专利名称：制品及包含制品的电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有高击穿强度并包含具有高介电常数的复合物层的制品及包含所 述制品的电容器。
背景技术：
在诸如电容器等的电子器件中，具有高电阻率、高电容率、低耗散因子和高电场击 穿强度的聚合物作为电介质有着重要的应用。电子业由成本和性能所驱动，且对降低材料 的成本和提高材料的可靠性和性能有着日益增长的持续需求。长久以来，基于聚合物的器 件是令人感兴趣的，这是因为可容易地将有关聚合物膜的挤出或溶液流延的制造技术与薄 膜金属化技术相结合，从而产生灵活多样且经济实惠的器件，该器件可制造成非常大的电 子器件。诸如聚碳酸酯、聚丙烯和聚酯等聚合物膜已经成为制造千伏范围内工作的薄膜静 电电容器首选的绝缘介质。因其固有的低介电损耗、优异的高频响应、低耗散因子、低等效 串联电阻和高压容量，基于聚合物的电容器已经成为多种功率电子学和脉冲功率应用首选 的电容器。基于聚合物的电容器对于外加电压几乎没有电容系数，并且不发生如在基于陶 瓷的电容器的情形中所观察到的金属迁移或机械破裂。过去十年，通过先进制造技术与新材料的结合已经实现了电容器可靠性的显著提 高。此外，基于聚合物的电子器件如电容器等可提供小型电容器结构，自净化能力，更长的 寿命，以及更高的能量密度。前述优点以及尺寸减小、简单和制造成本低等优点使得基于聚 合物的电容器在功率电子业中得到广泛应用。通过使用大量填料，聚合物复合物已经用于在各种器件中来获得高介电常数。然 而，美中不足的是这些器件中的某些器件可能表现出击穿强度以及诸如抗冲强度和延展性 之类机械性质的不被期望的降低。此外，添加填料增加了复合材料的脆性，从而带来了加工 制造问题。基于聚合物的电容器轻质且小巧，因而对于各种陆地应用和太空应用具有吸 引力。然而，大多数介电聚合物的特征在于能量密度低(<5J/cc)，和/或击穿强度低 (< 450kV/mm)，这可能限制电容器的工作电压。这些类型的电容器有时还伴随着其它缺 点，例如热稳定性差和寿命低。为了获得高能量密度，可能期望同时具有高介电常数和高击 穿强度。这两种性质不能兼得可能是不利的。呈现高击穿强度的大多数介电聚合物具有较 低的介电常数。例如，对于介电常数为约2. 2的高品质聚丙烯薄膜，观察到的最高击穿强度 是约 800kV/mm。用于高能量密度功率转化应用的储能器件，例如电容器，需要耐受高电压和高温 环境。此外，该储能器件还需要显示高的击穿电压以及高介电常数，以满足将电容器结合到 印刷电路板中时对于电气、可靠性和加工的要求。因此，发明一种具有相当高的介电常数和较高的击穿强度的制品很重要。其需要 是能解决前述问题并满足目前的电子工业应用要求的制品。此外，还需要较简单并通用的
4方法，来制备用于各种电子器件(例如，使用电容器的那些电子器件)中的基于聚合物的高 品质制品。
发明内容
本发明的目的是提供一种制品及包含制品的电容器，其能解决前述问题并满足目 前的电子工业应用要求。一方面，本发明涉及一种制品，其包括聚合物层以及位于所述聚合物层上的复合 物层。所述复合物层包含热塑性聚合物，并且该复合物层含有至少一种具有选定尺寸的无 机组分；其中所述无机组分的最大尺寸小于约1微米。所述复合物层的介电常数比聚合物 层的介电常数大至少约30%。所述制品的击穿强度至少为约150kV/mm。另一方面，本发明涉及一种制品，其包括聚合物层和复合物层，所述聚合物层包含 至少一种聚合物，所述聚合物选自聚酰亚胺(例如，聚醚酰亚胺、氰基改性的聚醚酰亚胺 等)、氰乙基纤维素、三乙酸纤维素、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯和聚碳酸酯；所 述复合物层包含热塑性聚合物和无机组分。该制品的击穿强度至少为约150kV/mm。另一方面，本发明涉及一种包含制品的电容器，其包括被所述制品隔开的两个导 体，其中所述制品包括聚合物层和位于所述聚合物层上的复合物层。所述复合物层包含热 塑性聚合物，并且该复合物层含有至少一种具有选定尺寸的无机组分；其中所述无机组分 的最大尺寸小于约1微米。所述复合物层的介电常数比聚合物层的介电常数大至少约30%; 并且所述制品的击穿强度至少为约150kV/mm。
通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图 中图1为本发明一种实施方式的制品的示意图。图2为本发明另一种实施方式的制品的示意图。图3是不同材料击穿强度的示意图。
具体实施例方式虽然在本发明中仅仅说明和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员可想 到许多改进和变化。因此，应理解的是，所附权利要求意欲涵盖落入本发明的真实精神范围 内的所有这些改进和变化。在说明书和所附的权利要求书中，将涉及许多术语，这些术语具 有下面的含义。除非上下文清楚地表明其它含义，单数形式的“一个”、“一种”和“所述”涵盖复数 个指示对象。用于整个说明书和权利要求书中的近似用语可应用于修饰任何定量表达，在 不导致该定量表达所涉及的基本性能发生变化的情况下，可允许其有所变化。因此，诸如 “约”等措词修饰的数值并不限定于所指定的精确值。在某些情形，近似用语可对应于测量 该值的仪器的精度。类似地，“不含”可与术语联用，且可包括含有微不足道的数量或者痕量 的情形，但此时仍然被认为不含所修饰的术语。本申请所用措词“可”和“可以是”表明以下可能性在一组情况中出现的可能性；
5拥有具体的性质、特性或功能的可能性；和/或通过表达与所修饰的另一动词关联的能力、 性能或可能性中的一种或多种来限定该动词。因此，“可”和“可以是”的使用表明所修饰 的术语对于指出的性能、功能或用途表面上是适当的、可行的或者合适的，同时要考虑到在 某些情形中所修饰的术语有时可能是不适当的、不可行的或者不合适的。例如，在某些情 形中，事件或性能预期是会出现的；然而在另一些情形中，事件或性能不会出现一通过措词 “可”和“可以是”体现了这种区别。“任选的”或“任选地”是指随后所描述的事件或情形可以发生或者可以不发生，且 该说明包括该事件发生的情形和该事件不发生的情形。本发明考虑的介电性质为介电常数和击穿强度。介电材料的“介电常数”是在电 极之间和电极四周填充了该介电材料的电容器的电容与相同构造的电极在真空中的电容 之比。本发明所述的“击穿强度”是在外加直流或交流电压下聚合物(介电)材料的耐介 电击穿性的量度。击穿前的外加电压除以该介电(聚合物)材料的厚度，得到击穿强度值。 击穿强度通常以电势差的单位除以长度的单位(例如千伏每毫米，kV/mm)为单位来进行度 量。除非另有说明，本发明所述“高温”是指高于约100摄氏度(°C )的温度。本发明涉及一种制品，其包括聚合物层和位于所述聚合物层上的复合物层。该复 合物层包含热塑性聚合物，且该复合物层含有至少一种具有选定尺寸的无机组分。所述无 机组分的最大尺寸小于约1微米。所述复合物层的介电常数比聚合物层的介电常数大至少 约30%。该制品的击穿强度至少为约150kV/mm。根据本发明的各种实施方式，各种聚合物可用于所述聚合物层中。在一种实施方 式中，聚合物层包含热塑性聚合物或热固性聚合物。聚合物层可包含热塑性聚合物的共混 物，或者包含热塑性聚合物与热固性聚合物的共混物。在另一实施方式中，聚合物层包含 结晶性聚合物或无定形聚合物。热塑性聚合物的非限制性实例包括聚氯乙烯、聚烯烃、聚 酯、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、ABS树脂、聚苯乙烯、聚 丁二烯、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚(例如，与聚 苯乙烯或橡胶改性的聚苯乙烯共混的聚苯醚)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、 液晶聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、 四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、氰基改性的聚醚酰亚胺、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物 (P(VDF-TrFE))、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物(P (VDF-TFE))、偏二氟乙烯-三氟乙烯-六 氟丙烯共聚物(P (VDF-TFE-HFE))、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P (VDF-HFE))、偏二氟乙 烯_三氟乙烯_氯氟乙烯三元共聚物、氰乙基水溶性多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基羟乙基 纤维素、氰乙基蔗糖、含氰乙基的有机聚硅氧烷或者氰乙基纤维素。还可使用各种聚合物的物理共混物。此外，也可使用各种共聚物诸如星形嵌段共 聚物、接枝共聚物、交替嵌段共聚物或无规共聚物，离聚物，树枝状聚合物以及各种聚合物 的反应产物。不同类型的聚合物需要不同的加工方法，本领域技术人员了解具体聚合物或 聚合物共混物所要求的加工条件。可与热塑性聚合物共混的热固性聚合物的非限制性实例包括环氧/胺树脂、环氧 /酸酐树脂、异氰酸酯/胺树脂、异氰酸酯/醇树脂、不饱和聚酯、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯 和乙烯基酯树脂共混物、不饱和聚酯/聚氨酯混杂树脂、聚氨酯_脲树脂、反应性二环戊二 烯(DCPD)树脂、反应性聚酰胺、聚氨酯例如氨基甲酸酯聚酯、有机硅聚合物、酚醛聚合物、氨基聚合物、环氧聚合物、双马来酰亚胺树脂、聚苯醚(热固性等级)，以及包含至少一种前 述物质的组合。在一种实施方式中，用于所述聚合物层的聚合物的平均分子量为约10，000至约 100，000。在一种实施方式中，根据ASTM D 882-02测量，所述聚合物层呈现的机械强度为 至少约5，OOOpsi。所述制品包括复合物层。本发明所用术语“复合物”是指由不止一种组分制成的 材料。因此，在实施方式中，该复合物层是包含聚合物或共聚物以及至少一种诸如填料物质 之类的无机组分的聚合物复合物。在一种实施方式中，复合物层包含热塑性聚合物，且该复合物层含有至少一种无 机组分。热塑性聚合物包括但不限于前面针对聚合物层而描述的各种物质。如上所述，还 可使用各种聚合物的多种物理共混物、共聚物和反应产物。在一种实施方式中，聚合物层中 的聚合物和复合物层中的热塑性聚合物可以是相同的聚合物。在另一实施方式中，聚合物 层中的聚合物和复合物层中的热塑性聚合物可以是不同的聚合物。所述复合物层包含至少一种无机组分。在一种实施方式中，无机组分包括陶瓷 材料。在另一实施方式中，无机组分包括至少一种选自下面的物质硼化物、碳化物、硅 酸盐、硫属元素化物、氢氧化物、金属、金属氧化物、氮化物、钙钛矿、磷化物、硫化物、粉末 状铁电性物质和硅化物。所述无机组分的非限制性实例包括钛酸钡(BaTiO3)、氮化硼、氧 化铝(例如，矾土或热解法氧化铝)、钛酸锶、钛酸钡锶、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化 锌、氧化铯、氧化钇、氧化硅(例如硅石、热解法氧化硅、胶态硅石、胶态硅石的分散体和沉 淀二氧化硅)、锆酸铅、锆钛酸铅、氧化铈、氧化铜、氧化钙、五氧化铌、五氧化钽、铅锆氧化 物、铅锆钛氧化物(Pb GrxTih) O3其中χ ^ 0.01)、镧掺杂的铅锆钛氧化物、镧掺杂的铅 锆氧化物、SrBi2Ta2O9, PbNil73Nb273TiO3-PbTiO3^ PbMgl73Nb273TiO3-PbTiO3^ NaNbO3 ； (K, Na) (Nb，Ta) O3 ；KNbO3 ；BaZrO3 Aaa25Ka25Bia5TiO3 ；Ag (Ta, Nb) O3 Aaa5Bia5TiO3-Ka5Bia5TiO3-Ba TiO3、锶掺杂的锰酸镧、钛酸钙铜(CaCu3Ti4O12)、钛酸镉铜(CdCu3Ti4O12)、镧掺杂的CaMn03、 (Li, Ti)掺杂的 NiO、BaFe12O19^ (Bi, La, Tb) (Fe, Mn, Dy, Pr)O3> Ba3Co2Fe24O41、Y3Fe5O12, NiZnFe2O4, Cu0.2Mg0.4Zn0.4Fe204、Fe3O4、(Cu, Ni, Zn)Fe2O4、TbMn2O5、PbNil73Nb273TiO3-CuNiZn 和 BaTi03-NiZnFe204。在一种实施方式中，无机组分是选自下面的至少一种物质钛酸钡(BaTiO3)、氮化 硼、氧化铝(矾土 )、钛酸锶、钛酸钡锶、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化锌、氧化铯、氧化钇、 二氧化硅、氧化铈、氧化铜、氧化钙、五氧化铌、五氧化钽和铅锆氧化物。在另一实施方式中， 无机组分是选自下面的至少一种物质镧掺杂的铅锆钛氧化物、PbNi1/3Nb2/3Ti03-PbTi03、钛 酸钡(BaTiO3)、氧化铝和钛酸钡锶。无机组分可呈各种形状或形式。例如颗粒状(比如，基本上球形的颗粒)，纤维状、 板状、片状、须状或棒状。该无机组分的尺寸可以变化，但在一些具体的实施方式中粒度小 于约1微米。在一种实施方式中，无机组分(例如，颗粒)可以以具有规定的粒度、粒度分布、平 均颗粒表面积、颗粒形状和颗粒截面几何形状的形式来使用。无机组分可具有以下的截面 几何形状圆形、椭圆形、三角形、长方形、多边形或者包含至少一种前述几何形状的组合。 在一种实施方式中，无机组分具有选定尺寸，使得最大尺寸小于约1微米。在另一实施方式
7中，无机组分的最大尺寸小于约500纳米。在另一实施方式中，无机组分的最大尺寸小于约 100纳米。该尺寸可以是直径、面的边长、长度等。在又一种实施方式中，无机组分的最大尺 寸为约10纳米至约500纳米。在一种实施方式中，无机组分可以是长径比(纵横比)大于 约1的纤维或小片。在混入复合物层之前，无机组分可以是聚集体或附聚物。本文所用的 “聚集体”包括相互物理接触的多于一个的无机组分颗粒，而“附聚物”可定义为相互物理接 触的多于一个的聚集体。在一种实施方式中，无机组分在复合物层中存在的重量百分比可以为占复合物层 总重量的至少约5%。在另一实施方式中，无机组分在复合物层中存在的重量百分比可以为 占复合物层总重量的约5%至约90%。在又一种实施方式中，无机组分在复合物层中存在 的重量百分比可以为占复合物层总重量的约30%至约70%。所述复合物层可通过各种方法来制备。所述方法包括但不限于熔融共混、溶液共 混等，或者包含至少一种前述共混方法的组合。熔融共混包括使用剪切力、扩张力、压缩力、 超声能、电磁能、热能或者包含至少一种前述力或能量形式的组合。熔融共混通常利用加工 设备来完成，其中前述的力通过下面设备施加单螺杆、多螺杆、啮合同向旋转螺杆或啮合 反向旋转螺杆、非啮合同向旋转螺杆或非啮合反向旋转螺杆、往复式螺杆、销钉螺杆、销钉 机筒、辊、挤料杆、螺旋转子，或者包含前述设备中的至少一种设备的组合。在一种实施方式中，所述复合物层的击穿强度比聚合物层的击穿强度小至少约 10%。在另一实施方式中，所述复合物层的击穿强度比聚合物层的击穿强度小至少约50%。在一种实施方式中，所述复合物层的介电常数比聚合物层的介电常数大至少约 30%。在另一实施方式中，所述复合物层的介电常数比聚合物层的介电常数大至少约60%。图1揭示了本发明一种实施方式的制品10的示意图。聚合物层12与复合物层14 相接触，聚合物层也称为“覆盖层”。在另一实施方式中，聚合物层与复合物层的第一表面相接触，而第二聚合物层与 复合物层的第二表面相接触，该复合物层的第二表面与该复合物层的第一表面基本相对。 图2为制品20的示意图，其中第一聚合物层22与复合物层30的第一表面26相接触。第 二聚合物层24与复合物层30的第二表面28相接触。因此，在该实施方式中，所述制品20 包括以“三明治”形式夹在第一聚合物层22与第二聚合物层24之间的复合物层30。在复合物层上形成聚合物层的各种方法在本领域中是已知的。在一种实施方式 中，聚合物层可通过许多方法布置在复合物层所选的一个或多个表面上，所述方法包括例 如化学气相沉积(CVD)、旋涂、溶剂流延、浸涂、原子层沉积(ALD)、膨胀热等离子体(ETP)、 离子(喷)镀、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、金属有机化学气相沉积(M0CVD、也称 为有机金属化学气相沉积(OMCVD))、金属有机气相外延(MOVPE)，以及物理气相沉积法例 如溅射、反应性电子束沉积和等离子体喷射。在聚合物层与复合物层之间界面上的任何空 隙或瑕疵会引起制品的介电性质降低，因此应小心谨慎，以便形成连续均勻的聚合物层。在一种实施方式中，所述复合物层的厚度比聚合物层的厚度大至少约50%。在另 一实施方式中，所述复合物层的厚度为聚合物层厚度的约100%至约400%。在一种实施方式中，所述制品的介电常数为约3至约100。在一种实施方式中，所 述制品的击穿强度为至少约150千伏/毫米(kV/mm)。在另一实施方式中，所述制品的击穿 强度为约150kV/mm至约700kV/mm。在又一实施方式中，所述制品的击穿强度为约300kV/
8mm 至约 500kV/mm。本发明各实施方式的主要优点在于制品能在较高能量的环境中很好地工作。相对 于电容率较高的复合物层，电击穿强度较高的聚合物层能够耐受较高的电压降。如此，复合 物层在低电压情形下失效的可能性得以最小化或消除。在另一实施方式中，聚合物层与复 合物层的组合使得制品能够承受最佳的击穿强度，以及显示出高的电容率。实施例以下的实施例举例说明了本发明的方法和实施方式，不应理解为对权利要求施加 限制。除非另有说明，所有的成分可购自常见的化学品供应商，诸如Alpha Aesar, Inc. (Ward Hill, Massachusetts)> Sigma Aldrich(St. Louis, Missouri)禾口 SpectrumChemical Mfg. Corp. (Gardena, California)等。将以基于树脂和氧化铝的总重量的重量百分比为5%的来自Alpha Aesar, Inc 的平均粒度为45nm的氧化铝颗粒配混至氰乙基水溶性多糖聚合物树脂(来自Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.)中，形成纳米复合物。将该氰乙基水溶性多糖聚合物树脂以基于氰乙基 水溶性多糖聚合物树脂和溶剂的溶液的总重量的重量百分比为10%的量加至溶剂中。用于 溶液流延的溶剂是二甲基甲酰胺(DMF)。然后将纳米复合物溶于溶剂中，在玻璃基底上流 延，从而形成膜。接着在约150°C将该膜干燥约2小时。在规定时间结束时，将一层聚醚酰 亚胺布置在复合物膜上，利用旋涂沉积法形成覆盖层。然后在约150°C将复合物膜以及覆盖 层干燥约2小时，形成带有覆盖层的复合物膜。将该带有覆盖层的复合物膜从硅片上剥离， 并在真空烘箱中于约150°C干燥过夜。在流延和干燥后，膜的厚度为5至20微米。也利用 上述方法制备了以聚醚酰亚胺作为覆盖层的聚醚酰亚胺_氧化铝复合物层。在室温，采用介电分析仪(型号HP4285A，购自Hewlett PackardCorporation)在 100至105Hz的频率范围进行介电常数的测量。根据ASTM D149(方法A)测量介电击穿强度。将膜浸入硅油中，利用高压电源施 加直流电压。使用球-板装置来进行击穿测量。上电极(不锈钢球)的直径为1/4%英寸 (6. 25毫米)，而下电极为不锈钢板。球电极与高电势相连，而板电极与地电势相连。利用 步进电压，在室温进行该试验。每一电压阶跃均为500伏特/秒，然后施加下一较高电压。 继续进行该过程直至发生击穿。当样品显示急剧的电流增大时，认为发生击穿。击穿强度 计算为电压除以样品厚度。图3显示不同材料的击穿强度，所述材料例如“纯”聚合物、纯的复合材料(聚合 物+无机组分)，以及具有Ultem 覆盖层的基于Ultem PEI的纳米复合物，该复合物包含 两种不同的氧化铝浓度(2. 5重量％和5重量％ )。利用旋涂法将包含两种不同的氧化铝 浓度(2. 5重量％和5重量％ )的基于Ultem PEI的纳米复合物以及基于Ultem PEI 或 Ultem 的复合物膜布置在硅片上，在约150°C进行干燥。将Ultem 膜用作覆盖层，并布置 在干燥的Ultem -氧化铝复合物膜上。将膜总厚度控制在5-20微米内。从图3可看出，纯 的聚合物(即Ultem 材料)具有约550的最高平均击穿强度，而纯的复合物(即Ultem 材料+2.5重量％ Al2O3)的平均击穿强度最低。发现带有覆盖层的复合物膜的平均击穿强 度高于纯的复合物层的平均击穿强度。然而，发现在仍然保持高介电常数值的同时，含有包 含5重量％ Al2O3的复合物的双层体系的平均击穿强度基本上与纯的聚合物相当。可观察到，含有包含2. 5重量％ Al2O3的复合物的双层体系的击穿强度并未显示显著增大。
虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对 本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真 正构思和范围内的所有这些修改和变型。
权利要求
一种制品，其包括聚合物层；以及位于所述聚合物层上的复合物层，所述复合物层包含热塑性聚合物，并且该复合物层含有至少一种具有选定尺寸的无机组分；其中所述无机组分的最大尺寸小于约1微米；所述复合物层的介电常数比所述聚合物层的介电常数大至少约30％；并且其中所述制品的击穿强度至少为约150kV/mm。
2.如权利要求1所述的制品，其中所述聚合物层包含以下物质中的至少一种聚氯 乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、ABS树 脂、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚缩醛、聚碳酸酯、聚 苯醚、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、液晶聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、芳 族聚酯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、四氟乙烯、聚醚酰亚胺、氰基改性的聚 醚酰亚胺、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物 (P (VDF-TFE))、偏二氟乙烯-三氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P (VDF-TFE-HFE))、偏二氟乙 烯_六氟丙烯共聚物(P (VDF-HFE))、偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯三元共聚物、氰乙基 水溶性多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基羟乙基纤维素、氰乙基蔗糖、含氰乙基的有机聚硅氧 烷、氰乙基纤维素，以及包含至少一种前述聚合物的混合物、共聚物和反应产物。
3.如权利要求1所述的制品，其中所述复合物层中的热塑性聚合物包含以下物质中 的至少一种聚氯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、 聚醚醚酮、ABS树脂、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚缩 醛、聚碳酸酯、聚苯醚、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、液晶聚合物、乙烯-四 氟乙烯共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、四氟乙烯、聚酰亚胺、 聚醚酰亚胺、氰基改性的聚醚酰亚胺、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))、偏 二氟乙烯-四氟乙烯共聚物(P (VDF-TFE))、偏二氟乙烯-三氟乙烯-六氟丙烯共聚物 (P(VDF-TFE-HFE))、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFE))、偏二氟乙烯-三氟乙 烯-氯氟乙烯三元共聚物、氰乙基水溶性多糖、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基羟乙基纤维素、氰 乙基蔗糖、含氰乙基的有机聚硅氧烷、氰乙基纤维素，以及包含至少一种前述聚合物的混合 物、共聚物和反应产物。
4.如权利要求1所述的制品，其中所述无机组分包含以下物质中的至少一种陶瓷材 料、硼化物、碳化物、硅酸盐、硫属元素化物、氢氧化物、金属、金属氧化物、氮化物、钙钛矿、 磷化物、硫化物、粉末状铁电性物质和硅化物。
5.如权利要求1所述的制品，其中所述无机组分呈基本上球形的颗粒形状，并且具有 小于约1微米的平均粒度。
6.如权利要求1所述的制品，其中所述复合物层的击穿强度比所述聚合物层的击穿强 度小至少约10%。
7.如权利要求1所述的制品，其中所述复合物层的厚度比所述聚合物层的厚度大至少 约 50%。
8.如权利要求1所述的制品，其中所述聚合物层与所述复合物层的第一表面接触，第 二聚合物层与所述复合物层的第二表面接触，该复合物层的所述第二表面与该复合物层的 所述第一表面基本上相对；并且其中所述复合物层的介电常数比所述第二聚合物层的介电常数大至少约30%。
9.一种制品，其包括聚合物层，所述聚合物层包含至少一种选自聚醚酰亚胺、氰基改性的聚醚酰亚胺和氰 乙基纤维素的聚合物；复合物层，所述复合物层包含热塑性聚合物和无机组分，该无机组分选自镧掺杂的铅 锆钛氧化物、PbNi1/3Nb2/3Ti03-PbTi03、钛酸钡(BaTiO3)及它们的组合； 其中所述制品的击穿强度至少为约150kV/mm。
10.一种包含制品的电容器，其包括被所述制品隔开的两个导体， 其中所述制品包括聚合物层；及位于所述聚合物层上的复合物层，所述复合物层包含热塑性聚合物，所述复合物层含 有至少一种具有选定尺寸的无机组分；其中所述无机组分的最大尺寸小于约1微米； 所述复合物层的介电常数比所述聚合物层的介电常数大至少约30% ；并且 所述制品的击穿强度至少为约150kV/mm。
全文摘要
本发明涉及一种制品，其包括聚合物层和位于所述聚合物层上的复合物层。所述复合物层包含热塑性聚合物，并且该复合物层含有至少一种具有选定尺寸的无机组分；其中所述无机组分的最大尺寸小于约1微米。该复合物层的介电常数比所述聚合物层的介电常数大至少约30％。所述制品的击穿强度至少为约150kV/mm。本发明还涉及包含所述制品的电容器。
文档编号H01G4/00GK101901687SQ201010194839
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月25日 优先权日2009年5月26日
发明者D·Q·谭, P·C·欧文, 曹阳 申请人:通用电气公司