[发明专利]一种多层结构聚丙烯薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多层结构聚丙烯薄膜及其制备方法，具体为采用热压法制备多层结构聚丙烯薄膜。通过热压法制备厚度为20～100μm的聚丙烯薄膜，将热压制得的聚丙烯薄膜与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，制备获得多层结构聚丙烯薄膜。本发明创新性的引入双向拉伸聚丙烯薄膜，将不同结晶形态的聚丙烯通过多层结构的方式相结合，获得的薄膜多层结构清晰且致密，直流击穿场强相比同样原料同样厚度的单层聚丙烯薄膜最高可提高15.3％，且介电常数与介电损耗保持不变，其储能密度最高可以提升32.3％。

技术领域

本发明属于电力电容器领域，具体涉及一种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。

发明内容

本发明提供了一种多层结构聚丙烯薄膜及其制备方法，具体为采用热压法制备多层结构聚丙烯薄膜。

通过热压法制备厚度为20～100μm的聚丙烯薄膜，将热压制得的聚丙烯薄膜与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℃)，制备获得多层结构聚丙烯薄膜。

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热压成型，获得单层的聚丙烯薄膜试样；

3)在厚度为120μm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，获得多层多层结构聚丙烯薄膜。

优选的，所述的单层的聚丙烯薄膜试样的直径为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，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。

优选的，在190℃/170℃预热的时间设置为280-320s之间，在20MPa下热压成型时间也设置为280-320s之间。

更优选的，在190℃/170℃预热的时间和在20MPa下热压成型时间都设置为300s。

优选的，排气次数设置为10-15次，每次9-11s。

更优选的，排气次数设置为10次，每次10s。

本方法创新性的引入双向拉伸聚丙烯薄膜，将不同结晶形态的聚丙烯通过多层结构的方式相结合，获得的薄膜多层结构清晰且致密，直流击穿场强相比同样原料同样厚度的单层聚丙烯薄膜最高可提高15.3％，且介电常数与介电损耗保持不变，由储能公式：

因此其储能密度最高可以提升32.3％。