[发明专利]一种聚丙烯金属化薄膜及金属化薄膜电容器

说明书

发明提出了一种聚丙烯金属化薄膜及金属化薄膜电容器，所述聚丙烯金属化薄膜包括改性聚丙烯薄膜和位于所述改性聚丙烯薄膜表面的金属层；其中，所述改性聚丙烯薄膜是通过下述方法制备而成：将聚丙烯薄膜浸渍于高锰酸钾溶液中进行氧化反应后，再浸渍于4‑羟基二苯甲酮溶液中进行加热反应，之后浸渍于含氟功能单体溶液中进行光引发自由基聚合反应，以在聚丙烯薄膜表面生长含氟聚合物链，得到所述改性聚丙烯薄膜；这里，所述含氟功能单体是通过将端羧基氟橡胶和丙烯酸羟乙酯进行反应后得到。本发明提出的一种聚丙烯金属化薄膜及金属化薄膜电容器，通过以改性聚丙烯薄膜作为基膜，使所得金属化薄膜的击穿强度和储能密度都得到明显提升。

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，尤其涉及一种聚丙烯金属化薄膜及金属化薄膜电容器。

背景技术

近年来，随着现代电力电子技术的飞速发展，电容器在电力电子领域的应用相当广泛，电容器储能技术的发展对电容器的储能性能也提出了更高的要求。铝电解电容器曾以小体积、大容量、高储能密度等优良性能而被广泛应用，但是随着技术的发展，铝电解电容器的损耗大、寿命短、耐高压能力差等多种缺点更加凸显，其应用也相应地受到了限制。金属化薄膜电容器由于具有击穿强度高、介质损耗低、比特性好、低电感自愈性好等多种优点，使得其比其他类型的电容器应用的更加广泛。

现代工业为了制造体积小、电容量高的金属化薄膜电容器，通常使用离子溅射技术或者真空蒸镀技术在介质薄膜上添加一层极薄的金属膜。金属化薄膜电容器所使用的介质薄膜材料种类繁多，包括多种高分子聚合物，如聚丙烯、聚碳酸酯等，而其中又以聚丙烯应用最广泛。然而，目前得到广泛应用的聚丙烯为主要材料的薄膜由于介电常数较低导致薄膜电容器的比容量和储能密度难以提升，成为电子/电气设备小型化、集成化和高功能化难以跨越的障碍。因此，提高聚丙烯薄膜的击穿强度及储能密度势在必行、意义重大。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种聚丙烯金属化薄膜及金属化薄膜电容器，通过以改性聚丙烯薄膜作为基膜，使所得金属化薄膜的击穿强度和储能密度都得到明显提升。

本发明提出的一种聚丙烯金属化薄膜，包括改性聚丙烯薄膜和位于所述改性聚丙烯薄膜表面的金属层；

其中，所述改性聚丙烯薄膜是通过下述方法制备而成：将聚丙烯薄膜浸渍于高锰酸钾溶液中进行氧化反应后，再浸渍于4-羟基二苯甲酮溶液中进行加热反应，之后浸渍于含氟功能单体溶液中进行光引发自由基聚合反应，以在聚丙烯薄膜表面生长含氟聚合物链，得到所述改性聚丙烯薄膜；这里，所述含氟功能单体是通过将端羧基氟橡胶和丙烯酸羟乙酯进行反应后得到。

优选地，所述聚丙烯薄膜为双向拉伸聚丙烯薄膜，其厚度为1-15μm。

优选地，所述高锰酸钾溶液为高锰酸钾的硫酸溶液，其浓度为0.2-0.4mol/L；

优选地，所述氧化反应的温度为60-80℃，时间为3-6h。

优选地，所述4-羟基二苯甲酮溶液为4-羟基二苯甲酮的丁酮溶液，其浓度为5-15wt％；

优选地，所述加热反应的温度为50-70℃，时间为8-10h。

优选地，所述含氟功能单体是通过将端羧基氟橡胶和丙烯酸羟乙酯在缚酸剂DMAP和脱水剂DCC的催化条件下进行反应得到；

优选地，所述端羧基氟橡胶为含端羧基的偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，所述端羧基氟橡胶和丙烯酸羟乙酯的质量比4-6:1。

优选地，所述光引发自由基聚合反应的光波长为220-365nm。

优选地，所述金属层为铝金属层或锌金属层中的至少一种。

优选地，所述聚丙烯金属化薄膜是采用真空蒸镀或溅射镀膜工艺在所述改性聚丙烯薄膜表面形成金属层后得到。