CN106565982A - 一种提升聚乙烯耐电晕性能的方法 - Google Patents

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范帆
张涛
文刚
李剑
王有元
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Abstract

本发明公开了一种提升聚乙烯耐电晕性能的方法，首先将聚乙烯颗粒(或粉末等)通过热压、吹塑、挤出、注射成型等方法加工；然后对聚乙烯成品进行清洗洁净并且干燥；最后将清洗干燥过后的聚乙烯成品放入反应器中进行氟化反应。本发明提供的技术方案实现简单，所需要的工具成本低，具有很好的实用性，不需要特殊的设备和特殊的处理条件，采用简单机械设备即可实现，可重复性强。通过表面修饰的方法，在材料表面形成氟化层，可以提升成品表面的介电常数，抑制表面电荷的积累，使材料的耐电晕性能得到有效的提升。

Description

一种提升聚乙烯耐电晕性能的方法
技术领域
本发明涉及工程电介质与电气工程技术领域，特别是一种提升聚乙烯耐电晕性能的方法。
背景技术
聚乙烯具有对称的分子结构，并且其不含有极性基团，是非极性的材料，具有比较理想的介电性能。因为其具有优异的电气、机械和耐热性能，并且有良好的耐酸碱性，所以已经广泛应用于电力行业中。然而在实际应用过程中，电晕造成聚乙烯老化的现象时有发生并造成一定的危害，因此为了减少因聚乙烯电晕老化而造成的绝缘失效影响，需要设法提升聚乙烯耐电晕性能。
因此，需要一种提升聚乙烯耐电晕性能的方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种提升聚乙烯耐电晕性能的方法；。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的提升聚乙烯耐电晕性能的方法，包括以下步骤：
1)将聚乙烯颗粒或粉末通过热压、吹塑、挤出、注射成型方法加工；
2)对聚乙烯成品进行清洗洁净并且干燥；
3)将清洗干燥过后的聚乙烯成品放入反应器中进行氟化反应。
进一步，所述步骤1)加工方法中的热压，具体步骤如下：
将聚乙烯颗粒或粉末放置在平板硫化机设备中热压成片，所述热压工艺为：温度在100℃至180℃，压力为2MPa至20MPa，时间为3min至40min，压制聚乙烯片的厚度为0.1mm至30mm。
进一步，所述步骤2)中清洗和干燥的具体步骤如下：
首先对聚乙烯成品用无水乙醇和去离子水进行交替清洗，然后使用超声清洗器进行清洗，再用去离子水进行冲洗，并置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱温度为40℃至120℃，干燥时间为4h至48h。
进一步，所述步骤3)中氟化反应的具体步骤如下：
首先将干燥好的聚乙烯片放入不锈钢反应釜中，氟化反应条件为：采用惰性气体和氟气组成的混合气体进行氟化，混合气中氟气的体积浓度为3％至60％，氟化温度为20℃至120℃，反应釜中混合气体的气压为0.2bar至2bar，氟化时间为5min至240min。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明提供的提升聚乙烯耐电晕性能的方法，首先将聚乙烯颗粒(或粉末等)通过热压、吹塑、挤出、注射成型等方法加工；然后对聚乙烯成品进行清洗洁净并且干燥；最后将清洗干燥过后的聚乙烯成品放入反应器中进行氟化反应：采用惰性气体和氟气组成的混合气体进行氟化，混合气中氟气的体积浓度为3％至60％，氟化温度为20℃至120℃，反应釜中混合气体的气压为0.2bar至2bar，氟化时间为5min至240min。本发明提供的技术方案实现简单，所需要的工具成本低，具有很好的实用性，不需要特殊的设备和特殊的处理条件，采用简单机械设备即可实现，可重复性强。通过表面修饰的方法，在材料表面形成氟化层，可以提升成品表面的介电常数，抑制表面电荷的积累，使材料的耐电晕性能得到有效的提升。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下。
图1示出了场发射扫描电子显微镜观察到的经本发明方法处理后聚乙烯样品的表面形貌；
图2示出了傅氏转换红外线光谱分析仪测量的经本发明方法处理后的聚乙烯样品表面的红外图谱。
图3为氟化聚乙烯和未处理聚乙烯电晕240h后的红外图谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示，图1中的VEGA3TESCAN表示所使用设备的型号；SEM HV:10.0kV表示设备加的电压；WD:8.79mm表示正方形样品的宽度；SEM MAG:5.0kx表示放大倍数；Det:SE使用二次电子扫描模式；5.00um标尺；图2和3中的Wavenumber(cm-1)表示红外图谱的波数；Transmittance(a.u.)表示红外图谱透光率；本实施例提供的提升聚乙烯耐电晕性能的方法，包括以下步骤：
1)将聚乙烯颗粒(或粉末等)通过热压、吹塑、挤出、注射成型等方法加工；
首先将聚乙烯颗粒(或粉末等)通过硫化机热压成片，热压工艺为：温度在100℃至180℃，压力为2MPa至20MPa，时间为3min至20min，成品厚度为0.1mm至30mm。
本实施例是将1mm厚的钢板模具放置在硫化机上，然后放入一定量的聚乙烯颗粒，硫化机上下平板的温度为130℃，压力为10MPa的条件下热压5分钟，然后在常温中让其自然冷却，最后再脱模进行保存。
2)对聚乙烯成品进行清洗洁净并且干燥；
聚乙烯成品用无水乙醇和去离子水进行交替清洗，然后使用超声清洗器进行清洗，再用去离子水进行冲洗，并置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱温度为40℃至120℃，干燥时间为4h至48h。
本实施例是将热压成型的聚乙烯片分别用无水乙醇和去离子水进行交替清洗，然后使用超声清洗器进行清洗，再用去离子水进行冲洗，并置于真空干燥箱中进行干燥真空干燥箱温度为60℃下干燥时间为8小时。
3)将清洗干燥过后的聚乙烯成品放入反应器中进行氟化反应。
将干燥好的聚乙烯成品放入不锈钢反应釜中，氟化反应条件为：采用惰性气体和氟气组成的混合气体进行氟化，混合气中氟气的体积浓度为3％至60％，氟化温度为20℃至120℃，反应釜中混合气体的气压为0.2bar至2bar，氟化时间为5min至240min。所述的惰性气体为氦气或氮气等。
本实施例是将干燥好的聚乙烯片放入不锈钢反应釜中，将反应釜抽真空，再冲入氮气，重复三次以排除氧气等对氟化反应的干扰，后充入20％氟气浓度的F2/N2混合气，并常温，0.2bar气压下氟化240min，氟化后的样品进行清洗和干燥，可以借鉴步骤1)中的方法。在常温下、空气气氛中，测量试样的耐电晕性能，采用针-板电极，测试时间为240h，并进行红外图谱的测量。测得的红外图谱如图3所示，图3为氟化聚乙烯和未处理聚乙烯电晕240h后的红外图谱；从图中可以看出，明显提升了聚乙烯耐电晕性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (4)

1.一种提升聚乙烯耐电晕性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将聚乙烯颗粒或粉末通过热压进行加工；
2)对聚乙烯成品进行清洗洁净并且干燥；
3)将清洗干燥过后的聚乙烯成品放入反应器中进行氟化反应。
2.如权利要求1所述的提升聚乙烯耐电晕性能的方法，其特征在于：所述步骤1)中聚乙烯颗粒或粉末加工方法中，所述热压加工的具体步骤如下：
将聚乙烯颗粒或粉末放置在平板硫化机设备中热压，所述热压工艺为：温度在100℃至180℃，压力为2MPa至20MPa，时间为3min至40min，压制聚乙烯片的厚度为0.1mm至30mm。
3.如权利要求2所述的提升聚乙烯耐电晕性能的方法，其特征在于：所述步骤2)中清洗和干燥的具体步骤如下：
首先对聚乙烯试成品用无水乙醇和去离子水进行交替清洗，然后使用超声清洗器进行清洗，再用去离子水进行冲洗，并置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱温度为40℃至120℃，干燥时间为4h至48h。
4.如权利要求3所述的提升聚乙烯耐电晕性能的方法，其特征在于：所述步骤3)中氟化反应的具体步骤如下：
首先将干燥好的聚乙烯成品放入反应釜中，氟化反应条件为：采用惰性气体和氟气组成的混合气体进行氟化，混合气中氟气的体积浓度为3％至60％，氟化温度为20℃至120℃，反应釜中混合气体的气压为0.2bar至2bar，氟化时间为5min至240min。
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