用于电容器的聚碳酸酯膜、制备方法及由其制造的制品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容设及聚合物膜，并且特别是对电容器的制造有用的聚合物膜。
【背景技术】
[0002] 具有高体积能量密度、高操作溫度、和长寿命的静电膜电容器是用于脉冲电源、机 动车和工业电子的关键组件。电容器实质是具有由绝缘(介电）膜的薄层分隔的两个平行导 电板的能量存储装置。当横穿该板施加电压时，电介质中的电场转移电荷，从而存储能量。 由电容器存储的能量的量取决于绝缘材料的介电常数和击穿电压、W及膜的尺寸(总面积 和厚度），使得为了最大化电容器可W积聚的能量的总量，最大化膜的介电常数和击穿电 压、W及最小化膜的厚度。因为对于电容器的性能，电容器中的介电材料的物理特性是主要 的决定因素，因此改善电容器中介电材料的一个或多个物理性质可W导致电容器组件相应 的性能改善，通常导致其中嵌入了该电容器组件的电子系统或产品的性能增强和寿命增 加。
[0003] 由双轴取向的聚丙締(B0PP)制成的静电膜电容器已经用于要求低损耗因子、高绝 缘电阻和低介质吸收的应用中，如在电气设备、电子装置、烘箱和烙炉、冰箱、机动车、和家 用器具中。然而，约为2.2的低介电常数(DK)W及约100°C的最大使用溫度限制了运些电容 器在要求高操作溫度和/或高能量密度的应用中的使用。
[0004] 因此在本领域中仍然对新型膜W及用于可W生产优异的电性能、特别是高击穿强 度的膜的它们的制造方法存在需要。如果运样的膜可W在比B0PP膜更高的溫度下运行将是 另外的优点。
【发明内容】
[0005] 本文公开了一种膜，该膜包含苯并化咯酬共聚碳酸醋和不是苯并化咯酬共聚碳酸 醋的第二聚碳酸醋;苯并化咯酬共聚碳酸醋包含第一重复单元和不同于第一重复单元的第 二重复单元，其中第一重复单元是苯并化咯酬碳酸醋单元
[0006]
[0007] 其中，R嘴Rb各自独立地是Cl-12烷基、Cl-12締基、C3-8环烷基、或Cl-12烷氧基，P和q各 自独立地是0至4，每个R3独立地是Ci-6烷基，j是0至4，并且R4是氨、Ci-6烷基、或m至5个。-6 烷基基团可选取代的苯基;并且第二重复单元包含与第一重复苯并化咯酬碳酸醋单元不相 同的双酪碳酸醋单元;其中该膜具有:大于170°c的玻璃化转变溫度;在1曲Z、23°C和50 %相 对湿度下至少3.0的介电常数；在lHlz、23°C和50%相对湿度下1 %或更小的耗散因数 (dissipation factor); W及至少800伏特/微米的击穿强度。
[0008] -种生产该膜的方法，包括挤出包含苯并化咯酬共聚碳酸醋和第二聚碳酸醋的成 膜组合物。
[0009] 还公开了包括W上膜的制品。
[0010] 在另一个实施方式中，电容器包括该制品。
[0011] 还公开了包括电容器的电子设备。
[0012] 通过下图、详细说明、实施例和权利要求例证了 W上所述的特征和其他特征。
【附图说明】
[0013] 提供了图的描述，其是示例性的并非限制性的，其中：
[0014] 图1示出了将膜卷绕至测试锥电容器的模型。
【具体实施方式】
[001引本发明人已经发现，由包含苯并化咯酬共聚碳酸醋如N-苯基酪献基双酪 (地enyl地enolphthaleiny化is地enol)、2,2-双（4-氨）-双酪A共聚碳酸醋（"PPPBP-BPA") 和第二聚碳酸醋如BPA均聚物的聚碳酸醋组合物可W出乎意料地获得具有优异的击穿强度 的膜。在另外的有利的特征中，横穿宽带频率和溫度范围，该膜可W具有高玻璃化转变溫 度、高介电常数或低损耗因子。
[0016] 特别地，与现有技术膜相比，该膜提供了介质击穿强度的增加，同时保持其他有利 的物理和电特性，如良好的耐热性、改善的能量密度、降低的能量损失、W及期望的介电常 数稳定性。例如，膜可W具有至少800伏特/微米的击穿电压强度、在Ik化、23°C和50%相对 湿度的大于3.0的介电常数、在1曲z、23°C和50%相对湿度的小于1%的损耗因数、W及大于 150°C的玻璃化转变溫度。膜和由该膜制成的电容器因此提供优于当前材料的优势，并且制 造的高能和高溫电容器在如机动车逆变器应用的各种应用中是有用的。
[0017] 用于该膜的苯并化咯酬共聚碳酸醋具有第一和第二重复碳酸醋单元，其中，第一 碳酸醋单元是苯并化咯酬碳酸醋单元W及第二碳酸醋单元不是苯并化咯酬碳酸醋单元。第 一重复单元具有式(1)的苯并化咯酬碳酸醋单元
[001 引
[001 9] 其中，R嘴Rb各自独立地是Ci-12烷基、Cl-12締基、C3-跡烷基、或Cl-12烷氧基、具体地 Ci-3烷基，P和q各自独立地是0至4、具体地0至1，每个R3独立地是Ci-6烷基，j是0至4，并且R4是 氨、Cl-6烷基或至5个Cl-6烷基基团可选取代的苯基。在一个实施方式中，R3和Rb各自独立 地是Cl-3烷基。例如，苯并化咯酬碳酸醋单元可W具有式(lb)
[0020]
[0021] 其中，R5是氨、W至多达五个Cl-6烷基基团可选取代的苯基、或Cl-4烷基。在一个实 施方式中，R 5是氨、苯基、或甲基。其中R5是苯基的碳酸醋单元(化)可W衍生自2-苯基-3,3'-双(4-径基苯基)苯并化咯酬(也被称为N-苯基酪献基双酪，或"PPPBP"、还被称为3，3-双(4-径基苯基)-2-苯基异吗I噪嘟-1-酬）。
[0022] 第二重复单元是具有式(2)的双酪碳酸醋单元
[0023]
[0024] 其中，R3和Rb各自独立地是Ci-12烷基、Ci-12締基、C3-8环烷基、或Ci-12烷氧基，P和q各 自独立地是0至4,并且χ3是两个亚芳基基团之间的桥连基，并且是单键、-〇-、-s-、-S(0)-、-S(0)2-、-C(0)-、或Cl-32桥连控基团，条件是Χ3不是苯并化咯酬基团。在一个实施方式中，χ3 是式-C(RC)(Rd)-的Ci-ii烧叉基，其中r和Rd各自独立地是氨或Ci-io烷基、或式-C(=R6)-的 基团，其中R6是二价的Ci-io控基。示例性Χ3基团包括亚甲基、乙叉基、新戊基叉基、和异丙叉 基。桥连基Χ3和每个C6亚芳基基团的碳酸醋氧原子在C6亚芳基上可W设置为彼此邻位、间位 或对位(特别是对位）。
[0025] 在一个具体的实施方式中，R3和Rb各自独立地是Ci-3烷基基团，Ρ和q各自独立地是0 至1，并且χ3是单键、-〇-、-S(0)-、-S(0)2-、-C(0)-、式-C(RC) (Rd)-的Ci-9烧叉基，其中RC和Rd 各自独立地是氨或偏基、或式-C(=R6)-的基团，其中R6是二价的打-姬基。在另一具体实 施方式中，R3和Rb各自独立地是甲基，P和q各自独立地是0至1，并且χ3是单键、式-C(RC)(Rd)-的Ci-7烧叉基，其中r和Rd各自独立地是氨或Cl-6烷基。在一个实施方式中，P和q各自为1，并 且R3和Rb各自是设置在每个环上的氧间位的Ci-3烷基基团，具体是甲基。双酪碳酸醋单元(2) 可W衍生自双酪A，其中，P和q均是0并且Χ3是异丙叉基。
[0026] -些可W用于生产第二单元（2)的其他特定的双酪化合物的示例性实例包括4， 4'-二径基联苯、双(4-径基苯基）甲烧、1,2-双(4-径基苯基）乙烧、2-(4-?基苯基)-2-(3-径基苯基)丙烷、1，2,2-双(3-甲基-4-径基苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-径基苯基)丙烷、 2,2-双(3-正丙基-4-径基苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-径基苯基)丙烷、2,2-双(3-仲下 基-4-径基苯基）丙烷、2，2-双（3-叔下基-4-径基苯基）丙烷、2，2-双（3-环己基-4-径基苯 基)丙烷、2,2-双(3-締丙基-4-径基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-径基苯基)丙烷、双(4-径基苯基)酸、双(4-径基苯基)硫酸、双(4-径基苯基)亚讽、双(4-径基苯基)讽、或包含至少 一种上述双酪化合物的组合。苯并化咯酬共聚碳酸醋
[0027] 根据包括玻璃化转变溫度（"Tg")、冲击强度、延性、流动性、W及类似因素的共聚 碳酸醋的期望特征，第一苯并化咯酬碳酸醋单元（1)与第二双酪碳酸醋单元(2)的相对摩尔 比可W从99:1至1:99变化。例如，单元（1):单元(2)的摩尔比可W从90:10至10:90、从80:20 至20:80、从70:30至30:70、或从60:40至40:60。在具体的实施方式中，邻苯二甲酯亚胺共聚 碳酸醋是PPPBP-BPA，单元（1)与单元(2)的摩尔比可W从1:99至50:50,或从10:90至45:55。
[0028] 基于苯并化咯酬共聚碳酸醋中单元的总摩尔数，其他碳酸醋单元可相对少 量，例如小于20摩尔％、小于10摩尔％、或小于5摩尔％存在于本文中描述的任何苯并化咯 酬共聚碳酸醋中。在一个实施方式中，不存在其他碳酸醋单元。在又一实施方式中，没有其 他类型的重复单元，例如没有醋单元，存在于共聚碳酸醋中。
[0029] 苯并化咯酬共聚碳酸醋与不是苯并化咯酬共聚碳酸醋的第二聚碳酸醋组合使用。 第二聚碳酸醋包括式(2)的单元。第二聚碳酸醋包含均聚碳酸醋(其中聚合物中的各个碳酸 醋单元是相同的）、包含不同碳酸醋单元的共聚物Γ共聚碳酸醋"）、W及包含碳酸醋单元及 其他类型的聚合物单元如醋单元或硅氧烷单元的共聚物。在一个实施方式中，第二聚碳酸 醋是BPA均聚物。取决于膜的期望性质，苯并化咯酬共聚碳酸醋与第二聚碳酸醋的重量比可 W广泛的改变，例如40:60至90:10、具体地50:50至85:15、更加具体地60:40至80:20、或65: 35至80:20。
[0030] 可W由如界面聚合和烙融聚合的方法制备苯并化咯酬共聚碳酸醋和第二聚碳酸 醋。尽管用于界面聚合的反应条件可W改变，示例性方法通常包括将二径基化合物溶解或 分散在含水化0H或K0H中，将得到的混合物添加至与水不混溶的溶剂中，并且在催化剂如例 如叔胺或相转移催化剂存在下、在控制的抑条件例如8至10下将反应物与碳酸醋前体接触。 与水不混溶的溶剂可W是，例如，二氯甲烧、1,2-二氯乙烧、氯苯、甲苯等。示例性的碳酸醋 前体包括如碳酷漠或碳酷氯(光气）的碳酷面化物、二径基化合物的双面代甲酸醋(例如，双 酪A、对苯二酪、乙二醇、新戊二醇等的二氯甲酸醋）、和碳酸二芳醋。还可W使用包含上述类 型的碳酸醋前体的至少一种的组合。碳酸二芳醋可W是碳酸二苯基醋、或在各自芳基上具 有吸电子取代基的活化的碳酸二苯基醋，如双(4-硝基苯基)碳酸醋、双(2-氯苯基)碳酸醋、 双(4-氯苯基)碳酸醋、双（甲基水杨基)碳酸醋、双(4-甲基簇基苯基)碳酸醋、双(2-乙酷基 苯基)簇酸醋、双(4-乙酷基苯基)簇酸醋、或包含至少一种前述的组合。在叔胺中