技术领域本发明涉及大功率电容器技术领域，尤其涉及一种金属化薄膜大功率电容器及其制备方法。
背景技术：
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。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。
技术实现要素：
本发明提出了一种金属化薄膜大功率电容器及其制备方法，所得金属化薄膜大功率电容器体积小，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。本发明提出的一种金属化薄膜大功率电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括：聚丙烯50～60份，环氧树脂35～40份，脲醛树脂25～30份，氯丁橡胶8～11份，苯醚撑硅橡胶12～15份，氧化铜9～12份，二氧化钛15～18份，三溴化锑7～8.5份，玻璃纤维12～15份，氧化锆晶须7～10份，钛酸钡纤维3～4份，硅烷偶联剂5～5.5份，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷2.5～2.8份，硫磺2～2.8份，2-巯基苯并噻唑锌盐1.7～2份，六亚甲基四胺0.5～0.8份，丙烯酸钠1.6～1.9份，氧化镁6～8份，磷酸甲苯二苯酯8～11份，环氧大豆油酸辛酯3～6份，钙锌稳定剂2～4份，二苯基磷酸酯2～3份，防老剂2～3份。优选地，塑料薄膜原料中，聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂的重量比为52～58：36～39：26～28。优选地，塑料薄膜原料中，0.176≤(n氯丁橡胶+n苯醚撑硅橡胶)/(n聚丙烯+n环氧树脂+n脲醛树脂)≤0.211，n聚丙烯、n环氧树脂、n脲醛树脂、n氯丁橡胶、n苯醚撑硅橡胶分别表示聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂、氯丁橡胶和苯醚撑硅橡胶在塑料薄膜原料中的重量份数。优选地，塑料薄膜原料中，氧化铜、二氧化钛、三溴化锑、玻璃纤维、氧化锆晶须、钛酸钡纤维的重量比为10～11：16～17：7.5～8：13～14：8～9：3.3～3.6。优选地，塑料薄膜原料中，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷、硫磺、2-巯基苯并噻唑锌盐、六亚甲基四胺、丙烯酸钠和氧化镁的重量比为2.6～2.7：2.2～2.6：1.8～1.9：0.6～0.7：1.7～1.8：6.5～7.5。优选地，其塑料薄膜的原料按重量份包括：聚丙烯52～58份，环氧树脂36～39份，脲醛树脂26～28份，氯丁橡胶9～10份，苯醚撑硅橡胶13～14份，氧化铜10～11份，二氧化钛16～17份，三溴化锑7.5～8份，玻璃纤维13～14份，氧化锆晶须8～9份，钛酸钡纤维3.3～3.6份，硅烷偶联剂5.2～5.3份，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷2.6～2.7份，硫磺2.2～2.6份，2-巯基苯并噻唑锌盐1.8～1.9份，六亚甲基四胺0.6～0.7份，丙烯酸钠1.7～1.8份，氧化镁6.5～7.5份，磷酸甲苯二苯酯9～10份，环氧大豆油酸辛酯4～5份，钙锌稳定剂2.8～3.4份，二苯基磷酸酯2.2～2.8份，防老剂2.4～2.6份。优选地，塑料薄膜的制备方法如下：将硅烷偶联剂加入玻璃纤维中混合均匀，再加入氧化锆晶须、钛酸钡纤维混合均匀，接着加入氧化铜、二氧化钛、三溴化锑混合均匀后静置得到第一物料；将氯丁橡胶、苯醚撑硅橡胶进行塑炼，再加入聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂，升温至150～160℃，混合均匀后，加入磷酸甲苯二苯酯、环氧大豆油酸辛酯、钙锌稳定剂、二苯基磷酸酯、防老剂和第一物料搅拌均匀，然后加入丙烯酸钠、氧化镁、2-巯基苯并噻唑锌盐、六亚甲基四胺混合均匀，再加入3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷、硫磺混合后挤出得到第二物料；将第二物料吹塑成膜得到塑料薄膜。本发明还提出的上述金属化薄膜大功率电容器的制备方法，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1100～1200℃，真空高温环境的气压为0.5～0.8Pa。本发明的塑料薄膜采用聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂作为主料，以氯丁橡胶和苯醚撑硅橡胶作为增韧剂，并以3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷和硫磺作为硫化剂，使聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂和氯丁橡胶、苯醚撑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、羟基可向表面迁移，从而可以为后续蒸镀陶瓷粉提供结合基团，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；而加入氧化铜、二氧化钛、氧化锆晶须、三溴化锑、玻璃纤维、钛酸钡纤维作为填充剂，以硅烷偶联剂为偶联剂，以磷酸甲苯二苯酯、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；氯丁橡胶、脲醛树脂、三溴化锑、六亚甲基四胺、磷酸甲苯二苯酯和二苯基磷酸酯相互配合，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。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。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1.2μs:50μs或8μs:20μs的2.5KV尖峰电压；其容量范围为120～1000μF，能承受高有效电流，可达300mA/μF，也能承受高峰值电流，dv/dt达100V/μs，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℃下长期工作，使用寿命可达100000h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。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本发明提出的一种金属化薄膜大功率电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括：聚丙烯50份，环氧树脂40份，脲醛树脂25份，氯丁橡胶11份，苯醚撑硅橡胶12份，氧化铜12份，二氧化钛15份，三溴化锑8.5份，玻璃纤维12份，氧化锆晶须10份，钛酸钡纤维3份，硅烷偶联剂5.5份，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷2.5份，硫磺2.8份，2-巯基苯并噻唑锌盐1.7份，六亚甲基四胺0.8份，丙烯酸钠1.6份，氧化镁8份，磷酸甲苯二苯酯8份，环氧大豆油酸辛酯6份，钙锌稳定剂2份，二苯基磷酸酯3份，防老剂2份。塑料薄膜的制备方法如下：将硅烷偶联剂加入玻璃纤维中混合均匀，再加入氧化锆晶须、钛酸钡纤维混合均匀，接着加入氧化铜、二氧化钛、三溴化锑混合均匀后静置得到第一物料；将氯丁橡胶、苯醚撑硅橡胶进行塑炼，再加入聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂，升温至150℃，混合均匀后，加入磷酸甲苯二苯酯、环氧大豆油酸辛酯、钙锌稳定剂、二苯基磷酸酯、防老剂和第一物料搅拌均匀，然后加入丙烯酸钠、氧化镁、2-巯基苯并噻唑锌盐、六亚甲基四胺混合均匀，再加入3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷、硫磺混合后挤出得到第二物料；将第二物料吹塑成膜得到塑料薄膜。本发明还提出的上述金属化薄膜大功率电容器的制备方法，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1200℃，真空高温环境的气压为0.8Pa。实施例2本发明提出的一种金属化薄膜大功率电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括：聚丙烯60份，环氧树脂35份，脲醛树脂30份，氯丁橡胶8份，苯醚撑硅橡胶15份，氧化铜9份，二氧化钛18份，三溴化锑7份，玻璃纤维15份，氧化锆晶须7份，钛酸钡纤维4份，硅烷偶联剂5份，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷2.8份，硫磺2份，2-巯基苯并噻唑锌盐2份，六亚甲基四胺0.5份，丙烯酸钠1.9份，氧化镁6份，磷酸甲苯二苯酯11份，环氧大豆油酸辛酯3份，钙锌稳定剂4份，二苯基磷酸酯2份，防老剂3份。塑料薄膜的制备方法如下：将硅烷偶联剂加入玻璃纤维中混合均匀，再加入氧化锆晶须、钛酸钡纤维混合均匀，接着加入氧化铜、二氧化钛、三溴化锑混合均匀后静置得到第一物料；将氯丁橡胶、苯醚撑硅橡胶进行塑炼，再加入聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂，升温至160℃，混合均匀后，加入磷酸甲苯二苯酯、环氧大豆油酸辛酯、钙锌稳定剂、二苯基磷酸酯、防老剂和第一物料搅拌均匀，然后加入丙烯酸钠、氧化镁、2-巯基苯并噻唑锌盐、六亚甲基四胺混合均匀，再加入3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷、硫磺混合后挤出得到第二物料；将第二物料吹塑成膜得到塑料薄膜。本发明还提出的上述金属化薄膜大功率电容器的制备方法，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1100℃，真空高温环境的气压为0.5Pa。实施例3本发明提出的一种金属化薄膜大功率电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括：聚丙烯52份，环氧树脂39份，脲醛树脂26份，氯丁橡胶10份，苯醚撑硅橡胶13份，氧化铜11份，二氧化钛16份，三溴化锑8份，玻璃纤维13份，氧化锆晶须9份，钛酸钡纤维3.3份，硅烷偶联剂5.3份，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷2.6份，硫磺2.6份，2-巯基苯并噻唑锌盐1.8份，六亚甲基四胺0.7份，丙烯酸钠1.7份，氧化镁7.5份，磷酸甲苯二苯酯9份，环氧大豆油酸辛酯5份，钙锌稳定剂2.8份，二苯基磷酸酯2.8份，防老剂2.4份。塑料薄膜的制备方法如下：将硅烷偶联剂加入玻璃纤维中混合均匀，再加入氧化锆晶须、钛酸钡纤维混合均匀，接着加入氧化铜、二氧化钛、三溴化锑混合均匀后静置得到第一物料；将氯丁橡胶、苯醚撑硅橡胶进行塑炼，再加入聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂，升温至156℃，混合均匀后，加入磷酸甲苯二苯酯、环氧大豆油酸辛酯、钙锌稳定剂、二苯基磷酸酯、防老剂和第一物料搅拌均匀，然后加入丙烯酸钠、氧化镁、2-巯基苯并噻唑锌盐、六亚甲基四胺混合均匀，再加入3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷、硫磺混合后挤出得到第二物料；将第二物料吹塑成膜得到塑料薄膜。本发明还提出的上述金属化薄膜大功率电容器的制备方法，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1140℃，真空高温环境的气压为0.6Pa。实施例4本发明提出的一种金属化薄膜大功率电容器，其塑料薄膜的原料按重量份包括：聚丙烯58份，环氧树脂36份，脲醛树脂28份，氯丁橡胶9份，苯醚撑硅橡胶14份，氧化铜10份，二氧化钛17份，三溴化锑7.5份，玻璃纤维14份，氧化锆晶须8份，钛酸钡纤维3.6份，硅烷偶联剂5.2份，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷2.7份，硫磺2.2份，2-巯基苯并噻唑锌盐1.9份，六亚甲基四胺0.6份，丙烯酸钠1.8份，氧化镁6.5份，磷酸甲苯二苯酯10份，环氧大豆油酸辛酯4份，钙锌稳定剂3.4份，二苯基磷酸酯2.2份，防老剂2.6份。塑料薄膜的制备方法如下：将硅烷偶联剂加入玻璃纤维中混合均匀，再加入氧化锆晶须、钛酸钡纤维混合均匀，接着加入氧化铜、二氧化钛、三溴化锑混合均匀后静置得到第一物料；将氯丁橡胶、苯醚撑硅橡胶进行塑炼，再加入聚丙烯、环氧树脂、脲醛树脂，升温至152℃，混合均匀后，加入磷酸甲苯二苯酯、环氧大豆油酸辛酯、钙锌稳定剂、二苯基磷酸酯、防老剂和第一物料搅拌均匀，然后加入丙烯酸钠、氧化镁、2-巯基苯并噻唑锌盐、六亚甲基四胺混合均匀，再加入3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧代烷、硫磺混合后挤出得到第二物料；将第二物料吹塑成膜得到塑料薄膜。本发明还提出的上述金属化薄膜大功率电容器的制备方法，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1180℃，真空高温环境的气压为0.7Pa。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。