[發明專利]一種膜電容器用摻混納米銅的聚丙烯基復合介電薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201510478666.2
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN105037774A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 唐彬;唐發根
• 申請（專利權）人: 銅陵市勝達電子科技有限責任公司
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C09D127/08;C09D101/02;C09D7/12;C08L23/12
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及介電薄膜材料制備領域，具體涉及一種膜電容器用摻混納米銅的聚丙烯基復合介電薄膜及其制備方法。

背景技術

薄膜電容器又稱塑料薄膜電容器，是以塑料薄膜作為電介質的一類電容器，在所有的薄膜電容器中，聚丙烯電容器以其獨特的優勢在實際使用中應用最為廣泛。隨著行業的發展，電子產品對電容器輕量化、高容量等性能的要求越來越高，然而聚丙烯薄膜的介電常數偏低，難以制作高性能的電容器，制約著聚丙烯電容器的應用。

目前常見的用于提高聚丙烯薄膜介電常數的方法主要是在聚丙烯中填充高介電常數的有機或者無機化合物，有機介電材料柔韌性好，易加工成型等優點，但卻存在不耐高溫、穩定性較差等缺點，而無機介電材料的缺陷在于薄膜加工性能較差，且介電損耗增大。因此，研發一類同時具備無機/有機介電材料優點的復合介電材料是行業的發展趨勢，也是拓寬聚丙烯薄膜電容器的一個有潛力的研究方向。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種膜電容器用摻混納米銅的聚丙烯基復合介電薄膜及其制備方法，為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種膜電容器用摻混納米銅的聚丙烯基復合介電薄膜，其特征在于，該介電薄膜以厚度≤5μm聚丙烯薄膜為基膜，并在基膜表面涂布厚度≤5μm的復合涂層，所述的復合涂層由以下重量份的原料制成：納米銅0.8-1、納米氧化鋅3-4、醇醚類溶劑10-15、聚醚改性硅油0.1-0.2、聚乙烯吡咯烷酮1-2、N,N-二甲基乙酰胺20-25、聚乙二醇4000.3-0.5、納米結晶纖維素2-3、聚偏氯乙烯10-12。

所述的一種膜電容器用摻混納米銅的聚丙烯基復合介電薄膜及其制備方法，其特征在于，所述的制備方法為：

（1）復合涂層液的制備：先將聚乙二醇400投入醇醚類溶劑中，加熱攪拌使其完全溶解，隨后將納米銅、納米氧化鋅投入溶液中，超聲攪拌分散使得納米粉體完全分散均勻，所得分散液備用；接著將聚偏氯乙烯、納米結晶纖維素投入N,N-二甲基乙酰胺中，加熱攪拌使固態物料完全溶解，再加入先前制備的納米粉體分散液，攪拌混合20-30min后，加入其它剩余物料，攪拌混合均勻后漿料球磨處理30-40min,并將混合漿料進行除泡處理，得納米結晶纖維素/聚偏氯乙烯復合涂層液備用；

（2）將步驟（1）制備得到的復合涂層液利用逆轉輥吻式涂布法均勻涂布到聚丙烯薄膜的兩面，并同時利用熱風干燥和遠紅外干燥方法，在80-120℃條件下干燥處理，完全干燥后得該聚丙烯基復合介電薄膜。

本發明制備的復合介電薄膜優點在于：摻混了納米銅、納米氧化鋅的納米結晶纖維素/聚偏氯乙烯復合涂層液具有良好的成膜性和流變性，高介電值的納米材料在其中均勻分散，能穩定高效的提高涂層的介電性能，在聚丙烯薄膜表面干燥后得到力學性能優良的涂層，兼具高的介電常數和低的介電損耗，充分的結合了有機/無機介電材料的優點，改善了薄膜的加工性能，且生產制備過程簡單，適合大規模生產，可用于生產小型化和大容量化、輕量化的膜電容器。

具體實施方式

實施例

本實施例中的聚丙烯薄膜厚度為5μm，復合涂層厚度為5μm，其中復合涂層由以下重量份原料制成：納米銅0.8、納米氧化鋅3.5、醇醚類溶劑14、聚醚改性硅油0.1、聚乙烯吡咯烷酮1.5、N,N-二甲基乙酰胺24、聚乙二醇4000.4、納米結晶纖維素2.5、聚偏氯乙烯12。

所述的一種膜電容器用摻混納米銅的聚丙烯基復合介電薄膜的制備方法為：

（1）復合涂層液的制備：先將聚乙二醇400投入醇醚類溶劑中，加熱攪拌使其完全溶解，隨后將納米銅、納米氧化鋅投入溶液中，超聲攪拌分散使得納米粉體完全分散均勻，所得分散液備用；接著將聚偏氯乙烯、納米結晶纖維素投入N,N-二甲基乙酰胺中，加熱攪拌使固態物料完全溶解，再加入先前制備的納米粉體分散液，攪拌混合25min后，加入其它剩余物料，攪拌混合均勻后漿料球磨處理35min,并將混合漿料進行除泡處理，得納米結晶纖維素/聚偏氯乙烯復合涂層液備用；

（2）將步驟（1）制備得到的復合涂層液利用逆轉輥吻式涂布法均勻涂布到聚丙烯薄膜的兩面，并同時利用熱風干燥和遠紅外干燥方法，在120℃條件下干燥處理，完全干燥后得該聚丙烯基復合介電薄膜。

本實施例所制得的復合薄膜的性能指標如下：

拉伸強度為：65.5MPa；斷裂伸長率：42%；體積電阻率：2.0×10¹⁵Ω.cm；室溫條件1KHz頻率下介電常數為：72，條件先的介電損耗≤0.3%，復合薄膜在120℃條件下放置15min后橫向熱收縮率≤1%，縱向熱收縮率≤2%。