一種大功率金屬化薄膜電容器及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及薄膜電容器技術領域，尤其涉及一種大功率金屬化薄膜電容器及其制備方法。
【背景技術】
[0002]薄膜電容器是以金屬箔當電極，將其和聚乙酯，聚丙烯，聚笨乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，從兩端重疊后，卷繞成圓筒狀的構造之電容器;在所有的塑料薄膜電容當中，聚丙烯(PP)電容和聚苯乙烯(PS)電容的特性最為顯著，當然這兩種電容器的價格也比較高，電容器的薄膜質量直接影響電容器的使用壽命和產品性能，電容器薄膜的需求量大、種類多，采用單一原料生產的薄膜很難適應市場的要求，但每種原料都有其不足之處，所以生產出來的薄膜很難滿足各種情況的需求。
[0003]電容器用雙向拉伸聚丙烯薄膜具有較高的機械性能和電氣性能，與普通型薄膜制得的電容器相比，用聚丙烯薄膜制得的電容器以其熱收縮率低、性能穩定、耐高溫、耐高壓，防止擊穿等顯著優點，使得聚丙烯薄膜制得的電容器的使用范圍越來越廣。
【發明內容】
[0004]本發明提出了一種大功率金屬化薄膜電容器及其制備方法，所得大功率金屬化薄膜電容器體積小，耐壓高，無極性，能長期承受反向脈沖電壓，能承受高有效電流和高峰值電流，電感量小，而且抗浪涌能力強，介質損耗小，使用壽命長。
[0005]本發明提出的一種大功率金屬化薄膜電容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯45?55份，醇酸樹脂25?30份，酚醛樹脂30?35份，氯磺化聚乙烯15?18份，甲基乙烯基硅橡膠9?12份，二硼化鈦8?11份，二氧化鈦24?27份，硫酸鋇5?8份，三溴化銻3?6份，玻璃纖維2?5份，木質素12?15份，鈦酸鈣纖維6?8份，硅烷偶聯劑KH570 3?4份，2，5-二甲基-2，5-雙-(叔丁基過氧)已烷I.3?I.6份，硫磺3?4份，山梨酸鉀I.I?I.3份，N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.2?1.8份，二苯胍0.8?1.3份，氧化鎂4?5份，二硫化鉬5?7份，環氧大豆油酸辛酯7?10份，鈣鋅穩定劑2?4份，雙氰胺2?3份，防老劑DFC-34 I?2份，防老劑616 2?3份。
[000?] 優選地，塑料薄膜的原料中，ηι|_?+10 = n_酬旨+n__旨，ηι|_?、ηι*酬旨、n__旨分別表示聚丙烯、醇酸樹脂、酚醛樹脂在塑料薄膜的原料中的重量份數。
[0007]優選地，塑料薄膜原料中的聚丙烯按重量百分比包括:等規聚丙烯70?80%，間規聚丙烯15?20%，無規聚丙烯O?15%。
[0008]優選地，塑料薄膜原料中，二硼化鈦、二氧化鈦、硫酸鋇、三溴化銻、玻璃纖維、木質素、鈦酸鈣纖維的重量比為9?10:25?26:6?7:4?5:3?4:13?14:6.5?7.5。
[0009]優選地，塑料薄膜原料中，山梨酸鉀、N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、氧化鎂的重量比為1.15?1.25:1.4?1.6:1?1.2:4.5?4.8。
[00?0] 優選地，塑料薄膜的原料中，0.23 < (/(η_|_ι+η麵鵬+n__旨)<0.27，n_et、n_?1、n?gs|5fi1、n_f?zjs、nEf_i?；iiK分別表示聚丙稀、醇酸樹脂、酸醛樹脂、氯磺化聚乙烯和甲基乙烯基硅橡膠在塑料薄膜的原料中的重量份數。
[0011 ]優選地，塑料薄膜的原料中，二苯胍、氧化鎂、雙氰胺的重量比為I?1.2: 4.5?4.8:2.5?2.70
[0012]優選地，塑料薄膜的制備方法如下:將硅烷偶聯劑ΚΗ570加入玻璃纖維中混合均勻，再加入木質素、鈦酸鈣纖維混合均勻，接著加入二硼化鈦、二氧化鈦、硫酸鋇、三溴化銻混合均勻后靜置得到物料a;將氯磺化聚乙烯、甲基乙烯基硅橡膠進行塑煉，再加入聚丙烯、醇酸樹脂、酚醛樹脂，升溫至150?160 °C，混合均勻后，加入二硫化鉬、環氧大豆油酸辛酯、鈣鋅穩定劑、雙氰胺、防老劑DFC-34、防老劑616和物料a攪拌均勻，然后加入山梨酸鉀、N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、氧化鎂混合均勻，再加入2，5-二甲基-2，5-雙-(叔丁基過氧)已烷、硫磺混合后擠出得到物料b;將物料b吹塑成膜得到塑料薄膜。
[0013]本法還提出的上述大功率金屬化薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，將陶瓷粉熔融蒸鍍覆于基層薄膜表面，再將鋅鋁復合金屬蒸鍍覆于陶瓷層表面得到金屬化薄膜電極，然后將金屬化薄膜電極卷繞得到大功率金屬化薄膜電容器;其中真空高溫環境的溫度為1050?1150°C，真空高溫環境的氣壓為0.3?0.4Pa。
[0014]本發明的塑料薄膜采用聚丙烯、醇酸樹脂、酚醛樹脂作為主料，以氯磺化聚乙烯和甲基乙烯基硅橡膠作為增韌劑，并以2，5_ 二甲基-2，5-雙_(叔丁基過氧)已烷和硫磺作為硫化劑，使聚丙烯、醇酸樹脂、酚醛樹脂和氯磺化聚乙烯、甲基乙烯基硅橡膠彼此發生交聯，提高了塑料薄膜的拉伸性能，而且在吹塑過程中含硅基團、含氯基團、羥基和磺基可發生迀移，從而可以為后續蒸鍍陶瓷粉提高結合基團，提高了陶瓷粉與塑料薄膜之間的附著力，而且使陶瓷粉均勻沉積在塑料薄膜表面，減少兩者之間的孔隙，提高了本發明所得電容器的介電性能;而加入二硼化鈦、二氧化鈦、硫酸鋇、三溴化銻、玻璃纖維、木質素、鈦酸鈣纖維作為填充劑，以硅烷偶聯劑KH570為偶聯劑，以二硫化鉬、環氧大豆油酸辛酯為增塑劑，使填充劑在主料中均勻分散性提高，改善塑料薄膜的界面狀態，由于填充劑、偶聯劑、增塑劑相互配合，使塑料薄膜難以發生極化，從而進一步提高本發明所得電容器的介電性能，降低介質損耗;氯磺化聚乙烯、酚醛樹脂、三溴化銻、二苯胍和雙氰胺相互配合，提高了本發明的耐壓性能和抗浪涌能力，而且適用溫度范圍高，提高阻燃性能。
[0015]本發明在塑料薄膜先蒸鍍陶瓷粉，在真空蒸鍍過程中陶瓷粉進行燒結，在塑料薄膜具有高介電性能的基礎上，通過真空燒結形成致密的陶瓷層進一步提高本發明介電性能，同時提高本發明抗氧化能力，彌補金屬化薄膜與空氣接觸容易氧化導致電容早期擊穿失效的缺陷;再將鋅鋁復合金屬蒸鍍覆于陶瓷層表面得到金屬化薄膜電極，金屬化薄膜電極中的鋅與陶瓷粉接觸后，隨著鋅被氧化成氧化鋅的成分增加，陶瓷的介電常數、擊穿強度都隨著增大，介電損耗減小，提高電容器的壽命。
[0016]本發明所得大功率金屬化薄膜電容器耐壓高，電壓范圍可達900?1500Vdc，無極性，能長期承受反向脈沖電壓，還能承受1.5倍于額定電壓的過壓，能承受脈沖寬度上升沿和下生沿比為1.2μ8:50ys或8ys: 20ys的2.5KV尖峰電壓；其容量范圍為120?1000yF，能承受高有效電流，可達300mAAxF，也能承受高峰值電流，dv/dt達100V/ys，電感量小，而且抗浪涌能力強，能承受1000V/S的浪涌電壓1000次，介質損耗小，介質損耗角正切<0.002，溫度特性好，能在120°C下長期工作，使用壽命可達10000h以上；同時本發明所得大功率金屬化薄膜電容器體積小，不產生酸污染，可長時間存儲。
【具體實施方式】
[0017]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0018]實施例1
[0019]本發明提出的一種大功率金屬化薄膜電容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯45份，醇酸樹脂25份，酚醛樹脂30份，氯磺化聚乙烯15份，甲基乙烯基硅橡膠9份，二硼化鈦11份，二氧化鈦24份，硫酸鋇8份，三溴化銻3份，玻璃纖維5份，木質素12份，鈦酸鈣纖維8份，硅烷偶聯劑KH5703份，2，5-二甲基-2，5-雙-(叔丁基過氧)已烷1.6份，硫磺3份，山梨酸鉀1.3份，N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.2份，二苯胍1.3份，氧化鎂4份，二硫化鉬7份，環氧大豆油酸辛酯7份，鈣鋅穩定劑4份，雙氰胺2份，防老劑DFC-34 2份，防老劑616 2份。聚丙烯按重量百分比包括:等規聚丙烯70%，間規聚丙烯20%，無規聚丙烯10%。
[0020]塑料薄膜的制備方法如下:將硅烷偶聯劑KH570加入玻璃纖維中混合均勻，再加入木質素、鈦酸鈣纖維混合均勻，接著加入二硼化鈦、二氧化鈦、硫酸鋇、三溴化銻混合均勻后靜置得到物料a;將氯磺化聚乙烯、甲基乙烯基硅橡膠進行塑煉，再加入聚丙烯、醇酸樹脂、酚醛樹脂，升溫至150°C，混合均勻后，加入二硫化鉬、環氧大豆油酸辛酯、鈣鋅穩定劑、雙氰胺、防老劑DFC-34、防老劑616和物料a攪拌均勻，然后加入山梨酸鉀、N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、氧化鎂混合均勻，再加入2，5-二甲基-2，5-雙-(叔丁基過氧)已烷、硫磺混合后擠出得到物料b;將物料b吹塑成膜得到塑料薄膜。
[0021]本法還提出的上述大功率金屬化薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，將陶瓷粉熔融蒸鍍覆于基層薄膜表面，再將鋅鋁復合金屬蒸鍍覆于陶瓷層表面得到金屬化薄膜電極，然后將金屬化薄膜電極卷繞得到大功率金屬化薄膜電容器;其中真空高溫環境的溫度為1150°C，真空高溫環境的氣壓為0.3Pa。
[0022]實施例2
[0023]本發明提出的一種大功率金屬化薄膜電容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯55份，醇酸樹脂30份，酚醛樹脂35份，氯磺化聚乙烯18份，甲基乙烯基硅橡膠12份，二硼化鈦8份，二氧化鈦27份，硫酸鋇5份，三溴化銻6份，玻璃纖維2份，木質素15份，鈦酸鈣纖維6份，硅烷偶聯劑KH5704份，2，5-二甲基-2，5-雙-(叔丁基過氧)已烷1.3份，硫磺4份，山梨酸鉀1.1份，N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.8份，二苯胍0.8份，氧化鎂5份，二硫化鉬5份，環氧大豆油酸辛酯10份，鈣鋅穩定劑2份，雙氰胺3份，防老劑DFC-34 I份，防老劑616 3份。聚丙烯按重量百分比包括:等規聚丙烯80%，間規聚丙烯15%，無規聚丙烯5%。
[0024]塑料薄膜的制備方法如下:將硅烷偶聯劑KH570加入玻璃纖維中混合均勻，再加入木質素、鈦酸鈣纖維混合均勻，接著加入二硼化鈦