【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚丙烯电容膜制备，具体为一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜的制备方法。
技术介绍
1、薄膜电容器作为风电变流器、光伏逆变器、新能源汽车逆变器、脉冲功率设备、碳化硅半导体、高压直流输电等新兴领域的核心组件之一，市场需求巨大。目前，聚丙烯是薄膜电容器主要的电介质材料，具有价格、拉伸成膜性优良、耐击穿电压高(500～700kv/mm)、介电损耗小(一般在10–5-10-4)的优点。然而，聚丙烯薄膜电容器的安全使用温度上限低(110℃),当运行温度超85℃后,聚丙烯薄膜的大部分出现波动,出现击穿强度下降、漏导损耗升高、收缩率过高等问题，极易引发电容器的运行故障,进而影响到整个系统的稳定运行。
2、对比文件cn115260647a公开了一种聚丙烯-耐高温聚合物共混薄膜及其制备方法和电容器芯子，该薄膜由如下重量份的原料制成：聚丙烯树脂：耐高温聚合物树脂＝1:1～12:1，制备方法包括如下步骤：以聚丙烯树脂为主体材料，在其中通过物理共混添加一定量的耐高温热塑性聚合物树脂，例如聚4-甲基戊烯(tpx)、环烯烃类共聚物(coc)等，获得聚合物共混树脂，以此共混树脂为原料，在现有工业化生产线进行熔融挤出流延、双向拉伸制成薄膜。本申请制备的电容器用聚丙烯-耐高温聚合物共混物薄膜具有不低于125℃的耐热性。该方法未考虑到环烯烃共聚物和聚丙烯树脂的相容性问题，原料物理搅拌后直接经单螺杆设备流延成膜片后双向拉伸，实际生产中材料成膜性差且成品介电性能相较常规聚丙烯薄膜下降明显。
3、对比文件cn114148004a公开了一种电
4、对比文件cn115322478a公开了一种超薄耐高温聚丙烯电容器薄膜，由以下质量百分数的原料制备：聚丙烯树脂b14～30％、聚丙烯多相共聚物4～10％、马来酸酐2～4％、纳米无机粉末1～2％、抗热劣剂0.3～0.5％、β成核剂0.02～0.06％，余量为聚丙烯树脂a；本专利技术还公开了该聚丙烯电容器薄膜的制备方法，通过将不同的聚丙烯原料及其他添加物研磨混合、熔融挤出，经成型、双向拉伸及光化学表面处理制得。该方法采用添加β成核剂的方法提高聚丙烯的耐热性能，通过研磨处理提高了助剂的分散性，并通过对树脂黏度调控的方式提高加工时的成膜性，该方案对聚丙烯收缩率提升有限，且研磨处理工艺成本增加过多。
5、对比文件cn111564312b公开了了一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法，其包括聚丙烯基膜层以及分别设置在聚丙烯基膜层两个面的耐高温层以及耐候层，并在耐高温层添加mn元素以及纳米石墨烯，并制备成蜂窝状结构，有助于提高聚丙烯薄膜整体的耐高温性能，且聚丙烯基膜层在在制备的过程中添加金属离子，有助于在后续的升温扩散处理步骤中，聚丙烯基膜层与镀锌层的紧密度，使得镀锌层与镀铝层不仅能形成致密的镀层，达到耐候的效果，还解决了现有技术中镀层容易脱落，不耐磨和热变形的问题。且制备的聚丙烯薄膜应用在电容器制备中，耐高温层含有的纳米石墨烯能提高电容器的电气性能，还具有电容器承受电流能力高、寿命长发，易储存的优点。该方法工艺复杂。
6、对比文件cn208861824u公开了一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，包括聚丙烯基膜，其特征在于：所述聚丙烯基膜的一面设有金属箔层，聚丙烯基膜的另一面上设有耐高温层，耐高温层为聚醚醚酮薄膜，聚醚醚酮薄膜朝向聚丙烯基膜的一侧上设有增厚区，聚丙烯基膜上设有置于金属箔层边沿两侧的留白区，留白区上设有绝缘导热层。该方法工艺复杂，与原有工艺流程相比需调整设备过多。
7、综上所述，现有技术制备电容器用耐高温聚丙烯薄膜具有如下缺点：
8、(1)现有电容器用耐高温聚丙烯薄膜往往是通过与耐高温材料多层复合的方法提高聚丙烯的使用温度，该方法复杂且成本高，没有考虑到提高聚丙烯本身的耐热性能。
9、(2)现有技术采用添加成核剂的方法提高聚丙烯的耐热温度，并不能很好的解决高温下聚丙烯薄膜收缩率高的问题。
10、(3)现有技术通过添加耐高温聚合物的方法提高聚丙烯的热性能，由于耐高温聚合物和聚丙烯树脂的相容性差，电容薄膜在生产拉伸中由于各组分不相容会引起制品薄膜的破裂，聚丙烯的成膜性能受到影响，加工性能下降。添加量过大后电容薄膜击穿强度下降明显，薄膜的介电性能下降。
11、因此，开发一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，以解除聚丙烯电容薄膜器在高温环境下的使用限制是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：电容器用聚丙烯双向拉伸薄膜(bopp)由于聚丙烯树脂耐热性不足，而不能在高温环境下(≥120℃)稳定运行，应用面受到限制的问题。
2、本专利技术应用环烯烃共聚物对聚丙烯进行耐热改性，共混后可抑制高温下聚丙烯分子链段的运动，提高了聚丙烯的耐热性能；但是环烯烃共聚物在聚丙烯树脂中的相容性较差，本专利技术通过添加粘连树脂氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)，其乙烯-丁烯软段(eb段)分子链能和环烯烃共聚物链段发生物理交联，降低环烯烃共聚物刚性以及玻璃化温度，有效拓宽双向拉伸工艺的温度窗口区间，并降低拉伸力矩，提高成膜过程的稳定性，改善薄膜加工性能。
3、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，按质量份计包括如下组分：
4、聚丙烯树脂60-90份；
5、环烯烃共聚物母粒10-40份；
6、所述环烯烃共聚物母粒是由环烯烃共聚物和粘连树脂组成的。
7、优选的，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，熔体流动速率为2.0-5.0g/10min。
8、优选的，所述环烯烃共聚物和粘连树脂的质量比为5-20：1，优选6-9:1。
9、优选的，所述环烯烃共聚物中降冰片烯的质量分数为50-66％，所述环烯烃共聚物的玻璃化转变温度为125℃-145℃，所述环烯烃共聚物包括日本三井公司的apl5014、apl6015、德国hoechst公司的topas5013、topas6013中的一种或多种。
10、优选的，所述粘连树脂为含有聚苯乙烯链段的s-r-s三嵌段共聚物，具体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯中的一种或几种，优选氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
11、优选的，所述聚丙烯薄膜的制备方法包括如下步骤：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，按质量份计包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，熔体流动速率为2.0-5.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述环烯烃共聚物和粘连树脂的质量比为5-20：1。
4.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述环烯烃共聚物中降冰片烯的质量分数为50-66％，所述环烯烃共聚物的玻璃化转变温度为125℃-145℃。
5.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述粘连树脂为含有聚苯乙烯链段的S-R-S三嵌段共聚物，具体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯薄膜的制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种电容器用耐
8.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述步骤S2中：混合的时间为10-20min；所述熔融挤出造粒的温度区间为200-240℃且口模温度不超过220℃；造粒后干燥的温度为80-100℃、时间为4-6h；所述流延聚丙烯膜片的厚度为180-220μm。
9.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述步骤S3中：耐高温聚丙烯薄膜的厚度为2-10μm；所述双向拉伸制模的过程中，在纵向拉伸时先预热升温再快速升温进行纵向拉伸，纵向拉伸后先控制张力热定型再自由收缩热定型；在横向拉伸时控制拉伸温度和拉伸倍率，横向拉伸后先定长热定型，再自由收缩热定型。
10.根据权利要求9所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述预热升温的温度为120-140℃，所述快速升温的温度为145-155℃，所述纵向拉伸的倍率为4-5.5倍，所述控制张力热定型时附加拉伸度为1.01-1.03；所述横向拉伸时的拉伸温度为160-170℃、拉伸倍率为7-9倍。
...【技术特征摘要】
1.一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，按质量份计包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，熔体流动速率为2.0-5.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述环烯烃共聚物和粘连树脂的质量比为5-20：1。
4.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述环烯烃共聚物中降冰片烯的质量分数为50-66％，所述环烯烃共聚物的玻璃化转变温度为125℃-145℃。
5.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述粘连树脂为含有聚苯乙烯链段的s-r-s三嵌段共聚物，具体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯薄膜的制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种电容器用耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述步骤s1中：环烯烃共聚物干燥的温度为100-120℃、时间为3-5h；所述粘连树...
【专利技术属性】
技术研发人员：张益豪，朱家铭，郭少云，
申请(专利权)人：江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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