[發明專利]多層電介質聚合物材料、電容器、材料用途及其形成方法

有效

• 申請號: 201380081333.5
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN105793937B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 漆樂俊;李南;孟德倫;薩里·萊霍寧;弗朗索瓦·德林塞
• 申請（專利權）人: ABB電網瑞士股份公司
• 主分類號: H01G4/00
• 分類號: H01G4/00;H01G4/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曹雯

本發明公開了一種多層電介質聚合物材料、包括該多層電介質聚合物材料的電容器、該多層電介質聚合物材料的用途和用于形成該多層電介質聚合物材料的方法。該多層電介質聚合物材料(100)可以包括多個電介質層(101、102、103)，其中所述多個電介質層可以包括相同基礎材料。可以將該基礎材料與成核劑混合以用于所述多個電介質層中的至少一層。這樣可以克服常規多層材料的相容性問題。該電介質聚合物材料可以具有增加的介電強度并可提供優良的熱性能。

技術領域

本發明涉及電介質材料的領域，并且更特別地涉及多層電介質聚合物材料、包括該多層電介質聚合物材料的電容器、該多層電介質聚合物材料的用途和一種用于形成該多層電介質聚合物材料的方法。

背景技術

由不同聚合物或多層膜和片材組成的多層聚合物材料能夠在使不期望的特性最小化的同時，實現不能從單種材料獲得的組合性質。因此，通過將便宜且機械強度大的聚合物(例如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE))與阻水或阻氧聚合物(例如EVOH)組合，該結構已被廣泛地用于封裝應用。

此外，在美國專利申請公開20100172066A1中，公開了一種多層聚合物電介質膜，其包括被共擠的第一電介質層和第二電介質層。第一電介質層和第二電介質層包括不同的聚合物材料，一種具有高介電常數而另一種具有高介電強度。在最佳狀況下，由具有兩個不同聚合物材料的交替層構成的共擠多層膜能夠提供比單種材料中的任一個更高的介電強度并具有組合的介電常數。然而，用于此類多層聚合物電介質膜的制造的工藝受到不同聚合物之間的熱性質和流變性質的兼容性的限制，這對于共擠工藝而言是具有挑戰性且特別重要的。例如，由于低熔融流動指數，電絕緣級別的PP難以與其它廣泛使用的共擠材料(諸如具有相對高的熔融流動指數的聚酰胺和PET)進行共擠。

發明內容

鑒于前述內容，本發明提出了一種用于改善現有技術中的電介質聚合物材料從而解決或至少部分地緩解現有技術中的至少部分問題的解決方案。

根據本公開的第一方面，提供了一種多層電介質聚合物材料。該多層電介質聚合物材料可以包括多個電介質層，其中所述多個電介質層包括相同基礎材料。該多層電介質聚合物材料可通過共擠來形成，或者換言之，所述多個電介質層被共擠在一起。

所述多層電介質聚合物材料可以包括任何數目的電介質層；然而，在本公開的實施例中，其包括三層或更多層的電介質層。電介質層中的基礎材料的示例包括聚丙烯(PP)；聚乙烯(PE)；交聯聚乙烯(PEX)；聚苯硫(PPS)；聚酰胺(PA)；馬來酸酐改性聚丙烯(PPgMA)；聚萘二甲酸乙二醇(PEN)及其異構體，諸如2,6-、1,4-、1,5-、2,7-以及2,3-聚萘二甲酸乙二醇；聚亞烷基對苯二酸酯，諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚對苯二甲酸-l,4-環己二甲酯；聚酰亞胺，諸如聚丙烯酰亞胺；聚醚酰亞胺；苯乙烯聚合物，諸如不規則、全同和間同聚苯乙烯、α-甲基-聚苯乙烯、對甲基聚苯乙烯；聚碳酸酯，諸如雙酚-A-聚碳酸酯(PC)；聚(甲基)丙烯酸，諸如聚(甲基丙烯酸異丁酯)、聚(甲基丙烯酸丙酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸丁酯)和聚(丙烯酸甲酯)(術語“(甲基)丙烯酸酯”在本文中用來表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)；纖維素衍生物，諸如乙基纖維素、醋酸纖維素、丙酸纖維素、醋酸丁酸纖維素以及硝酸纖維素；聚亞烷基聚合物，諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯以及聚(4甲基)戊烯；氟化高聚物，諸如全氟烷氧基樹脂、聚四氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯以及聚氯三氟乙烯及其共聚物；氯化聚合物，諸如聚二氯苯乙烯、聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯；聚砜；聚醚砜；聚丙烯腈；聚酰胺；聚乙酸乙烯酯；聚醚酰胺。基礎材料也可以由共聚物形成，諸如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)，例如包含在10wt％與50wt％之間，優選地在20wt％和40wt％之間的丙烯腈、苯乙烯-乙烯共聚物；以及聚(乙烯-l,4-環己二甲醇酯)(PETG)；氰乙基支鏈淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基羥乙基纖維素、氰乙基纖維素或其組合。額外的聚合物材料還包括嵌段或接枝共聚物。