CN118163443A - 一种mlcc离型膜及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料加工和表面处理技术领域，具体是涉及一种MLCC离型膜及制备方法，该制备方法：采用熔融共挤技术将聚酯切片、第一处理层和第二处理层通过主挤出机和辅挤出机熔融并挤出，形成三层结构的铸片，第一处理层在铸片的一侧，第二处理层在铸片的另一侧由丙烯酸交联微球，其微球粒径为30‑100nm处理过的表面构成，将铸片纵向拉伸后；在第二处理层表面在线涂布具有粒径范围50nm至100nm的乳液型离型剂；进行预热干燥处理，随后进行横向拉伸、高温定型、冷却后收卷，完成高端MLCC用离型膜的制备。该方法有效地提高了离型膜的表面平整度和透过率，避免了离线涂布带来的工序复杂、成本高、良率低及表面粗糙度大等问题，实现了高效率和低成本的生产。

Description

一种MLCC离型膜及制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料加工和表面处理技术领域，具体是涉及一种MLCC离型膜及制备方法。

背景技术

在现代电子工业中，多层陶瓷电容器（MLCC）的生产对于其组成材料的品质要求极高，特别是在其制造过程中使用的离型膜。离型膜被广泛应用于MLCC的制备过程中，用以保护电容器的各层不受损伤，并确保后续层的精确堆叠。近年来，随着电子设备向小型化、多功能化发展，对MLCC的性能要求也越来越高，相应地对离型膜的质量要求也提升至前所未有的水平。

传统上，高端MLCC所需的离型膜通常采用离线涂布方法制备：通过对铸片进行双向拉伸后得到PET基材，再进行离线涂布离型剂。离线涂布存在如无法得到平整度高的PET原材料基材、工艺流程多、成本高昂、良率低等缺点的问题，导致最终产品价格较高；目前在线涂布制备高端MLCC离型膜的方法还不成熟，主要因开口剂层选择、不同粒径的离型剂乳液、及不同的工艺条件均会影响涂布均匀性、流平性及表面平整度等，所以目前在线涂布制备的MLCC离型膜难以满足高端应用要求，且无法满足市场对高品质MLCC离型膜的需求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明主要针对以上问题，提出了一种MLCC离型膜及制备方法，其目的是解决传统MLCC离型膜制备方法存在的工艺复杂、成本高昂、良率低等问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种MLCC离型膜，所述MLCC离型膜包括基于BOPET基材的三层共挤结构和一离型层，其中：

所述三层共挤结构从下至上依次包括第一处理层、芯层及第二处理层；

所述第一处理层由经第一开口剂处理过的表面层构成，所述第一开口剂为二氧化硅无机物粉末；

所述第二处理层由经第二开口剂处理过的表面层构成，所述第二开口剂为丙烯酸交联微球，其微球粒径为30-100nm；

所述芯层为PET材料；

所述离型层朝远离所述芯层的一侧在第二处理层表面设置，所述离型层由离型层涂布液涂覆制成，所述离型层涂布液包括聚醚缩醚共接枝有机硅乳液，乳液粒径D50范围为50nm-100nm。

进一步地，所述离型层涂布液还包括催化剂，所述催化剂为氯铂酸水合物。

进一步地，所述离型层涂布液还包括流平剂，所述流平剂为聚醚改性二甲基聚硅氧烷。

进一步地，所述离型层涂布液还包括溶剂，所述溶剂为异丙醇和/或去离子水。

进一步地，其中所述溶剂为异丙醇和去离子水的混合物，所述异丙醇的用量占整个溶剂质量的3%。

进一步地，所述密着助剂用量为所述聚醚缩醚共接枝有机硅乳液质量的1%；所述催化剂用量为所述聚醚缩醚共接枝有机硅乳液质量的5%；所述流平剂用量为整个所述离型层涂布液质量的0.2%。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种MLCC离型膜的制备方法，包括以下步骤：

采用熔融共挤技术将PET切片通过主挤出机，第一处理层和第二处理层分别通过辅挤出机熔融并挤出得到熔体，熔体通过过滤器、熔体管道后，在模头分配器精确复合流出，贴附在冷鼓上形成具有第一处理层、芯层及第二处理层的BOPET铸片，其中第一处理层分布在芯层的一侧，由经第一开口剂处理过的BOPET表面层构成，所述第一开口剂为二氧化硅无机物粉末；所述第二处理层分布在芯层的另一侧，由经第二开口剂处理过的BOPET表面层构成，所述第二开口剂为丙烯酸交联微球，其微球粒径为30-100nm；

将所述BOPET铸片经由预热辊逐步加热至一定温度，并通过红外补热纵向拉伸至预定倍率，在冷却辊上冷却形成单向片；

在单向片表面的第二处理层上在线涂布D50粒径分布在50nm至100nm的乳液型离型剂，进行预热干燥处理得到离型膜厚片；

随后对经上述步骤处理后的离型膜厚片进行横向拉伸；

最后高温定型、冷却及收卷，完成高端MLCC离型膜的制备。

进一步地，所述二氧化硅无机物粉末的颗粒粒径为0.5-5μm。

进一步地，所述横向拉伸的拉伸比为4%。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供的一种MLCC离型膜及制备方法，具有如下优点：

1、通过使用较小粒径（30-100nm）的丙烯酸交联微球代替其中一侧二氧化硅作为BOPET表面层的开口剂，可提高离型膜的透过率和表面平整度,且在PET铸片纵向拉伸过程中不出现黏辊、扒辊等现象，丙烯酸交联微球属于有机物开口剂，在与切片相容性、折射率匹配性等方面表现更佳，且使用较小粒径（30-100nm）的丙烯酸交联微球，进一步降低表面粗糙度并提高了透光度，使其在光学表现和平整度方面超越普通PET。

2、与此同时，选用D50粒径在50nm-100nm的聚醚缩醚共接枝有机硅乳液，该乳液由于粒径较小，相同质量乳液的情况下，该乳液中含有乳液粒子更多，分散更充分、分布更均匀。相同干燥工艺条件下，流平更佳，最终得到离型层表面的平整度越好，粗糙度越低。

附图说明

图1为本申请披露的一种MLCC离型膜结构示意图。

图中所示的附图标记：10、第一处理层；20、芯层；30、第二处理层；40、离型层。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的高端MLCC离型膜结构：以BOPET基材为底材的三层共挤结构。采用熔融共挤技术将PET切片通过主挤出机，第一处理层和第二处理层分别通过辅挤出机熔融并挤出得到熔体，熔体通过过滤器、熔体管道后，在模头分配器精确复合流出，贴附在冷鼓上形成具有第一处理层、芯层及第二处理层的BOPET铸片，其中第一处理层分布在芯层的一侧，由经第一开口剂处理过的BOPET表面层构成，所述第一开口剂为二氧化硅无机物粉末；所述第二处理层分布在芯层的另一侧，由经第二开口剂处理过的BOPET表面层构成，所述第二开口剂为丙烯酸交联微球，其微球粒径为30-100nm；

将所述BOPET铸片经由预热辊逐步加热至一定温度，并通过红外补热纵向拉伸至预定倍率，在冷却辊上冷却形成单向片；

在单向片表面的第二处理层上在线涂布D50粒径分布在50nm至100nm的乳液型离型剂，进行预热干燥处理得到离型膜厚片，其中，D50表示的是累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径；

随后对经上述步骤处理后的离型膜厚片进行横向拉伸；

最后高温定型、冷却及收卷，完成高端MLCC离型膜的制备；如图1所示：从下至上依次为：第一开口剂处理过的第一处理层10；芯层20；第二开口剂处理过的第二处理层30；离型层40。

本发明所述的高端MLCC用离型膜结构中的离型层配方包含：离型层涂布液包括：主剂、溶剂、密着助剂、催化剂、流平剂等。

本发明所述的主剂：聚醚缩醚共接枝有机硅乳液（具体可以是信越的KM-3951乳液离型剂、乳液粒径D50的可调整范围:50nm-100nm，D50表示的是累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径；KM-3951的固含是40%）。

本发明所用的溶剂：异丙醇和/或去离子水。（具体采用异丙醇和去离子水混合溶剂：异丙醇 国药集团化学试剂有限公司提供，分析纯AR，≥99.7%，溶剂用量为把KM-3951的固含稀释到10%左右，当溶剂为异丙醇、去离子水的混合物时，所述异丙醇的用量占整个溶剂质量的3%）。

本发明所用密着助剂：酰亚胺环改性含活性氢聚硅氧烷（采用信越提供的X-92-236，用量为聚醚缩醚共接枝有机硅乳液质量的1%）。

本发明所用催化剂：氯铂酸水合物（具体采用日本信越提供的CAT-PM-10A催化剂，用量为聚醚缩醚共接枝有机硅乳液质量的5%）。

本发明所用流平剂：聚醚改性二甲基聚硅氧烷（具体采用BYK的BYK-3760型号的流平剂，添加量为整个所述离型层涂布液质量的0.2%。

本发明所述的高端MLCC用离型膜结构中的第二开口剂是丙烯酸交联微球，为透明微球，粒径30-100nm；即可以得到高透过率、低粗糙度的基材，且在PET铸片纵向拉伸过程中不出现黏辊、扒辊等现象。（具体采用的是日本藤仓化成株式会社提供的FFP-1050）。

本发明所述的高端MLCC用离型膜结构中的第一开口剂是二氧化硅无机物粉末，粒径一般为0.5-5μm；（具体采用恒力石化自产的二氧化硅开口剂，型号为KHZ-20120A250）。

本发明应用D50粒径为50-100nm的乳液，在线涂覆在用第二开口剂处理的BOPET表面，产用合适的机速100-150m/min、预热起始温度(70℃)、横向拉伸比(4%)，直接可以制备出高端高透过率MLCC用离型膜(Ra=6nm；Rz=56nm)。稀释乳液时，加入一定比例3%的异丙醇更加有利于在线涂布中离型剂和基材的润湿效果，其中，所加入的3%是指异丙醇的用量占整个溶剂质量的3%。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行具体说明。

实施例1

在线涂布制备高端MLCC离型膜的方法：

步骤 1.芯层切片准备：采用恒力自产KH2650B切片。

步骤2.第一开口剂处理：将恒力石化自产的二氧化硅开口剂层（KHZ-20120A250，粒径1μm，浓度3000ppm）通过辅挤出机熔融并共挤在BOPET铸片的一侧，形成第一处理层。

步骤3.第二开口剂处理：在另一侧使用KH2650B切片和日本藤仓化成株式会社提供的FFP-1050（丙烯酸交联微球，粒径30nm，浓度达到3300ppm）通过另一个辅挤出机熔融并共挤在BOPET铸片的另一侧，形成第二处理层。

步骤4.乳液准备：调配含有信越的KM-3951乳液离型剂100份（D50粒径100nm）、信越提供的X-92-236密着助剂1份、CAT-PM-10A催化剂5份、BYK的BYK-3760流平剂1.6份，去离子水若干，并配成10%固含的涂布液。

步骤5.在线涂布与固化：将乳液涂布在经过第二开口剂处理层的BOPET铸片表面，设定机速为150m/min，预热起始温度为70℃、再通过横向拉伸温度120℃烘干后，然后经过220℃下结晶温度固化，冷却形成离型层。

实施例2：使用粒径50nm的KM-3951乳液离型剂，其余条件同实施例1。

实施例3：使用粒径100nm的KM-3951乳液离型剂，并在溶剂中增加异丙醇，异丙醇的用量占整个溶剂质量的3%，其余条件同实施例1。

实施例4：第二开口剂层使用日本藤仓化成株式会社提供的FFP-1100（丙烯酸交联微球，粒径100nm）与KH2650B切片熔融共挤在BOPET的另一侧，形成第二处理层。其余条件同实施例1。

实施例5：第二开口剂处理层使用日本藤仓化成株式会社提供的FFP-1100（丙烯酸交联微球，粒径60nm）与KH2650B切片熔融共挤在BOPET的另一侧，形成第二处理层，在线涂布KM-3951乳液离型剂（粒径70nm）。其余条件同实施例1。

实施例6：第二开口剂处理层选用二氧化硅为开口剂（粒径约30nm，）熔融共挤在BOPET基材的另一侧，形成第二处理层。其余条件同实施例1。

对比例1：两侧同时用二氧化硅作为开口剂层（KHZ-20120A250，粒径1μm）通过辅挤出机熔融并共挤在BOPET铸片的两侧，在线涂布KM-3951乳液离型剂（粒径100nm），其余条件同实施例1。

对比例2：采用市场上常见的大粒径300nm乳液离型剂进行在线涂布，其余条件同实施例1。

对比例3：采用市场上常见的大粒径600nm乳液离型剂进行在线涂布，其余条件同实施例1。

对比例4：第二开口剂处理：使用日本藤仓化成株式会社提供的FFP-1500（丙烯酸交联微球，粒径约500nm）与KH2650B切片熔融共挤在BOPET的另一侧，形成第二处理层，其余条件同实施例1。对比例5：设定机速改为250m/min,其余条件同实施例1。

测试标准

采用以下两种测试标准进行评价：

1.表面粗糙度（Ra和Rz）：通过白光干涉3D轮廓测试仪测量。

2. 透过率测试：采用日本电色的雾度仪NDH8000（全光线波长段）测量。

实验结果

下表展示了各实施例和对比例在表面粗糙度和透过率方面的测试结果：

实验编号	第二开口剂处理层材质	第二开口剂处理层粒径	乳液离型剂粒径	异丙醇比例	车速（m/min）	表面粗糙度 Ra(nm)	表面粗糙度 Rz(nm)	透过率(%)
									实施例1	丙烯酸交联微球	30nm	100nm	0	150	7.23	56.13	92%
实施例2	丙烯酸交联微球	30nm	50nm	0	150	6.85	51.54	92.2%
									实施例3	丙烯酸交联微球	30nm	100nm	3%	150	7.20	54.78	92.1%
实施例4	丙烯酸交联微球	100nm	100nm	0	150	9.56	66.34	92.1%
									实施例5	丙烯酸交联微球	60nm	70nm	0	150	7.9	61.4	92%
实施例6	二氧化硅	30nm	100nm	0	150	7.4	56.96	90.7%
									对比例1	二氧化硅	1μm	100nm	0	150	35.7	116.49	90.6%
对比例2	丙烯酸交联微球	30nm	300nm	0	150	15.23	78.02	92%
									对比例3	丙烯酸交联微球	30nm	600nm	0	150	18.60	79.74	91.9%
对比例4	丙烯酸交联微球	500nm	100nm	0	150	30.50	125.0	92.1%
									对比例5	丙烯酸交联微球	30nm	100nm	0	250	26.35	110.5	92.2%

结论分析

表面粗糙度改善：从表格中明显看出，实施例1、2、3、4、5及6相比于对比例1、2、3、4和5，在表面粗糙度Ra和Rz值上有显著改善。这显示同时选用较小粒径的乳液离型剂和较小粒径开口剂并搭配可以有效降低MLCC用离型膜的表面粗糙度。

透过率提升：选用丙烯酸交联微球开口剂的透过率普遍高于普通二氧化硅作为开口剂的透过率，这说明丙烯酸交联微球在材料相容性和折射率匹配度方面更加有利于提高离型膜的透过率。

综合性能考量：采用小粒径开口剂和小粒径乳液离型剂进行搭配，并优化润湿剂的添加比例，不但能够显著提升离型膜的表面质量，还能增强其透明度。实施例1、2和3展现了在保持较低表面粗糙度的同时，还能进一步提升膜的透过率，显示了该方法在生产高端MLCC离型膜领域的应用潜力。

技术和经济效益：相比传统方法（传统方法使用离线涂布制备高端MLCC离型膜），本发明所述的制备方法省略了离线涂布工艺流程，直接通过聚脂薄膜生产时在线涂布一步制备而成，大大提高了MLCC用离型膜的表面粗糙度及品质，有助于降低生产成本并提高市场竞争力。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种MLCC离型膜，其特征在于，所述MLCC用离型膜包括基于BOPET基材的三层共挤结构和一离型层，其中：

所述三层共挤结构从下至上依次包括第一处理层、芯层及第二处理层；

所述第一处理层由经第一开口剂处理过的表面层构成，所述第一开口剂为二氧化硅无机物粉末；

所述第二处理层由经第二开口剂处理过的表面层构成，所述第二开口剂为丙烯酸交联微球，其微球粒径为30-100nm；

所述芯层为PET材料；

所述离型层朝远离所述芯层的一侧在第二处理层表面设置，所述离型层由离型层涂布液涂覆制成，所述离型层涂布液包括聚醚缩醚共接枝有机硅乳液，乳液粒径D50范围为50nm-100nm。

2.根据权利要求1所述的一种MLCC离型膜，其特征在于，所述离型层涂布液还包括密着助剂，所述密着助剂为酰亚胺环改性含活性氢聚硅氧烷。

3.根据权利要求2所述的一种MLCC离型膜，其特征在于，所述离型层涂布液还包括催化剂，所述催化剂为氯铂酸水合物。

4.根据权利要求3所述的一种MLCC离型膜，其特征在于，所述离型层涂布液还包括流平剂，所述流平剂为聚醚改性二甲基聚硅氧烷。

5.根据权利要求4所述的一种MLCC离型膜，其特征在于，所述离型层涂布液还包括溶剂，所述溶剂为异丙醇和/或去离子水。

6.根据权利要求5所述的一种MLCC离型膜，其特征在于，所述溶剂为异丙醇和去离子水的混合物，其中所述异丙醇的用量占整个溶剂质量的3%。

7.根据权利要求6所述的一种MLCC离型膜，其特征在于，所述密着助剂用量为所述聚醚缩醚共接枝有机硅乳液质量的1%；所述催化剂用量为所述聚醚缩醚共接枝有机硅乳液质量的5%；所述流平剂用量为整个所述离型层涂布液质量的0.2%。

8.一种制备根据权利要求1-7任一项所述的MLCC离型膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用熔融共挤技术将PET切片通过主挤出机，第一处理层和第二处理层分别通过辅挤出机熔融并挤出得到熔体，熔体通过过滤器、熔体管道后，在模头分配器精确复合流出，贴附在冷鼓上形成具有第一处理层、芯层及第二处理层的BOPET铸片，其中第一处理层分布在芯层的一侧，由经第一开口剂处理过的BOPET表面层构成，所述第一开口剂为二氧化硅无机物粉末；所述第二处理层分布在芯层的另一侧，由经第二开口剂处理过的BOPET表面层构成，所述第二开口剂为丙烯酸交联微球，其微球粒径为30-100nm；

将所述BOPET铸片经由预热辊逐步加热至一定温度，并通过红外补热纵向拉伸至预定倍率，在冷却辊上冷却形成单向片；

在单向片表面的第二处理层上在线涂布D50粒径分布在50nm至100nm的乳液型离型剂，进行预热干燥处理得到离型膜厚片；

随后对经上述步骤处理后的离型膜厚片进行横向拉伸；

最后高温定型、冷却及收卷，完成MLCC离型膜的制备。

9.根据权利要求8所述的一种制备MLCC离型膜的方法，其特征在于，所述二氧化硅无机物粉末的颗粒粒径为0.5-5μm。

10.根据权利要求8所述的一种制备MLCC离型膜的方法，其特征在于，所述横向拉伸的拉伸比为4%。