一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法

文档序号:1254092 发布日期:2020-08-21 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法 (Polypropylene film for high-temperature-resistant capacitor and preparation method thereof ) 是由 张晨晨 丁国成 杨海涛 吴兴旺 尹睿涵 朱太云 秦少瑞 胡啸宇 于 2020-06-05 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法,其包括聚丙烯基膜层以及分别设置在聚丙烯基膜层两个面的耐高温层以及耐候层,并在耐高温层添加Mn元素以及纳米石墨烯,并制备成蜂窝状结构,有助于提高聚丙烯薄膜整体的耐高温性能,且聚丙烯基膜层在在制备的过程中添加金属离子,有助于在后续的升温扩散处理步骤中,聚丙烯基膜层与镀锌层的紧密度,使得镀锌层与镀铝层不仅能形成致密的镀层,达到耐候的效果,还解决了现有技术中镀层容易脱落,不耐磨和热变形的问题。且制备的聚丙烯薄膜应用在电容器制备中,耐高温层含有的纳米石墨烯能提高电容器的电气性能,还具有电容器承受电流能力高、寿命长发,易储存的优点。(The invention provides a polypropylene film for a high-temperature-resistant capacitor and a preparation method thereof, wherein the polypropylene film comprises a polypropylene-based film layer, and a high-temperature-resistant layer and a weather-resistant layer which are respectively arranged on two surfaces of the polypropylene-based film layer, Mn element and nano graphene are added into the high-temperature-resistant layer to prepare a honeycomb structure, so that the whole high-temperature-resistant performance of the polypropylene film is improved, metal ions are added into the polypropylene-based film layer in the preparation process, the compactness between the polypropylene-based film layer and a zinc coating layer in the subsequent heating diffusion treatment step is improved, a compact coating layer can be formed by the zinc coating layer and the aluminum coating layer, the weather-resistant effect is achieved, and the problems that the coating layer is easy to fall off, and is not wear-resistant. The prepared polypropylene film is applied to the preparation of the capacitor, the nano graphene contained in the high-temperature resistant layer can improve the electrical performance of the capacitor, and the high-temperature resistant layer also has the advantages of high current bearing capacity, long service life and easiness in storage.)

一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子元件技术领域,具体涉及一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚丙烯薄膜电容器作为一种重要的电子元件,具有很多优良的特性,广泛应用于电视机、收录机、DVD及各种通讯器材电子仪器的直流、脉冲电路中。现有技术中通过在电容器的外壳和芯子之间灌注一些材料来提高电容器的电气性能、绝缘性能以及耐热性能,但往往在灌注材料的过程中存在灌注不均匀、存在气泡以及开裂的问题,且耐热性能也不能满足消费者的需求。另外,使用聚丙烯薄膜作为电容器诱导体的电容器,在发动室内温度升高的环境,加上电容器的自热等考虑,现有技术中将聚丙烯薄膜进行简单的表面金属化,但表面金属化涂层存在牢度较差、致密性差、易脱落、不耐磨和热变形等缺点,从而出现电容器在使用过程中出现潮气侵入导致容量波动,不稳定的问题。

现有技术中也有通过优化聚丙烯材料来改进电容器的性能的,如专利号为CN104725722A公开的一种电容器薄膜用聚丙烯复合材料,制备得到弹性模量高,强度强的薄膜材料。再如美国专利US4957771公开了离子轰击法提高高压绝缘体击穿强度的方法,使表面准金属化来获得聚丙烯薄膜材料。但这些专利的方案中并没有给出如何提高电容器电气性能的方案,也没有解决现有技术中聚丙烯薄膜耐高温性能差、镀层易脱落以及整体致密性差的问题。

综上所述,在制备电容器用聚丙烯薄膜领域,仍然具有亟待解决的上述问题,因此,需要提供一种技术方案来解决对应的技术问题。

发明内容

本发明提出了一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法以解决现有技术中电容器用的聚丙烯薄膜的耐热性能差,电气性差,以及金属化涂层存在牢度较差、易脱落、不耐磨和热变形等问题。

为了解决上述问题,本发明采用如下技术方案:

一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜,包括聚丙烯基膜层,所述聚丙烯基膜层的一面连接有耐高温层,另一面镀有耐候层,且所述耐高温层为废弃的金属化聚丙烯薄膜经过回收处理工艺后形成的蜂窝状结构;所述聚丙烯基膜层的制备工艺包括注入剂量为1010-1015/cm2的金属离子。

可选地,所述耐高温层的制备工艺为:回收废弃的金属化聚丙烯薄膜并放入浓度为10-15%的硫酸洗涤液中浸泡10-15min;经过第一道水洗后,继续放入pH在3.4-6.2的酸洗涤液中浸泡30-60min;经过第二道水洗并沥干后,在在碾压机的作用下形成聚丙烯薄膜碎片,并将碎片放入旋转加热炉中旋转加热使得所述聚丙烯薄膜碎片软化,并保持恒温的条件下添加Mn元素以及纳米石墨烯;在一定的旋转速度下继续旋转加热15-20min,迅速开启阀门,得到耐高温层材料;将耐高温层材料放置在具有蜂窝结构的机械下作用。

可选地,所述聚丙烯基膜层的制备工艺还包括:选取电工级全同立构规整型的丙烯酸树脂,加压混炼塑化后形成充分塑化的熔融体,经过预过滤器和精密过滤器除去熔体中的杂质和未熔物将丙烯酸树脂注入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聚丙烯基膜层。

可选地,所述蜂窝状结构的空隙填充介质材料。

可选地,所述金属离子为Zr离子、Zn离子、Al离子中的一种或多种。

可选地,所述耐候层包括锌镀层以及铝镀层。

可选地,所述Mn元素的添加量为占耐高温层质量百分比0.001-0.003%。

可选地,所述纳米石墨烯的添加量为占耐高温层质量百分比0.01-0.05%。

可选地,所述旋转速度为350-500r/min。

另外,本发明还提供一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜的制备方法,包括以下步骤:

S1、将制备聚丙烯基膜层进行预处理:对聚丙烯基膜层的进行电晕放电处理,后进行多次的时效处理;

S2、将预处理后的聚丙烯基膜层送入真空镀膜机中,通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚中,锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气,在镀膜室中对聚丙烯基膜层的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层;

S3、将铝丝送入蒸发坩埚中,铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气,在超声波发生器的作用下,继续在镀膜室中对锌镀层的上表面进行真空蒸镀作业形成铝镀层;

S4、进行升温扩散处理;

S5、将上述制备的具有蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层的未电晕面,制备得到耐高温电容器用聚丙烯薄膜。

与现有技术相比,本发明所取得的有益技术效果是:

1.本发明的聚丙烯薄膜应用在电容器的制备中,具有显著的耐高温的优点,且耐高温层设置为蜂窝状结构,有助于内部自热产生的热量的均匀化并有助于提高聚丙烯薄膜整体的耐热性能。

2.本发明的耐高温层将废弃的金属化聚丙烯薄膜回收加工后再利用,有利于废物再利用,实现资源最大利用化,降低生产的成本。

3.本发明的耐高温层中添加一定量的Mn元素以及纳米石墨烯,起到协同作用,使得聚丙烯薄膜具有显著的耐高温特性,且Mn元素不仅能在升温扩散处理工艺中与聚丙烯基膜层中的金属离子形成均匀的共晶体,使得耐高温层在热压工艺下连接的更加紧密,另外,聚丙烯基膜层中的金属离子在升温扩散处理的过程中还能促进聚丙烯基膜层与镀锌层的紧密度,使得镀锌层与镀铝层不仅能形成致密的氧化层,达到耐候的效果,还解决了现有技术中镀层容易脱落,不耐磨和热变形的问题。

4.本发明制备的聚丙烯薄膜应用在电容器制备中,耐高温层含有的纳米石墨烯有助于提高电容器的电气性能,还具有电容器承受电流能力高、寿命长发,易储存的优点。

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一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜的制备流程示意图;

图2是本发明实施例之一中一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜的示意图;

图3是本发明实施例之一中一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜中的耐高温层的蜂窝状结构的示意图。

附图标记:

1-聚丙烯基膜层;2-耐高温层;3-锌镀层;4-铝镀层。

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。

本发明为一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法,根据图1-3所示讲述以下实施例:

实施例1:

在优选的实施例中,本实施例提供一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜,包括聚丙烯基膜层,所述聚丙烯基膜层的一面连接有耐高温层,另一面镀有耐候层,且所述耐高温层为废弃的金属化聚丙烯薄膜经过回收处理工艺后形成的蜂窝状结构,且所述耐候层包括锌镀层以及铝镀层,所述蜂窝状结构的空隙填充介质材料。

所述耐高温层的制备工艺为:回收废弃的金属化聚丙烯薄膜并放入浓度为10-15%的硫酸洗涤液中浸泡10-15min;经过第一道水洗后,继续放入pH在3.4-6.2的酸洗涤液中浸泡30-60min,此处所述的酸洗涤液为质量百分比浓度为5%的硫酸以及质量百分比浓度为5%的盐酸,且硫酸与盐酸的比例为1:2;经过第二道水洗并沥干后,在在碾压机的作用下形成聚丙烯薄膜碎片,并将碎片放入旋转加热炉中旋转加热使得所述聚丙烯薄膜碎片软化,并保持恒温的条件下添加Mn元素以及纳米石墨烯;在一定的旋转速度下继续旋转加热15-20min,迅速开启阀门,得到耐高温层材料;将耐高温层材料放置在具有蜂窝结构的机械下作用,且所述Mn元素的添加量为占耐高温层质量百分比0.001-0.003%;所述纳米石墨烯的添加量为占耐高温层质量百分比0.01-0.05%。在本实施例中所述旋转速度为350-500r/min,且所述金属化聚丙烯薄膜中至少含有Al元素。添加特定的Mn元素,使得其在整个聚丙烯薄膜的体系中发挥较佳的作用,不至于与聚丙烯基膜层中的金属离子形成过多或多少的晶体,促进在后续的热压工艺中的形成连接,降低出现层间出现连接不紧密,存在空隙或空气的概率,提高聚丙烯薄膜制备的质量,且能增加聚丙烯薄膜整体的耐高温性能。另外,废弃的金属化聚丙烯薄膜中含有Al元素能有Mn元素形成MnAl6化合物弥散粒子并分布在耐高温层中,而适当比例的Mn元素能降低形成过多的MnAl6化合物,导致偏析,因此,特定的Mn元素添加,对本发明中发方案起到积极的作用。而纳米石墨烯作为一种辅助作用的物质,与Mn元素协同作用,进一步增加聚丙烯薄膜的耐高温性能,同时在应用在电容器中,能增强电容器的储电性能。

所述聚丙烯基膜层的制备工艺还包括:选取电工级全同立构规整型的丙烯酸树脂,加压混炼塑化后形成充分塑化的熔融体,经过预过滤器和精密过滤器除去熔体中的杂质和未熔物;往丙烯酸树脂中注入剂量为1010-1015/cm2的金属离子;后将含有金属离子的丙烯酸树脂注入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聚丙烯基膜层,且在本实施例所述金属离子由金属在放电钯室中并在气压为2-3Pa的氩气,工作电压为45-50千伏下电离形成的金属离子;所述金属离子为Zr离子、Zn离子、Al离子中的一种或多种。注入的金属离子能使得聚丙烯基膜层具有适当的金属化,使其符合应用在电容器的制备中,同时能与耐高温层与耐候层形成更佳的连接关系,提高层间的附着力,降低镀层脱落,热变形的概率。

另外,本实施例中还提供一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜的制备方法,包括以下步骤:

S1、将制备聚丙烯基膜层进行预处理:对聚丙烯基膜层的进行电晕放电处理,后进行多次的时效处理;在本实施例中所述的时效处理包括第一阶段以及第二阶段,所述第一阶段为将所述聚丙烯基膜层送入温度为80-90℃的处理室中,并以15-20mm/min的速度将聚丙烯基膜层进行拉伸至110-120%;所述第二阶段为将经过第一阶段处理后的聚丙烯基膜层以25-45℃/min的速度冷却至室温后,以0.5-0.8mm/min的速率将聚丙烯基膜层拉伸至100.1-105%;进行多次时效处理能使聚丙烯基膜层获得较佳的性能参数以及获得较佳的表面,使其在后续的镀锌以及镀铝工艺中形成均匀的镀层。

S2、将预处理后的聚丙烯基膜层送入真空镀膜机中,通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚中,锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气,在镀膜室中对聚丙烯基膜层的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层,且本实施例中所述真空镀膜机的真空条件为5-15mba;

S3、将铝丝送入蒸发坩埚中,铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气,在超声波发生器的作用下,继续在镀膜室中对锌镀层的上表面进行真空蒸镀作业形成铝镀层,且所述超声波发生器的超声波频率为0.5-5MHz;

S4、进行升温扩散处理;在本实施例中,所述升温扩散处理分为三段式,包括一段以10-15℃/h,从室温升至50℃;二段以15-20℃/h,从50℃升至80℃;三段以20-25℃/h,从80℃升至120℃,且在升温扩散处理的整个过程中通入氧气,加速镀铝层形成致密的氧化膜;升温处理中还能促进耐高温层、聚丙烯基膜层以及镀锌层和镀铝层之间的金属的微观组织变化,有助于提高聚丙烯薄膜整体的致密性以及稳定性。

S5、将上述制备的具有蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层的未电晕面,制备得到耐高温电容器用聚丙烯薄膜,且聚丙烯薄膜的总厚度为4.0μm-6.0μm,其中所述耐高温层、所述聚丙烯基膜层以及所述耐候层的厚度比为0.5-0.8:1:0.1-0.5,且所述锌镀层以及所述铝镀层的厚度比例为1:1-5。在本实施例中,能通过热压工艺将蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层,且所述热压工艺的条件为:温度为95-200℃。

实施例2:

本实施例应当理解为包含前述实施例的全部特征,并在其基础上进一步优化,因此,本实施例中提供一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法,所述的聚丙烯薄膜包括聚丙烯基膜层,所述聚丙烯基膜层的一面连接有耐高温层,另一面镀有耐候层,且所述耐候层包括锌镀层以及铝镀层。

所述聚丙烯薄膜的制备方法,具体步骤如下:

S1、耐高温层的制备工艺为:回收废弃的金属化聚丙烯薄膜并放入浓度为10%的硫酸洗涤液中浸泡10min;经过第一道水洗后,继续放入pH在3.4的酸洗涤液中浸泡45min,此处所述的酸洗涤液为质量百分比浓度为5%的硫酸以及质量百分比浓度为5%的盐酸,且硫酸与盐酸的比例为1:2;经过第二道水洗并沥干后,在在碾压机的作用下形成聚丙烯薄膜碎片,并将碎片放入旋转加热炉中旋转加热使得所述聚丙烯薄膜碎片软化,并保持恒温的条件下添加Mn元素以及纳米石墨烯,且所述Mn元素的添加量为占耐高温层质量百分比0.001%;所述纳米石墨烯的添加量为占耐高温层质量百分比0.01%;在旋转速度为350-500r/min的条件下继续旋转加热15-20min,迅速开启阀门,得到耐高温层材料;将耐高温层材料放置在具有蜂窝结构的机械下作用形成蜂窝状结构,所述蜂窝状结构的空隙中能填充介质材料;

S2、聚丙烯基膜层的制备工艺还包括:选取电工级全同立构规整型的丙烯酸树脂,加压混炼塑化后形成充分塑化的熔融体,经过预过滤器和精密过滤器除去熔体中的杂质和未熔物;往丙烯酸树脂中注入剂量为1010/cm2的金属离子;后将含有金属离子的丙烯酸树脂注入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聚丙烯基膜层,且在本实施例所述金属离子由金属在放电钯室中并在气压为2Pa的氩气,工作电压为45千伏下电离形成的金属离子;所述金属离子为Zr离子;

S3、将制备聚丙烯基膜层进行预处理:对聚丙烯基膜层的进行电晕放电处理,后进行多次的时效处理,且在本实施例中所述的时效处理包括第一阶段以及第二阶段,所述第一阶段为将所述聚丙烯基膜层送入温度为80℃的处理室中,并以15mm/min的速度将聚丙烯基膜层进行拉伸至110%;所述第二阶段为将经过第一阶段处理后的聚丙烯基膜层以25℃/min的速度冷却至室温后,以0.5mm/min的速率将聚丙烯基膜层拉伸至100.1%;

S4、将预处理后的聚丙烯基膜层送入真空镀膜机中,通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚中,锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气,在镀膜室中对聚丙烯基膜层的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层;

S5、将铝丝送入蒸发坩埚中,铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气,在超声波发生器的作用下,继续在镀膜室中对锌镀层的上表面进行真空蒸镀作业形成铝镀层,且所述超声波发生器的超声波频率为0.5MHz;

S6、进行升温扩散处理;在本实施例中,所述升温扩散处理分为三段式,包括一段以10℃/h,从室温升至50℃;二段以15℃/h,从50℃升至80℃;三段以20℃/h,从80℃升至120℃,且在升温扩散处理的整个过程中通入氧气;

S7、将上述制备的具有蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层的未电晕面,制备得到耐高温电容器用聚丙烯薄膜,且聚丙烯薄膜的总厚度为4.0μmμm,其中所述耐高温层、所述聚丙烯基膜层以及所述耐候层的厚度比为0.5:1:0.1,且所述锌镀层以及所述铝镀层的厚度比例为1:1。在本实施例中,能通过热压工艺将蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层,且所述热压工艺的条件为:温度为95℃。

实施例3:

本实施例应当理解为至少包含前述任一个实施例的全部特征,并在其基础上进一步优化,因此,本实施例中提供一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法,所述的聚丙烯薄膜包括聚丙烯基膜层,所述聚丙烯基膜层的一面连接有耐高温层,另一面镀有耐候层,且所述耐候层包括锌镀层以及铝镀层。

所述聚丙烯薄膜的制备方法,具体步骤如下:

S1耐高温层的制备工艺为:回收废弃的金属化聚丙烯薄膜并放入浓度为15%的硫酸洗涤液中浸泡15min;经过第一道水洗后,继续放入pH在4.5的酸洗涤液中浸泡45min,此处所述的酸洗涤液为质量百分比浓度为5%的硫酸以及质量百分比浓度为5%的盐酸,且硫酸与盐酸的比例为1:2;经过第二道水洗并沥干后,在在碾压机的作用下形成聚丙烯薄膜碎片,并将碎片放入旋转加热炉中旋转加热使得所述聚丙烯薄膜碎片软化,并保持恒温的条件下添加Mn元素以及纳米石墨烯,且所述Mn元素的添加量为占耐高温层质量百分比0.002%;所述纳米石墨烯的添加量为占耐高温层质量百分比0.03%;在旋转速度为450r/min的条件下继续旋转加热20min,迅速开启阀门,得到耐高温层材料;将耐高温层材料放置在具有蜂窝结构的机械下作用形成蜂窝状结构,所述蜂窝状结构的空隙中能填充介质材料;

S2、聚丙烯基膜层的制备工艺还包括:选取电工级全同立构规整型的丙烯酸树脂,加压混炼塑化后形成充分塑化的熔融体,经过预过滤器和精密过滤器除去熔体中的杂质和未熔物;往丙烯酸树脂中注入剂量为1012/cm2的金属离子;后将含有金属离子的丙烯酸树脂注入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聚丙烯基膜层,且在本实施例所述金属离子由金属在放电钯室中并在气压为2-3Pa的氩气,工作电压为50千伏下电离形成的金属离子;所述金属离子为Al离子;

S3、将制备聚丙烯基膜层进行预处理:对聚丙烯基膜层的进行电晕放电处理,后进行多次的时效处理,且在本实施例中所述的时效处理包括第一阶段以及第二阶段,所述第一阶段为将所述聚丙烯基膜层送入温度为85℃的处理室中,并以18mm/min的速度将聚丙烯基膜层进行拉伸至115%;所述第二阶段为将经过第一阶段处理后的聚丙烯基膜层以35℃/min的速度冷却至室温后,以0.6mm/min的速率将聚丙烯基膜层拉伸至100.5%;

S4、将预处理后的聚丙烯基膜层送入真空镀膜机中,通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚中,锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气,在镀膜室中对聚丙烯基膜层的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层;

S5、将铝丝送入蒸发坩埚中,铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气,在超声波发生器的作用下,继续在镀膜室中对锌镀层的上表面进行真空蒸镀作业形成铝镀层,且所述超声波发生器的超声波频率为3MHz;

S6、进行升温扩散处理;在本实施例中,所述升温扩散处理分为三段式,包括一段以12℃/h,从室温升至50℃;二段以18℃/h,从50℃升至80℃;三段以22℃/h,从80℃升至120℃,且在升温扩散处理的整个过程中通入氧气;

S7、将上述制备的具有蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层的未电晕面,制备得到耐高温电容器用聚丙烯薄膜,且聚丙烯薄膜的总厚度为5.0μm,其中所述耐高温层、所述聚丙烯基膜层以及所述耐候层的厚度比为0.6:1:0.3,且所述锌镀层以及所述铝镀层的厚度比例为1:3。在本实施例中,能通过热压工艺将蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层,且所述热压工艺的条件为:温度为120℃。

实施例4:

本实施例应当理解为至少包含前述任一个实施例的全部特征,并在其基础上进一步优化,因此,本实施例中提供一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法,所述的聚丙烯薄膜包括聚丙烯基膜层,所述聚丙烯基膜层的一面连接有耐高温层,另一面镀有耐候层,且所述耐候层包括锌镀层以及铝镀层。

所述聚丙烯薄膜的制备方法,具体步骤如下:

S1、耐高温层的制备工艺为:回收废弃的金属化聚丙烯薄膜并放入浓度为10%的硫酸洗涤液中浸泡15min;经过第一道水洗后,继续放入pH在3.4的酸洗涤液中浸泡60min,此处所述的酸洗涤液为质量百分比浓度为5%的硫酸以及质量百分比浓度为5%的盐酸,且硫酸与盐酸的比例为1:2;经过第二道水洗并沥干后,在在碾压机的作用下形成聚丙烯薄膜碎片,并将碎片放入旋转加热炉中旋转加热使得所述聚丙烯薄膜碎片软化,并保持恒温的条件下添加Mn元素以及纳米石墨烯,且所述Mn元素的添加量为占耐高温层质量百分比0.003%;所述纳米石墨烯的添加量为占耐高温层质量百分比0.01%;在旋转速度为500r/min的条件下继续旋转加热20min,迅速开启阀门,得到耐高温层材料;将耐高温层材料放置在具有蜂窝结构的机械下作用形成蜂窝状结构,所述蜂窝状结构的空隙中能填充介质材料;

S2、聚丙烯基膜层的制备工艺还包括:选取电工级全同立构规整型的丙烯酸树脂,加压混炼塑化后形成充分塑化的熔融体,经过预过滤器和精密过滤器除去熔体中的杂质和未熔物;往丙烯酸树脂中注入剂量为1015/cm2的金属离子;后将含有金属离子的丙烯酸树脂注入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聚丙烯基膜层,且在本实施例所述金属离子由金属在放电钯室中并在气压为2-3Pa的氩气,工作电压为45千伏下电离形成的金属离子;所述金属离子为Zr离子以及Al离子任意比例的混合;

S3、将制备聚丙烯基膜层进行预处理:对聚丙烯基膜层的进行电晕放电处理,后进行多次的时效处理,且在本实施例中所述的时效处理包括第一阶段以及第二阶段,所述第一阶段为将所述聚丙烯基膜层送入温度为90℃的处理室中,并以20mm/min的速度将聚丙烯基膜层进行拉伸至110%;所述第二阶段为将经过第一阶段处理后的聚丙烯基膜层以45℃/min的速度冷却至室温后,以0.5mm/min的速率将聚丙烯基膜层拉伸至100.1%;

S4、将预处理后的聚丙烯基膜层送入真空镀膜机中,通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚中,锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气,在镀膜室中对聚丙烯基膜层的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层;

S5、将铝丝送入蒸发坩埚中,铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气,在超声波发生器的作用下,继续在镀膜室中对锌镀层的上表面进行真空蒸镀作业形成铝镀层,且所述超声波发生器的超声波频率为5MHz;

S6、进行升温扩散处理;在本实施例中,所述升温扩散处理分为三段式,包括一段以15℃/h,从室温升至50℃;二段以20℃/h,从50℃升至80℃;三段以25℃/h,从80℃升至120℃,且在升温扩散处理的整个过程中通入氧气;

S7、将上述制备的具有蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层的未电晕面,制备得到耐高温电容器用聚丙烯薄膜,且聚丙烯薄膜的总厚度为6.0μm,其中所述耐高温层、所述聚丙烯基膜层以及所述耐候层的厚度比为0.8:1:0.5,且所述锌镀层以及所述铝镀层的厚度比例为1:5。在本实施例中,能通过热压工艺将蜂窝状结构的耐高温材料连接在所述聚丙烯基膜层,且所述热压工艺的条件为:温度为200℃。

对比例1:

本对比例与实施例3的区别仅仅在于所述聚丙烯薄膜由聚丙烯树脂直接制备得到。

对比例2:

本对比例与实施例3的区别仅仅在于未设置耐高温层。

对比例3:

本对比例与实施例3的区别仅仅在于耐高温层中未加入Mn元素。

对比例4:

本对比例与实施例3的区别仅仅在于耐高温层中未加入纳米石墨烯。

对比例5:

本对比例与实施例3的区别仅仅在于耐高温层未设置为蜂窝状结构。

对比例6:

本对比例与实施例3的区别仅仅在于制备工艺中,聚丙烯薄膜未经过升温扩散处理。

将上述实施例2-4制备的聚丙烯薄膜以及对比例1-6制备的聚丙烯薄膜进行相关的性能测试,结果如下表1。

表1

需要说明的是:上述表1中的试验结果为简单的肉眼主观评价,试验数据为粗糙记录,其中,佳代表该项目的性能最好,其次是良好,再其次是一般,最后是差。并由上述表1的记录可知,本申请中的聚丙烯薄膜具有极佳的耐高温性能,且蜂窝状结构的设置,以及耐高温层中Mn元素以及纳米石墨烯的协同作用下,使得本申请的聚丙烯薄膜具有显著的耐热性能。另外,形成的锌镀层以及铝镀层不易脱落,也说明了本申请中的聚丙烯基膜层中添加一定的金属离子有助于促进镀层的附着力。总体上制备的聚丙烯薄膜不容易出现热变形,且总体上致密性佳,有助于应用在电容器的制备中,获得容量稳定的电容器。

将上述实施例1-4以及对比例1-6制备的聚丙烯薄膜应用在制备电容器中,聚丙烯薄膜被填充环氧树脂,并通过常规的检测试验,并从市场中购买的铝电解电容器作为另一对照组,在相同的条件下进行检查试验,得到如下表2所述的性能结果。

表2

由上述表2中的性能记录可知,将聚丙烯薄膜应用在电容器的制备中具有电容量稳定性高、耐电压高、损耗小、容易储存以及使用寿命长的优点,且本申请制备的聚丙烯薄膜有助于提高电容器的耐热性能。

综合上,本发明的聚丙烯薄膜具有显著的耐高温的优点,将其应用在制备电容器中,有助于提高电容器的耐热性能,并解决现有技术中电容器在使用过程中出现潮气侵入导致容量波动,不稳定的问题。

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。

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