本發(fā)明涉及電容器，具體涉及一種耐高溫特性的金屬聚丙烯薄膜電容器及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、薄膜電容器是一種靜電儲(chǔ)能電容器，具有較高的能量密度和可靠性，同時(shí)具有獨(dú)特的自愈特性，因此在電力系統(tǒng)、脈沖功率、汽車電子、電力設(shè)備、航空航天等眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。由于雙向拉伸聚丙烯薄膜電容器具有優(yōu)異的絕緣特性，因此近年來(lái)發(fā)展迅速。由于薄膜電容器在焊接過(guò)程中采用的回流焊工藝會(huì)使電容器經(jīng)歷一段高溫過(guò)程，而且由于薄膜電容器體積較小，單位空間內(nèi)堆積密度較高，導(dǎo)致散熱條件變差，這就要求薄膜電容器所使用的雙向拉伸聚丙烯需要具有良好的耐溫性能，否則在高溫條件下，雙向拉伸聚丙烯薄膜性能劣化，會(huì)直接導(dǎo)致電容器的儲(chǔ)能密度嚴(yán)重下降，甚至出現(xiàn)故障和安全隱患。

2、為了解決聚丙烯薄膜耐溫性能不佳的問(wèn)題，可以從聚丙烯薄膜的結(jié)構(gòu)入手，例如發(fā)明專利公開(kāi)號(hào)為cn111564312b公開(kāi)了一種耐高溫電容器用聚丙烯薄膜及其制備方法，通過(guò)在聚丙烯基膜一側(cè)表面鏈接耐高溫層，并在另一側(cè)表面鍍耐候?qū)樱捎谀透邷貙泳哂蟹涓C結(jié)構(gòu)，而且含有能夠產(chǎn)生協(xié)同作用的錳元素和納米石墨烯，可使制備的聚丙烯薄膜具有顯著的耐高溫性。另外，還能從聚丙烯的組分入手，通過(guò)調(diào)節(jié)配方，例如通過(guò)添加α成核劑的方式，提高聚丙烯的結(jié)晶度，使聚丙烯的密度得到提高，改善聚丙烯薄膜的耐溫性能，然而，成核劑的加入會(huì)影響聚丙烯的機(jī)械性能和加工性能，不利于實(shí)際應(yīng)用。

3、基于此，本發(fā)明提供了一種雙向拉伸聚丙烯復(fù)合薄膜，可直接用于制作金屬聚丙烯薄膜電容器，并表現(xiàn)出良好的耐高溫特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中提到的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫特性的金屬聚丙烯薄膜電容器及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種耐高溫特性的金屬聚丙烯薄膜電容器的制備方法，包括以下步驟：

4、第一步、將雙向拉伸聚丙烯復(fù)合薄膜固定在真空鍍膜機(jī)中，然后采用濺射鍍膜工藝，在其表面形成厚度為0.2-0.5μm的鋁金屬層，形成金屬聚丙烯薄膜；

5、第二步、將金屬聚丙烯薄膜分切成預(yù)定寬度的薄膜后，通過(guò)卷繞機(jī)將其卷繞成電容芯子，然后使用噴金機(jī)在電容芯子端面表面進(jìn)行噴金；

6、第三步、噴金結(jié)束后，使用賦能機(jī)，對(duì)電容芯子進(jìn)行檢測(cè)，然后使用回流焊工藝，實(shí)現(xiàn)電容芯子和引線的焊接，形成芯組；

7、第四步、將芯組裝入殼體中，裝配成電容器，然后對(duì)電容器進(jìn)行封裝，打磨，清洗，噴漆過(guò)程，即可形成金屬聚丙烯薄膜電容器。

8、一種耐高溫特性的金屬聚丙烯薄膜電容器，采用上述制備方法制得。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，第一步中，所述雙向拉伸聚丙烯復(fù)合薄膜采用包括以下重量份數(shù)的原料制成：

10、等規(guī)聚丙烯???????????????????????????????65-75份；

11、交聯(lián)改性料???????????????????????????????2.5-4份；

12、改性納米填料?????????????????????????????0.5-1份；

13、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯???????????????????????10-15份；

14、抗氧劑???????????????????????????????????0.5-1.5份；

15、硬脂酸鈣?????????????????????????????????1-2份；

16、所述雙向拉伸聚丙烯復(fù)合薄膜的制備方法包括以下步驟：

17、s1、將各組分原料按重量份數(shù)備齊，于混料機(jī)中混合均勻后，喂入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，形成母粒；

18、s2、將母粒置于擠出機(jī)中，設(shè)置擠出機(jī)溫度為220-240℃，機(jī)頭溫度為220-230℃，進(jìn)行熔融，然后流延鑄片，形成聚丙烯鑄片；

19、s3、將鑄片放置在雙向拉伸設(shè)備的夾具中，先進(jìn)行縱向拉伸，然后再進(jìn)行橫向拉伸，成型后保持松弛，并于160-170℃下進(jìn)行熱定型處理，最后室溫熟化30min，即可制得雙向拉伸聚丙烯復(fù)合薄膜。

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述交聯(lián)改性料的制備方法如下所示：

21、向充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)器中加入2,5-呋喃二甲酸和四氫呋喃，開(kāi)啟攪拌，使彼此形成均勻的液相后，再向反應(yīng)器中加入相轉(zhuǎn)移催化劑，加完后，開(kāi)啟加熱，將溫度維持在60-65℃，然后將環(huán)氧大豆油緩慢滴加至反應(yīng)器中，加畢，持續(xù)攪拌6-9h，蒸發(fā)去除溶劑，降溫出料，即可制得交聯(lián)改性料。

22、具體而言，使用相轉(zhuǎn)移催化劑，催化2,5-呋喃二甲酸結(jié)構(gòu)中的取代羧基和環(huán)氧大豆油結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行開(kāi)環(huán)酯化反應(yīng)，通過(guò)控制兩者之間的用量，可使彼此之間發(fā)生連續(xù)不間斷的架橋連接，形成具有大豆油和呋喃雜環(huán)交替鏈節(jié)的聚合型物料，即交聯(lián)改性料。

23、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述2,5-呋喃二甲酸和環(huán)氧大豆油的摩爾比為1-1.5:1。

24、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基硫酸氫銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四甲基溴化銨或者n,n-二甲基芐胺中的至少一種。

25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述改性納米填料的制備方法如下所示：

26、s10、將納米二氧化鈦超聲分散在氯仿中，再向分散液中加入二酰氯化物，并加入吡啶作為催化劑，加完后，于55-60℃的溫度條件中攪拌3-6h，離心出納米物料，制得酰氯改性的納米二氧化鈦；

27、s20、將酰氯改性納米二氧化鈦與丙酮混合，超聲形成均勻分散液后，再向分散液中加入聚醚胺，加完后，室溫條件下攪拌混合2-4h，離心出固體料，即可制得改性納米填料。

28、具體的，納米二氧化鈦表面含有可反應(yīng)的活性羥基，能夠與二酰氯化物結(jié)構(gòu)一端的酰氯基團(tuán)發(fā)生縮合，形成酰氯改性的納米二氧化鈦，再通過(guò)使用聚醚胺作為改性劑，利用其結(jié)構(gòu)中的端伯胺基團(tuán)的高反應(yīng)活性，對(duì)酰氯改性納米二氧化鈦進(jìn)行進(jìn)一步的修飾，最終制得改性納米填料。

29、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟s10中，所述二酰氯化物為丁二酰氯、戊二酰氯或者己二酰氯中的任一種。

30、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟s20中，所述聚醚胺的數(shù)均分子量為1000。

31、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076或者抗氧劑168中的至少一種。

32、本發(fā)明的有益效果：（1）本發(fā)明制備的交聯(lián)改性料結(jié)構(gòu)中含有大量因開(kāi)環(huán)酯化反應(yīng)產(chǎn)生的取代羥基，能夠在高溫熔融過(guò)程中與相容劑馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯發(fā)生相互作用，進(jìn)而能夠與等規(guī)聚丙烯分子鏈形成相互糾纏的交聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一方面來(lái)說(shuō)，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于等規(guī)聚丙烯分子鏈密度的提升具有正面作用，從而有利于最終制得的雙向拉伸聚丙烯復(fù)合薄膜在高溫條件下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。另外，交聯(lián)改性料結(jié)構(gòu)中含有的豐富呋喃雜環(huán)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為剛性，同樣能夠提升聚丙烯薄膜的耐溫性能，并且呋喃環(huán)的存在還能夠在聚丙烯薄膜中產(chǎn)生深陷阱，限制載流子的跳躍電導(dǎo)，從而進(jìn)一步提升聚丙烯薄膜的耐高溫性能，使其能夠在高溫環(huán)境中保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

33、（2）本發(fā)明制備的改性納米填料表面含有大量的聚醚胺分子鏈，首先，聚醚胺分子鏈中的伯胺同樣能夠在熔融條件下與相容劑產(chǎn)生相互作用，從而將納米二氧化鈦以化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)的形式插入聚丙烯薄膜中，一方面彼此之間通過(guò)這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)高度結(jié)合，納米二氧化鈦能夠高度分散在聚丙烯薄膜中，解決了寬禁帶的納米二氧化鈦與聚丙烯之間存在的介電常數(shù)不匹配導(dǎo)致的界面問(wèn)題，進(jìn)而能夠高效利用納米二氧化鈦的優(yōu)勢(shì)，降低聚丙烯薄膜在高溫條件下的電導(dǎo)損耗，減弱電場(chǎng)畸變，從而提升聚丙烯薄膜的介電常數(shù)和擊穿場(chǎng)強(qiáng)，使最終制備的電容器具有更高的能量密度。另一方面，以化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)形式存在的納米二氧化鈦還能有效改善聚丙烯薄膜的機(jī)械力學(xué)性能。

34、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。