[发明专利]一种改进型多层结构聚丙烯薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改进型多层结构聚丙烯薄膜及其制备方法。通过热压法制备厚度为50μm左右的单层聚丙烯薄膜，将热压制得的单层聚丙烯薄膜与氟化处理的双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)交替叠放再次热压，设置热压温度不低于聚丙烯熔融温度，制备获得改进型多层结构聚丙烯薄膜。本发明获得的多层结构聚丙烯薄膜击穿场强最高可提升21.5％，储能密度提高47.6％且介电损耗不变。

技术领域

本发明属于电力电容器领域，具体涉及一种改进型多层结构聚丙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚丙烯薄膜在电力电容器中被广泛用作储能介质，要获得高储能密度的电容器，得先提高聚丙烯薄膜的储能密度。目前对聚丙烯薄膜储能密度的研究表明，通过多层共挤的方法形成的聚丙烯薄膜其击穿场强有一定的升高；且很多研究表明多层结构的PVDF在储能密度上取得了一定的成果，但是对于多层聚丙烯的储能特性的研究几乎没有。

聚丙烯属于半结晶聚合物，并且具有不同的结晶形态，例如球晶、串晶以及双向拉伸聚丙烯薄膜所呈现的网状结晶。不同结晶形态具有不同的电学、力学、以及热学性能。通过多层的方法可以将不同结晶形态，不同表面状态甚至不同成分改性的聚丙烯复合在一起，从而可以提高其电学、力学以及机械等性能。

Si-Jiao Wang等(APPLIED PHYSICS LETTERS 108,092902(2016))研究了将热压形成的纯PP与纳米氧化铝复合PP直接叠放再次热压形成的多层结构薄膜，未加入BOPP。Saul Sanchez等(J.Adhesion Sci.Technol.,Vol.00,No.0,pp.1–16(2003))将不同比例的聚丙烯与丙烯酸接枝聚丙烯共混物作为外层，聚已酰胺作为内层，使用共挤的方法制备出三层结构薄膜，且并未对电学性能有所研究。

本发明就聚丙烯以及氟化处理的双向拉伸聚丙烯不同的结晶形态构成多层结构，提高其直流击穿场强进而提高其储能特性。

发明内容

本发明提供了一种改进型多层结构聚丙烯薄膜，具体为采用热压法制备聚丙烯薄膜与氟化处理的双向拉伸聚丙烯薄膜多层结构复合的薄膜。

通过热压法制备厚度为50μm左右的单层聚丙烯薄膜，将热压制得的单层聚丙烯薄膜与氟化处理的双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)交替叠放再次热压，设置热压温度不低于聚丙烯熔融温度(>167℃)，制备获得改进型多层结构聚丙烯薄膜。

本发明还提供了一种改进型多层结构聚丙烯薄膜的制备方法，具体制备步骤如下：

1)在厚度分别为40μm、120μm左右的聚酰亚胺薄膜上裁剪直径为50mm的圆孔作为模具；

2)在厚度为40μm左右的模具的每个圆孔中放入适量的聚丙烯料，使用平板硫化机，在190℃预热一段时间，排气，然后在20MPa压力下热压成型，获得单层的聚丙烯薄膜试样；

3)在厚度为120μm左右的模具的每个圆孔中放入3个单层试样，每单层试样之间放入厚度为10μm的氟化处理的双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)，使用平板硫化机，在170℃预热一段时间，排气，然后在20MPa下热压成型，获得改进型多层结构聚丙烯薄膜。

优选的，所述单层的聚丙烯薄膜试样直径为50mm，厚度为50μm左右。

优选的，所述多层结构聚丙烯薄膜的直径为50mm，厚度为150μm左右。

优选的，所述氟化处理的双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)为在室温、500mbar的压强下，在氟气/氮气＝1/4(体积比)的气氛中处理30min获得。

优选的，放入聚丙烯料的量为0.06-0.10g。

更优选的，放入聚丙烯料的量为0.08g。