[发明专利]电绝缘膜

说明书

技术领域

本发明涉及电绝缘膜，尤其是电容器膜，和它们的用途。 

背景技术

电容器膜必须经得起像高温和高电击穿强度这样的极端条件。此外，希望电容器膜具有良好的机械性能如高劲度。到目前为止，电容器技术的技术领域中一种盛行的观点是，只有采用由残余金属如钛、铝和硼引起的低水平的电导才可以实现高电击穿强度。然而，用齐格勒-纳塔催化剂生产的传统的聚丙烯被大量的残余催化剂组分污染。为了实现期望的极低的杂质水平以制造适合用于电容器膜的聚丙烯，必须繁琐地洗涤所述聚丙烯，这是耗时和成本密集的方法。为了克服所述洗涤步骤，已经开发了在负载型单中心催化剂存在下制备的、具有低水平杂质(所述杂质包括金属和非金属杂质，如铝、钛、硅和卤素(例如Cl和F))的聚丙烯，例如WO 02/16455 A1中所述。然而，为了实现低杂质水平这一目标，必须非常小心地控制工艺条件。此外，这样的聚丙烯具有缺点，即它们不能以稳定的方式被加工。特别地，基于在负载型单中心催化剂存在下制备的聚丙烯的膜受困于在制造时的流挂(sagging)和容易断裂。 

发明内容

因此，本发明的目的是提供经得起高电场强度而不会引起其失效的电容器膜并且所述膜尤其具有良好的机械性能，例如高劲度。优选地，此种电容器膜还具有耐高温性。 

本发明基于以下发现：通过将聚丙烯用于电容器膜可以实现改进的击穿行为，该电容器膜的特征在于由逐步等温分离技术(SIST)测定的相当大量的薄片晶(lamellae)。此种电容器膜达到高耐热性、高电击穿强度和良好机械性能的平衡。已特别发现，所述良好的性能可以 独立于存在的杂质的量达到，即无论所述聚丙烯是否包含相当大量的铝、钛、硅、卤素(例如Cl和F)和/或硼。 

因此，通过提供包含双轴取向聚丙烯的电容器膜解决了上面概括的目的，其中 

a)所述聚丙烯沿纵向具有至少4.0的拉伸比(a draw ratio)，沿横向具有至少4.0的拉伸比，和 

b)所述聚丙烯和/或所述电容器膜在沿纵向4.0的拉伸比和沿横向4.0的拉伸比下具有至少300kV/mm的根据IEC 60243-第1部分(1988)的电击穿强度EB63％。 

优选地，所述电容器膜进一步的特征在于所述膜和/或所述膜的聚丙烯具有某种程度，即至少0.50wt％的二甲苯可溶物。 

此外，优选本发明所限定的双轴取向聚丙烯是电容器膜的唯一聚合物组分。 

这样的电容器膜与本领域中已知的膜相比具有优胜的性能。特别地，本发明的电容器膜具有高的电击穿强度值，即使所述膜中存在相对高量的杂质也如此。因此不像本领域中已知的聚丙烯那样必须经历繁琐的洗涤步骤。此外，根据本发明的电容器膜还具有耐高温性，并且可以在高加工稳定性和低加工温度下得到。此外并且令人惊讶地，本发明的膜还具有良好的机械性能，如以拉伸模量表示的高劲度。此外，已经观察到，根据本发明的新型电容器膜随着拉伸比的增加表现出电击穿强度的显著增加。 

本发明的第一个要求是电容器膜的聚丙烯是双轴取向的，即具有至少4.0的沿纵向的拉伸比和至少4.0的沿横向的拉伸比。此种比例是可领会的，因为商业双轴取向聚丙烯膜必须可至少拉伸到上述程度而不断裂。在沿纵向拉伸期间样品的长度增加并且沿纵向的拉伸比由当前长度与原始样品长度的比值计算。随后，沿横向拉伸样品，此时样品的宽度增加。因此，拉伸比由样品当前宽度相对样品原始宽度计算。优选地，所述双轴取向聚丙烯的沿纵向的拉伸比为4.0-8.0，更优选4.5-6.5。所述双轴聚丙烯的沿横向的拉伸比优选为6.0-10.0，更优选 7.0-9.5。在一个优选的实施方案中，所述双轴聚丙烯具有4.5-7.0，尤其是4.5-5.0的沿纵向的拉伸比和6.0-10.0，尤其是8.0-10的沿横向的拉伸比。 

为了获得此种双轴聚丙烯，优选应用本发明下面所述的方法。 

本发明的第二个要求是，所述双轴聚丙烯和/或所述电容器膜在沿纵向和沿横向4.0的拉伸比下具有相当高的电击穿强度EB63％，即至少300kV/mm的根据IEC 60243-第1部分(1988)的电击穿强度EB63％。更优选，所述双轴聚丙烯和/或所述电容器膜在沿纵向和沿横向4.0的拉伸比下的电击穿强度EB63％是至少350kV/mm，更加优选至少400kV/mm，仍更优选至少430kV/mm。关于电击穿强度的测量的更多细节提供在下面实施例中。