抗粘连母料及制备方法和离型膜基膜的制备方法与流程

文档序号:17920731发布日期:2019-06-15 00:05阅读:318来源:国知局

本发明涉及材料功能改性技术领域,具体涉及抗粘连母料及制备方法和离型膜基膜的制备方法。



背景技术:

片式多层陶瓷电容器(英文是multi-layerceramiccapacitors,缩写mlcc)是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,故也叫独石电容器。

现有技术中的mlcc的制备是以聚酯薄膜为基膜,先在基膜表面涂布有机硅涂层制备成离型膜,之后将液态陶土(即陶瓷浆)均匀涂布于离型膜的有机硅涂层表面,经过高温干燥、定型后,剥离离型膜就制备成陶土层,之后在陶土层上印刷电极、叠层、压合、切割等后加工工序,制成片式多层陶瓷电容器。

离型膜在mlcc的制备过程中起承载陶土层的作用,是mlcc制造过程中所需要的消耗品,为使离型膜在剥离时不损伤介电层,离型膜需具备优秀的剥离性和光滑性,而离型膜基膜需具有高抗粘连和爽滑性能,现有技术制备的离型膜基膜表面较粗糙,抗粘连性较差,难以满足片式多层陶瓷电容器的后加工要求。



技术实现要素:

为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的第一目的在于提供一种抗粘连母料,使用该抗粘连母料制备得到的聚酯薄膜表面粗糙度小、光滑。

本发明的第二目的在于提供一种抗粘连母料的制备方法,制备简单,条件可控,生产效率高,适用于大规模工业化生产。

本发明的第三目的在于提供一种离型膜基膜的制备方法,制得的离型膜基膜表面粗糙度小、光滑,适用于作为片式多层陶瓷电容器离型膜的基膜,使用该离型膜基膜制造的离型膜可以满足片式多层陶瓷电容器的后加工要求。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现:抗粘连母料,其包括100-150重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和1-5重量份数的抗粘连填料,所述抗粘连填料为粒径在100-400nm的无机物颗粒。所述无机物颗粒为氧化硅、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、云母、高岭土中的至少一种。

本发明通过按上述重量配比,在聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中添加无机物颗粒作为抗粘连填料,且限定添加的无机物颗粒的粒径,抗粘连填料与聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂均匀混合,抗粘连填料不仅均匀分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体的内部且部分均匀分散于其表层,由于作为抗粘连填料的无机物颗粒粘性低,当采用该抗粘连母料制作离型膜基膜时,分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体表层的抗粘连剂减小了树脂基体表面的接触面积,提高了离型膜基膜表面的抗粘连性,而控制抗粘连填料的粒径在100-400nm之间,使制得的离型膜基膜表面光滑,有利于有机硅涂层在其表面均匀涂覆,提高了制得的离型膜的剥离性和光滑性,满足片式多层陶瓷电容器的后加工要求。

其中,所述抗粘连填料为改性纳米碳酸钙颗粒,所述改性纳米碳酸钙颗粒的制备方法包括如下步骤:

a、将15-20重量份的纳米碳酸钙加入70-90重量份的去离子水中,超声分散15-20min,制得预分散溶液;

b、将预分散溶液升温至70-85℃,并在搅拌的状态下,向预分散溶液中滴加30-45重量份的体积分数为35%-50%的硬脂酸乙醇溶液,反应1.5-2h后,对反应后的悬浮液进行抽滤、洗涤、干燥、研磨,制得改性纳米碳酸钙颗粒。

纳米碳酸钙分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中时,不仅使制得的离型膜基膜具备高抗粘连性能,且在聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体中起到增强增韧的作用,使制得的离型膜基膜尺寸稳定性提高,热收缩率下降。

本发明通过采用上述方法制备改性纳米碳酸钙作为抗粘连填料,用硬脂酸对纳米碳酸钙进行表面处理,提高纳米碳酸钙与聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂之间的相容性,使纳米碳酸钙均匀分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体中,且通过硬脂酸改性的纳米碳酸钙可进一步提高聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的拉伸强度、提高尺寸稳定性,降高断裂伸长率。

其中,所述抗粘连填料为球形颗粒。球形的抗粘连填料表面光滑,可提高离型膜基膜的光滑度和抗粘连性,且球形颗粒与聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂在熔融共混挤出时,球形颗粒可将滑动摩擦转化为滚动摩擦,提高聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂在挤出设备中的加工流动性,使制得的离型膜基膜表面光滑。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现:抗粘连母料的制备方法,包括如下制备步骤:

s1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和抗粘连填料加入高速混合机中进行预分散混合,分散速度为600-850rpm,分散10-25分钟,制得混合料;

s2、将双螺杆挤出机升温至120-150℃,并保温1-2小时,然后将步骤s1制得的混合料由双螺杆挤出机的喂料机加入,进行熔融挤出,造粒。

其中,所述双螺杆挤出机的一区温度为120-150℃,二区温度为160-180℃,三区温度为190-210℃,四区温度为220-250℃,五区温度为230-250℃,六区温度为230-250℃,七区温度为230-250℃,过滤器和熔体管的温度均为230-250℃。

本发明通过采用上述分散速度和挤出温度,使抗粘连填料均匀地分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂基体中,抗粘连填料不发生团聚现象,采用该抗粘连母料制备的离型膜基膜表面粗糙度小,光滑,且平整,表面不会出现高低起伏发轮廓或空洞,有利于提高离型膜的剥离性和光滑性。

本发明的第三目的通过下述技术方案实现:离型膜基膜的制备方法,所述离型膜基膜包括基体层和粘附于基体层表面的抗粘连层。

所述制备方法包括如下制备步骤:

(1)取0-30重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和70-100重量份数的权利要求1-3任意一项所述的抗粘连母料进行混合,制得混合基料;

(2)取80-100重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入预结晶器中进行预结晶,然后对预结晶后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂进行干燥;

(3)将步骤(1)制得的混合基料投入双螺杆挤出机中进行熔融挤出,将步骤(2)干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入单螺杆挤出机中进行熔融挤出,并以单螺杆挤出机挤出的物料作为基体层,以双螺杆挤出机挤出的物料作为抗粘连层,所述抗粘连层粘附于基体层的上表面和下表面,制得半成品;

(4)将所述步骤(3)制得的半成品在50-100℃的温度下进行预热,然后在250-600℃的温度下进行纵向拉伸,制得拉伸片;

(5)将所述步骤(4)制得的拉伸的片在80-150℃的温度下进行预热,然后在80-200℃的温度下进行横向拉伸,接着在150-250℃下进行定型,最后冷却,制得离型膜基膜。

本发明通过采用上述制备方法使制得的离型膜基膜表面光滑,抗粘连性能好,力学性能优良。本发明的步骤(4)和步骤(5)通过控制拉伸时的温度,使拉伸后的离型膜基膜厚度均一,表面平整,良品率高,且制得的离型膜基膜具有高尺寸稳定性、高拉伸强度、低热收缩率和高断裂伸长率。

其中,所述步骤(2)中,预结晶温度为100-200℃,预结晶时间为5-20min,干燥温度为200-250℃,干燥1-2h。

其中,所述步骤(3)中,双螺杆挤出机的挤出温度为200-250℃,单螺杆挤出机的挤出温度为220-280℃。采用上述温度,使制得的离型膜基膜具有高尺寸稳定性、高拉伸强度、低热收缩率和高断裂伸长率。

其中,所述步骤(4)中纵向拉伸时的线速度为60-120m/min。通过控制拉伸时的线速度使拉伸后的离型膜基膜厚度均一,表面平整。

其中,所述步骤(4)中纵向拉伸时的拉伸倍率为4-6倍,所述步骤(5)中的横向拉伸的拉伸倍率为4-6倍。控制拉伸倍率使制得的离型膜基膜具有高尺寸稳定性、高拉伸强度、低热收缩率和高断裂伸长率,当拉伸倍率过大时,拉伸过度,制得的离型膜基膜尺寸稳定性下降,不良率高。

本发明的有益效果在于:

本发明通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中添加抗粘连填料,并且控制抗粘连填料的粒径和添加量,采用特定的温度,制得抗粘连母料,该抗粘连母料用于片式多层电容器用离型膜基膜,制得的离型膜基膜表面粗糙度小,力学性能良好,在其表面涂布有机硅树脂制备的离型膜剥离性和光滑性良好。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

抗粘连母料,其包括125重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和3重量份数的抗粘连填料,所述抗粘连填料是粒径为250nm的无机物颗粒。

所述抗粘连填料为改性纳米碳酸钙颗粒,所述改性纳米碳酸钙颗粒的制备方法包括如下步骤:

a、将17.5重量份的纳米碳酸钙加入80重量份的去离子水中,超声分散17.5min,制得预分散溶液;

b、将预分散溶液升温至77.5℃,并在搅拌的状态下,向预分散溶液中滴加37.5重量份的体积分数为42.5%的硬脂酸乙醇溶液,反应1.75h后,对反应后的悬浮液进行抽滤、洗涤、干燥、研磨,制得改性纳米碳酸钙颗粒。

所述抗粘连填料为球形颗粒。

上述抗粘连母料的制备方法,其包括如下制备步骤:

s1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和抗粘连填料加入高速混合机中进行预分散混合,分散速度为675rpm,混合17.5min,制得混合料;

s2、将双螺杆挤出机升温至135℃,并保温1.5小时,然后将步骤s1制得的混合料由双螺杆挤出机的喂料机加入,进行熔融挤出,造粒。

所述双螺杆挤出机的一区温度为135℃,二区温度为170℃,三区温度为200℃,四区温度为235℃,五区温度为240℃,六区温度为240℃,七区温度为240℃,过滤器和熔体管的温度均为240℃。

离型膜基膜的制备方法,所述离型膜基膜包括基体层和粘附于基体层表面的抗粘连层。所述基体层厚度为12.5μm,抗粘连层的厚度为5μm。

所述制备方法包括如下制备步骤:

(1)取15重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和85重量份数的上述抗粘连母料进行混合,制得混合基料;

(2)取90重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入预结晶器中,在150℃的温度下预结晶12.5min,然后对预结晶后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂进行干燥,干燥温度为225℃,干燥1.5h;

(3)将步骤(1)制得的混合基料投入双螺杆挤出机中进行熔融挤出,熔融挤出温度为225℃,将步骤(2)干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入单螺杆挤出机中进行熔融挤出,熔融挤出温度为250℃,并以单螺杆挤出机挤出的物料作为基体层,以双螺杆挤出机挤出的物料作为抗粘连层,所述抗粘连层粘附于基体层的上表面和下表面,制得半成品;

(4)将所述步骤(3)制得的半成品在75℃的温度下进行预热,然后进入525℃的红外加热区,以90m/min的线速度进行纵向拉伸,纵向拉伸倍率为5倍,制得拉伸片;

(5)将所述步骤(4)制得的拉伸的片在115℃的温度下进行预热,然后在140℃的温度下进行横向拉伸,横向拉伸倍率为5倍,接着在200℃下进行定型,最后冷却,制得离型膜基膜。

实施例2

抗粘连母料,其包括100重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和1重量份数的抗粘连填料,所述抗粘连填料是粒径为100nm的无机物颗粒。

所述抗粘连填料为改性纳米碳酸钙颗粒,所述改性纳米碳酸钙颗粒的制备方法包括如下步骤:

a、将15重量份的纳米碳酸钙加入70重量份的去离子水中,超声分散15min,制得预分散溶液;

b、将预分散溶液升温至70℃,并在搅拌的状态下,向预分散溶液中滴加30重量份的体积分数为35%的硬脂酸乙醇溶液,反应1.5h后,对反应后的悬浮液进行抽滤、洗涤并干燥,制得改性纳米碳酸钙。

所述抗粘连填料为球形颗粒。

上述抗粘连母料的制备方法,其包括如下制备步骤:

s1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和抗粘连填料加入高速混合机中进行预分散混合,分散速度为600rpm,分散10min,制得混合料;

s2、将双螺杆挤出机升温至120℃,并保温1小时,然后将步骤s1制得的混合料由双螺杆挤出机的喂料机加入,进行熔融挤出,造粒。

所述双螺杆挤出机的一区温度为120℃,二区温度为160℃,三区温度为190℃,四区温度为220℃,五区温度为230℃,六区温度为230℃,七区温度为230℃,过滤器和熔体管的温度均为230℃。

离型膜基膜的制备方法,所述离型膜基膜包括基体层和粘附于基体层表面的抗粘连层。所述基体层厚度为10μm,抗粘连层的厚度为4μm。

所述制备方法包括如下制备步骤:

(1)取70重量份数的上述抗粘连母料进行混合,制得混合基料;

(2)取80重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入预结晶器中,在100℃的温度下预结晶5min,然后对预结晶后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂进行干燥,干燥温度为200℃,干燥1h;

(3)将步骤(1)制得的混合基料投入双螺杆挤出机中进行熔融挤出,熔融挤出温度为200℃,将步骤(2)干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入单螺杆挤出机中进行熔融挤出,熔融挤出温度为220℃,并以单螺杆挤出机挤出的物料作为基体层,以双螺杆挤出机挤出的物料作为抗粘连层,所述抗粘连层粘附于基体层的上表面和下表面,制得半成品;

(4)将所述步骤(3)制得的半成品在50℃的温度下进行预热,然后进入250℃的红外加热区,以60m/min的线速度进行纵向拉伸,纵向拉伸倍率为4倍,制得拉伸片;

(5)将所述步骤(4)制得的拉伸的片在80℃的温度下进行预热,然后在80℃的温度下进行横向拉伸,横向拉伸倍率为4倍,接着在150℃下进行定型,最后冷却,制得离型膜基膜。

实施例3

抗粘连母料,其包括150重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和5重量份数的抗粘连填料,所述抗粘连填料是粒径为400nm的无机物颗粒。

所述抗粘连填料为改性纳米碳酸钙颗粒,所述改性纳米碳酸钙颗粒的制备方法包括如下步骤:

a、将20重量份的纳米碳酸钙加入90重量份的去离子水中,超声分散20min,制得预分散溶液;

b、将预分散溶液升温至85℃,并在搅拌的状态下,向预分散溶液中滴加45重量份的体积分数为50%的硬脂酸乙醇溶液,反应2h后,对反应后的悬浮液进行抽滤、洗涤、干燥、研磨,制得改性纳米碳酸钙。

所述抗粘连填料为球形颗粒。

上述抗粘连母料的制备方法,其包括如下制备步骤:

s1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和抗粘连填料加入高速混合机中进行预分散混合,分散速度为850rpm,混合25分钟,制得混合料;

s2、将双螺杆挤出机升温至150℃,并保温2小时,然后将步骤s1制得的混合料由双螺杆挤出机的喂料机加入,进行熔融挤出,造粒。

所述双螺杆挤出机的一区温度为150℃,二区温度为180℃,三区温度为210℃,四区温度为250℃,五区温度为250℃,六区温度为250℃,七区温度为250℃,过滤器和熔体管的温度均为250℃。

离型膜基膜的制备方法,所述离型膜基膜包括基体层和粘附于基体层表面的抗粘连层。所述基体层厚度为15μm,抗粘连层的厚度为6μm。

所述制备方法包括如下制备步骤:

(1)取30重量份数的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和100重量份数的上述抗粘连母料进行混合,制得混合基料;

(2)取100重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入预结晶器中,在200℃的温度下预结晶20min,然后对预结晶后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂进行干燥,干燥温度为250℃,干燥2h;

(3)将步骤(1)制得的混合基料投入双螺杆挤出机中进行熔融挤出,熔融挤出温度为250℃,将步骤(2)干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂投入单螺杆挤出机中进行熔融挤出,熔融挤出温度为280℃,并以单螺杆挤出机挤出的物料作为基体层,以双螺杆挤出机挤出的物料作为抗粘连层,所述抗粘连层粘附于基体层的上表面和下表面,制得半成品;

(4)将所述步骤(3)制得的半成品在100℃的温度下进行预热,然后进入600℃的红外加热区,以120m/min的线速度进行纵向拉伸,纵向拉伸倍率为4-6倍,制得拉伸片;

(5)将所述步骤(4)制得的拉伸的片在150℃的温度下进行预热,然后在200℃的温度下进行横向拉伸,横向拉伸倍率为6倍,接着在250℃下进行定型,最后冷却,制得离型膜基膜。

实施例4

实施例4与实施例1的不同在于,实施例4的抗粘连填料为氧化硅颗粒。

实施例5

实施例5与实施例1的不同在于,实施例5的抗粘连填料为未经改性的碳酸钙颗粒。

对比例1

对比例1与实施例1的不同在于,对比例1的抗粘连填料的粒径为500nm。

对比例2

对比例2与实施例1的不同在于,对比例2的抗粘连填料的粒径为50nm。

性能测试

对实施例1-5及对比例1-2制得的离型膜基膜进行拉伸强度测试、断裂伸长率测试、热收缩率测试和表面粗糙度测试,并将测试结果记录于表中。

由上表可知,本发明制得的离型膜基膜表面粗糙度小,光滑平整,在其表面涂布有机硅树脂制成离型膜后,有利于提高离型膜的剥离性和光滑性,满足mlcc加工工艺的需求,本发明的机械性能良好,具有高拉伸强度和断裂伸长率,且稳定性好,热收缩率低,不易发生变形。

通过实施例1和实施例5对比可知,通过硬脂酸表面改性后的纳米碳酸钙作为抗粘连填料,有利于降低离型膜基膜的表面粗糙度,提高拉伸强度、断裂伸长率,降低热收缩率,这是因为改性后的纳米碳酸钙与聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂相容性更好,在树脂基体中分散更加均匀,不易发生团聚。

通过实施例1和对比例1-2对比可知,当抗粘连填料的粒径过大时,制得的离型膜基膜表面粗糙度上升,会影响有机硅树脂在其表面均匀涂布,进而影响离型膜的剥离性和光滑性,影响mlcc加工工艺的需要;当抗粘连填料的粒径过小时,抗粘连填料容易发生团聚,造成表面粗糙度下降,并且影响离型膜基膜的力学性能。

上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

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