一種大功率薄膜電容器的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種大功率薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，真空高溫環境的溫度為1080～1120℃，真空高溫環境的氣壓為0.20～0.35Pa，接著將復合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復合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薄膜電容器；其中塑料薄膜的原料按重量份包括：聚丙烯55～60，環氧樹脂35～38，三聚氰胺甲醛樹脂22～25，氯磺化聚乙烯13～16，苯醚撐硅橡膠16～19，氧化銅11～14，二硼化鈦5～8，硫酸鋇12～15，玻璃纖維6～9，氧化鋯晶須3～6，鈦酸鉀纖維2～5，硅烷偶聯劑5～5.5等。
【專利說明】
一種大功率薄膜電容器的制備方法
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薄膜電容器的制備方法。
【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。
【發明內容】
[0003]本發明提出了一種大功率薄膜電容器的制備方法，所得大功率薄膜電容器體積小，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。
[0004]本發明提出的一種大功率薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，真空高溫環境的溫度為1080?11200C，真空高溫環境的氣壓為0.20?0.35Pa，接著將復合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復合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薄膜電容器;其中塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯55?60份，環氧樹脂35?38份，三聚氰胺甲醛樹脂22?25份，氯磺化聚乙烯13?16份，苯醚撐硅橡膠16?19份，氧化銅11?14份，二硼化鈦5?8份，硫酸鋇12?15份，玻璃纖維6?9份，氧化鋯晶須3?6份，鈦酸鉀纖維2?5份，硅烷偶聯劑5?5.5份，3，3-雙_(叔戊基過氧)丁酸乙酯1.9?2.1份，硫磺2.9?3.1份，2-巰基苯并噻唑鋅鹽1.4?1.7份，二苯胍1.2?1.5份，氧化鎂4?5份，油酸鈉1.1?1.6份，磷酸甲苯二苯酯12?15份，二硫化鉬3?4份，三聚氰胺氰尿酸鹽2.5?3.5份，防老劑2?3份。
[0005]上述塑料薄膜按常規技術手段擠出吹塑得到。
[0006]優選地，塑料薄膜原料中，聚丙烯、環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂的質量之和為a，氯磺化聚乙稀、苯醚撐娃橡膠的質量之和為b，則3.48 <a/b <3.84。
[0007]優選地，塑料薄膜原料中，氧化銅、二硼化鈦、硫酸鋇、玻璃纖維、氧化鋯晶須、鈦酸鉀纖維的重量比為12?13:6?7:13?14:7?8:4?5:3?4。
[0008]優選地，塑料薄膜原料中，2-巰基苯并噻唑鋅鹽、二苯胍、氧化鎂、油酸鈉的重量比為1.5?1.6:1.3?1.4:4.2?4.6:1.3?1.4。
[0009]優選地，復合陶瓷粉按重量份包括:聚乙二醇4?8份，微硅粉50?60份，氧化硅15?20份，鋁碳化硅15?18份，氮化錳20?25份，氮化鈦15?20份，氧化鋁25?35份，氧化鎳15?18份，氧化硼1?15份，氧化乾3?5份，氧化鈧I?2份，氧化鋪2?3份。
[0010]優選地，復合陶瓷粉中，鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化鎳、氧化硼的重量比為 16 ?17:22 ?24:18 ?19:27 ?33:16 ?17:12 ?13。
[0011]優選地，復合陶瓷粉中，氧化鋁、氧化鎳的質量之和為c，氧化釔、氧化鈧、氧化鈰的質量之和為d，則4.72<c/d<6.85。
[0012 ]優選地，復合陶瓷粉的制備工藝如下:將氧化硅、鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化硼、氧化鎳、氧化釔、氧化鈧和氧化鈰混合后，球磨46?50h，然后加入聚乙二醇混合均勻得到。
[0013]本發明在塑料薄膜先蒸鍍復合陶瓷粉，首先塑料薄膜受熱形成凹坑，由于聚乙二醇熔點低，率先進行塑料薄膜表面析出，而且聚乙二醇結構中含有大量活性羥基，易于在凹坑中接枝形成核，從而均勻沉積在塑料薄膜表面，而后復合陶瓷粉其余物料開始在聚乙二醇表面析出，然后復合陶瓷粉析出后燒結形成整體，蒸鍍復合陶瓷粉使電容可以工作在高溫高壓環境下仍能保持高的介電常數，由于電容容量公式為C=es/d(e為介電常數，s為電極重合有效面積，d為兩極極板間距)，電容同體積外形實現的容量大小取決于電介質的介電常數大小，介電常數越大，同體積的電容量越大，提高了介質介電常數，相同容量的電容就可以縮小體積。
[0014]本發明的塑料薄膜采用聚丙烯、環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂作為主料，以氯磺化聚乙烯和苯醚撐硅橡膠作為增韌劑，并以3，3_雙_(叔戊基過氧)丁酸乙酯和硫磺作為硫化劑，使聚丙烯、環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂和氯磺化聚乙烯、苯醚撐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、羥基可向表面迀移，從而可以為后續蒸鍍陶瓷粉提供結合基團，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;而加入氧化銅、二硼化鈦、硫酸鋇、玻璃纖維、氧化鋯晶須、鈦酸鉀纖維作為填充劑，以磷酸甲苯二苯酯、二硫化鉬為增塑劑，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、增塑劑、硅烷偶聯劑相互配合，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;三聚氰胺甲醛樹脂、氯磺化聚乙烯、二苯胍、三聚氰胺氰尿酸鹽和磷酸甲苯二苯酯相互配合，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，而復合陶瓷粉由微硅粉、氧化硅、鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化鎳、氧化硼、氧化釔、氧化鈧和氧化鈰組成，在真空蒸鍍過程中不僅通過蒸發或升華，然后在聚乙二醇表面析出，而且在真空高溫環境中燒結，其中氧化釔、氧化鈧和氧化鈰作為稀土氧化物，與氮化鈦配合，有效控制晶粒生長速度，有利于促進粘合陶瓷層的致密性，提高粘合陶瓷層介質抗電強度，采用微硅粉和鋁碳化硅相互配合，大大提高了抗氧化能力，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粘合陶瓷層表面得到金屬化薄膜電極，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]本發明所得大功率薄膜電容器耐壓高，電壓范圍可達800?3000Vdc，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I.2ys: 50ys或8ys: 20ys的2.5KV尖峰電壓；其容量范圍為1000?20000yF，能承受高有效電流，可達300mA/yF，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<0.003，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薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，真空高溫環境的溫度為1080°C，真空高溫環境的氣壓為0.35Pa，接著將復合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復合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薄膜電容器;其中塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯55份，環氧樹脂38份，三聚氰胺甲醛樹脂22份，氯磺化聚乙烯16份，苯醚撐硅橡膠16份，氧化銅14份，二硼化鈦5份，硫酸鋇15份，玻璃纖維6份，氧化鋯晶須6份，鈦酸鉀纖維2份，娃烷偶聯劑5.5份，3，3_雙-(叔戊基過氧)丁酸乙酯1.9份，硫磺3.1份，2-巰基苯并噻唑鋅鹽1.4份，二苯胍1.5份，氧化鎂4份，油酸鈉1.6份，磷酸甲苯二苯酯12份，二硫化鉬4份，三聚氰胺氰尿酸鹽2.5份，防老劑3份。
[0020]復合陶瓷粉按重量份包括:聚乙二醇4份，微硅粉60份，氧化硅15份，鋁碳化硅18份，氮化猛20份，氮化鈦20份，氧化鋁25份，氧化鎳18份，氧化硼1份，氧化乾5份，氧化鈧I份，氧化鈰3份。
[0021 ]復合陶瓷粉的制備工藝如下:將氧化硅、鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化硼、氧化鎳、氧化釔、氧化鈧和氧化鈰混合后，球磨46h，然后加入聚乙二醇混合均勻得到。
[0022]實施例2
[0023]本發明提出的一種大功率薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，真空高溫環境的溫度為1120°C，真空高溫環境的氣壓為0.2Pa，接著將復合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復合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薄膜電容器;其中塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯60份，環氧樹脂35份，三聚氰胺甲醛樹脂25份，氯磺化聚乙烯13份，苯醚撐硅橡膠19份，氧化銅11份，二硼化鈦8份，硫酸鋇12份，玻璃纖維9份，氧化鋯晶須3份，鈦酸鉀纖維5份，硅烷偶聯劑5份，3，3_雙-(叔戊基過氧)丁酸乙酯2.1份，硫磺2.9份，2-巰基苯并噻唑鋅鹽1.7份，二苯胍1.2份，氧化鎂5份，油酸鈉1.1份，磷酸甲苯二苯酯15份，二硫化鉬3份，三聚氰胺氰尿酸鹽3.5份，防老劑2份。
[0024]復合陶瓷粉按重量份包括:聚乙二醇8份，微硅粉50份，氧化硅20份，鋁碳化硅15份，氮化猛25份，氮化鈦15份，氧化鋁35份，氧化鎳15份，氧化硼15份，氧化乾3份，氧化鈧2份，氧化鈰2份。
[0025]復合陶瓷粉的制備工藝如下:將氧化硅、鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化硼、氧化鎳、氧化釔、氧化鈧和氧化鈰混合后，球磨50h，然后加入聚乙二醇混合均勻得到。
[0026]實施例3
[0027]本發明提出的一種大功率薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，真空高溫環境的溫度為1100°c，真空高溫環境的氣壓為0.25Pa，接著將復合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復合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薄膜電容器;其中塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯58份，環氧樹脂36份，三聚氰胺甲醛樹脂24份，氯磺化聚乙烯14份，苯醚撐硅橡膠18份，氧化銅12份，二硼化鈦7份，硫酸鋇13份，玻璃纖維8份，氧化鋯晶須4份，鈦酸鉀纖維4份，硅烷偶聯劑5.2份，3，3_雙-(叔戊基過氧)丁酸乙酯2份，硫磺3份，2-巰基苯并噻唑鋅鹽1.6份，二苯胍1.3份，氧化鎂4.6份，油酸鈉1.3份，磷酸甲苯二苯酯14份，二硫化鉬3.3份，三聚氰胺氰尿酸鹽3.2份，防老劑2.3份。
[0028]復合陶瓷粉按重量份包括:聚乙二醇7份，微硅粉52份，氧化硅18份，鋁碳化硅16份，氮化猛24份，氮化鈦18份，氧化鋁33份，氧化鎳16份，氧化硼13份，氧化乾3.5份，氧化鈧1.8份，氧化鈰2.6份。
[0029]復合陶瓷粉的制備工藝如下:將氧化硅、鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化硼、氧化鎳、氧化釔、氧化鈧和氧化鈰混合后，球磨48h，然后加入聚乙二醇混合均勻得到。
[0030]實施例4
[0031]本發明提出的一種大功率薄膜電容器的制備方法，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，真空高溫環境的溫度為1100°C，真空高溫環境的氣壓為0.3Pa，接著將復合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復合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薄膜電容器;其中塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯56份，環氧樹脂37份，三聚氰胺甲醛樹脂23份，氯磺化聚乙烯15份，苯醚撐硅橡膠17份，氧化銅13份，二硼化鈦6份，硫酸鋇14份，玻璃纖維7份，氧化鋯晶須5份，鈦酸鉀纖維3份，硅烷偶聯劑5.3份，3，3_雙-(叔戊基過氧)丁酸乙酯2份，硫磺3份，2-巰基苯并噻唑鋅鹽1.5份，二苯胍1.4份，氧化鎂4.2份，油酸鈉1.4份，磷酸甲苯二苯酯13份，二硫化鉬3.6份，三聚氰胺氰尿酸鹽2.8份，防老劑2.7份。
[0032]復合陶瓷粉按重量份包括:聚乙二醇5份，微硅粉58份，氧化硅16份，鋁碳化硅17份，氮化猛22份，氮化鈦19份，氧化鋁27份，氧化鎳17份，氧化硼12份，氧化乾4.5份，氧化鈧1.2份，氧化鈰2.8份。
[0033]復合陶瓷粉的制備工藝如下:將氧化硅、鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化硼、氧化鎳、氧化釔、氧化鈧和氧化鈰混合后，球磨47h，然后加入聚乙二醇混合均勻得到。
[0034]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，將塑料薄膜置于真空高溫環境中，真空高溫環境的溫度為1080?1120°C，真空高溫環境的氣壓為0.20?0.35Pa，接著將復合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復合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薄膜電容器;其中塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯55?60份，環氧樹脂35?38份，三聚氰胺甲醛樹脂22?25份，氯磺化聚乙烯13?16份，苯醚撐硅橡膠16?19份，氧化銅11?14份，二硼化鈦5?8份，硫酸鋇12?15份，玻璃纖維6?9份，氧化鋯晶須3?6份，鈦酸鉀纖維2?5份，硅烷偶聯劑5?5.5份，3，3-雙_(叔戊基過氧)丁酸乙酯1.9?2.1份，硫磺2.9?3.1份，2-巰基苯并噻唑鋅鹽1.4?1.7份，二苯胍1.2?1.5份，氧化鎂4?5份，油酸鈉1.1?1.6份，磷酸甲苯二苯酯12?15份，二硫化鉬3?4份，三聚氰胺氰尿酸鹽2.5?3.5份，防老劑2?3份。2.根據權利要求1所述大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，塑料薄膜原料中，聚丙烯、環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂的質量之和為a，氯磺化聚乙烯、苯醚撐硅橡膠的質量之和為13，則3.48<&/13<3.84。3.根據權利要求1或2所述大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，塑料薄膜原料中，氧化銅、二硼化鈦、硫酸鋇、玻璃纖維、氧化鋯晶須、鈦酸鉀纖維的重量比為12?13:6?7: 13?14:7?8:4?5:3?4 ο4.根據權利要求1-3任一項所述大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，塑料薄膜原料中，2-巰基苯并噻唑鋅鹽、二苯胍、氧化鎂、油酸鈉的重量比為1.5?1.6:1.3?1.4:4.2?4.6:1.3?1.4。5.根據權利要求1-4任一項所述大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，復合陶瓷粉按重量份包括:聚乙二醇4?8份，微硅粉50?60份，氧化硅15?20份，鋁碳化硅15?18份，氮化錳20?25份，氮化鈦15?20份，氧化鋁25?35份，氧化鎳15?18份，氧化硼10?15份，氧化?乙3?5份，氧化鈧I?2份，氧化鋪2?3份。6.根據權利要求1-5任一項所述大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，復合陶瓷粉中，鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化鎳、氧化硼的重量比為16?17:22?24:18?19:27?33:16?17:12?13。7.根據權利要求1-6任一項所述大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，復合陶瓷粉中，氧化鋁、氧化鎳的質量之和為c，氧化乾、氧化鈧、氧化鋪的質量之和為d，則4.72<c/d<6.85。8.根據權利要求1-7任一項所述大功率薄膜電容器的制備方法，其特征在于，復合陶瓷粉的制備工藝如下:將氧化硅、鋁碳化硅、氮化錳、氮化鈦、氧化鋁、氧化硼、氧化鎳、氧化釔、氧化鈧和氧化鈰混合后，球磨46?50h，然后加入聚乙二醇混合均勻得到。
【文檔編號】H01G4/33GK105914035SQ201610236756
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】溫海波, 溫海清, 梅麗玲, 章新宇, 肖娟, 孫孝東
【申請人】安徽源光電器有限公司