介电组合物、介电膜和电容器制造技术

提供了不包含酰胺键并且具有高电容率的介电组合物。介电组合物包含聚合物，所述聚合物具有包含至少一个杂环和至少一个羰基的单元结构的重复结构。所述单元结构优选地包括至少一种化学结构，所述至少一种化学结构包含所述至少一个杂环和与所述至少一个杂环结合的所述至少一个羰基。所述至少一个羰基。所述至少一个羰基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】介电组合物、介电膜和电容器


[0001]本公开涉及介电组合物、介电膜和电容器，并且更具体地涉及包含聚合物的介电组合物、介电膜和电容器。

技术介绍

[0002]专利文献1描述了一种膜电容器元件。膜电容器元件包括通过至少将包括聚脲膜在内的介电体膜层和金属蒸镀膜层层叠而获得的层叠体。
[0003]为了在不改变介电体膜层(dielectric membrane layer)中介电体的类型的情况下提高专利文献1中描述的膜电容器元件的电容，必须减小介电体膜层的厚度。然而，在减小介电体膜层的厚度方面的加工难度水平较高，并且减小介电体膜层的厚度可能容易导致绝缘击穿。
[0004]专利文献1将聚脲描述为具有高电容率的介电体。然而，聚脲包含由化学结构式(1)表示的酰胺键。酰胺键的分解产生胺。胺在金属上的吸附可能导致对金属的腐蚀，因此介电体优选地不包含酰胺键。
[0005][式1][0006][0007]引用清单
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：JP 2016
‑
8323A

技术实现思路

[0010]本专利技术的一个目的是提供不包含酰胺键并且具有高电容率的介电组合物、介电膜和电容器。
[0011]根据本公开的一个方面的介电组合物包含聚合物，所述聚合物的重复单元包括至少一个杂环和至少一个羰基的单元结构。
[0012]根据本公开的一个方面的介电膜包含所述介电组合物。
[0013]根据本公开的一个方面的电容器包括所述介电膜。
附图说明
[0014]图1是根据本实施方案的一种电容器的示意图。
具体实施方式
[0015](实施方案)
[0016](1)概要
[0017]近年来，随着电动汽车(EV)和混合动力汽车的普及，负责电动机控制的逆变器也需要减小尺寸，因此，作为逆变器中包括的部件的电容器比如膜电容器也需要减小尺寸。
[0018]用于减小电容器尺寸同时保持电容器性能的方法的实例包括：减小介电层比如介电膜的厚度，和制作具有高电容率的物质的介电层。
[0019]在减小介电层的厚度方面的加工难度水平较高，并且减小介电层的厚度容易导致绝缘击穿。与此相比，制作具有高电容率的物质的介电层可以在介电层的厚度不减小或几乎不减小的情况下提高介电层的电容率，并且可以由此提高电容器的电容，此外，由于介电层的厚度不减小或几乎不减小而不易发生绝缘击穿。
[0020]本公开提供了一种不包含酰胺键并且具有比常规聚合物的电容率(约为2.0至3.0)高的电容率(大于或等于3.5)的介电组合物。本公开还提供了：一种在介电膜的厚度几乎不减小的情况下提高电容器的电容的介电膜；和一种包括所述介电膜的电容器。
[0021]根据本实施方案的介电组合物包含聚合物(其在下文中可以被称为聚合物(P))，所述聚合物的重复单元包括至少一个杂环和至少一个羰基的单元结构。这提供了在单元结构中包括少量亚甲基(
‑
CH2‑
)并且在单元结构中包括大量氧元素(O)和氮元素(N)的聚合物(P)，由此提高了包含聚合物(P)的介电组合物的电容率。
[0022]根据本实施方案的介电膜包含根据本实施方案的介电组合物。这提供了具有高电容率的膜。
[0023]根据本实施方案的电容器包括根据本实施方案的介电膜。因此，为了在电极之间形成介电层，可以使用具有高电容率的介电膜，其容易在介电层的厚度不减小或几乎不减小的情况下提高电容器的电容。介电层优选地不包含酰胺键，因为酰胺键是一种产生促进腐蚀的胺的结构。根据本实施方案的电容器在介电层中不包含酰胺键，不易腐蚀，因此适合作为车载电容器。
[0024](2)细节
[0025](2.1)介电组合物
[0026]根据本实施方案的介电组合物包含聚合物(P)，所述聚合物(P)的重复单元的单元结构包含至少一个杂环和至少一个羰基。也就是说，聚合物(P)的单元结构包含一个或多个杂环和一个或多个羰基，并且具有作为重复结构的所述单元结构。因此，聚合物(P)是一种杂环化合物。
[0027]杂环是一种包含至少两种不同元素的环。杂环中包含的元素的实例包括碳、氮、氧和硫。在这些元素中，杂环中优选地包含氮元素以得到具有高电容率的介电组合物。也就是说，单元结构包括氮杂环。此外，杂环可以是三元环、四元环、五元环、六元环或者七元或更多元的环。在这些环中，对于杂环来说，五元环或六元环是优选的，以稳定地得到具有高电容率的介电组合物。
[0028]羰基是一种具有由
‑
C(＝O)
‑
所示的结构的官能团。
[0029]包括至少一个杂环和至少一个羰基的单元结构优选地包括至少一种化学结构，所述至少一种化学结构包括杂环和与所述杂环结合的羰基。也就是说，包括至少一个杂环和至少一个羰基的单元结构优选地具有包括彼此直接结合的杂环和羰基的化学结构。在此情况下，稳定地得到具有高电容率的介电组合物。
[0030]在包括彼此直接结合的杂环和羰基的化学结构中，杂环和羰基之间不存在其他元
素，并且杂环中包含的元素(例如碳)和羰基中的碳原子彼此化学结合。包括彼此直接结合的杂环和羰基的化学结构由例如以下化学结构式(A)、(B)、(C1)、(C2)、(D1)或(D3)表示。在化学结构式(A)、(B)、(C1)、(C2)、(D1)和(D3)中的每一个中，杂环中包含的碳原子和羰基的碳原子彼此化学结合。
[0031]在包括彼此不直接结合的杂环和羰基的化学结构中，杂环和羰基之间存在其他元素(例如氧)，并且杂环中包含的元素(例如碳)和羰基中的碳原子经由其他元素彼此化学结合。包括彼此不直接结合的杂环和羰基的化学结构由例如以下化学结构式(D2)或(D4)表示。在化学结构式(D2)和(D4)中的每一个中，杂环中包含的碳原子和羰基的碳原子经由氧原子彼此化学结合。
[0032]以下示出化学结构式(A)、(B)、(C1)、(C2)、(D1)、(D2)、(D3)和(D4)。
[0033][式2][0034][0035][0036]其中，在化学结构式(C1)和(C2)中的每一个中，m是大于或等于0且小于或等于6的整数。此外，在化学结构式(D1)、(D2)、(D3)和(D4)中的每一个中，m是大于或等于0且小于或等于5的整数。在此情况下，稳定地得到具有高电容率的介电组合物。
[0037]表1至4示出了根据本实施方案的介电组合物的实施例1至32。在各表格的“化学结构式”栏中，示出了各实施例中的介电组合物中包含的聚合物(P)的化学结构式。在各表格的“分子量”栏中，示出了各实施例中的介电组合物中包含的聚合物(P)的分子量。分子量通过彼此组合地使用凝胶过滤色谱“GPC HFIP
‑
805”(由Showa Denko K.K.制造)和差示折射仪“2414RI检测器”(由Nihon Waters K.K.制造)来获得。在分子量的测量程序中，首先将各介电组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种介电组合物，所述介电组合物包含聚合物，所述聚合物具有包含至少一个杂环和至少一个羰基的单元结构的重复单元。2.权利要求1所述的介电组合物，其中所述至少一个杂环包含氮元素。3.权利要求1或2所述的介电组合物，其中所述单元结构包括至少一种化学结构，所述至少一种化学结构包含所述至少一个杂环和与所述至少一个杂环结合的所述至少一个羰基。4.权利要求3所述的介电组合物，其中所述至少一种化学结构包括由化学结构式(A)表示的结构[式1]5.权利要求3所述的介电组合物，其中所述至少一种化学结构包括由化学结构式(B)表示的结构[式2]6.权利要求3所述的介电组合物，其中所述至少一种化学结构包括由化学结构式(C1)或(C2)表示的结构，并且在化学结构式(C1)和(C2)中的每一个中，m是大于或等于0的整数[式3]7.权利要求6所述的介电组合物，其中在化学结构式(C1)和(C2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：小城原佑亮，前岛宏行，松泽伸行，森田秀幸，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：