本发明涉及金属化陶瓷涂覆薄膜、金属化陶瓷涂覆薄膜的方法及其电容器的制备方法。
背景技术
目前，在高分子薄膜表面真空蒸镀纳米级的al或zn/al镀层的金属化薄膜制成的电容器由于其化学稳定性，耐温性，自愈性等优秀的综合性能在各种电子领域广泛应用。但由其制造的电容器单位体积的电容量和耐压强度受高分子薄膜本身的物理性质限制，电容器的耐压强度，储能密度在目前的工业加工制造中都基本已接近其极限值。在需求高电压、大容量时，必须通过增加体积来满足电容器的性能，在电气装置小型化的趋势下限制了高分子薄膜电容器的使用和发展。同时，虽然金属化高分子薄膜拥有自愈性能，但在实际使用中，由于生产工艺不良和使用环境恶劣的原因，由自愈热量无法及时发散而导致的使电容器击穿的过度自愈导致也时有发生，如何对自愈进行隔离也成为能否提高薄膜电容器的关键。同时，提高现有高分子薄膜的耐温性也有利于电气装置的小型化和降低对使用环境的要求，并提高电容器的使用寿命。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种在不影响金属化高分子薄膜其它性能的前提下，得到介电常数、耐热性、隔离自愈性能优异的金属化陶瓷涂覆薄膜、金属化陶瓷涂覆薄膜的方法及其电容器的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所述的金属化陶瓷涂覆薄膜为高分子薄膜的至少一个面上涂覆α-氧化铝超细粉体浆料。其中，α-氧化铝超细粉体浆料由α-氧化铝超细粉体、去离子水、羟甲基纤维素、聚丙烯酸枝、聚乙烯基吡咯烷酮和硅烷偶联剂组成。
进一步地，α-氧化铝超细粉体浆料的质量组成为：α-氧化铝超细粉体的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的20~60%，去离子水的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的25~78%，羟甲基纤维素的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的0.1~0.5%，聚丙烯酸酯的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的2~8%，聚乙烯基吡咯烷酮的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的0.1~0.5%，硅烷偶联剂的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的0.1~0.8%。
优选地，α-氧化铝超细粉体粒径为700~900nm。
进一步地，α-氧化铝超细粉体浆料涂覆在高分子薄膜的非电晕处理面。
优选地，高分子薄膜上涂覆α-氧化铝超细粉体浆料的厚度为0.5μm～5μm。
进一步地，高分子薄膜的电晕处理面上蒸镀纳米级的al或zn/al镀层，所述纳米级al或zn/al镀层的方阻为0.5ω/□～300ω/□。
优选地，高分子薄膜为聚丙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、间规聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚-4-甲基-1-戊烯中的任意一种或是其结合；所述高分子薄膜的厚度为0.5μm～50μm。
上述金属化陶瓷涂覆薄膜的方法为：α-氧化铝超细粉体浆料涂覆在高分子薄膜至少一个面上，涂覆后的高分子薄膜在收卷前经温度为45～65℃的加热区域，加热时间≥30秒。
上述金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器的制备方法：将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
进一步地，真空填充液体绝缘浸渍剂为植物油、聚异丁烯的任意一种或其结合。
本发明的有益效果是：（1）.α-氧化铝超细粉体浆料涂敷在高分子薄膜上后通过热处理将去离子水去除，α-氧化铝超细粉体均匀而又有空隙的分布在高分子薄膜的表面，当制成电容器后，液体浸渍剂可以通过这些由α-氧化铝超细粉体形成的孔洞充分的填充的电容器的介质之间，提高电容器的介电强度。（2）.α-氧化铝超细粉体通过分散剂α-氧化铝超细粉体通过分散剂均匀的分布在高分子薄膜的表面，将电容器工作时产生的热量导出电容器芯子，提高了电容器芯子的耐温性。（3）.高分子金属化膜薄膜电容器随着外施电压升高，薄膜电弱点(薄膜中的小缺陷或杂质等)被击穿形成放电通道，流过击穿点的电流密度高，焦耳热效应导致薄膜局部温度升高，高温导致击穿点周围金属层受热蒸发并向外扩散，金属蒸汽易被电离形成等离子体，随着金属蒸发面积扩大，等离子体放电电弧熄灭。该过程是金属化膜特有的“自愈”特性。在高分子金属化膜薄膜发生自愈时，其产生的能量不仅会击穿电弱点所在层，同时会影响其相邻层。在极端情况下，会由于自愈能量的聚集导致高分子金属化膜薄膜电容器击穿。均匀涂覆在薄膜表面的α-氧化铝超细粉体可以将自愈时产生的热量导出电容器芯子，防止过度自愈的产生，提高了电容器芯子的可靠性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
本发明所述的金属化陶瓷涂覆薄膜为高分子薄膜的至少一个面上涂覆α-氧化铝超细粉体浆料。其中，α-氧化铝超细粉体浆料由：α-氧化铝超细粉体的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的20~60%，去离子水的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的25~78%，羟甲基纤维素的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的0.1~0.5%，聚丙烯酸酯的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的2~8%，聚乙烯基吡咯烷酮的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的0.1~0.5%，硅烷偶联剂的质量为α-氧化铝超细粉体浆料质量的0.1~0.8%的混合物组成。
实施例一：
在聚丙烯薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为3μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为2ω/□～100ω/□的al或zn/al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
实施例二：
在聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为2μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为6ω/□～30ω/□的al或zn/al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
实施例三：
在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为5μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为2.5ω/□al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
实施例四：
在聚碳酸酯薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为1μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为2ω/□～50ω/□的al或zn/al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
实施例五：
在聚苯乙烯薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为2.5μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为20ω/□～150ω/□的al或zn/al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
实施例六：
在间规聚苯乙烯薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为3μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为6ω/□～200ω/□的al或zn/al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
实施例七：
在聚苯硫醚薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为0.5μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为2ω/□～300ω/□的al或zn/al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。
实施例八：
在聚-4-甲基-1-戊烯薄膜的一个面上，整幅膜面上均匀涂覆厚度为1.5μm的α-氧化铝超细粉体浆料，布满高分子薄膜的非电晕处理表面，再在高分子薄膜的电晕处理表面真空蒸镀方阻为2ω/□～100ω/□的al或zn/al镀层，纹路不限，将高分子薄膜和干燥后的α-氧化铝超细粉体浆料共同作为绝缘介质。将金属化陶瓷涂覆高分子薄膜层叠错位卷制成无卷芯的压扁型电容器芯子，在电容器芯子两端喷涂金属锌，再将所述电容器芯子单独或并联或串联组合，后经真空填充液体绝缘浸渍剂浸渍制成金属化陶瓷涂覆高分子薄膜电容器。