[发明专利]用于电容器膜的聚醚酰亚胺混溶聚合物共混物

说明书

技术领域

本公开涉及聚醚酰亚胺混溶聚合物共混物及其制造和使用方法，更具体涉及用于挤出电容器膜的聚醚酰亚胺和/或聚醚酰亚胺砜混溶聚合物共混物。

背景技术

具有高体积能量密度、高运行温度和长寿命的静电膜电容器是对脉冲功率、汽车和工业电子学重要的组件。通常，电容器是具有被绝缘(介电)膜的薄层隔开的两个平行导电板的储能器件。当跨过所述板施加电压时，电介质中的电场使电荷位移并由此储存能量。电容器储存的能量的量取决于绝缘材料的介电常数、外加电压和膜的尺寸(总面积和厚度)。因此，为了使电容器可蓄积的能量总量最大化，需要使该膜的介电常数和击穿电压最大化并使该膜的厚度最小化。电容器中的介电材料的物理特性是电容器性能的主要决定因素，因此电容器的介电材料的一种或多种物理性质的改进可带来电容器组件中的相应性能改进，通常使得其中嵌着该电容器的电子系统或产品的性能和寿命增强。

由双向拉伸聚(丙烯)(BOPP)制成的静电膜电容器已用于需要低耗散因子、高绝缘电阻和低介电吸收的用途，如用于电器、电子设备、烘箱和炉、冰箱、汽车和家用电器。BOPP的大约2.2的低介电常数(Dk)及其大约100℃的最大工作温度限制BOPP电容器在需要高运行温度和/或高能量密度的应用中的使用。其它热塑性材料，如Dk>3.0的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚碳酸酯(PC)可能是合理的替代品；但是，由这些膜制成的电容器只能在高达大约125℃的运行温度下使用，因此未满足所需高温性能能力。满足高温能力的几种材料，如聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)受到在超过150℃的温度下的电性质不稳定性限制，因此使它们较不适合用于电容器。因此，仍然需要开发和/或改进用于电容器的介电材料。

发明概述

在本文中公开了一种单轴拉伸的高屈服挤出电容器膜，其包含含有聚醚酰亚胺和聚酯的混溶聚合物共混物，其中所述聚醚酰亚胺包含衍生自芳族二酐与包含间苯二胺、对苯二胺或其组合的二胺的聚合的单元，其中所述聚醚酰亚胺被取代或未取代芳族伯单胺封端，其中所述聚酯包含衍生自芳族二羧酸与二羟基化合物的聚合的重复结构单元，并且其中所述高屈服挤出电容器膜包含基于进入挤出机之前混溶聚合物共混物的总重量计，进入用于制造电容器膜的挤出机的混溶聚合物共混物的等于或大于大约90重量％。

在本文中还公开了一种单轴拉伸的高屈服挤出电容器膜，其包含含有聚醚酰亚胺和聚酯的混溶聚合物共混物，其中所述聚醚酰亚胺包含衍生自芳族二酐与包含间苯二胺、对苯二胺或其组合的二胺的聚合的单元，其中所述聚醚酰亚胺被取代或未取代芳族伯单胺封端，其中所述聚酯包含衍生自芳族二羧酸与二羟基化合物的聚合的重复结构单元，其中所述高屈服挤出电容器膜无溶剂并包含基于进入挤出机之前混溶聚合物共混物的总重量计，进入用于制造电容器膜的挤出机的混溶聚合物共混物的等于或大于大约90重量％，并且其中所述电容器膜具有大约0.1微米至大约20微米的膜厚度。

在本文中进一步公开了一种单轴拉伸的高屈服挤出电容器膜，其包含含有聚醚酰亚胺砜和聚酯的混溶聚合物共混物，其中所述聚醚酰亚胺砜包含衍生自芳族二酐与包含二氨基二苯砜的二胺的聚合的单元，其中所述聚醚酰亚胺砜被取代或未取代芳族伯单胺封端，其中所述聚酯包含衍生自芳族二羧酸与二羟基化合物的聚合的重复结构单元，其中所述高屈服挤出电容器膜无溶剂并包含基于进入挤出机之前混溶聚合物共混物的总重量计，进入用于制造电容器膜的挤出机的混溶聚合物共混物的等于或大于大约90重量％。

发明详述

在本文中公开了包含聚醚酰亚胺(PEI)和聚酯(PE)的用于电容器膜的聚合物组合物及其制造和使用方法，其中该聚合物组合物是如本文中更详细论述的混溶聚合物共混物。在一个实施方案中，该聚醚酰亚胺可进一步包含聚醚酰亚胺砜，其中该聚醚酰亚胺和该聚醚酰亚胺砜形成混溶聚合物共混物。在一个实施方案中，该聚酯包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等，或其组合。在一个实施方案中，该聚酯包含低特性粘度PET。在一个实施方案中，该聚醚酰亚胺和该聚酯形成混溶聚合物共混物。在另一实施方案中，该聚醚酰亚胺、该聚醚酰亚胺砜和该聚酯形成混溶聚合物共混物。

在一些实施方案中，用于电容器膜的聚合物组合物包含聚醚酰亚胺砜(PEIS)和聚酯(PE)，其中该聚合物组合物是混溶聚合物共混物。在这样的实施方案中，该聚醚酰亚胺砜和该聚酯形成混溶聚合物共混物。