[发明专利]具有高击穿电压的塑料膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种能在电容器内作为介电膜使用的塑料膜。本发明还涉及制备该塑料膜的方法。

背景技术

电容器通常包括两块被能够储存电能的绝缘介质(介电膜)分隔开的导电金属极板。电容器是通过在两个导电金属极板之间夹入介电膜而形成的。所述膜能防止电子从一块电容器极板运动到对面的极板上从而起到了绝缘材料的作用。能安全地储存在特定电容器中的最大电能是由介电膜被击穿前所能耐受的最大电场限定的。

如下式所示，所述膜能储存的电能与该膜的介电常数成正比，且与介电膜的电击穿成正比：

能量密度E＝0,5.ε.ε₀.BDV²，

其中，BDV为击穿电压(单位：V/μm)，

ε为膜的理论相对介电常数(theoretical relative permittivity)，也被称为介电常数(dielectric constant)，

ε₀为绝对介电常数。

能通过提高相对介电常数来提高具有塑料膜的电容器的能量密度。这能通过使用极性聚合物或向聚合物膜中加入极性成分(如极性聚合物)或添加剂(如陶瓷颗粒)而获得。

其中，将塑料膜用作具有高相对介电常数的介电膜的电容器已为本领域所知晓。例如，EP-A-0039214描述的电容器中，介电膜含有1，1-二氟乙烯聚合物、聚碳酸酯和/或热塑性聚酯。

美国专利6426861描述了一种具有高能量密度的塑料膜。该膜由含有至少一种非极性均聚物和至少一种极性或非极性均聚物的均匀混合物制成。所述非极性均聚物的实例有：聚丙烯(PP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)、聚碳酸酯(PC)和聚亚苯基硫醚(PPS)。极性聚合物的实例有：聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)。使所述均聚物共混后均匀地共挤出，以形成熔体流延(melt-cast)杂化共聚物介电膜。该文献描述了PVDF和PP的聚合杂化共聚物。该文献还描述了含有以PVDF和PP作为一种成分，以PPS、PC、PET或PEN作为第二种成分的共聚物。美国专利6426861中公开的膜是由均相固-液混合物制得的。

能通过提高塑料膜的击穿电压来提高具有塑料膜的电容器的能量密度。

EP-A-1712592公开了一种适用于薄膜电容器的双向拉伸膜。该双向拉伸膜含有芳香族聚酯(a)和熔点为230-280℃的聚烯烃(b)，其中，所述聚烯烃(b)的含量为所述薄膜总重量的2-60％。所述聚烯烃优选为具有间同结构的苯乙烯聚合物。优选所述膜上没有空隙(void)。在形成基体相的芳香族聚酯(a)和形成海岛相的聚烯烃(b)的交界处形成所述空隙。在存在空隙的情况下，在对膜进行拉伸的步骤中，薄膜易被拉断。此外，在减小厚度时，空隙部分所导致的缺陷会使机械性能降低或降低耐受电压的性能。可以通过使用增容剂来消除所述空隙。

本发明涉及一种具有高击穿电压的塑料膜。该膜能用作电容器中的介电膜。该膜能使所述电容器具有高的能量密度。

本发明还涉及一种通过改变塑料膜的形态来提高所述塑料膜的击穿电压的方法。

发明内容

本发明涉及一种拉伸膜，该拉伸膜含有分散于基体中的至少一种聚酯和/或聚碳酸酯分散相，所述基体为不同于前述聚酯和/或聚碳酸酯的至少一种聚酯和/或聚碳酸酯基体，所述分散相中的分散的聚酯和/或聚碳酸酯的重量百分数小于50％，且该分散的聚酯和/或聚碳酸酯为薄片状。

在一种实施方式中，所述拉伸膜的厚度为0.3-25μm，优选为0.9-6μm，更优选为2-4μm。

在一种实施方式中，所述薄片的最大尺寸小于10微米，优选小于5微米，更优选小于1微米。

本发明还涉及一种含有以下混合物的拉伸膜，该混合物含有：

-至少为50重量％的至少一种聚酯和/或聚碳酸酯基体，

-能与构成所述基体的所述至少一种聚酯和/或聚碳酸酯混溶(miscible)且相容，并在所述基体中形成分离相(separate phase)的至少一种聚酯和/或聚碳酸酯，该混合物中没有增容剂(compatibilizer)。