阅读说明：本技术 一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器 (Capacitor using modified polypropylene film medium ) 是由 丁国成 张晨晨 杨海涛 吴兴旺 尹睿涵 朱胜龙 秦少瑞 胡啸宇 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器,所述电容器包括壳体以及电容芯,所述电容芯设置于所述壳体内部并具有从所述壳体伸出的两极,且所述电容芯包括叠放的改性聚丙烯薄膜介质层和金属化聚丙烯薄膜层卷绕而成。通过将80-120目数的SiO<Sub>2</Sub>/BaSO<Sub>4</Sub>复合微粒添加至改性聚丙烯薄膜的制备中,并将重量份比例为1:1:1-3聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球形成的混合体系经过改性处理,获得高介电常数以及较佳综合性能的改性聚丙烯介质,将该改性聚丙烯介质应用在制备电容器中,解决材料之间相容性差、介质材料密度大、介质材料的介电常数低,不能满足制备重量轻和高储能密度的大功率电容器条件的问题。(The invention provides a capacitor utilizing a modified polypropylene film medium, which comprises a shell and a capacitor core, wherein the capacitor core is arranged in the shell and provided with two poles extending out of the shell, and the capacitor core is formed by winding a modified polypropylene film medium layer and a metalized polypropylene film layer which are stacked. By mixing 80-120 meshes of SiO 2 /BaSO 4 The composite particles are added into the preparation of the modified polypropylene film, a mixed system formed by polyacrylic resin, epoxy resin and butylene-maleic anhydride copolymer microspheres in a weight ratio of 1:1:1-3 is subjected to modification treatment to obtain a modified polypropylene medium with high dielectric constant and better comprehensive performance, and the modified polypropylene medium is applied to the preparation of the capacitor, so that the problems of poor compatibility among materials, high density of the medium material, low dielectric constant of the medium material and incapability of meeting the conditions of preparing a high-power capacitor with light weight and high energy storage density are solved.)

一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器

技术领域

本发明涉及电容器的制备领域，具体涉及一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器。

背景技术

制备电容器材料的要求具有高介电常数、高电场强度、低介质损耗和高极化值。常见电容器材料有铁电陶瓷材料与聚合物材料两类，聚合物拥有较高的杨氏模量和高介电场强，其击穿场强接近400MV/m，但是介电常数较低，影响储能密度。另外，现有技术中通过添加陶瓷颗粒二氧化钛等具有较高的介电常数，高电位移以及低剩余极化，但是其击穿场强非常低。因此，若能二者优势结合在一起开发出具有高电场强度和高电位移，低剩余极化和高介电复合材料并将其应用在制备电容器中非常有意义。此外，复合材料还具有易加工、优良的电性能、成本较低等优点，但是在制备复合材料的过程中，大部分填料分散在聚合物中，填料的尺寸和两相界面的相容性影响复合材料的介电性能，使其不能满足市场的需求。一般来说，填料颗粒尺寸越小，越容易实现在聚合物的均匀分散，并且与基体形成的界面更大，界面效应更显著，且现有技术中的聚丙烯薄膜材料密度大、介电常数过低不能满足制备重量轻和高储能密度的大功率电容器，因此，需要对薄膜进行改性以满足制备电容器的条件。

如专利号为CN101599366B公开了一种金属化聚丙烯薄膜电容器，制备了具有方阻小，导电能力强的金属化聚丙烯薄膜。又如专利号为CN101604576A的专利公开了一种新型金属化聚丙烯薄膜电容器，制备得到的电容器频率高，比传统的薄膜电容器产品节省用材。但上述的方案并不能解决复合材料在聚丙烯中的相容性问题，制备的聚丙烯薄膜具有较大的界面效应明显，不能满足制备小电容器对材料的要求。

综合上，在电容器制备领域，特别是制备电容器中聚丙烯介质的过程中，其成分的相容性、介质材料的密度以及介电常数在实际制备应用中仍然存在需要解决的上述问题。

发明内容

本发明提出了一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器以解决现有技术中材料之间相容性差、介质材料密度大、介质材料的介电常数低，不能满足制备重量轻和高储能密度的大功率电容器条件的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器，所述电容器包括壳体以及电容芯，所述电容芯设置于所述壳体内部并具有从所述壳体伸出的两极，所述电容芯包括叠放的改性聚丙烯薄膜介质层和金属化聚丙烯薄膜层卷绕而成。

可选地，所述改性聚丙烯薄膜介质包括聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球的混合体系，且所述混合体系中所述聚丙烯酸树脂、所述环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球的重量份比例为1:1:1-3，所述混合体系占所述改性聚丙烯薄膜介质质量百分的35-65％。

可选地，所述改性聚丙烯薄膜介质按照质量百分比计，还包括以下成分：烃丙基甲基纤维素20-36％、SiO₂/BaSO₄复合微粒1-2％、调节剂1-5％、紫外吸收剂0.5-6％、抗氧化剂0.1-0.8％、分散剂1-3％、偶联剂10-25％。

可选地，所述聚丙烯薄膜介质的制备方法包括如下步骤：

S1、选用浓度为5mmol/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液作为复合介质，将质量比为0.1-0.5:1-10的SiO₂和BaSO₄加入搅拌釜中，后滴加浓度为2mol/L的盐酸，持续搅拌20-60min，经过离心、烘干的步骤后，球磨得到80-120目数的SiO₂/BaSO₄复合微粒；

S2、将上述比例的聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球混合形成混合体系，备用；

S3、对S2中的混合体系加热至熔融状态，形成充分塑化的熔融体，再与S1中的SiO₂/BaSO₄复合微粒混合，并加入偶联剂以及烃丙基甲基纤维素，均匀搅拌20-50min后，再加入调节剂、紫外吸收剂、抗氧化剂以及分散剂，充分混合后在挤压机中加压塑化，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成薄膜片；

S4、将薄膜片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到改性聚丙烯薄膜；

S5、将改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放，进行第一次热压处理，降至室温后，进行第二次热压处理，根据规格剪切后进行第三次热压处理，后将热压处理完成的改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放卷绕，安装在所述电容器的所述壳体内，得到利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器。

可选地，所述电容芯由单层或多层改性聚丙烯薄膜卷绕而成。

可选地，所述聚丙烯薄膜介质层的厚度为2-25μm；所述金属化聚丙烯薄膜层的厚度为2-15μm。

可选地，所述调节剂为亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯以及异辛酸钙按照重量份比为1-3:1-5：1的比例混合得到。

可选地，所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种。

可选地，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂。

可选地，S5中所述第一次热压处理以10-15℃/min升温至35-40℃，所述第二次热压处理以15-20℃/min升温至45-60℃，所述第三次热压处理以10-15℃/min升温至40-55℃。

与现有技术相比，本发明所取得的有益技术效果是：

1.本发明在80-120目数的SiO₂/BaSO₄复合微粒添加至改性聚丙烯薄膜的制备中，能均匀分散在改性聚丙烯薄膜介质中，保证利用该改性聚丙烯薄膜介质的电容器在高温高压的工作环境下仍能保持高的介电常数。

2.本发明中将重量份比例为1:1:1-3聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球在一定的工艺条件下形成混合体系，大大提高了聚合物之间的连续性，并在分散剂的协同作用下，促进SiO₂/BaSO₄复合微粒在聚丙烯介质中的相容性，并在偶联剂以及烃丙基甲基纤维素的协同作用下，获得一定密度以及综合性能佳的改性聚丙烯介质材料。

3.本发明中的混合体系中添加调节剂、紫外吸收剂、抗氧化剂，成分的共同作用下，大大提高了改性聚丙烯薄膜介质的抗氧化能力，增加电容器中金属化聚丙烯薄膜与空气接触容易氧化导致电容早期击穿失效的缺陷；且改性聚丙烯介质与金属化聚丙烯薄膜叠放后经过多次热压处理，能有效提高改性聚丙烯介质与金属化聚丙烯薄膜之间组合的质量，总体介电常数高、击穿强度增大，介电损耗减小，能满足制备重量轻和高储能密度的大功率电容器的条件并有效提高电容器的寿命。

4.本发明利用改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜共用，达到乘积效应，制备的电容器具有耐压、用材少、损耗低、容量大的优点，适合应用安装在多种的小型电器设备中。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。

图1是本发明实施例之一中改性聚丙烯薄膜介质的制备流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明为一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器，根据图1所示讲述以下实施例：

实施例1：

在本实施例中，提供一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器，所述电容器包括壳体以及电容芯，所述电容芯设置于所述壳体内部并具有从所述壳体伸出的两极，所述电容芯包括叠放的改性聚丙烯薄膜介质层和金属化聚丙烯薄膜层卷绕而成，且所述电容芯由单层或多层改性聚丙烯薄膜卷绕而成。其中，所述金属化聚丙烯薄膜层为将聚丙烯薄膜置于真空环境温度为950-1100℃下，真空环境的气压为0.2-0.5Pa的条件下，将锌铝复合金属蒸镀覆于所述聚丙烯薄膜的表面得到金属化薄膜。

另外，所述改性聚丙烯薄膜介质包括聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球的混合体系，且所述混合体系中所述聚丙烯酸树脂、所述环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球的重量份比例为1:1:1-3，所述混合体系占所述改性聚丙烯薄膜介质质量百分的35-65％；所述改性聚丙烯薄膜介质按照质量百分比计，还包括以下成分：烃丙基甲基纤维素20-36％、SiO₂/BaSO₄复合微粒1-2％、调节剂1-5％、紫外吸收剂0.5-6％、抗氧化剂0.1-0.8％、分散剂1-3％、偶联剂10-25％。具体地，所述调节剂为亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯以及异辛酸钙按照重量份比为1-3:1-5：1的比例混合得到；所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。

在本实施例中，提供所述聚丙烯薄膜介质的制备方法包括如下步骤：

S1、选用浓度为5mmol/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液作为复合介质，将质量比为0.1-0.5:1-10的SiO₂和BaSO₄加入搅拌釜中，后滴加浓度为2mol/L的盐酸，持续搅拌20-60min，经过离心、烘干的步骤后，球磨得到80-120目数的SiO₂/BaSO₄复合微粒；在本实施例中搅拌釜中的搅拌速度为50-80r/min；通过将材料进行处理以及控制材料颗粒大小，有助于提高其与改性聚丙烯的相容性，添加在改性聚丙烯介质中具有更佳的分散性，有效改善材料与改性聚丙烯介质的界面效应，并起到了增加改性聚丙烯介质介电常数的作用；

S2、将上述比例的聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球混合形成混合体系，备用；具体地，将聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球以此加入混合釜中，并控制在混合釜中的压力为0.2-0.5Mpa，温度为90-125℃，混合搅拌速度为500-1200r/min的条件下，混合40-60min，得到混合体系；从宏观上调控了混合体系中聚合物的连接性，并有助于后续中添加SiO2/BaSO4复合微粒、偶联剂以及烃丙基甲基纤维素在混合体系中的相容性以及对混合体系的改性程度；

S3、对S2中的混合体系加热至熔融状态，形成充分塑化的熔融体，再与S1中的SiO2/BaSO4复合微粒混合，并加入偶联剂以及烃丙基甲基纤维素，均匀搅拌20-50min后，再加入调节剂、紫外吸收剂、抗氧化剂以及分散剂，充分混合后在挤压机中加压塑化，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成薄膜片；此步骤中挤压塑化在双螺杆挤出机中进行，且双螺杆挤出机中的工作参数为：一区温度为95-135℃，二区温度为140-150℃，三区温度为145-160℃，四区温度为165-180℃，五区温度为120-150℃，模头温度为130-175℃，喂料速度为150-300r/min，螺杆转速为150-400r/min；

S4、将薄膜片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到改性聚丙烯薄膜；

S5、将改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放，在本实施例中，所述聚丙烯薄膜介质层的厚度优选为2-25μm；所述金属化聚丙烯薄膜层的厚度优选为2-15μm，进行第一次热压处理，以35-40℃/min的降温速率降至室温后，进行第二次热压处理，根据规格剪切后进行第三次热压处理，后将热压处理完成的改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放卷绕，安装在所述电容器的所述壳体内，得到利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器。在本实施例中，所述第一次热压处理以10-15℃/min升温至35-40℃，所述第二次热压处理以15-20℃/min升温至45-60℃，所述第三次热压处理以10-15℃/min升温至40-55℃。

实施例2：

在本实施例中，提供一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器，所述电容器包括壳体以及电容芯，所述电容芯设置于所述壳体内部并具有从所述壳体伸出的两极，所述电容芯包括叠放的改性聚丙烯薄膜介质层和金属化聚丙烯薄膜层卷绕而成，且所述电容芯由单层或多层改性聚丙烯薄膜卷绕而成。其中，所述金属化聚丙烯薄膜层为将聚丙烯薄膜置于真空环境温度为950℃下，真空环境的气压为0.2Pa的条件下，将锌铝复合金属蒸镀覆于所述聚丙烯薄膜的表面得到金属化薄膜。

另外，所述改性聚丙烯薄膜介质包括聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球的混合体系，且所述混合体系中所述聚丙烯酸树脂、所述环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球的重量份比例为1:1:1，所述混合体系占所述改性聚丙烯薄膜介质质量百分的35％；所述改性聚丙烯薄膜介质按照质量百分比计，还包括以下成分：烃丙基甲基纤维素36％、SiO₂/BaSO₄复合微粒1％、调节剂1％、紫外吸收剂0.5％、抗氧化剂0.1％、分散剂1.4％、偶联剂25％。具体地，所述调节剂为亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯以及异辛酸钙按照重量份比为1:1：1的比例混合得到；所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。

在本实施例中，提供所述聚丙烯薄膜介质的制备方法包括如下步骤：

S1、选用浓度为5mmol/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液作为复合介质，将质量比为0.1:1的SiO₂和BaSO₄加入搅拌釜中，后滴加浓度为2mol/L的盐酸，持续搅拌20min，经过离心、烘干的步骤后，球磨得到80目数的SiO₂/BaSO₄复合微粒；在本实施例中搅拌釜中的搅拌速度为80r/min；

S2、将上述比例的聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球混合形成混合体系，备用；具体地，将聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球以此加入混合釜中，并控制在混合釜中的压力为0.2Mpa，温度为90℃，混合搅拌速度为500r/min的条件下，混合40min，得到混合体系；

S3、对S2中的混合体系加热至熔融状态，形成充分塑化的熔融体，再与S1中的SiO₂/BaSO₄复合微粒混合，并加入偶联剂以及烃丙基甲基纤维素，均匀搅拌20min后，再加入调节剂、紫外吸收剂、抗氧化剂以及分散剂，充分混合后在挤压机中加压塑化，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成薄膜片；此步骤中挤压塑化在双螺杆挤出机中进行，且双螺杆挤出机中的工作参数为：一区温度为135℃，二区温度为150℃，三区温度为160℃，四区温度为180℃，五区温度为150℃，模头温度为175℃，喂料速度为300r/min，螺杆转速为400r/min；

S4、将薄膜片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到改性聚丙烯薄膜；

S5、将改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放，在本实施例中，所述聚丙烯薄膜介质层的厚度优选为25μm；所述金属化聚丙烯薄膜层的厚度优选为2μm，进行第一次热压处理，降至室温后，进行第二次热压处理，根据规格剪切后进行第三次热压处理，后将热压处理完成的改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放卷绕，安装在所述电容器的所述壳体内，得到利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器。在本实施例中，所述第一次热压处理以10℃/min升温至40℃，所述第二次热压处理以20℃/min升温至60℃，所述第三次热压处理以15℃/min升温至55℃。

实施例3：

在本实施例中，提供一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器，所述电容器包括壳体以及电容芯，所述电容芯设置于所述壳体内部并具有从所述壳体伸出的两极，所述电容芯包括叠放的改性聚丙烯薄膜介质层和金属化聚丙烯薄膜层卷绕而成，且所述电容芯由单层或多层改性聚丙烯薄膜卷绕而成。其中，所述金属化聚丙烯薄膜层为将聚丙烯薄膜置于真空环境温度为1100℃下，真空环境的气压为0.5Pa的条件下，将锌铝复合金属蒸镀覆于所述聚丙烯薄膜的表面得到金属化薄膜。

另外，所述改性聚丙烯薄膜介质包括聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球的混合体系，且所述混合体系中所述聚丙烯酸树脂、所述环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球的重量份比例为1:1:3，所述混合体系占所述改性聚丙烯薄膜介质质量百分的65％；所述改性聚丙烯薄膜介质按照质量百分比计，还包括以下成分：烃丙基甲基纤维素20％、SiO2/BaSO4复合微粒1％、调节剂0.7％、紫外吸收剂0.5％、抗氧化剂0.8％、分散剂1％、偶联剂11％。具体地，所述调节剂为亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯以及异辛酸钙按照重量份比为3:5：1的比例混合得到；所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的任意比例混合；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。

在本实施例中，提供所述聚丙烯薄膜介质的制备方法包括如下步骤：

S1、选用浓度为5mmol/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液作为复合介质，将质量比为0.5:10的SiO₂和BaSO₄加入搅拌釜中，后滴加浓度为2mol/L的盐酸，持续搅拌60min，经过离心、烘干的步骤后，球磨得到120目数的SiO₂/BaSO₄复合微粒；在本实施例中搅拌釜中的搅拌速度为80r/min；

S2、将上述比例的聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球混合形成混合体系，备用；具体地，将聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球以此加入混合釜中，并控制在混合釜中的压力为0.5Mpa，温度为125℃，混合搅拌速度为1200r/min的条件下，混合60min，得到混合体系；

S3、对S2中的混合体系加热至熔融状态，形成充分塑化的熔融体，再与S1中的SiO2/BaSO4复合微粒混合，并加入偶联剂以及烃丙基甲基纤维素，均匀搅拌50min后，再加入调节剂、紫外吸收剂、抗氧化剂以及分散剂，充分混合后在挤压机中加压塑化，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成薄膜片；此步骤中挤压塑化在双螺杆挤出机中进行，且双螺杆挤出机中的工作参数为：一区温度为135℃，二区温度为150℃，三区温度为160℃，四区温度为180℃，五区温度为120℃，模头温度为130℃，喂料速度为150r/min，螺杆转速为400r/min；

S4、将薄膜片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到改性聚丙烯薄膜；

S5、将改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放，在本实施例中，所述聚丙烯薄膜介质层的厚度优选为25μm；所述金属化聚丙烯薄膜层的厚度优选为2μm，进行第一次热压处理，降至室温后，进行第二次热压处理，根据规格剪切后进行第三次热压处理，后将热压处理完成的改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放卷绕，安装在所述电容器的所述壳体内，得到利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器。在本实施例中，所述第一次热压处理以10℃/min升温至40℃，所述第二次热压处理以20℃/min升温至60℃，所述第三次热压处理以10℃/min升温至40℃。

实施例4：

在本实施例中，提供一种利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器，所述电容器包括壳体以及电容芯，所述电容芯设置于所述壳体内部并具有从所述壳体伸出的两极，所述电容芯包括叠放的改性聚丙烯薄膜介质层和金属化聚丙烯薄膜层卷绕而成，且所述电容芯由单层或多层改性聚丙烯薄膜卷绕而成。其中，所述金属化聚丙烯薄膜层为将聚丙烯薄膜置于真空环境温度为1000℃下，真空环境的气压为0.3Pa的条件下，将锌铝复合金属蒸镀覆于所述聚丙烯薄膜的表面得到金属化薄膜。

另外，所述改性聚丙烯薄膜介质包括聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球的混合体系，且所述混合体系中所述聚丙烯酸树脂、所述环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球的重量份比例为1:1:2，所述混合体系占所述改性聚丙烯薄膜介质质量百分的45％；所述改性聚丙烯薄膜介质按照质量百分比计，还包括以下成分：烃丙基甲基纤维素30％、SiO2/BaSO4复合微粒1％、调节剂2％、紫外吸收剂0.5％、抗氧化剂0.1％、分散剂1.4％、偶联剂20％。具体地，所述调节剂为亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯以及异辛酸钙按照重量份比为2:3：1的比例混合得到；所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的混合；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。

在本实施例中，提供所述聚丙烯薄膜介质的制备方法包括如下步骤：

S1、选用浓度为5mmol/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液作为复合介质，将质量比为0.3:5的SiO₂和BaSO₄加入搅拌釜中，后滴加浓度为2mol/L的盐酸，持续搅拌20-60min，经过离心、烘干的步骤后，球磨得到100目数的SiO₂/BaSO₄复合微粒；在本实施例中搅拌釜中的搅拌速度为65r/min；

S2、将上述比例的聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球混合形成混合体系，备用；具体地，将聚丙烯酸树脂、环氧树脂以及所述丁烯-马来酸酐共聚物微球以此加入混合釜中，并控制在混合釜中的压力为0.3Mpa，温度为120℃，混合搅拌速度为850r/min的条件下，混合50min，得到混合体系；

S3、对S2中的混合体系加热至熔融状态，形成充分塑化的熔融体，再与S1中的SiO₂/BaSO₄复合微粒混合，并加入偶联剂以及烃丙基甲基纤维素，均匀搅拌20-50min后，再加入调节剂、紫外吸收剂、抗氧化剂以及分散剂，充分混合后在挤压机中加压塑化，然后注入T型模头，通过模头的唇口挤出片状熔融体，经激冷辊双面定型成薄膜片；此步骤中挤压塑化在双螺杆挤出机中进行，且双螺杆挤出机中的工作参数为：一区温度为120℃，二区温度为145℃，三区温度为155℃，四区温度为170℃，五区温度为130℃，模头温度为140℃，喂料速度为180r/min，螺杆转速为250r/min；

S4、将薄膜片置于纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸，然后经冷却定型、定幅切边、厚度检验和电晕处理，得到改性聚丙烯薄膜；

S5、将改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放，在本实施例中，所述聚丙烯薄膜介质层的厚度优选为15μm；所述金属化聚丙烯薄膜层的厚度优选为10μm，进行第一次热压处理，降至室温后，进行第二次热压处理，根据规格剪切后进行第三次热压处理，后将热压处理完成的改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜叠放卷绕，安装在所述电容器的所述壳体内，得到利用改性聚丙烯薄膜介质的电容器。在本实施例中，所述第一次热压处理以12℃/min升温至35℃，所述第二次热压处理以18℃/min升温至50℃，所述第三次热压处理以12℃/min升温至50℃。

对比例1：

与实施例4的区别仅在于未在改性聚丙烯薄膜中添加SiO₂/BaSO₄复合微粒。

对比例2：

与实施例4的区别仅在于聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球的比例为1:1:10。

对比例3：

与实施例4的区别仅在于聚丙烯酸树脂、环氧树脂以1:1的重量份比形成混合体系。

对比例4：

与实施例4的区别仅在于未添加调节剂。

对比例5：

与实施例4的区别仅在于未添加紫外吸收剂。

对比例6：

与实施例4的区别仅在于未添加抗氧化剂。

对比例7：

与实施例4的区别仅在于聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球形成的混合体系，未经过偶联剂以及烃丙基甲基纤维素的协同作用。

对比例8：

与实施例4的区别仅在于改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜共用，未经过热压处理。

对比例9：

与实施例4的区别仅在于直接将改性聚丙烯薄膜卷绕应用于制备电容器中。

对比例10：

与实施例4的区别仅在于直接将金属化聚丙烯薄膜卷绕应用于制备电容器中。

将实施例2-4以及对比例1-10制备的材料进行相关性能测试，结果如下表1。

表1

由表1的数据分析可知：本发明制备的含SiO₂/BaSO₄复合微粒，有助于提高改性聚丙烯介质的介电常数，且改性聚丙烯介质与金属化聚丙烯叠放并经过多次热压后，具有更高的介电常数，而且材料的综合性能优异，且添加调节剂、紫外吸收剂以及抗氧化剂后具有较佳的抗氧化、耐候性能，能保证其使用的可靠性，适合在高温高压的电容器环境中使用。

另外，将实施例2-4以及对比例1-10制备的材料应用在制备电容器中，所有检测试验需保证安全的前提下进行，对制备的电容器进行相关性能测试，其中，测试击穿强度采用程控耐压测试仪、测试介电常数采用射频阻抗材料分析仪，测试介电损耗因子采用射频阻抗材料分析仪，测试储能密度采用铁电材料测试仪，结果如下表2。

表2

由表2的数据分析可知：本发明在改性聚丙烯薄膜中添加SiO₂/BaSO₄复合微粒，有助于提高改性聚丙烯介质的介电常数，并获得较高的储能密度；由对比例2和对比例3分别与实施例4对比分析可知：本发明中重量份比例为1:1:1-3的聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球形成的混合体系，且混合体系占所述改性聚丙烯薄膜介质质量百分的35-65％，在制备改性聚丙烯薄膜的过程大大提高了聚合物之间的连续性，能获得一定密度以及综合性能佳的改性聚丙烯介质材料，有助于提高改性聚丙烯薄膜的介电常数、储能密度以及击穿场强；对比例4、对比例5以及对比例6分别与实施例4比较可知，虽然添加的调节剂、紫外吸收剂以及抗氧剂为功能性成分，但是在本发明中，起到了一个整体的作用，其不仅能发挥其本身对应的抗氧化、热稳定作用外，对改性聚丙烯薄膜整体的性能也起到一定的影响，因此，在本申请中限定其添加量，保证其在本申请中起到一个较佳的协同作用；对比例7与实施例4比较可知：聚丙烯酸树脂、环氧树脂、丁烯-马来酸酐共聚物微球形成的混合体系经过改性处理后，能获得更佳的介电常数、击穿场强以及储能密度；对比例8与实施例4比较可知：在本发明中多次热压处理能提高材料的介电常数、击穿场强以及储能密度，保证其应用在制备电容器中的质量；对比例9和对比例10分别与实施例4比较可知：本发明中的改性聚丙烯薄膜与金属化聚丙烯薄膜共用，达到乘积效应，使得制备的电容器具有耐压、用材少、损耗低、容量大的优点。

综合上，本发明制备得到的改性聚丙烯薄膜介质具有密度适宜、综合性能佳、总体介电常数高、击穿强度增大，介电损耗减小的优点，且能保证利用该改性聚丙烯薄膜介质的电容器在高温高压的工作环境下仍能保持高的介电常数，满足制备重量轻和高储能密度的大功率电容器的条件并有效提高电容器的寿命。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。