0.78份N-N-2(2-羟基乙基)作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.83份矿物脂和0.88份矿物油，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷和N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表10列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表10可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例11
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷和0.78份N-N-2(2-羟基乙基)作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.83份矿物脂、0.88份矿物油和1.13份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷和N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，乙二醇的作用与矿物脂和矿物油的作用类似，可以避免液态聚丙烯和生成的复合材料粘附在聚合釜的内壁。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表11列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表11可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例12
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.80份N-N-2(2-羟基乙基)和1.14份NALCO 39-L作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.83份矿物脂、0.88份矿物油和1.13份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)和NALCO 39-L。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
NALCO 39-L是一种腐蚀抑制剂，化学名称为亚硝酸钠，主要组成部份包括66％(质量百分比)的NaNO2和33％(质量百分比)的NaOH。在本实施例中，加入NALCO 39-L可以改善设备的夹套水***的防腐能力。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表12列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表12可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例13
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.80份N-N-2(2-羟基乙基)、1.14份NALCO 39-L和1份片状3A分子筛作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.85份矿物脂、0.88份矿物油和1.13份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L和3A分子筛。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入分子筛可以降低水分，消除气泡，提高物料均匀度和强度。当然，根据实际情况的需要，也可以加入其它分子筛，例如4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、钠丝光沸石型等。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表13列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表13可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
应当理解，除了上面实施例1-13描述的具体实施方式之外，还可以在根据本公开的聚丙烯复合材料中加入各种其它的添加剂，例如立体受阻酚、乙二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、二氧化硅、苯甲酸钠、硬脂酸钠、石墨烯等。
可以在制备根据本公开的聚丙烯复合材料的过程中加入上述添加剂中的一种或多种，从而进一步改善聚丙烯复合材料的性能参数。
实施例14
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.82份N-N-2(2-羟基乙基)、1.15份NALCO 39-L、2份片状3A分子筛、以及0.666份瓢儿莱酰胺和0.333份立体受阻酚的混合液作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.85份矿物脂、0.89份矿物油和1.13份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、瓢儿莱酰胺和立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
IRGANOX 1010包含四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，为白色结晶粉末，化学性状稳定，在本实施例中，加入立体受阻酚可以抗氧化。
在本实施例中，可以预先按照例如2：1的质量比配制瓢儿莱酰胺和立体受阻酚的混合液，然后向聚合釜中添加该混合液。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表14列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表14可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例15
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.82份N-N-2(2-羟基乙基)、1.15份NALCO 39-L、2份3A分子筛晶体、0.666份瓢儿莱酰胺和0.333份立体受阻酚的混合液、和1.32份己二酸作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.85份矿物脂、0.89份矿物油和1.15份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)和己二酸。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入己二酸，己二酸具有的官能团是羧基，因此会具有羧基的性质，如成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等。同时作为二元羧酸，它还能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物，己二酸酸味柔和且持久，在较大的浓度范围内pH值变化较小，是较好的pH值调节剂等。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表15列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表15可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例16
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.84份N-N-2(2-羟基乙基)、1.17份NALCO 39-L、2份3A分子筛晶体、1份瓢儿莱酰胺和0.5份立体受阻酚的混合液、1.32份己二酸和1份硬脂酸钙作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.85份矿物脂、0.89份矿物油和1.15份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸和硬脂酸钙。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入硬脂酸钙可以长期热稳定作用，与锌皂或环氧化合物并用有协同作用。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表16列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表16可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例17
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.84份N-N-2(2-羟基乙基)、1.17份NALCO 39-L、2份3A分子筛晶体、0.6份瓢儿莱酰胺和0.3份立体受阻酚的混合液、1.34份己二酸、1份硬脂酸钙和1.6份瓢儿莱酰胺作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.85份矿物脂、0.89份矿物油和1.15份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙和瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入瓢儿莱酰胺可以当润滑剂、滑移剂、防粘剂。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表17列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表17可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例18
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.86份N-N-2(2-羟基乙基)、1.18份NALCO 39-L、2份3A分子筛晶体、0.8份瓢儿莱酰胺和0.4份立体受阻酚的混合液、1.34份己二酸、1.02份硬脂酸钙和1.6份瓢儿莱酰胺作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.87份矿物脂、0.89份矿物油和1.15份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如245℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙和瓢儿莱酰胺(例如IRGANOX B501W)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表18列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表18可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例19
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.22份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.86份N-N-2(2-羟基乙基)、1.18份NALCO 39-L、4份3A分子筛晶体、0.90瓢儿莱酰胺和0.45份立体受阻酚的混合液、1.36份己二酸、1.04份硬脂酸钙、1.9份瓢儿莱酰胺和0.80份2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.87份矿物脂、0.88份矿物油和1.17份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如255℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)和2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷(例如LUPEROX 101)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷)可以作为交联剂。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表19列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表19可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例20
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.88份N-N-2(2-羟基乙基)、1.19份NALCO 39-L、4份3A分子筛晶体、0.7份瓢儿莱酰胺和0.35份立体受阻酚的混合液、1.36份己二酸、1.04份硬脂酸钙、1.9份瓢儿莱酰胺、0.82份2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷和2份二氧化硅颗粒作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.87份矿物脂、0.88份矿物油和1.17份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如255℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷(例如LUPEROX 101)和二氧化硅(例如SIPERNAT 44)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入二氧化硅可以使复合材料耐高温。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表20列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表20可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例21
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.88份N-N-2(2-羟基乙基)、1.19份NALCO 39-L、4份3A分子筛晶体、0.53份瓢儿莱酰胺和0.53份立体受阻酚的混合液、1.36份己二酸、1.06份硬脂酸钙、1.11份瓢儿莱酰胺、0.84份2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、2份二氧化硅粉末和1.24份
苯甲酸钠作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.89份矿物脂、0.9份矿物油和1.17份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如255℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷(例如LUPEROX 101)、二氧化硅(例如SIPERNAT 44)和苯甲酸钠(例如SODIUM BENZOAT E)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入苯甲酸钠可以防止复合材料变质发酸，延长复合材料的保质期。
此外，在根据本公开的一些实施例中，可以预先按照质量比1：1的比例配置瓢儿莱酰胺和立体受阻酚的混合液，然后将该混合液加入聚合釜中。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表21列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表21可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例22
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.91份N-N-2(2-羟基乙基)、1.21份NALCO 39-L、4份3A分子筛晶体、0.56份瓢儿莱酰胺和0.56份立体受阻酚的混合液、1.38份己二酸、1.06份硬脂酸钙、1.11份瓢儿莱酰胺、0.86份2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、2.2份二氧化硅粉末、1.34份苯甲酸钠和0.2份硬脂酸钠作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.89份矿物脂、0.9份矿物油和1.17份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如255℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷(例如LUPEROX 101)、二氧化硅(例如SIPERNAT 44)、苯甲酸钠(例如SODIUM BENZOAT E)和硬脂酸钠(例如SODIUMSTEARATE)。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入硬脂酸钠可以当腐蚀抑制剂应用，使聚合物形成薄膜中使其具有保护性能等。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表22列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表22可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例23
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.91份N-N-2(2-羟基乙基)、1.21份NALCO 39-L、4份3A分子筛晶体、0.55份瓢儿莱酰胺和0.55份立体受阻酚的混合液、1.38份己二酸、1.07份硬脂酸钙、1.12份瓢儿莱酰胺、0.87份2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、2.2份二氧化硅粉末、1.44份苯甲酸钠、0.3份硬脂酸钠和1.1份石墨烯作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.89份矿物脂、0.9份矿物油和1.17份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如255℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷(例如LUPEROX 101)、二氧化硅(例如SIPERNAT 44)、苯甲酸钠(例如SODIUM BENZOAT E)、硬脂酸钠(例如SODIUMSTEARATE)和石墨烯。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
在本实施例中，加入石墨烯，因石墨烯的物理特性，可以使复合材料薄膜的表层具备6边形网格化，同时也增加材料的容值比。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表23列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表23可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例24
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.91份N-N-2(2-羟基乙基)、1.21份NALCO 39-L、4份3A分子筛晶体、0.54份瓢儿莱酰胺和0.54份立体受阻酚的混合液、1.38份己二酸、1.07份硬脂酸钙、1.12份瓢儿莱酰胺、0.87份2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、2.2份二氧化硅粉末、1.44份苯甲酸钠、0.3份硬脂酸钠和1.5份石墨烯作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.89份矿物脂、0.9份矿物油和1.17份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如255℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷(例如LUPEROX 101)、二氧化硅(例如SIPERNAT 44)、苯甲酸钠(例如SODIUM BENZOAT E)、硬脂酸钠(例如SODIUMSTEARATE)和石墨烯。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表24列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表24可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
实施例25
选取700份聚丙烯作为本料基体，再选取180份二氧化钌(RuO2)、110份纳米碳酸钙粉末颗粒、55份碳纤维、0.3份三乙基铝、0.24份聚氨酯、0.01份环己基-甲基-二甲氧基硅烷、0.91份N-N-2(2-羟基乙基)、1.21份NALCO 39-L、4份3A分子筛晶体、0.53份瓢儿莱酰胺和0.53份立体受阻酚的混合液、1.38份己二酸、1.07份硬脂酸钙、1.12份瓢儿莱酰胺、0.87份2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、2.2份二氧化硅粉末、1.44份苯甲酸钠、0.3份硬脂酸钠和1.3份石墨烯作为填料。
首先，在聚合釜中加入0.89份矿物脂、0.9份矿物油和1.17份乙二醇，然后加入聚丙烯和聚氨酯(例如，MONTELL公司生产的聚氨酯粉末)，将聚合釜加热到例如255℃，使聚丙烯熔化成为液态。
然后向聚合釜中加入二氧化钌、纳米碳酸钙、碳纤维、三乙基铝(例如，TEAL公司生产的液态三乙基铝)、环己基-甲基-二甲氧基硅烷、N-N-2(2-羟基乙基)(例如ATMER 163)、NALCO 39-L、3A分子筛、立体受阻酚(例如IRGANOX 1010)、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺(例如ERUCAMI DE)、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷(例如LUPEROX 101)、二氧化硅(例如SIPERNAT 44)、苯甲酸钠(例如SODIUM BENZOAT E)、硬脂酸钠(例如SODIUMSTEARATE)和石墨烯。同实施例1类似，可以先使二氧化钌、纳米碳酸钙和碳纤维等固态填料熔化成液态，然后加入到液态的聚丙烯中。
此外，还可以向聚合釜中加入氢气、一氧化碳和二氧化碳气体作为保护性气体。可以控制氢气的流量为4-6L/min，一氧化碳气体的流量为例如5ppm，二氧化碳气体的流量为例如5ppm。聚合釜中的压力可以控制在例如4.5GPaG。
然后，聚合釜中的物料加入造粒机中，制成复合材料的母料。
根据本公开上述实施例的复合材料制成的薄膜具有良好的性能参数。具体的薄膜制备工艺与上述实施例1类似，本公开就不再赘述。
表25列出了采用本公开实施例的聚丙烯复合材料制成的薄膜的一些性能参数。
从上面的表25可以看出，根据本公开的实施例制备的聚丙烯复合材料的薄膜具有良好的性能参数。
上面结合实施例1-25描述了根据本公开的聚丙烯复合材料的制备方法。应当理解，本公开不限于上述具体实施例，还可以采用上述各种填料的各种组合。
此外，为了满足工业生产的需要，可以采用多个聚合釜串联的形式，使液态的聚丙烯依次流经各个聚合釜。上述各种填料可以在不同的聚合釜中分别掺入到聚丙烯中。
在根据本公开的一些实施例中，可以在电容器中采用上述根据本公开的聚丙烯复合材料。
图1示出了根据本公开的一个实施例的电容器的示意图。如图1所示，该电容器100包括：上极板101、下极板103、位于上极板101与下极板103之间的电介质102。其中，电介质102为上述根据本公开的实施例的聚丙烯复合材料。
此外，根据本公开的实施例的聚丙烯复合材料还可以用于制造薄膜电容器中。薄膜电容器是以金属箔等作为电极，在两个电极之间设置薄膜(例如聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜)，然后卷绕成圆筒状或者采用层叠方式形成的电容器。
图5示出了根据本公开的一些实施例的薄膜电容器展开后的示意图。如图5所示，薄膜电容器可以由多层薄膜组成。例如，这些薄膜可以包括：作为电介质的聚合物薄膜，以及作为电容器电极(电极板)的金属箔或金属镀层等。在将各层薄膜层叠到一起后，沿着箭头D方向进行卷绕而得到薄膜电容器。下面，本公开将结合薄膜电容器沿着AA’的截面图来详细描述根据本公开的一些实施例的薄膜电容器的构造。
图2示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器的电极和介电薄膜展开的示意图。如图2所示，薄膜电容器200包括聚丙烯薄膜203，以及分别位于聚丙烯薄膜203两侧的金属箔201和203。金属箔201和203分别作为薄膜电容器200的两个电极，聚丙烯薄膜203作为薄膜电容器200的介电材料，其中可以使用根据本公开上述各实施例的聚丙烯复合材料来制造聚丙烯薄膜203。
此外，薄膜电容器200还包括薄膜204。在通过卷绕或层叠方式形成薄膜电容器200时，薄膜204可以防止金属箔201和203彼此电连接。例如，薄膜204也可以采用根据本公开的实施例的聚丙烯复合材料来制成，或者，薄膜204也可以采用其它介电材料，例如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚亚苯基硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等。
图3示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器300的示意图。如图3所示，薄膜302和304与图2所示的薄膜202和204类似。与图2的薄膜电容器200的区别在于，在聚丙烯薄膜302两侧的电极301和303并不是由金属箔形成，而是通过真空蒸镀的方式在聚丙烯薄膜302两侧形成的金属层。
采用根据本公开的实施例的聚丙烯复合材料制造的薄膜电容器，具有成本低、单位容量大的优点。
例如，在根据本公开的一个实施例中，薄膜电容器300中的薄膜302采用实施例5所述的聚丙烯复合材料制成的薄膜，厚度50μm。薄膜304为聚丙烯薄膜，厚度20μm。薄膜302和304的尺寸相同，即都为长75mm，宽7mm。通过真空蒸镀的方式分别在薄膜302和304上形成一层铝，作为电极301和303。经过测试，由此得到的薄膜电容器300的电容为1983.5μf。作为对比，采用相同尺寸和厚度的聚丙烯薄膜作为介质得到的薄膜电容器的电容仅为300μf。
图4示出了根据本公开的一些实施例的薄膜电容器的截面图。如图4所示，薄膜电容器400包括：第一电极401、第二电极403、位于第一电极401和第二电极403之间的电介质、以及第四介电薄膜404。第一电极401和第二电极403可以由金属箔或金属镀层构成。电介质由多层材料构成。在图4所示的实施例中，电介质层包括依次布置的第一介电薄膜411、调节层412、第二介电薄膜413、导电层414和第三介电薄膜415。
其中，第一介电薄膜411由上述根据本公开的聚丙烯复合材料制成。第一电极401位于第一介电薄膜411的一个表面(第一表面)上，调节层412位于第一介电薄膜411的另一个表面(第二表面)上。
调节层412可以为金属层，例如，通过真空蒸镀的方式在第一介电薄膜411的第二表面上形成调节层412。在根据本公开的一些实施例中，金属层可以为锌钨合金层，通过真空蒸镀在第一介电薄膜411上形成锌钨合金层。锌钨合金层中，锌和钨的质量比可以为300:0.98至300:1.02。例如，在一个示例性实施例中，锌和钨的质量比可以为300：1。如图4所示，为了避免调节层与外部发生电接触，调节层412的宽度小于第一介电薄膜411的宽度，并且第一介电薄膜411的两侧都留有空白区域(即未被调节层412覆盖的区域)。这样，在后续的电容器制作过程中，通过喷金等方式形成的导电引线端子可以与调节层412保持电绝缘。
第二介电薄膜413可以由上述根据本公开的聚丙烯复合材料制成。第二介电薄膜413的一个表面(第三表面)与调节层412相邻。为了保证调节层412与外部电绝缘，第二介电薄膜413的宽度也大于调节层412的宽度。
在第二介电薄膜413的另一个表面(第四表面)上形成有导电层414。导电层414由导电材料形成，例如金属材料等。在根据本公开的一些实施例中，导电层414的材料可以为例如铝、铜、银、金之一或其合金。此外，如图4所示，导电层414的两端还分别与第三电极416和第四电极417电连接。如后面将描述的，第三电极416和第四电极417将电连接到直流电源，从而在导电层414中形成稳定的电场。在根据本公开的一些实施例中，第三电极和第四电极可以由导线构成，例如，在导电层414的展开形状为矩形的情况下，第三电极的导线和第四电极的导线可以分别电连接到矩形导电层414的与相对的两个角邻近的区域，从而在整个导电层414上形成一定的电场分布。
第三介电薄膜415可以为聚合物薄膜，例如由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚亚苯基硫醚、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等制成的薄膜。第三介电薄膜415的一个表面(第五表面)与导电层414相邻。在第三介电薄膜415的另一个表面(第六表面)上，可以通过例如真空蒸镀等方式形成第二电极403。通过第三介电薄膜415，使得第二电极403与导电层414保持电绝缘。
此外，如图4所示，薄膜电容器400还包括第四介电薄膜404。第四介电薄膜404与第二电极403相邻，使得第二电极403位于第四介电薄膜404与第三介电薄膜415之间。第四介电薄膜404可以为聚合物薄膜，例如由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚亚苯基硫醚、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、或聚碳酸酯等制成的薄膜。在卷绕各层以形成薄膜电容器400时，第四介电薄膜404可以使得第一电极401和第二电极403保持电绝缘。
图4所示的薄膜电容器400是一种可以调节电容值的电容器。按照上述结构形成薄膜电容器400的各层之后，经过卷绕、喷金、焊接引脚等后续处理，制成薄膜电容器。
图6示出了薄膜电容器400的使用方式的示意图。如图6所示，根据本公开的实施例的薄膜电容器400包括四个引脚，第一引脚621与薄膜电容器400的第一电极401电连接，第二引脚622与薄膜电容器400的第二电极403电连接，第三引脚623与薄膜电容器400的第三电极416电连接，第四引脚624与薄膜电容器400的第四电极417电连接。
根据上面对薄膜电容器400的描述可以理解，本公开的实施例的薄膜电容器400的第一引脚621和第二引脚622相当于普通电容器的两个引脚，第三引脚623和第四引脚624是根据本公开的实施例的薄膜电容器400特有的引脚。使用薄膜电容器400时，第一引脚621和第二引脚622可以向普通电容器那样电连接到例如交流电源AC或者交流/直流电路(未示出)中，而第三引脚623和第四引脚624电连接到直流电源DC的两端。通过调节直流电源DC，可以改变施加到第三引脚623和第四引脚624之间的电压，进而改变导电层414上的电场。随着导电层414上的电场的变化，薄膜电容器400的电容值也发生了改变。
因此，在使用根据本公开的实施例的薄膜电容器400时，第一电极和第二电极可以像普通电容器的两个电极那样电连接到电路中，在第三电极和第四电极之间施加直流电压，通过调节直流电压的值，可以改变薄膜电容器400的电容值。
图7示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器400的制造方法的流程图。如图7所示，在制造薄膜电容器400的过程中，可以包括以下步骤：
在第一介电薄膜的第一表面上形成第一电极(步骤731)。如上所述，第一介电薄膜由上述根据本公开的聚丙烯复合材料形成。第一电极可以为金属箔，或者通过蒸镀等方式在第一介电薄膜的第一表面上形成的一层导电材料。例如，该导电材料可以为为铝、铜、银、金等导电性较好的金属材料。
在第一介电薄膜的第二表面上形成调节层(步骤732)。调节层的材料可以为，例如锌、钨、锰等金属材料，或者其合金材料，诸如锌钨合金、锌锰合金、钨锰合金等。例如，在根据本公开的一些实施例中，可以通过蒸镀方式在第一介电薄膜的第二表面上形成一层锌钨合金，其中，锌和钨的质量比为300:0.98至300:1.02。例如，在一个示例性实施例中，锌和钨的质量比可以为300：1。
在第二介电薄膜的一个表面(第四表面)上形成导电层(步骤733)。第二介电薄膜也由上述根据本公开的实施例的聚丙烯复合材料制成。导电层可以由金属箔构成，例如把金属箔覆盖在第二介电薄膜的表面上。或者，可以通过蒸镀方式在第二介电薄膜的表面形成一层金属材料，例如铝、铜、银、金等。
形成第三电极和第四电极，使得第三电极和第四电极与导电层电连接(步骤734)。在根据本公开的一些实施例中，可以将两根导线电连接到导电层，分别作为第三电极和第四电极。例如，当导电层为矩形的情况下，可以将两根导线分别电连接到矩形的对角附近。此外，为了在后续处理中避免与其它导电部件连通，第三电极和第四电极的表面可以形成一层绝缘材料。例如，使用绝缘涂料涂覆第三电极和第四电极的表面。
在根据本公开的一些实施例中，可以用绝缘护套替代绝缘涂料。图9示出了根据本公开的实施例的薄膜电容器的示意图。如图9所示，在卷绕过程中，形成第三电极951和第四电极941。具体地说，第二介电薄膜947的表面(第四表面)上具有导电层946。第三电极951包括彼此连接的两个部分，即引线954和端部953。端部953具有较大的面积，可以与导电层946实现良好的电连接。引线954从端部953延伸到薄膜电容器外部，以便电连接到外部的直流电源。类似地，第四电极941包括彼此连接的两个部分，即引线944和端部943。端部943具有较大的面积，可以与导电层946实现良好的电连接。引线944从端部943延伸到薄膜电容器外部，以便电连接到外部的直流电源。在根据本公开的一些实施例中，第三电极951和第四电极941的引线和端部可以为一体成型的部件，也可以由两个单独的部件接合而成。例如，可以通过微波焊接等方式将引线的一端与端部接合到一起。
如图9所示，在进行卷绕时，第三电极951和第四电极941沿对角线方向被布置在矩形导电层946的两个相对的角附近。在卷绕过程中，端部(953，943)在薄膜的张力作用下与导电层946紧密接触，实现良好的电连接。当直流电源的正负极分别施加到第三电极951和第四电极941上时，电流将从第三电极951经由导电层946流动到第四电极941。
此外，为了使第三电极951和第四电极941的引线与交流电源绝缘，在引线954和944上还分别设有绝缘护套952和942。绝缘护套952和942可以为例如由绝缘材料制成的套管，引线从对应的套管中穿过。
在第三介电薄膜的一个表面(第六表面)形成第二电极(735)。第三介电薄膜可以为第二电极可以为金属箔，或者通过蒸镀等方式在第三介电薄膜的表面上形成的一层导电材料。例如，该导电材料可以为为铝、铜、银、金等导电性较好的金属材料。
提供第四介电薄膜(步骤736)。如上所述，第三介电薄膜和第四介电薄膜可以为聚合物薄膜，例如由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚亚苯基硫醚、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、或聚碳酸酯等制成的薄膜。
将第一介电薄膜、第二介电薄膜、第三介电薄膜和第四介电薄膜叠加到一起(步骤737)。其中，第一介电薄膜上的调节层与第二介电薄膜的第三表面相邻，第二介电薄膜上的导电层与第三介电薄膜的第五表面相邻，第三介电薄膜上的第二电极与第四介电薄膜的一个表面相邻。
接下来，可以通过卷绕、喷金、焊接引脚等后续处理，制成薄膜电容器。其中，通过喷金和焊接引脚，形成薄膜电容器的第一引脚和第二引脚。第三电极和第四电极可以分别作为第三引脚和第四引脚，也可以通过后续处理分别电连接到单独的第三引脚和第四引脚。如上所述，由于第三电极和第四电极的表面涂覆有绝缘涂料或者设有绝缘护套，因此第三电极和第四电极可以延伸穿过喷金材料层，而不会与其电连接。
图8示出了根据本公开的一些实施例的薄膜电容器400的测试图。该薄膜电容器400中，第一介电薄膜和第二介电薄膜为上述根据实施例3制备的聚丙烯复合材料的薄膜。第一介电薄膜的宽度为7mm，长度为75mm，厚度为40μm，第一介电薄膜的第一表面通过真空蒸镀形成一层厚度0.5mm的铝作为第一电极，第一介电薄膜的第二表面通过真空蒸镀形成一层厚度0.8mm的锌钨合金作为调节层。第二介电薄膜的宽度为7mm，长度为75mm，厚度为23μm，第二介电薄膜的第四表面通过真空蒸镀形成一层厚度0.5mm的铝作为导电层。第三介电薄膜和第四介电薄膜都为聚丙烯薄膜，并且尺寸相同，宽度为7mm，长度为75mm，厚度为20μm。第三介电薄膜的第六表面上通过真空蒸镀形成一层厚度0.5mm的铝作为第二电极。
通过图6所示的电路测试上述薄膜电容器400。其中，交流电源AC的电压为380V，频率50Hz。直流电源DC的电压可以在0V-24V之间变化。
如图8所示，随着直流电源DC的电压从0V逐渐增大到24V，流过薄膜电容器400的交流电流从大约65A逐渐降低到不足10A。上述根据本公开的实施例制造的薄膜电容器400的电容值可以在大约1983.5μf–9.9μf之间变化。即，通过调节施加在第三电极和第四电极上的直流电压为1V-24V，可以连续地改变薄膜电容器400的电容值，使得无功功率在200var-1kvar之间变化。
应当理解，上面给出的薄膜电容器400的具体结构和参数只是作为示例。在本公开的教导下，可以根据实际需要改变各个介电薄膜和其它各层的尺寸、厚度、材料等。
此外，根据本公开的一些实施例，还可以包括以下技术方案：
1、一种薄膜电容器，包括：
第一电极；
第二电极；以及
位于所述第一电极和第二电极之间的电介质，
其中，所述电介质包括：
第一介电薄膜，所述第一电极布置在所述第一介电薄膜的第一表面上；
调节层，位于所述第一介电薄膜的第二表面上；
第二介电薄膜，所述第二介电薄膜的第三表面与所述调节层相邻；以及
导电层，位于所述第二介电薄膜的第四表面，
所述薄膜电容器还包括：
与所述导电层电连接的第三电极和第四电极，
其中，第一介电薄膜和第二介电薄膜由聚丙烯复合材料制成，所述聚丙烯复合材料包括填料和基体材料，所述基体材料为500-800份聚丙烯树脂，所述填料包括：100-200份二氧化钌、80-120份碳酸钙和40-60份碳纤维。
2、根据1所述的薄膜电容器，其中所述填料还包括：添加剂。
3、根据2所述的薄膜电容器，其中所述添加剂包括以下至少一种：腐蚀抑制剂、立体受阻酚、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、二氧化硅、苯甲酸钠、硬脂酸钠、石墨烯和N-N-2(2-羟基乙基)。
4、根据3所述的薄膜电容器，其中，所述腐蚀抑制剂含有亚硝酸钠和氢氧化钠。
5、根据4所述的薄膜电容器，其中，所述腐蚀抑制剂的量为1.14-1.21份。
6、根据3所述的薄膜电容器，其中，所述立体受阻酚包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7、根据6所述的薄膜电容器，其中所述瓢儿莱酰胺和所述立体受阻酚的质量比为2：1，所述立体受阻酚的量为0.3-0.5份。
8、根据6所述的薄膜电容器，其中所述瓢儿莱酰胺和所述立体受阻酚的质量比为1：1，所述瓢儿莱酰胺的量为0.53-0.56份。
9、根据3所述的薄膜电容器，其中，所述己二酸的量为1.32-1.38份。
10、根据3所述的薄膜电容器，其中所述硬脂酸钙的量为1-1.07份。
11、根据3所述的薄膜电容器，其中所述2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷的量为0.80-0.87份。
12、根据3所述的薄膜电容器，其中所述二氧化硅的量为2.0-2.2份
13、根据3所述的薄膜电容器，其中所述苯甲酸钠的量为1.24-1.44份。
14、根据3所述的薄膜电容器，其中所述硬脂酸钠的量为0.2-0.3份。
15、根据3所述的薄膜电容器，其中所述石墨烯的量为1.1份-1.5份。
16、根据3所述的薄膜电容器，其中所述N-N-2(2-羟基乙基)的量为0.78-0.91份。
17、根据1所述的薄膜电容器，其中所述碳酸钙为纳米碳酸钙。
18、根据1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述第一介电薄膜的材料与第二介电薄膜的材料相同。
19、根据1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述调节层的材料为锌钨合金、锌锰合金或钨锰合金。
20、根据19所述的薄膜电容器，其中，所述锌钨合金中锌和钨的质量比为300:0.98至300:1.02。
21、根据1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述调节层的宽度小于所述第一介电薄膜的宽度。
22、根据1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述导电层的宽度小于所述第二介电薄膜的宽度，并且使所述第二介电薄膜的第二表面的两侧暴露出来。
23、根据1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述导电层由金属材料制成。
24、根据23所述的薄膜电容器，其中，所述金属材料为铝、铜、银、金、锌之一。
25、根据1-24中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述电介质还包括：
第三介电薄膜，布置在所述第二电极与所述导电层之间。
26、根据1-25中任一项所述的薄膜电容器，还包括：
第四介电薄膜，被布置成使得所述第二电极位于所述第三介电薄膜与第四介电薄膜之间。
27、一种制造根据1-26中任一项所述的薄膜电容器的方法，包括：
在第一介电薄膜的第一表面上形成第一电极；
在第一介电薄膜的第二表面上形成所述调节层；
在第二介电薄膜的第四表面上形成所述导电层；
形成第三电极和第四电极，使得第三电极和第四电极与所述导电层电连接；
在第三介电薄膜的第六表面上形成第二电极；
提供第四介电薄膜；
将第一介电薄膜、第二介电薄膜、第三介电薄膜以及第四介电薄膜叠加到一起，其中，所述调节层与第二介电薄膜的第三表面相邻，所述导电层与第三介电薄膜的第五表面相邻，第四介电薄膜与第二电极相邻。
28、一种根据1-26中任一项所述的薄膜电容器的使用方法，包括：
将第一电极和第二电极电连接到电路中；
在第三电极和第四电极之间施加直流电压；以及
调节所述直流电压的值，从而改变所述薄膜电容器的电容值。
如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (26)
1.一种薄膜电容器，包括：
第一电极；
第二电极；以及
位于所述第一电极和第二电极之间的电介质，
其中，所述电介质包括：
第一介电薄膜，所述第一电极布置在所述第一介电薄膜的第一表面上；
调节层，位于所述第一介电薄膜的第二表面上；
第二介电薄膜，所述第二介电薄膜的第三表面与所述调节层相邻；以及
导电层，位于所述第二介电薄膜的第四表面，
所述薄膜电容器还包括：
与所述导电层电连接的第三电极和第四电极，
其中，第一介电薄膜和第二介电薄膜由聚丙烯复合材料制成，所述聚丙烯复合材料包括填料和基体材料，所述基体材料为500-800份聚丙烯树脂，所述填料包括：100-200份二氧化钌、80-120份碳酸钙和40-60份碳纤维，
所述电介质还包括：第三介电薄膜，布置在所述第二电极与所述导电层之间，
所述的薄膜电容器还包括：第四介电薄膜，被布置成使得所述第二电极位于所述第三介电薄膜与第四介电薄膜之间。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中所述填料还包括：添加剂。
3.根据权利要求2所述的薄膜电容器，其中所述添加剂包括以下至少一种：腐蚀抑制剂、立体受阻酚、己二酸、硬脂酸钙、瓢儿莱酰胺、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷、二氧化硅、苯甲酸钠、硬脂酸钠、石墨烯和N-N-2(2-羟基乙基)。
4.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中，所述腐蚀抑制剂含有亚硝酸钠和氢氧化钠。
5.根据权利要求4所述的薄膜电容器，其中，所述腐蚀抑制剂的量为1.14-1.21份。
6.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中，所述立体受阻酚包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7.根据权利要求6所述的薄膜电容器，其中所述瓢儿莱酰胺和所述立体受阻酚的质量比为2：1，所述立体受阻酚的量为0.3-0.5份。
8.根据权利要求6所述的薄膜电容器，其中所述瓢儿莱酰胺和所述立体受阻酚的质量比为1：1，所述瓢儿莱酰胺的量为0.53-0.56份。
9.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中，所述己二酸的量为1.32-1.38份。
10.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中所述硬脂酸钙的量为1-1.07份。
11.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中所述2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)-己烷的量为0.80-0.87份。
12.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中所述二氧化硅的量为2.0-2.2份。
13.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中所述苯甲酸钠的量为1.24-1.44份。
14.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中所述硬脂酸钠的量为0.2-0.3份。
15.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中所述石墨烯的量为1.1份-1.5份。
16.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中所述N-N-2(2-羟基乙基)的量为0.78-0.91份。
17.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中所述碳酸钙为纳米碳酸钙。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述第一介电薄膜的材料与第二介电薄膜的材料相同。
19.根据权利要求1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述调节层的材料为锌钨合金、锌锰合金或钨锰合金。
20.根据权利要求19所述的薄膜电容器，其中，所述锌钨合金中锌和钨的质量比为300:0.98至300:1.02。
21.根据权利要求1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述调节层的宽度小于所述第一介电薄膜的宽度。
22.根据权利要求1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述导电层的宽度小于所述第二介电薄膜的宽度，并且使所述第二介电薄膜的第二表面的两侧暴露出来。
23.根据权利要求1-17中任一项所述的薄膜电容器，其中，所述导电层由金属材料制成。
24.根据权利要求23所述的薄膜电容器，其中，所述金属材料为铝、铜、银、金、锌之一。
25.一种制造根据权利要求1-24中任一项所述的薄膜电容器的方法，包括：
在第一介电薄膜的第一表面上形成第一电极；
在第一介电薄膜的第二表面上形成所述调节层；
在第二介电薄膜的第四表面上形成所述导电层；
形成第三电极和第四电极，使得第三电极和第四电极与所述导电层电连接；
在第三介电薄膜的第六表面上形成第二电极；
提供第四介电薄膜；
将第一介电薄膜、第二介电薄膜、第三介电薄膜以及第四介电薄膜叠加到一起，其中，所述调节层与第二介电薄膜的第三表面相邻，所述导电层与第三介电薄膜的第五表面相邻，第四介电薄膜与第二电极相邻。
26.一种根据权利要求1-24中任一项所述的薄膜电容器的使用方法，包括：
将第一电极和第二电极电连接到电路中；
在第三电极和第四电极之间施加直流电压；以及
调节所述直流电压的值，从而改变所述薄膜电容器的电容值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20211208 Address after: Room 803-1, building 21, No. 1158, Zhongxin Road, Jiuting Town, Songjiang District, Shanghai 201615 Applicant after: SHANGHAI JIUREN INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 238000 floor 4-6, workshop A2, gongtou, Huashan Industrial Park, Chaohu Economic Development Zone, Anhui Province Applicant before: Anhui Yinghe Electric Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Thin film capacitor Effective date of registration: 20231120 Granted publication date: 20220614 Pledgee: Bank of Shanghai Limited by Share Ltd North Branch Pledgor: SHANGHAI JIUREN INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023310000758 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |