[发明专利]一种强电电容器用高性能聚丙烯薄膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯薄膜制造方法，特别涉及一种耐高电压、高油浸性的电容器用双向拉伸聚丙烯薄膜制造方法，属于高端电容器用薄膜的技术领域。

背景技术

双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜由于具有优异的性能，如高的拉伸强度、低的气体渗透率、良好的透明性和光泽性、优异的化学稳定性和耐热耐寒性等，被广泛应用于食品、医药、日用品等包装领域。另外利用其优异的耐压耐温和电性能还可将其作为电容膜应用于交流电机、家用电器、电力电容器等电子领域。

近年来，随着电容器用聚丙烯薄膜社会需求的快速增长，智能电网、柔性输变电和超高压电网等强烈要求开发高压电容器，此种电容器要求使用耐高压、结晶性好的粗化聚丙烯薄膜。

提高双向拉伸聚丙烯薄膜耐高电压性的技术，曾有日本专利1（JP9139323）和2（JP8294962）中公布，分别通过降低树脂中灰分含量和提高立构规整度和结晶化来实现。但高立构规整度和结晶化会导致薄膜拉伸性能下降，在铸片拉伸过程中容易出现破膜现象。

提高双向拉伸聚丙烯薄膜的粗糙度可提高薄膜对绝缘油的浸渍性能和元件卷绕时的防滑易操作性。目前报道的关于生产聚丙烯粗化膜的方法有机械粗面化、化学腐蚀粗面化和工艺粗面化技术。前两种技术工艺复杂，环境污染严重，薄膜表面损伤厉害，影响其电气性能和机械性能，因此使用很少。关于工艺粗面化技术是通过选择原料、调整工艺、控制特定工艺条件，利用物质内部结晶特性和转化原理而实现粗面化。均聚等规聚丙烯树脂中稳定的结晶体形态有α单斜晶和β六方形。β晶体的熔融温度小于a晶体约20℃，密度大于α晶体的密度，利用这些异性在β晶体熔点附近拉伸，而保持α晶体相对稳定，β晶体熔融转变为α晶体时，由于密度大于α晶体，在薄膜的表面形成凹凸不平的粗化膜面。其中专利3（JP200589683）中描述采用负载型的钛催化剂聚合合成具有一定熔体流动速率、数均分子量和分子量分布的聚丙烯树脂制片后可形成高β结晶比率的铸片。专利4（JP19970317409）中描述采用高立构规整度的聚丙烯树脂，通过工艺控制激冷铸片的β晶体含量从而制备具有一定表面粗糙度的薄膜。

然而正如专利5（JP2002105224）中描述随着薄膜粗糙度的增加，会导致薄膜的耐电压性降低的负面影响。专利中将薄膜的中心线平均粗糙度控制在0.05～0.5μm，从而平衡薄膜的油浸性和耐电压性。专利6（CN1970613）中通过控制原料聚丙烯树脂的重均分子量、分子量分布、全同立构成分比率和低结晶性成分比率等制备高耐电压性和元件加工适宜性优异的薄膜。专利7（CN101848961）中采用两种不同熔体流动速率的全同立构聚丙烯树脂，将薄膜的重均分子量、分子量分布、立构规整度、低分子量成分与高分子量成分的构成控制在一定范围内，制备具有耐电压性和元件卷绕加工适应性优异的薄膜。

以上专利对原料的性能要求通常较为苛刻，且制备的薄膜均衡性差，在超高压电网用高性能耐高电压电力电容器等领域，其耐电压性和绝缘油浸渍性能还具有改善的空间。

综上所述，现有技术中往往存在双向拉伸聚丙烯薄膜的浸渍性能、元件卷绕时的防滑易操作性和耐电压性难以同时提高的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容器用性能均衡、耐高电压、卷绕防滑性好、油浸性好的双向拉伸聚丙烯薄膜制造方法。

为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

一种双向拉伸聚丙烯电容膜的制造方法，所述电容膜为三层复合薄膜，制造方法包括以下步骤：

(a)配料：取结晶度为50%～60%，等规指数大于等于98%（重量），熔体流动速率1.2～2.5g/10min，灰分含量小于等于100ppm的聚丙烯作为中间层原料。

取结晶度为50%～60%，等规指数大于等于94%，熔体流动速率3.2～3.5g/10min，灰分含量小于等于100ppm的聚丙烯作为表层原料。

(b)预处理：上述中间层原料在惰性气体保护下，在70～115℃下处理3～30min。

(c)挤出：将经过步骤(b)预处理的中间层原料和未经处理的表层原料分别送入主、辅挤出机熔融、塑化（对应关系为：中间层原料挤入主挤出机，表层原料送入辅挤出机，然后分别挤出），经计量泵建立稳定压力，通过板式换网器过滤后。再经计量泵建立稳定压力，通过均质器进行均质，最后，经三流道模头挤出得片状流体。控制中间层原料用量占原料总重量的90%～95%，余量为表层原料。所述均质器使用时，是将原料在一定压力下通过泡沫状微孔结构。

(d)铸片：在铸片机中的激冷辊和高压气刀冷却下定型。