[发明专利]一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法

说明书

本发明涉及一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法。它包括有机塑料薄膜及氧化钽，氧化钽以纳米级状态均匀分布于有机塑料薄膜中；氧化钽体积比含量为10％‑70％。由于氧化钽的高介电常数，使得塑料薄膜的介电常数得到较大提升，形成高介电常数的塑料薄膜。利用这种高介电常数的塑料薄膜制作电容器，在得到塑料薄膜电容器的可靠性能时，可大大减小有机薄膜电容器的体积，减小了产品的安装空间，且降低了产品成本。

技术领域

本发明涉及电容器用塑料薄膜，特别是一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法。

背景技术

目前所用电容器主要为有机薄膜电容器、电解电容器、陶瓷电容器三大类电容器。有机薄膜电容器具有温度范围宽、耐压高、介质损耗小、性能稳定、寿命长、可靠性高等优点，但产品体积大。电解电容器具有体积小、容量大、成本低的特点，但产品耐压低、损耗大、寿命短。陶瓷电容器体积小、绝缘性好，但容量比较小、损耗大，稳定性差。随着社会发展，对电容器产品的可靠性、稳定性及产品体积要求越来越高。特别是随着新能源汽车的快速发展，对电容器要求进一步提升，要求大容量、产品性能稳定可靠，且要减小产品体积及重量。目前适合新能源汽车的电容器均采用有机薄膜电容器，虽然性能满足要求，但存在产品体积大，重量重的缺点。

目前性能稳定、较常用的电容器介质材料为聚丙烯薄膜。聚丙烯性能稳定，吸水率低(0.01％)，结晶性高，结构规整，具有优良的力学性能，且具有良好的耐热性、化学稳定性、电性能、耐候性等优良性能，是目前广泛应用的电容器介质材料。用于电容器的聚丙烯薄膜的介电强度高达400V/μm以上，且介质损耗因数较小，只有0.0002,非常适合制作电容器。但由于聚丙烯塑料介电常数较小，介电常数只有2.2，制作的电容器体积较大。而电容器行业中的钽电解电容器介质为氧化钽，氧化钽膜的化学性能稳定，损耗因数较氧化铝小，而且温度稳定性良好，其介电常数比氧化铝大，通常为28,因而产品体积很小，且电性性能稳定。但因其介电强度较小，只能制作直流低压电容器(通常只有十伏左右)。要制作高压钽电解电容器只能通过内部串联形式，但这样则造成产品容量减小，体积增大，即使这样产品的电压也只能达到300Vdc左右，严重限制了产品的电压使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法，主要解决现有有机塑料薄膜电容器体积大、重量重的缺点，利用这种高介电常数的塑料薄膜制作电容器，在得到塑料薄膜电容器的可靠性能时，可大大减小有机薄膜电容器的体积，减小了产品的安装空间，且降低了产品成本。

为实现上述目的，本发明是这样实现的。

一种高介电常数的塑料薄膜，其特征在于：它包括有机塑料及氧化钽；氧化钽以纳米级状态均匀分布于有机塑料中；氧化钽体积比含量为10％-70％。

所述的高介电常数的塑料薄膜，其特征在于：所述的有机塑料为聚丙烯或聚乙烯或聚四氟乙烯或聚苯乙烯。

所述的高介电常数的塑料薄膜，其特征在于：所述的有机塑料为聚酯或聚碳酸酯。

所述的高介电常数的塑料薄膜，其特征在于：所述的有机塑料为聚丙烯，氧化钽体积比含量优选30％-50％。

所述的高介电常数的塑料薄膜，其特征在于：它还包括相容剂。

一种如上所述的高介电常数的塑料薄膜的制造方法，其特征在于：纳米级氧化钽通过小尺寸效应、表面或界面效应作用通过机械共混均匀分布在有机塑料熔融物中，通过挤出成型形成氧化钽有机塑料粒子；然后氧化钽有机塑料粒子采用挤出成型工艺，在挤压成型并双向拉伸加工形成厚度均匀的氧化钽聚丙烯塑料薄膜。