[发明专利]一种表面涂覆工艺制备高性能无机/有机复合多层介电薄膜的方法及其应用在审

专利信息
申请号: 201810309850.8 申请日: 2018-04-09
公开(公告)号: CN108456324A 公开(公告)日: 2018-08-28
发明(设计)人: 党智敏 申请(专利权)人: 南通洪明电工科技有限公司
主分类号: C08J7/06 分类号: C08J7/06;H01G4/33;H01G4/018;C08L23/12
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地址: 226000 江苏省南通市开*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 多层介电薄膜 表面涂覆工艺 制备高性能 有机复合 钛酸钡 两层 高分子聚合物薄膜 耐热性 导热 纯聚合物薄膜 薄膜电容器 新能源汽车 有机复合层 粘合剂 储能特性 纯聚合物 电磁弹射 多层薄膜 二氧化硅 二氧化钛 功能颗粒 厚度可控 介电性能 脉冲装置 无机颗粒 钛酸铜钙 锆钛酸铅 极化 氮化硼 分散剂 复合层 纳米级 涂覆层 微米级 消泡剂 锆掺杂 氧化铝 储能 配比 强电 弱电 三层 涂覆 应用
【说明书】:

发明涉及一种表面涂覆工艺制备高性能无机/有机复合多层介电薄膜的方法。该工艺采用粘合剂、功能颗粒、分散剂以及消泡剂等配比而成,涂覆在多种高分子聚合物薄膜表面,涂覆层厚度可控,功能无机颗粒包括钛酸钡,锆掺杂钛酸钡,锆钛酸铅,二氧化钛,氧化铝,二氧化硅,氮化硼,钛酸铜钙等,颗粒大小从纳米级到微米级。多层薄膜可由两层或三层构成,其中一层为纯聚合物薄膜,另外一层或两层为无机/有机复合层,其中复合层位于纯聚合物层表面。采用此方法获得的高性能多层介电薄膜具有优异的介电性能、极化储能特性和导热及耐热性等,为高性能储能薄膜电容器提供新材料,可广泛应用于强电与弱电产品,新能源汽车,电磁弹射脉冲装置等领域。

技术领域

本发明属于高性能电容器储能用新能源材料领域,涉及一种表面涂覆工艺制备高性能无机/有机复合多层介电薄膜的方法及其应用。具体是指高分子聚合物薄膜层和复合材料涂覆层制备的多层介电薄膜新材料以及该类多层薄膜材料在电容器储能新能源领域的广泛应用。

背景技术

随着能源需求的不断增加和化石燃料的持续消耗,提高传统能源利用效率和拓展新能源使用范围的问题日益凸显。储能电容器具有储能密度高、充放电速度快、抗循坏老化、适用于高温高压等极端环境和性能稳定的优点,符合新时期能源利用的要求,在电力、电子系统中扮演着越来越重要的角色。随着材料科学的发展,高性能储能电容器仍有较大的发展空间。当前,高性能储能薄膜介质材料是新一代薄膜电容器实现高储能密度的核心技术,改善其储能特性的关键是研发高储能密度介电材料。

随着新能源汽车、电磁弹射脉冲装置、国家电网等众多储能领域的广泛普及,具有非常大的应用前景和市场经济价值,并且储能电容器在全国市场上的占有率也在逐渐攀升,而目前大多数运用的储能电容器介质材料为双向拉伸聚丙烯薄膜BOPP,储能密度为普遍小于2.0 J/cm3,介质材料性能已基本发挥到极致,但仍然无法满足高储能薄膜电容器的迫切需要,因此,对于具有高储能密度的介质材料的研制是十分重大有意义的。

而在传统的储能电容器器件中,对储能电容器的要求也越来越高。当前,通常是运用聚丙烯卷膜灌浇环氧绝缘树脂直接作为储能电容器,但是这样有一定的局限性,并且聚丙烯膜的介电常数2.2左右,尽管其击穿强度相对较高,大约500kV/mm以上,但在这样的低介电系数情况下,一定程度的影响了其作为电容器的应用范围。因此,当前制备出具有高介电常数、高击穿强度(500kV/mm)和高导热与耐热的薄膜材料是该领域的巨大挑战。

同时,开发高储能薄膜电容器封装用电工新材料。最终形成国际上高性能储能薄膜介质电容器“全链条”研发和产业化制造基地,为我国政府提出的“2025先进制造”和提升我国若干工程技术迈向新台阶和国际竞争力奠定坚实基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于表面涂覆工艺制备高性能无机/有机复合多层介电薄膜的方法及其应用。该工艺操作简单、成本低廉、配方原料易得,符合材料环境友好的发展趋势,并且所得涂覆材料具有介电系数高、击穿强度大、损耗低、储能密度高、高热导率和耐高温等优异性能。

本发明提供的一种基于高分子聚合物薄膜的多层介电薄膜材料及其制备方法,具体如下: 1.本发明提供的一种表面涂覆工艺制备多层介电薄膜材料,包括原薄膜层和复合涂覆层;所述复合涂覆层位于所述薄膜层的一面或两面;所述复合涂覆层由粘合剂、功能无机颗粒、分散剂以及消泡剂等制成;

2.本发明所提供的一种表面涂覆工艺制备高性能无机/有机复合多层介电薄膜的方法,包括如下步骤:

将构成所述复合涂覆层的功能无机颗粒、所述粘合剂、所述分散剂,所述消泡剂的混合物用机械搅拌辅助超声、球磨或砂磨的方法将颗粒均匀分散,形成稳定悬浊液后,采用特定装置在一定工艺条件下涂覆在所述薄膜层的一面或两面,一定温度下烘干得到所述的多层介电薄膜材料。涂覆层涂布的方法为各种常见的常规方法,如微型凹版涂覆或者浸涂等。

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