本發(fā)明屬于電介質(zhì)膜材料，尤其涉及一種薄膜電容器用聚丙烯薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚丙烯薄膜具有高透明度、光澤好、阻隔性好、抗沖強(qiáng)度高、耐低溫等優(yōu)點(diǎn)，是制造高性能電容器的重要材料。隨著電子、電力等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高性能電容器的需求不斷增加，生產(chǎn)超寬電容器用聚丙烯薄膜不但可以滿足市場(chǎng)需求，推動(dòng)航空、軍工、電動(dòng)汽車等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，還可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2、目前，企業(yè)生產(chǎn)的雙軸向拉伸聚丙烯薄膜的寬度多處于6米以下，更多的是1~3米，若能夠?qū)㈦p軸向拉伸聚丙烯薄膜的寬度提升至7米以上，如7.2--8.5米寬，將能夠大幅提高聚丙烯薄膜的適用范圍和生產(chǎn)效率。

3、但制備超寬聚丙烯薄膜面臨著諸多挑戰(zhàn)，遠(yuǎn)非簡(jiǎn)單的尺寸放大所能概括，這一過程的復(fù)雜性主要在于，隨著薄膜寬度的增加，對(duì)原料的均勻性、加工設(shè)備的精度以及工藝控制的穩(wěn)定性都提出了更高的要求。更為棘手的是，隨著聚丙烯薄膜寬度的增加，薄膜的厚度、應(yīng)力分布、力學(xué)性能等的均勻性將大幅降低，且容易產(chǎn)生魚眼、晶點(diǎn)、氣泡、微孔、撕裂、褶皺等缺陷，最終導(dǎo)致生產(chǎn)的聚丙烯薄膜不能滿足使用需求。

4、在諸多影響超寬聚丙烯薄膜制備的因素中，存在一個(gè)特殊的、直接影響超寬聚丙烯薄膜生產(chǎn)的因素——鑄片或中間態(tài)膜在寬度方向厚度尺寸的不均一性，這一缺陷很難通過原料質(zhì)量控制、加工設(shè)備精度提升等方式來克服。具體如公開（公告）號(hào)為cn?105916654b的中國(guó)專利所述的：在自成形用模熔融擠出后的熱塑性樹脂的作為薄膜的寬度方向中央的部分中，由于熱塑性樹脂彼此相鄰地存在，因此，熱塑性樹脂的流動(dòng)方向受到限制，從而使薄膜沿著熱塑性樹脂內(nèi)部的規(guī)定的面進(jìn)行平面伸長(zhǎng)，由此，薄膜在寬度方向上的收縮受到抑制，而主要沿厚度方向收縮。另一方面，在自成形用模熔融擠出后的熱塑性樹脂的作為薄膜的寬度方向兩端的部分中，由于在外側(cè)的側(cè)面上不存在相鄰的熱塑性樹脂，因此，熱塑性樹脂自由地流動(dòng)，從而使薄膜以熱塑性樹脂內(nèi)部的規(guī)定的軸線為中心進(jìn)行單軸伸長(zhǎng)，由此，熱塑性樹脂不僅沿厚度方向收縮，還沿寬度方向收縮。因此，在所形成的薄膜中，寬度方向中央部與寬度方向兩端部之間的邊界部因熱塑性樹脂的收縮方式的差異而沿厚度方向凹陷，從而使厚度變薄。進(jìn)一步的，在將這樣的薄膜加熱拉伸時(shí)，存在如下問題：在厚度較薄的邊界部容易產(chǎn)生龜裂，由此導(dǎo)致薄膜整體容易斷裂。這一現(xiàn)象在超寬聚丙烯薄膜制備過程中被更加明顯的表現(xiàn)出來，成為了限制聚丙烯薄膜寬度增加的一個(gè)重要因素。

5、此外，對(duì)于薄膜電容器用聚丙烯薄膜而言，對(duì)薄膜的性能要求又存在特殊性，在卷繞薄膜的長(zhǎng)度方向，通常希望聚丙烯薄膜的拉伸強(qiáng)度較高、而延伸率較低，在卷繞薄膜的寬度方向，又期望能夠獲得較高的延伸率。

6、有鑒于此，對(duì)超寬聚丙烯薄膜的制備工藝進(jìn)行研究，使得高質(zhì)量超寬聚丙烯薄膜的生產(chǎn)成為可能，是本領(lǐng)域技術(shù)人員長(zhǎng)期以來致力解決的技術(shù)問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，提供一種薄膜電容器用聚丙烯薄膜的制備方法。

2、有鑒于此，本發(fā)明提供一種薄膜電容器用聚丙烯薄膜的制備方法，包括步驟：

3、s1，鑄片制備：聚丙烯薄膜原料經(jīng)熔融、擠出、冷卻成型后得到鑄片；

4、s2，一次同步拉伸：成型的鑄片經(jīng)預(yù)熱處理后，進(jìn)行一次同步拉伸，一次同步拉伸時(shí)，縱向拉伸倍率為橫向拉伸倍率的1.4~2.5倍；

5、s3，一次橫向拉伸：對(duì)一次同步拉伸后的中間膜進(jìn)行一次橫向拉伸，一次橫向拉伸過程中薄膜在橫向的溫度分布為：中間區(qū)域的薄膜溫度高于兩側(cè)區(qū)域的溫度；

6、s4，二次橫向拉伸：對(duì)一次橫向拉伸后的薄膜進(jìn)行二次橫向拉伸，二次橫向拉伸過程中薄膜在橫向的溫度分布為：中間區(qū)域的薄膜溫度低于兩側(cè)區(qū)域的溫度；

7、s5，二次同步拉伸：對(duì)二次橫向拉伸后的薄膜進(jìn)行二次同步拉伸；

8、s6，后處理：二次同步拉伸后的薄膜經(jīng)熱定型、冷卻、切邊和電暈處理后得到薄膜電容器用超寬聚丙烯薄膜成品。

9、進(jìn)一步的，在所述步驟s2中，縱向拉伸的拉伸倍率約為6~8倍，橫向拉伸的拉伸倍率約為2.5~4倍。

10、進(jìn)一步的，在所述步驟s2中，鑄片預(yù)熱處理的溫度為145-160℃，預(yù)熱處理時(shí)間為80-120s，一次同步拉伸的溫度為160-178℃。

11、進(jìn)一步的，在一次橫向拉伸過程中薄膜在橫向的溫度分布曲線t1為與薄膜在一次橫向拉伸前的厚度正相關(guān)的曲線。

12、進(jìn)一步的，所述薄膜在橫向的溫度分布曲線t1根據(jù)一次橫向拉伸前薄膜在寬度方向的厚度分布進(jìn)行擬合得到，過程如下：

13、（ⅰ）首先在一次橫向拉伸前沿寬度方向?qū)⒈∧さ确殖扇舾煞?，并依次測(cè)量每一寬度區(qū)域內(nèi)薄膜的厚度數(shù)據(jù)，得到一次橫向拉伸前薄膜的厚度在寬度方向的分布數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪制散點(diǎn)圖，散點(diǎn)圖的橫坐標(biāo)為薄膜的寬度，其以薄膜的寬度中心點(diǎn)為0點(diǎn)，0點(diǎn)左側(cè)為負(fù)方向，右側(cè)為正方向，散點(diǎn)圖的縱坐標(biāo)為各寬度分區(qū)對(duì)應(yīng)的薄膜厚度數(shù)據(jù)；

14、（ⅱ）擬合連接各寬度分區(qū)對(duì)應(yīng)的薄膜厚度數(shù)據(jù)，得到如圖2所示的薄膜在寬度方向的厚度分布曲線l1；

15、（ⅲ）根據(jù)薄膜在寬度方向的厚度分布情況將薄膜劃分為中間區(qū)域和兩側(cè)區(qū)域；

16、（ⅳ）根據(jù)薄膜在寬度方向的厚度分布情況確定薄膜在橫向的溫度分布曲線t1。

17、進(jìn)一步的，在所述步驟（ⅳ）中，根據(jù)薄膜在寬度方向的厚度分布情況確定薄膜在橫向的溫度分布曲線t1的過程如下：

18、（a）首先從薄膜寬度方向的中心點(diǎn)向兩側(cè)選取薄膜總寬度40%~80%的距離作為基準(zhǔn)距離，并將基準(zhǔn)距離內(nèi)各寬度分區(qū)對(duì)應(yīng)的薄膜厚度數(shù)據(jù)作為厚度基準(zhǔn)值的計(jì)算用樣本；

19、（b）對(duì)選取的各計(jì)算用樣本的厚度值進(jìn)行anderson-darling正態(tài)性計(jì)算，得到其總體平均值h0與標(biāo)準(zhǔn)差δ1；

20、（c）采用標(biāo)準(zhǔn)差δ1來衡量數(shù)組的離散程度，以n1倍δ1作為離散標(biāo)準(zhǔn)水平，得到一次橫向拉伸前薄膜厚度的偏差允許范圍為：h0±n1.δ1；

21、（d）根據(jù)一次橫向拉伸前薄膜厚度的偏差允許范圍確定薄膜寬度方向各點(diǎn)的溫度值，之后通過擬合薄膜寬度方向各點(diǎn)的溫度值得到溫度分布曲線t1。

22、進(jìn)一步的，在所述步驟（d）中，薄膜寬度方向各點(diǎn)的溫度值的確定方式為：

23、首先判定該點(diǎn)的厚度值是否位于薄膜厚度的偏差允許范圍h0±n1.δ1內(nèi)：

24、若是，則該點(diǎn)的溫度值為基準(zhǔn)溫度值h基準(zhǔn)；

25、若否，則該點(diǎn)的溫度值為基準(zhǔn)溫度值h基準(zhǔn)的校正值h校正。

26、進(jìn)一步的，所述基準(zhǔn)溫度值的校正值h校正的計(jì)算過程如下：

27、首先確定薄膜溫度值的校正幅值△h；

28、根據(jù)該點(diǎn)的實(shí)際厚度與總體平均值h0之間的偏差、以及薄膜溫度值的校正幅值△h確定所述基準(zhǔn)溫度值h基準(zhǔn)的校正值h校正，其中，校正值h校正=基準(zhǔn)溫度值h基準(zhǔn)±α*校正幅值△h，其中，α的取值范圍為0~1。

29、進(jìn)一步的，在所述步驟s4中，薄膜在橫向的溫度分布曲線t2根據(jù)所述步驟s3中薄膜在橫向的溫度分布曲線t1確定，確定薄膜在橫向的溫度分布曲線t2的過程如下：

30、1）、首先在二次橫向拉伸前沿寬度方向?qū)⒈∧さ确殖扇舾煞?，并依次測(cè)量每一寬度區(qū)域內(nèi)薄膜的厚度數(shù)據(jù)，得到二次橫向拉伸前薄膜的厚度在寬度方向的分布數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪制散點(diǎn)圖，散點(diǎn)圖的橫坐標(biāo)為薄膜的寬度，其中以薄膜的寬度中心點(diǎn)為0點(diǎn)，0點(diǎn)左側(cè)為負(fù)方向，右側(cè)為正方向，散點(diǎn)圖的縱坐標(biāo)為各寬度分區(qū)對(duì)應(yīng)的薄膜厚度數(shù)據(jù)；

31、2）擬合連接各寬度分區(qū)對(duì)應(yīng)的薄膜厚度數(shù)據(jù)，得到薄膜在寬度方向的厚度分布曲線l2；

32、3）根據(jù)薄膜在寬度方向的厚度分布情況劃分薄膜出薄膜的邊緣區(qū)域；

33、4）分別獲取曲線l1和曲線l2上中間區(qū)域和兩側(cè)區(qū)域的總寬度，將曲線l1上中間區(qū)域和兩側(cè)區(qū)域的總寬度記為w1，將曲線l2上中間區(qū)域和兩側(cè)區(qū)域的總寬度記為w2，并計(jì)算w1和w2之間的比值；

34、5）根據(jù)w1和w2的比值將一次橫向拉伸時(shí)薄膜在橫向的溫度分布曲線t1進(jìn)行等比例拉長(zhǎng)后得到溫度分布曲線t1’，其中，曲線t1兩端部之間的距離x1和曲線t1’兩端部之間的距離x2之間的比值與w1和w2的比值相等；

35、5）設(shè)立溫度基線b，其中，溫度基線b為一水平方向的直線，溫度基線b的縱坐標(biāo)溫度值高于一次橫向拉伸過程中膜的平均溫度0.5~1℃；

36、6）將溫度分布曲線t1’相對(duì)于溫度基線b鏡像對(duì)稱翻轉(zhuǎn)后得到二次橫向拉伸時(shí)薄膜在橫向的溫度分布曲線t2。

37、進(jìn)一步的，在所述步驟s5中，縱向拉伸的拉伸倍率約為2~4倍，橫向拉伸的拉伸倍率約為1.3~2倍。

38、本發(fā)明所述的聚丙烯薄膜的制備方法能夠制備厚度均勻，縱向拉伸強(qiáng)度高、橫向延伸率高，且熱收縮率低的薄膜電容器用超寬聚丙烯薄膜。