一种大功率金属化薄膜电容器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜电容器技术领域，尤其涉及一种大功率金属化薄膜电容器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]薄膜电容器是以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚笨乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造之电容器;在所有的塑料薄膜电容当中，聚丙烯(PP)电容和聚苯乙烯(PS)电容的特性最为显著，当然这两种电容器的价格也比较高，电容器的薄膜质量直接影响电容器的使用寿命和产品性能，电容器薄膜的需求量大、种类多，采用单一原料生产的薄膜很难适应市场的要求，但每种原料都有其不足之处，所以生产出来的薄膜很难满足各种情况的需求。
[0003]电容器用双向拉伸聚丙烯薄膜具有较高的机械性能和电气性能，与普通型薄膜制得的电容器相比，用聚丙烯薄膜制得的电容器以其热收缩率低、性能稳定、耐高温、耐高压，防止击穿等显著优点，使得聚丙烯薄膜制得的电容器的使用范围越来越广。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种大功率金属化薄膜电容器及其制备方法，所得大功率金属化薄膜电容器体积小，耐压高，无极性，能长期承受反向脉冲电压，能承受高有效电流和高峰值电流，电感量小，而且抗浪涌能力强，介质损耗小，使用寿命长。
[0005]本发明提出的一种大功率金属化薄膜电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯45?55份，醇酸树脂25?30份，酚醛树脂30?35份，氯磺化聚乙烯15?18份，甲基乙烯基硅橡胶9?12份，二硼化钛8?11份，二氧化钛24?27份，硫酸钡5?8份，三溴化锑3?6份，玻璃纤维2?5份，木质素12?15份，钛酸钙纤维6?8份，硅烷偶联剂KH570 3?4份，2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)已烷I.3?I.6份，硫磺3?4份，山梨酸钾I.I?I.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.2?1.8份，二苯胍0.8?1.3份，氧化镁4?5份，二硫化钼5?7份，环氧大豆油酸辛酯7?10份，钙锌稳定剂2?4份，双氰胺2?3份，防老剂DFC-34 I?2份，防老剂616 2?3份。
[000?] 优选地，塑料薄膜的原料中，ηι|_?+10 = n_酬旨+n__旨，ηι|_?、ηι*酬旨、n__旨分别表示聚丙烯、醇酸树脂、酚醛树脂在塑料薄膜的原料中的重量份数。
[0007]优选地，塑料薄膜原料中的聚丙烯按重量百分比包括:等规聚丙烯70?80%，间规聚丙烯15?20%，无规聚丙烯O?15%。
[0008]优选地，塑料薄膜原料中，二硼化钛、二氧化钛、硫酸钡、三溴化锑、玻璃纤维、木质素、钛酸钙纤维的重量比为9?10:25?26:6?7:4?5:3?4:13?14:6.5?7.5。
[0009]优选地，塑料薄膜原料中，山梨酸钾、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、氧化镁的重量比为1.15?1.25:1.4?1.6:1?1.2:4.5?4.8。
[00?0] 优选地，塑料薄膜的原料中，0.23 < (/(η_|_ι+η麵鹏+n__旨)<0.27，n_et、n_?1、n?gs|5fi1、n_f?zjs、nEf_i?；iiK分别表示聚丙稀、醇酸树脂、酸醛树脂、氯磺化聚乙烯和甲基乙烯基硅橡胶在塑料薄膜的原料中的重量份数。
[0011 ]优选地，塑料薄膜的原料中，二苯胍、氧化镁、双氰胺的重量比为I?1.2: 4.5?4.8:2.5?2.70
[0012]优选地，塑料薄膜的制备方法如下:将硅烷偶联剂ΚΗ570加入玻璃纤维中混合均匀，再加入木质素、钛酸钙纤维混合均匀，接着加入二硼化钛、二氧化钛、硫酸钡、三溴化锑混合均匀后静置得到物料a;将氯磺化聚乙烯、甲基乙烯基硅橡胶进行塑炼，再加入聚丙烯、醇酸树脂、酚醛树脂，升温至150?160 °C，混合均匀后，加入二硫化钼、环氧大豆油酸辛酯、钙锌稳定剂、双氰胺、防老剂DFC-34、防老剂616和物料a搅拌均匀，然后加入山梨酸钾、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、氧化镁混合均匀，再加入2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)已烷、硫磺混合后挤出得到物料b;将物料b吹塑成膜得到塑料薄膜。
[0013]本法还提出的上述大功率金属化薄膜电容器的制备方法，将塑料薄膜置于真空高温环境中，将陶瓷粉熔融蒸镀覆于基层薄膜表面，再将锌铝复合金属蒸镀覆于陶瓷层表面得到金属化薄膜电极，然后将金属化薄膜电极卷绕得到大功率金属化薄膜电容器;其中真空高温环境的温度为1050?1150°C，真空高温环境的气压为0.3?0.4Pa。
[0014]本发明的塑料薄膜采用聚丙烯、醇酸树脂、酚醛树脂作为主料，以氯磺化聚乙烯和甲基乙烯基硅橡胶作为增韧剂，并以2，5_ 二甲基-2，5-双_(叔丁基过氧)已烷和硫磺作为硫化剂，使聚丙烯、醇酸树脂、酚醛树脂和氯磺化聚乙烯、甲基乙烯基硅橡胶彼此发生交联，提高了塑料薄膜的拉伸性能，而且在吹塑过程中含硅基团、含氯基团、羟基和磺基可发生迀移，从而可以为后续蒸镀陶瓷粉提高结合基团，提高了陶瓷粉与塑料薄膜之间的附着力，而且使陶瓷粉均匀沉积在塑料薄膜表面，减少两者之间的孔隙，提高了本发明所得电容器的介电性能;而加入二硼化钛、二氧化钛、硫酸钡、三溴化锑、玻璃纤维、木质素、钛酸钙纤维作为填充剂，以硅烷偶联剂KH570为偶联剂，以二硫化钼、环氧大豆油酸辛酯为增塑剂，使填充剂在主料中均匀分散性提高，改善塑料薄膜的界面状态，由于填充剂、偶联剂、增塑剂相互配合，使塑料薄膜难以发生极化，从而进一步提高本发明所得电容器的介电性能，降低介质损耗;氯磺化聚乙烯、酚醛树脂、三溴化锑、二苯胍和双氰胺相互配合，提高了本发明的耐压性能和抗浪涌能力，而且适用温度范围高，提高阻燃性能。
[0015]本发明在塑料薄膜先蒸镀陶瓷粉，在真空蒸镀过程中陶瓷粉进行烧结，在塑料薄膜具有高介电性能的基础上，通过真空烧结形成致密的陶瓷层进一步提高本发明介电性能，同时提高本发明抗氧化能力，弥补金属化薄膜与空气接触容易氧化导致电容早期击穿失效的缺陷;再将锌铝复合金属蒸镀覆于陶瓷层表面得到金属化薄膜电极，金属化薄膜电极中的锌与陶瓷粉接触后，随着锌被氧化成氧化锌的成分增加，陶瓷的介电常数、击穿强度都随着增大，介电损耗减小，提高电容器的寿命。
[0016]本发明所得大功率金属化薄膜电容器耐压高，电压范围可达900?1500Vdc，无极性，能长期承受反向脉冲电压，还能承受1.5倍于额定电压的过压，能承受脉冲宽度上升沿和下生沿比为1.2μ8:50ys或8ys: 20ys的2.5KV尖峰电压；其容量范围为120?1000yF，能承受高有效电流，可达300mAAxF，也能承受高峰值电流，dv/dt达100V/ys，电感量小，而且抗浪涌能力强，能承受1000V/S的浪涌电压1000次，介质损耗小，介质损耗角正切<0.002，温度特性好，能在120°C下长期工作，使用寿命可达10000h以上；同时本发明所得大功率金属化薄膜电容器体积小，不产生酸污染，可长时间存储。
【具体实施方式】
[0017]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0018]实施例1
[0019]本发明提出的一种大功率金属化薄膜电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯45份，醇酸树脂25份，酚醛树脂30份，氯磺化聚乙烯15份，甲基乙烯基硅橡胶9份，二硼化钛11份，二氧化钛24份，硫酸钡8份，三溴化锑3份，玻璃纤维5份，木质素12份，钛酸钙纤维8份，硅烷偶联剂KH5703份，2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)已烷1.6份，硫磺3份，山梨酸钾1.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.2份，二苯胍1.3份，氧化镁4份，二硫化钼7份，环氧大豆油酸辛酯7份，钙锌稳定剂4份，双氰胺2份，防老剂DFC-34 2份，防老剂616 2份。聚丙烯按重量百分比包括:等规聚丙烯70%，间规聚丙烯20%，无规聚丙烯10%。
[0020]塑料薄膜的制备方法如下:将硅烷偶联剂KH570加入玻璃纤维中混合均匀，再加入木质素、钛酸钙纤维混合均匀，接着加入二硼化钛、二氧化钛、硫酸钡、三溴化锑混合均匀后静置得到物料a;将氯磺化聚乙烯、甲基乙烯基硅橡胶进行塑炼，再加入聚丙烯、醇酸树脂、酚醛树脂，升温至150°C，混合均匀后，加入二硫化钼、环氧大豆油酸辛酯、钙锌稳定剂、双氰胺、防老剂DFC-34、防老剂616和物料a搅拌均匀，然后加入山梨酸钾、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍、氧化镁混合均匀，再加入2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)已烷、硫磺混合后挤出得到物料b;将物料b吹塑成膜得到塑料薄膜。
[0021]本法还提出的上述大功率金属化薄膜电容器的制备方法，将塑料薄膜置于真空高温环境中，将陶瓷粉熔融蒸镀覆于基层薄膜表面，再将锌铝复合金属蒸镀覆于陶瓷层表面得到金属化薄膜电极，然后将金属化薄膜电极卷绕得到大功率金属化薄膜电容器;其中真空高温环境的温度为1150°C，真空高温环境的气压为0.3Pa。
[0022]实施例2
[0023]本发明提出的一种大功率金属化薄膜电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括:聚丙烯55份，醇酸树脂30份，酚醛树脂35份，氯磺化聚乙烯18份，甲基乙烯基硅橡胶12份，二硼化钛8份，二氧化钛27份，硫酸钡5份，三溴化锑6份，玻璃纤维2份，木质素15份，钛酸钙纤维6份，硅烷偶联剂KH5704份，2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)已烷1.3份，硫磺4份，山梨酸钾1.1份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.8份，二苯胍0.8份，氧化镁5份，二硫化钼5份，环氧大豆油酸辛酯10份，钙锌稳定剂2份，双氰胺3份，防老剂DFC-34 I份，防老剂616 3份。聚丙烯按重量百分比包括:等规聚丙烯80%，间规聚丙烯15%，无规聚丙烯5%。
[0024]塑料薄膜的制备方法如下:将硅烷偶联剂KH570加入玻璃纤维中混合均匀，再加入木质素、钛酸钙纤维混合均匀，接着加入二硼化钛