用于特殊電容器的具有特定硬脂酸鈣含量的聚丙烯的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是基于以下中國專利申請的分案申請：
[0002] 原案申請日：2011年5月6日
[0003] 原案【申請?zhí)枴?01180023246. 5 (PCT/EP2011/057322)
[0004] 原案申請名稱：用于特殊電容器的具有特定硬脂酸鈣含量的聚丙烯
技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本發(fā)明涉及一種新的基于雙向拉伸（biaxially oriented)聚丙?。˙OPP)的電容 器膜。
【背景技術(shù)】
[0006] 聚丙烯是在薄膜電容器領(lǐng)域可選的材料，因?yàn)樗逆溔鄙偃魏畏N類的在電場應(yīng)力 下定向的極性基團(tuán)。結(jié)果是，聚丙烯固有地具有低損耗因數(shù)和高體積電阻系數(shù)。這些特性， 結(jié)合在電容器中相對高的介電常數(shù)和自恢復(fù)特性，使得聚丙烯在該技術(shù)領(lǐng)域很有價(jià)值。當(dāng) 聚丙烯是雙向拉伸（即，雙軸取向）時(shí)，聚丙烯的介電強(qiáng)度或擊穿電壓可以進(jìn)一步被提高。 所述雙向拉伸（雙軸取向）是通過沿兩個(gè)相反方向（縱向和橫向的機(jī)器方向）拉伸被加熱 的膜片、誘導(dǎo)更完美的結(jié)晶形成和定向而獲得的。也已知必須將添加劑加至聚丙烯中，以便 使材料耐用。例如，加入抗氧化劑以便降低聚合材料降解的風(fēng)險(xiǎn)。另外，聚丙烯典型地含有 相當(dāng)大含量的來源于所使用催化劑的極性殘基，比如氯、鋁、鎂或硅。這些殘基是不希望有 的，因?yàn)樗鼈儠?huì)消極地影響介電性質(zhì)。因此還要加入除酸劑，即使事實(shí)上極性元素會(huì)在電容 器膜中引起一些額外的、不合宜的損耗。當(dāng)然，應(yīng)以最低可能的含量加入這些添加劑，通常 不超過lOOppm。在該技術(shù)領(lǐng)域中一個(gè)可較好被接受的含量是大約75ppm的除酸劑。
[0007] 然而，在制備雙向拉伸聚丙烯（BOPP)期間的典型問題是由剪切應(yīng)力引起的口模 流涎（die drool)。另外，現(xiàn)在，卷繞的雙向拉伸聚丙烯（BOPP)隨后通過壓在呈橢圓形的圓 形圓柱上而被拉平，以便減少電容器的體積。圓形卷繞變平能進(jìn)一步提高電容器的能量密 度。該具體的電容器設(shè)計(jì)的問題是，額外的變平步驟還會(huì)引起雙向拉伸聚丙烯（BOPP)遭受 的機(jī)械應(yīng)力和損害，并且內(nèi)部卷繞造成從內(nèi)側(cè)到外側(cè)的起皺和波紋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種電容器膜，其可以由聚丙烯生產(chǎn)，在拉伸階段期 間不會(huì)遭受損壞，其可以在不引起膜內(nèi)部缺陷的情況下被卷繞并且隨后變平。另外，使用的 聚丙烯中的灰分含量應(yīng)該仍然在可接受的限度內(nèi)，并且應(yīng)該不會(huì)顯著地增加損耗。
[0009] 本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)是，使用的聚丙烯必須包含含量超過IOOppm的堿土金屬脂肪酸鹽。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種電容器膜，其包含
[0011] (a)超過90wt%的雙向拉伸聚丙烯（BOPP)，和
[0012] (b)超過IOOppm至低于或等于600ppm的堿土金屬脂肪酸鹽。
[0013] 象往常一樣，Ippm的添加劑或者殘留物例如灰分含量相當(dāng)于在Ikg組合物中Img 的添加劑或者殘留物例如灰分含量。
[0014] 優(yōu)選雙向拉伸聚丙烯（BOPP)是電容器膜內(nèi)部僅有的聚合物。因此，電容器膜可 以進(jìn)一步含有除堿土金屬脂肪酸鹽之外的添加劑，但優(yōu)選沒有其他聚合物。因此，直至 100.0 wt %的剩余部分可以由本技術(shù)領(lǐng)域已知的其他添加劑達(dá)到。然而，在電容器膜內(nèi)部該 剩余部分應(yīng)該不超過5. Owt %，優(yōu)選不超過2. Owt %，比如不超過1.0 wt %。因此，電容器膜 優(yōu)選包含超過95wt%、更優(yōu)選超過98wt%、比如超過99. Owt%的雙向拉伸聚丙稀?0PP)。 因此，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，電容器膜是雙向拉伸聚丙烯（BOPP)，所述雙向拉伸聚丙烯 (BOPP)包含超過IOOppm至低于或等于600ppm的堿土金屬脂肪酸鹽。
[0015] 已經(jīng)驚訝地發(fā)現(xiàn)，能夠在工藝步驟期間在不造成損壞的情況下、并且在不增加灰 分含量至超過不可接受的水平或者增加損耗的情況下，由聚丙烯生產(chǎn)出本發(fā)明的電容器 膜。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 在下文中，將對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0017] 典型地，電容器膜的厚度不超過10. 0 ym，優(yōu)選不超過5. 0 ym，更優(yōu)選不超過 3. 0 y m，更優(yōu)選在0. 5um至3. 5um的范圍內(nèi)，比如在LOum至3. Oum的范圍內(nèi)。
[0018] 進(jìn)一步地，電容器膜和/或雙向拉伸聚丙烯（BOPP)的特征是它們的高純度。因 此，優(yōu)選電容器膜和/或雙向拉伸聚丙烯（BOPP)中的灰分含量等于或低于lOOppm，更優(yōu)選 等于或低于50ppm，更優(yōu)選等于或低于40ppm，更優(yōu)選等于或低于30ppm。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式、這種高純度不是通過洗滌步驟完成的。
[0020] 如上所述，電容器膜的聚丙稀是雙向拉伸的（biaxially oriented)。優(yōu)選雙向拉 伸聚丙烯（BOPP)沿機(jī)器方向的拉伸比至少是4.0,并且沿橫向的拉伸比是至少4.0。這樣 的比率是優(yōu)選的，因?yàn)樯唐坊碾p向拉伸聚丙烯膜必須是沒有間斷地可拉伸至少達(dá)到上述 限定的程度。在沿縱向拉伸期間，樣品的長度會(huì)增加，并且可由當(dāng)前長度超過原始樣品長度 的比率計(jì)算出沿縱向的拉伸比。接著，樣品被沿橫向拉伸，其中樣品的寬度會(huì)增加。因而， 可由當(dāng)前樣品的寬度超過樣品原始寬度計(jì)算出該拉伸比。優(yōu)選雙向拉伸聚丙烯（BOPP)沿 機(jī)器方向的拉伸比的范圍是4. 0至8. 0,更優(yōu)選4. 5至6. 5。雙向拉伸聚丙烯（BOPP)沿橫 向的拉伸比的范圍優(yōu)選是6. 0至10. 0,更優(yōu)選7. 0至9. 5。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，雙向 拉伸聚丙烯（BOPP)沿機(jī)器方向的拉伸比是4. 5至7. 0,尤其優(yōu)選4. 5至5. 0 ;并且沿橫向的 拉伸比是6. 0至10. 0,尤其優(yōu)選8. 0至10。
[0021] 可轉(zhuǎn)變成雙向拉伸聚丙烯（BOPP)的聚丙烯可以是任何聚丙烯，然而優(yōu)選其是無 規(guī)丙烯共聚物或丙烯均聚物，后者是尤其優(yōu)選的。因此，在本申請中無論何處，提及雙向拉 伸聚丙烯（BOPP)的特性也就自動(dòng)地也是指用于制備雙向拉伸聚丙烯（BOPP)的聚丙烯的特 性，對此已進(jìn)行了較好的限定。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，雙向拉伸聚丙烯（BOPP)是雙向拉伸無規(guī)丙烯共聚 物。術(shù)語"無規(guī)"應(yīng)根據(jù)國際純粹化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（高分子科學(xué)中的基本術(shù)語詞匯； IUPAC推薦，1996)進(jìn)行理解。因此，優(yōu)選雙向拉伸無規(guī)丙烯共聚物的無規(guī)度是至少40%，更 優(yōu)選至少50 %，更優(yōu)選優(yōu)選至少55 %，更優(yōu)選至少60 %，進(jìn)一步優(yōu)選至少65 %。
[0023] 當(dāng)雙向拉伸聚丙烯（BOPP)是雙向拉伸的無規(guī)丙烯共聚物時(shí)，其包含可與丙烯共 聚的單體，例如共聚單體是比如乙烯和/或C4-C12 a -烯烴、尤其是乙烯和/或C4-Cw a -烯 經(jīng)，例如1-丁烯和/或1-己烯。優(yōu)選雙向拉伸無規(guī)丙烯共聚物包含選自下組的可與丙烯共 聚的單體、尤其由選自下組的可與丙烯共聚的單體組成：乙烯、1-丁烯和1-己烯。特別優(yōu)選 雙向拉伸無規(guī)丙烯共聚物除丙烯之外還包含由乙烯和/或1- 丁烯衍生的單元。在一種優(yōu) 選實(shí)施方式中，雙向拉伸無規(guī)丙烯共聚物僅包含由乙烯和丙烯衍生的單元。在雙向拉伸無 規(guī)丙稀共聚物中，共聚單體含量優(yōu)選是相對低的，比如低至6. Owt%、更優(yōu)選0. 5-6. Owt%、 更優(yōu)選 〇? 5-4. Owt %、更優(yōu)選 0? 5-2. Owt %。
[0024]在本發(fā)明中使用的術(shù)語"雙向拉伸均聚物"涉及一種雙向拉伸聚丙烯（BOPP)，其基 本上由至少99. 5wt%、更優(yōu)選至少99. 8wt%的丙稀單元組成。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，在 雙向拉伸丙烯均聚物中僅可檢測到丙烯單元。共聚單體含量能夠用FT紅外光譜法測定，如 同在下述實(shí)施例中描述的那樣。
[0025] 如上所述，特別優(yōu)選雙向拉伸聚丙烯（BOPP)是雙向拉伸丙烯均聚物。
[0026] 優(yōu)選聚丙烯是全同立構(gòu)的。因此，優(yōu)選聚丙烯具有相當(dāng)高的五元組（pentad)濃 度，即，高于9