Película de sulfuro de poli-p-fenileno para aislamiento eléctrico
Descripción general
 Una película orientada biaxialmente de una composición de resina cuyo componente principal es proporcionada a poli sulfuro -p-fenileno menos de aislamiento eléctrico defectos de aislamiento película, componentes de metal que pertenece al grupo de la tabla periódica VIa o grupo VIII en dicha película No es más de 30 ppm con respecto al peso de la película, la película de poli (sulfuro de fenileno) orientada biaxialmente para aislamiento eléctrico.
Campo técnico
La presente invención se refiere a una película orientada biaxialmente para aislamiento eléctrico que comprende sulfuro de poli-p-fenileno como componente principal.
Antecedentes
Convencionalmente, una composición de resina compuesta principalmente de un copolímero de poli sulfuro de fenileno -p-biaxialmente estirada, película orientada biaxialmente obtenida por tratamiento térmico, se propone en el documento JP-A-56 62 121 o similar. Dado que la película mencionada anteriormente es excelente en resistencia al calor, propiedades dieléctricas y similares, se espera que se aplique a diversas aplicaciones que incluyen materiales aislantes eléctricos y dieléctricos de condensadores.
Sin embargo, estas películas convencionales de poli (sulfuro de fenileno) orientadas biaxialmente tienen inconvenientes de que contienen muchos defectos de aislamiento. Además, porciones de la destrucción en un tercio o menos de la tensión aplicada al valor medio de la tensión de ruptura está presente número, en el documento JP 59 79 903, que también fue inconvenientes tensión de ruptura sustancial se vuelve muy bajo, cloruro de sodio Aunque se ha propuesto reducir el número de defectos de aislamiento disminuyendo el contenido, es insuficiente.
Poli -p sulfuro de fenileno utilizado en la película de sulfuro de poli-p-fenileno orientada biaxialmente convencional es JP 56 62 121, etc., como se describe en un sulfuro de dihalobenceno alcalino y p en un disolvente polar tal como N-metil pirrolidona en se utiliza un método de hacer reaccionar a alta temperatura y alta presión, a dicha polimerización grupo tabla periódica VIa como eluato de impurezas o como una pared de recipiente de reacción en los medios de dosificación en el proceso o elementos del grupo VIII en el polímero La mezcla es inevitable.
Los presentes inventores descubrieron que este componente metálico provoca defectos de aislamiento cuando se forma una película orientada biaxialmente, y se ha alcanzado la presente invención.
Tarea de solución
Un objeto de la presente invención es mejorar notablemente las desventajas mencionadas anteriormente de la película de poli (sulfuro de fenileno) convencional y proporcionar una película para aislamiento eléctrico con menos defectos de aislamiento.
Solución
Puesto que la presente invención es resolver el problema anterior, una película orientada biaxialmente de una composición de resina compuesta principalmente de sulfuro de fenileno -p poli, los componentes de metal que pertenece al grupo de la tabla periódica VIa o grupo VIII en dicha película Y el contenido total es de 30 ppm o menos con respecto al peso de la película, que es una película de poli (sulfuro de fenileno) orientado biaxialmente para aislamiento eléctrico.
El -p-fenileno película sulfuro de poli en la presente invención (puede abreviarse como sigue PPS), al menos 70% en moles de las unidades de repetición (preferiblemente al menos 85% en moles) de fórmula estructural
En la presente invención, la composición de resina que contiene PPS como componente principal significa una composición que contiene 90% en peso o más de PPS. Si el contenido de PPS es de menos de 90% en peso, de cristalinidad como la composición, la temperatura de transición térmica y similares se baja, la función de una es una película resistente al calor hecha de la composición, la estabilidad dimensional, deteriorando las propiedades mecánicas tales como .
El restante de menos de 10% en peso de polímero que no sea PPS de la composición, de un lubricantes inorgánicos u orgánicos, agentes colorantes, también contener aditivos tales como absorbente de ultravioleta, siempre que la satisfacción de las restricciones en el contenido de componente de metal por debajo Se puede usar de forma segura.
La viscosidad en estado fundido de la composición de resina, la temperatura de 300 ° C, bajo una velocidad de cizallamiento de 200 1 / seg, 500 12.000 poise (más preferiblemente 700 10.000 poise) prefiere porque el rango de la moldura de la película. La viscosidad en estado fundido de la composición de resina es igual a la viscosidad en estado fundido de la película de poli (sulfuro de fenileno) orientada biaxialmente obtenida finalmente.
En la presente invención, poli orientada biaxialmente -p-fenileno película sulfuro de A (de aquí en adelante, a veces abreviado como película PPS BO), y moldeo en estado fundido la composición basada en PPS - como una forma preparativa, estirada biaxialmente, tratamiento térmico Es una película
En la presente invención, el contenido total de los componentes metálicos que pertenecen al grupo de la tabla periódica VIa o grupo VIII en la que dicha película es, es necesario que 30 ppm o menos con respecto al peso de la película. Cuando el contenido excede 30 ppm, los defectos de aislamiento de la película BO de PPS aumentan rápidamente. No existe un límite inferior específico para el contenido, pero es prácticamente difícil reducir el contenido a menos de 2 ppm.
Durante elementos VIa o del Grupo VIII de la tabla periódica, hierro, níquel, el contenido total de cromo es 25 ppm o menos, desde el punto de vista de los aumentos promedio tensión de ruptura. Además, es más preferible que el contenido de hierro en los elementos anteriores sea de 10 ppm o menos.
El grado de orientación de la película, 2 [Theta] = 20 21 ° pico cristalino a la difracción rayos X de ángulo amplio - 0,07 grado de orientación DE determinada para hacer clic está en la dirección End y Edge dirección 0,50 0,60 1 A través de dirección .00 es preferible.
El espesor de la película está preferiblemente en el intervalo de 0,325 micras.
A continuación, se describirá un método para producir la película de la presente invención.
En primer lugar, como el método de polimerización de PPS utilizar en la presente invención, un método de hacer reaccionar a alta temperatura y alta presión alcalino y sulfuro de p dihalobenceno en un disolvente polar. Particularmente, se prefiere hacer reaccionar el sulfuro de sodio y p-diclorobenceno en un disolvente polar de alto punto de ebullición a base de amida tal como N-metil pirrolidona. En este caso, con el fin de ajustar el grado de polimerización, cáustica, y más preferiblemente se hace reaccionar con la adición de 230 ° C. 280 ° C. La llamada ayuda de polimerización tal como una sal de metal alcalino de ácido carboxílico. La presión en el sistema de polimerización y el tiempo de polimerización se determinan apropiadamente dependiendo del tipo y la cantidad del agente auxiliar usado y el grado de polimerización deseado.
Una vez completada la polimerización, el sistema se enfría lentamente, el polímero se precipita y la suspensión formada mediante vertido al agua se filtra mediante un filtro para obtener un polímero granular. Luego enjuague bien con agua.
La polimerización como se describió anteriormente, los elementos de la tabla periódica Grupo VIa o del Grupo VIII de lo anterior, como eluato de impurezas o como una pared de recipiente de reacción en los productos químicos en bruto, la incorporación en el polímero es inevitable. Como método para disminuir tales elementos contaminantes,
(1) Cuando filtre la suspensión espesa antes mencionada con un filtro, elimine el polímero en polvo fino usando un filtro con una abertura grande.
(2) Después de lavar el polímero con agua, lávelo con un ácido fuerte de pH 3 o menos.
Etc. son efectivos.
El lavado a presión con agua desionizada, el tratamiento redisuelto por disolvente, el método conocido como método de eliminación de cloruro sódico no es eficaz como un método de reducción de los elementos metálicos mencionados anteriormente.
Si es necesario, otros polímeros, partículas finas inorgánicas, aditivos y similares se mezclan y se agregan al PPS así obtenido para obtener una composición de PPS.
No hace falta decir, el contenido del elemento de metal de la encima de dicha composición a base de PPS, porque sustancialmente igual al contenido en la película obtenida finalmente, el contenido de elemento metálico de dicha composición es mantener un 30 ppm o menos Se convierte en una condición necesaria. Incluso con el método anterior, es difícil hacer que dicho contenido de metal en la composición sea inferior a 2 ppm.
La composición de resina así obtenida se suministra a una extrusora de fusión conocida representada por un extrusor y fundida.
A continuación, la resina fundida, después se filtró por un filtro de alta precisión que tiene un 95% de corte de tamaño de poro 3 20 [mu] m (preferiblemente 3 15 [mu] m), fundido de la llamada boquilla en T extruye continuamente, el tambor de metal enfriado Se apaga y se solidifica para obtener una lámina amorfa no orientada. Es preferible que la superficie del tambor metálico esté acabada en una superficie de espejo que tenga una rugosidad de 0,4 so menos.
A continuación, la lámina así obtenida se estira biaxialmente. Como estiramiento método, secuencial método de estiramiento biaxial, se puede utilizar un método conocido tal como método de estiramiento biaxial simultáneo, después del estiramiento en la dirección longitudinal del asiento por los rodillos, estirado en la dirección de la anchura por una rama tensora, los llamados secuencialmente vertical y horizontal Se prefiere el estiramiento biaxial.
La temperatura de estiramiento debe estar en el rango de 95 a 110 ° C tanto vertical como lateralmente. Por otra parte, la relación de estiramiento de la viscosidad de la resina, pero puede variar varían dependiendo de la temperatura de estiramiento en la dirección longitudinal de aproximadamente 3,2 a 4,5 veces, una transversal aproximadamente 3,0 3,8 veces rango.
A continuación, la película estirada así obtenida se trata térmicamente durante una longitud fija. El tratamiento térmico de longitud fija al que se hace referencia aquí significa que el cambio en el ancho y la longitud durante el tratamiento térmico se realiza en un 10% o menos. Las condiciones de tratamiento térmico se establecen a 250-290ºC durante 150 segundos, pero es preferible realizar a 260ºC durante 28 segundos a 320ºC durante 3 segundos. Es preferible realizar la relajación a una temperatura de 240 a 290ºC después del tratamiento térmico de longitud fija.
De esta manera, se obtiene la película de PPS orientada biaxialmente de la presente invención.
A continuación, se describirá la medición y evaluación de los valores característicos del polímero, película, etc. utilizados en la descripción de la presente invención.
(1) Contenido del componente del elemento de metal
Ashed y medido por espectrometría de emisión de plasma.
(2) defecto de aislamiento de la película
De aluminio de modo que la resistencia de la superficie de la película es de aproximadamente 3Ω una sola cara de deposición al vacío, lugar del metal la superficie no depositado una placa de espejo sobre y debajo de la placa de metal y una tensión de CC que tiene un espesor de 1? M por 150V de la película entre la superficie de evaporación Se aplicó para contar las porciones donde se produjo la ruptura dieléctrica y se convirtió en el número por área m 2 de la película y se usó como un índice del defecto de aislamiento.
(3) Voltaje de ruptura
Una tensión DC en la dirección del espesor de la película de continuar aplicando la tasa de impulso de 100 V / seg, y la tensión de ruptura de tensión cuando el aislamiento destruir (corte de corriente 10 mA). En este caso, se usó un electrodo que tenía un diámetro de 25 mm como un electrodo.
Pero no necesariamente o película por qué defectos de aislamiento poco menos presente invención contenido componente de metal específica de claridad, estos componentes metálicos tienden a aglomerarse en la película, probablemente porque los agregados causan defectos de aislamiento .
A continuación, se describirá un ejemplo de la presente invención con más detalle.
Ejemplo 1 y ejemplo comparativo 1
(1) Ajuste de la película de PPS BO de la presente invención
El recipiente de polimerización, sulfuro de sodio 32,6 kg (250 mol, que contienen agua de cristalización 40% en peso), hidróxido de sodio 100 g, benzoato de sodio 36.1Kg (250 moles), y N-metil-2-pirrolidona (abreviada en lo sucesivo NMP). 79.2kg cargado, después de la deshidratación a 205 ° C, l, 4-diclorobenceno 37,5 kg (255 mol), y NMP20.0kg añadió y se hizo reaccionar durante 4 horas a 265 ° C ..
A continuación, la mezcla se enfrió lentamente a 100ºC o menos a una velocidad de aproximadamente 1ºC / min mientras se agitaba, y se vertió en agua de intercambio iónico. La suspensión espesa de agua obtenida se filtró mediante un filtro que tenía una abertura de malla 100 para obtener una torta húmeda. La torta húmeda se lavó 3 veces con agua caliente del agua de intercambio iónico, se lavó con ácido clorhídrico (pH 2), y se lavó adicionalmente dos veces a intercambio iónico del agua y se secó para consistir unidad de sulfuro de poli-p-fenileno 100% en moles, 300 Se obtuvo una viscosidad en estado fundido de 2700 poises.
Este polvo se añadió polímero de sílice polvo fino de 0,4% en peso de un diámetro medio de partícula de 1,5 m [mu], y se granuló por extrusión cortado en gut-forma mediante una extrusora de 60 mm de diámetro.
El análisis del contenido de elemento metálico en los pellets, hierro (Fe) 2 ppm, cromo (Cr) 1 ppm, otro elemento VIa o del Grupo VIII de níquel se detectó (Ni) 1 ppm.
El suministro de los gránulos a una extrusora de 40 mm de diámetro, en estado fundido extruido a 310 ° C, después se filtró por un filtro que tiene un 10! M 95% diámetro de agujero corte usando fibras de metal, T tiene una longitud de 400 cm, un 11.5mm brecha labio lineal extrusión de la boquilla, la temperatura de la superficie se moldea y se enfría y se solidifica en un tambor de metal se mantiene a 25 ° C, para obtener una película no estirada que tenía un espesor de 30 m [mu].
La película no estirada, b - por aparato de estiramiento longitudinal que consiste en grupo Le, temperatura de la película 102 ° C, y 3,9 veces en la máquina dibujado a una velocidad de estirado de 30 000% / min, seguido por el uso de una rama tensora, la temperatura de 100 ° C, la velocidad de estiramiento 3,5 Baiyoko estira a 1000% / min, y aún más para el tratamiento térmico de 10 segundos a 275 ° C en una cámara de tratamiento térmico después de la misma la rama tensora, y se obtuvo película PPS BO (película una con un espesor de 2.5μm ) El análisis del contenido de elementos metálicos en la película A fue exactamente el mismo que el de los gránulos antes mencionados.
Para la comparación de separación, con esto, después de la polimerización de la PPS, excepto que no se realizó y que el lavado con ácido clorhídrico se separó por filtración con filtro que tiene una malla de 300 mallas suspensión de agua, otro PPS BO bajo las mismas condiciones que la película A Se obtuvo una película (película B).
El contenido del elemento metálico en la película B fue de 35 ppm en total, 18 ppm de Fe, 8 ppm de Ni, 7 ppm de Cr y 2 ppm de Mo, pero no se detectó en los otros.
(2) Evaluación
La Tabla 1 muestra los resultados de la evaluación de la película obtenida.
Se entiende que los defectos de aislamiento de la película de la presente invención que tienen un pequeño contenido de un componente metálico específico son considerablemente más pequeños que los de la película convencional.
ID = 000003 HE = 125 WI = 116 LX = 0470 LY = 0300
Ejemplo 2 4 y ejemplos comparativos 2 y 3
PPS se polimerizó de la misma manera que en el Ejemplo 1, el agua de lavado, malla de filtro en suspensión en agua se filtró y cambiando apropiadamente la presencia o ausencia de lavado de ácido y pH valores clorhídrico, para obtener gránulos que tienen diversas cantidades componente de metal específico, , Se obtuvo una película orientada biaxialmente (denominada película C G) de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Los resultados de la evaluación de estas películas se muestran en la Tabla 2.
De la Tabla 2, se puede ver que la película de la presente invención en la que el contenido del componente metálico específico en la película es de 30 ppm o menos tiene menos defectos de aislamiento.
ID = 000004 HE = 195 WI = 122 LX = 0440 LY = 0300
Ejemplo 5 y ejemplo comparativo 4
Se obtuvo una película orientada biaxialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo 1, excepto que se cambió el grosor de la película BO de PPS (Películas H e I).
La Tabla 3 muestra los resultados de la evaluación de la película obtenida.
contenido de la película está menos presente invención de un componente de metal particular, se puede observar que los defectos de aislamiento de manera significativa en comparación con el convencional es baja.
Efecto de la invención
Película de la presente invención, puesto que una película de sulfuro de poli p-fenileno orientada biaxialmente de un componente de metal que pertenece al grupo de la tabla periódica VIa o del Grupo VIII y la cantidad específica, significativamente defectos de aislamiento se reducen de la película orientada biaxialmente PPS convencional , Era un material altamente confiable como un material eléctricamente aislante.
Reclamo
Una película orientada biaxialmente de la reivindicación 1 de poli fenileno -p composición de resina de sulfuro como un componente principal, el contenido total de los componentes metálicos que pertenecen al grupo de la tabla periódica VIa o grupo VIII en la que dicha película es el peso de la película aislante poli orientada biaxialmente película sulfuro de fenileno -p eléctrica, caracterizado porque al 30 ppm o menos en contra.
Application number :1994-001863
Inventors :東レ株式会社
Original Assignee :出口雄吉、小林弘明