电气用薄膜的制造与市场

1、桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4电气用薄膜的制造与市场电气用薄膜的制造与市场2006.4.2006.4.上海上海桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所中国电工技术学会中国电工技术学会绝缘材料及绝缘技术专业委员会绝缘材料及绝缘技术专业委员会桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4一、电工用一、电工用BOPPBOPP和和BOPETBOPET的特点的特点二、电工用二、电工用BOPPBOPP的制造的制造三、电工用三、电工用BOPETBOPET的制造的制造四、我国电工双向拉伸薄膜的概况四、我国电工双向拉伸薄膜的概况五、当前电工五、当前电工BOPPBOPP和和BOPETBOPET

2、的中国市场及前景的中国市场及前景六、对电工用双拉薄膜发展的几点意见六、对电工用双拉薄膜发展的几点意见桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4常见电气用薄膜材料：常见电气用薄膜材料：PE、PP、PET、PS、 PTFE、PC、PI、PEN、PEEK、PVC等“三大电工薄膜三大电工薄膜” 双向拉伸聚酯薄膜（BOPET） 双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP） 聚酰亚胺薄膜（PI） （辊筒亚胺化或双向拉伸下亚胺化）（聚酰亚胺薄膜去年6月广州会议已介绍）桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4一、电工电子用一、电工电子用BOPPBOPP和和BOPETBOPET的特点的特点 电工膜在应用及应

3、用加工中的性能要求，除电工膜在应用及应用加工中的性能要求，除一般常规物理、机械性能外，还有六项特殊要求一般常规物理、机械性能外，还有六项特殊要求需达到：需达到： 桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.41 1、四大常规电气指标、四大常规电气指标: :( (常温和使用温度常温和使用温度) )介电强度（击穿强度）介电强度（击穿强度） (E.)(E.)反映击穿特性反映击穿特性体积电阻率体积电阻率 ()()反映电导（电阻）特性反映电导（电阻）特性相对介电常数相对介电常数(r r)介质极化特性，电容特性介质极化特性，电容特性损耗角正切（损耗因数）损耗角正切（损耗因数）(tan)(tan)交流电

4、场下的交流电场下的 损耗特性损耗特性 桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.42 2、耐热性和老化性能：、耐热性和老化性能： 耐热性：长期耐热性耐热性：长期耐热性: :分分A A（105105）、）、E E（120120）、）、 B B（130130）、）、F F（155155）、）、H H（180180）、）、 C C（200200）、超）、超C C（200200以上）以上） 短期耐热性：如焊接、发射、幅照、高短期耐热性：如焊接、发射、幅照、高 温加工等温加工等老化性能：热、电、光、氧、水、化学、生物、老化性能：热、电、光、氧、水、化学、生物、 射线、力等因素射线、力等因素 热老化

5、、电老化热老化、电老化 桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.43 3、电气薄弱点：、电气薄弱点：特别是对较薄的，用于电容器的特别是对较薄的，用于电容器的 薄膜薄膜4 4、BOPPBOPP的易浸性：的易浸性：由三个指标构成：由三个指标构成：雾度（与透明度相对应）雾度（与透明度相对应）反应总体粗化程度；反应总体粗化程度；粗化度（粗化度（RaRa、RzRz）反应粗化的深度；反应粗化的深度；浸渍性（毛细管作用）浸渍性（毛细管作用）反应粗化的性质。反应粗化的性质。 桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.45 5、与其它电工材料的相容性：、与其它电工材料的相容性：气体：如冷媒、气体：

6、如冷媒、SFSF6 6等等液体：电容器油、电缆油、浸渍树脂等液体：电容器油、电缆油、浸渍树脂等 固体：铜、铝、合成纤维纸等，固体：铜、铝、合成纤维纸等，关于收缩率的要关于收缩率的要 求求 桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.46 6、超薄和超厚的薄膜：由于绝缘结构的要求、超薄和超厚的薄膜：由于绝缘结构的要求超薄：超薄：BOPPBOPP：国内已达：国内已达2.82.8，国际上：，国际上：BOPETBOPET达达0.80.8（明年国内可达（明年国内可达33）超厚：超厚：BOPETBOPET：国内达：国内达350350，国际上达，国际上达500 500 桂林电器科学研究所桂林电器科学研究

7、所 2006.4二、电工用二、电工用BOPPBOPP的制造特点：的制造特点： 原料：直接影响电气性能和耐热性原料：直接影响电气性能和耐热性工艺：影响电气性能、老化性能、易浸性、工艺：影响电气性能、老化性能、易浸性、相容性相容性生产线：为原料、工艺特点服务，也影响薄生产线：为原料、工艺特点服务，也影响薄弱点弱点生产环境：对成膜性和电气薄弱点有直接影生产环境：对成膜性和电气薄弱点有直接影响响桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.41 1、电工用电工用BOPPBOPP的原料，除了一般的原料，除了一般BOPPBOPP的选择的选择标准外，还有：标准外，还有： 灰分：灰分：50ppm50ppm

8、等规度：为欲提高耐热性应稍大等规度：为欲提高耐热性应稍大 分子量分布：超薄的要求分子量分布：超薄的要求 结晶的成核性结晶的成核性 一般不用回收料一般不用回收料桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.42 2、工艺特点：主要解决超薄和粗化两大问题、工艺特点：主要解决超薄和粗化两大问题相比稳定性高的工艺参数和运转状态相比稳定性高的工艺参数和运转状态 挤出量、温度、风速、速度、收卷张力等挤出量、温度、风速、速度、收卷张力等高密度过滤介质，高密度过滤介质，200200目以上，不仅仅用过目以上，不仅仅用过滤网滤网表面粗化的工艺（下节专门介绍）表面粗化的工艺（下节专门介绍）桂林电器科学研究所桂林电

9、器科学研究所 2006.43 3、生产环境：、生产环境：清洁度应在清洁度应在1010万万1 1万级之间万级之间密封、分割密封、分割管理水平管理水平桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.44. 4. 关于粗化的一些问题关于粗化的一些问题 表面粗化是电容器薄膜生产的一个重要特点，表面粗化是电容器薄膜生产的一个重要特点，有双面和单面两类，粗化的目的是：有双面和单面两类，粗化的目的是：在非常薄的情况下，有利于薄膜时效处理时，在非常薄的情况下，有利于薄膜时效处理时， 膜卷的优化。膜卷的优化。有利用薄膜的收卷及分切。有利用薄膜的收卷及分切。高压电容器（电力电容器等），形成在浸渍油高压电容器（电力

10、电容器等），形成在浸渍油 中的毛细管效应，即所谓中的毛细管效应，即所谓“易浸性易浸性”。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4表面粗化的原理：表面粗化的原理：适当的工艺（挤出、急冷和纵向拉伸）形成厚片表适当的工艺（挤出、急冷和纵向拉伸）形成厚片表面的面的型结晶层，最重要的是控制急冷辊表面温度，型结晶层，最重要的是控制急冷辊表面温度，控制该层厚度。控制该层厚度。在拉伸时，在适当的温度场和力场下，表层在拉伸时，在适当的温度场和力场下，表层结晶结晶转换为转换为结晶；结晶；密度由小变大，在拉力下不能宏观收缩，只能微观密度由小变大，在拉力下不能宏观收缩，只能微观收缩，形成收缩，形成“沟纹沟纹

11、”；宏观上形成宏观上形成“网状粗化网状粗化”，“网状网状”是很重要的是很重要的。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4形成粗化的生产要求：选择适当的原料；选择适当的原料；挤出、急冷和纵向拉伸的工艺条件，形成挤出、急冷和纵向拉伸的工艺条件，形成晶表面；晶表面；拉伸温度，保证表面层拉伸温度，保证表面层晶晶晶的转换；晶的转换；检测指标：雾度（与透明度相对）检测指标：雾度（与透明度相对） 粗化度（粗化度（RaRa、RzRz） 浸渍性（用毛细管）浸渍性（用毛细管）桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.45、电工BOPP生产线的特点：( (针对超薄电性能及粗化针对超薄电性能及粗化)

12、)清洁（或者说易于清洁）；清洁（或者说易于清洁）；挤出机温度更精确之可调性及稳定性；挤出机温度更精确之可调性及稳定性；急冷辊温度可调性（至急冷辊温度可调性（至9090）、均匀性、不用外）、均匀性、不用外层水槽冷却；层水槽冷却；TDOTDO热风须过滤且风速可调；热风须过滤且风速可调；自动化系统要求更高的稳定性、均匀性，以及收自动化系统要求更高的稳定性、均匀性，以及收卷张力的精确控制。卷张力的精确控制。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4三、电工用三、电工用BOPETBOPET的制造特点：的制造特点：通常把电工用通常把电工用BOPETBOPET的制造分为：的制造分为：超薄级（超薄级（

13、1010以下）以下）主要是清洁、精密生产和原料，主要是清洁、精密生产和原料， 与电工用与电工用BOPPBOPP相似，但无粗化相似，但无粗化 问题。问题。普通级（普通级（1010150150）无特殊要求，主要是原料。无特殊要求，主要是原料。超厚级（超厚级（150150以上）以上）关键是生产线和添加剂。关键是生产线和添加剂。 超厚生产线应解决特有的传热和力学问题，如急冷、超厚生产线应解决特有的传热和力学问题，如急冷、拉伸力及防拉伸力及防“倒拖倒拖”、传热强度等。、传热强度等。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4四、我国电工用双向拉伸薄膜的概况四、我国电工用双向拉伸薄膜的概况1 1、发

14、展概况：、发展概况：我国所有双拉薄膜，最早都是在电工领域先我国所有双拉薄膜，最早都是在电工领域先开发应用，再推广到其它领域和行业，并同步开发了生开发应用，再推广到其它领域和行业，并同步开发了生产线。产线。 BOPETBOPET上世纪上世纪6060年代初开发，年代初开发，19651965年正式投产，现年正式投产，现 有约有约6 6万吨万吨/ /年能力；年能力； BOPP BOPP 上世纪上世纪7070年代初开发，年代初开发，19771977年正式投产，现年正式投产，现 约有约有4 4万吨万吨/ /年能力；年能力； PI PI 上世纪上世纪6060年代中期开发，年代中期开发，19691969年投产

15、。双向年投产。双向 拉伸下亚胺化法拉伸下亚胺化法,1982,1982年完成开发并中试投产。年完成开发并中试投产。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.42、我国电工用薄膜在世界上的地位：举足轻重 a.a.我国所有双拉薄膜均有自主产权；我国所有双拉薄膜均有自主产权； b.b.电工用电工用BOPPBOPP和和BOPETBOPET产品及生产线都达到了国际先产品及生产线都达到了国际先进水平；进水平； c.c.上均两种薄膜均是世界上最大的生产国。电工上均两种薄膜均是世界上最大的生产国。电工BOPPBOPP有世界最大的生产企业；有世界最大的生产企业； d.d.是世界上第三个能自主研发、生产是世界

16、上第三个能自主研发、生产PIPI膜的国家，膜的国家，但与美、日有差距；但与美、日有差距； e.e.是世界上第二个具有是世界上第二个具有BOPENBOPEN技术的国家，但并未投技术的国家，但并未投入生产线。入生产线。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4 3 3、电工用双拉薄膜的技术进步和新产品：、电工用双拉薄膜的技术进步和新产品：用最新科学改造双拉薄膜制造技术：用最新科学改造双拉薄膜制造技术：纳米技术纳米技术新工艺、新设备、新型在线测量和新控制技术新工艺、新设备、新型在线测量和新控制技术新型添加剂新型添加剂激光技术激光技术生物技术生物技术共挤及复合技术共挤及复合技术环保技术及措施环

17、保技术及措施边废料有效利用边废料有效利用桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4加强技术管理的创新：加强技术管理的创新：改变粗放式技术管理，降低成本及能耗，提高改变粗放式技术管理，降低成本及能耗，提高 竞争能力；竞争能力；提高质量稳定性，打入世界市场，打造名牌产提高质量稳定性，打入世界市场，打造名牌产 品；品；提高生产过程及产品本身的环境友好水平，与提高生产过程及产品本身的环境友好水平，与 世界接轨，欧盟世界接轨，欧盟WEEE指令。指令。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4近年来，我国电工近年来，我国电工BOPPBOPP及及BOPETBOPET的新产品：的新产品：耐高温

18、的（耐高温的（115以上）电容器用薄膜以上）电容器用薄膜耐高温的电介器用薄膜、横向零收缩率耐高温的电介器用薄膜、横向零收缩率BOPP单面、双面粗化易浸型单面、双面粗化易浸型BOPP超厚超厚BOPET，至，至350耐冷媒、耐溶剂、耐高温（耐冷媒、耐溶剂、耐高温（150）BOPET家电电机自动下线用家电电机自动下线用BOPET其它个性化产品，如所谓安全电容器其它个性化产品，如所谓安全电容器BOPP等等桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.44 4、国产双拉生产线的发展及新思维：、国产双拉生产线的发展及新思维：我国电工薄膜的开发一直与国产生产线开发同我国电工薄膜的开发一直与国产生产线开发同

19、 步；步；在电工薄膜生产中，半数以上生产线是国产的；在电工薄膜生产中，半数以上生产线是国产的；目前，我国电工用目前，我国电工用BOPPBOPP、BOPETBOPET国产生产线已达国产生产线已达 到了世界先进水平。到了世界先进水平。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4国产生产线走过的道路：片面强调片面强调“自力更生自力更生”“”“全国产全国产”，水平低，水平低，但满足了当时急需；但满足了当时急需；采用了国内尚不过关的单拉和配件，消化吸采用了国内尚不过关的单拉和配件，消化吸收，水平大幅提高，有了自己的优势；收，水平大幅提高，有了自己的优势；以新思维建议新生产线，达到了世界先进水以新思

20、维建议新生产线，达到了世界先进水平。平。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4 什么是什么是“新思维新思维”？即采用国际上先进生产线？即采用国际上先进生产线供应商通用的方式建设生产线：供应商通用的方式建设生产线：利用我国全面先进的工艺，对生产线进行工艺及总体利用我国全面先进的工艺，对生产线进行工艺及总体 设计；设计；单机设计或制造在国内、外招标（实践中国产挤出、单机设计或制造在国内、外招标（实践中国产挤出、 厚片急冷、厚片急冷、MDOMDO、TDOTDO、牵引均有中标）、牵引均有中标）国内提供自动化系统；国内提供自动化系统；自行安装、调试；自行安装、调试；现有水平：现有水平：5.6

21、5.6米米/ /宽，宽，350350米米/ /分，分，3 3350350；总投资相当于原同规模总投资相当于原同规模“全套引进全套引进”的的2/32/3。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4五、电工五、电工BOPPBOPP及及BOPETBOPET的中国市场的中国市场1 1、近年来，电工薄膜市场需求与日俱增、近年来，电工薄膜市场需求与日俱增：发电量、输变电、民用电量持续大规模增加；发电量、输变电、民用电量持续大规模增加；家用电器品种和产量的迅速增长；家用电器品种和产量的迅速增长；信息产业、电子器械高速技术进步和产业扩大；信息产业、电子器械高速技术进步和产业扩大；国际信息产业向我国大规

22、模转移；国际信息产业向我国大规模转移；国际电容器制造业向我国大规模转移；国际电容器制造业向我国大规模转移；薄膜本身品种增加及应用技术的开发；薄膜本身品种增加及应用技术的开发；产品水平提高，出口量增加；产品水平提高，出口量增加；电气技术的发展，直流输变电、变频调速、核电、电气技术的发展，直流输变电、变频调速、核电、 风电等新技术出现。风电等新技术出现。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.42 2、我国电力、电力及信息产业的发展空间、我国电力、电力及信息产业的发展空间a.a.我国社会用电量我国社会用电量 20052005年，年，2.42.4万亿度（万亿度（kWh)kWh) 201020

23、10年，年，3.23.23.53.5亿度亿度 20202020年，年，4.34.34.84.8亿度亿度桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4b.b.我国发电量与世界水平之比较我国发电量与世界水平之比较 20002000年，我国相当于美国年，我国相当于美国19681968年水平年水平 20202020年，我国相当于美国年，我国相当于美国20002000年水平年水平 20202020年，我国每个家庭用电量也仅相当美国年，我国每个家庭用电量也仅相当美国20052005年的年的 1/41/4 20002000年，人均装机量：中国年，人均装机量：中国0.25kW/0.25kW/人人 世界平均

24、世界平均0.6kW/0.6kW/人人 发达国家发达国家1.6kW/1.6kW/人人桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4c.“c.“十一五十一五”电器工业年产量预测电器工业年产量预测( (部分部分):):产品产品单位单位2003年年2005年年2010年年发电设备发电设备MkW379035交流电机交流电机MkW8990159电力电容器电力电容器千万千乏千万千乏141516电冰箱电冰箱千万台千万台2.22.83.5空调器空调器千万台千万台4.85.58.0电器附件电器附件亿元亿元485780桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4d.d.信息产业（消费电子市场）预测信息产业

25、（消费电子市场）预测: :彩电：每年增长彩电：每年增长13%以上；以上；手机：手机：2005年年产年年产3.03亿部，亿部，2006年突破年突破4亿亿 部，占全球部，占全球40%；笔记本电脑：每年增长笔记本电脑：每年增长50%。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.4综上综上a、b、c、d所列，我们可以得出以下结论：所列，我们可以得出以下结论：我国电气工业及社会用电量正在高速发展，我国电气工业及社会用电量正在高速发展， 发展空间很大。每年递增约发展空间很大。每年递增约1015%。信息产业发展速度实际可能更快。每年递增平信息产业发展速度实际可能更快。每年递增平 均均1520%。军事工业的巨大需求。军事工业的巨大需求。这一切都需要同等成倍增长的电工材料这一切都需要同等成倍增长的电工材料薄膜。薄膜。桂林电器科学研究所桂林电器科学研究所 2006.43 3、我国、我国20052005年电工用年电