CN110253995B - 一种绝缘材料结构及其制备方法 - Google Patents

一种绝缘材料结构及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110253995B
CN110253995B CN201910534347.7A CN201910534347A CN110253995B CN 110253995 B CN110253995 B CN 110253995B CN 201910534347 A CN201910534347 A CN 201910534347A CN 110253995 B CN110253995 B CN 110253995B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
dopamine
poly
nano
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910534347.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110253995A (zh
Inventor
聂永杰
赵现平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority to CN201910534347.7A priority Critical patent/CN110253995B/zh
Publication of CN110253995A publication Critical patent/CN110253995A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110253995B publication Critical patent/CN110253995B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/14—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a particulate layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/105—Metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/206—Insulating

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本申请公开一种绝缘材料结构及其制备方法，用作高压直流输电中电力设备的绝缘介质，包括聚合物基层，所述聚合物基层的表面从内之外依次设置有第一聚多巴胺层、纳米银层和第二聚多巴胺层，所述纳米银层包括若干纳米银颗粒，所述纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm。本申请能够有效抑制高压直流下聚合物绝缘介质中空间电荷注入和积聚，减少绝缘材料内因空间电荷效应造成的电场畸变，提升绝缘材料的击穿性能，从而提高电力设备的使用寿命，实现简单，实用性强，安全性高，材料制备方法所需设备和处理条件简单易得，可重复性强。

Description

一种绝缘材料结构及其制备方法
技术领域
本申请涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种绝缘材料结构及其制备方法。
背景技术
高压直流输电具有输送容量大、输送距离远、损耗小、造价低、调节速度快、稳定性高等特点，被广泛应用于长距离、大容量输电。随着我国电力系统的发展，电能传输容量和传输距离的增大，高压直流输电将在全国电网中的优越性日益突出。
聚合物绝缘材料具有成本低、电、热、机械性能优异等特点，广泛应用于电缆、电容器、变压器等电力设备中。例如，交联聚乙烯由于重量轻、体积小、输电容量大和安装维护费用低等优点，已经成为高压直流输电电缆用料的主要选择。然而，高压直流输电电缆中的空间电荷是影响电缆寿命的主要因素。目前的研究表明，空间电荷的注入和迁移等将导致聚合物绝缘介质中电场强度分布发生变化，局部较高的电场强度容易引发大电流，最终导致绝缘击穿。例如，研究表明电荷密度为1μC/cm3的空间电荷积聚，将会引起聚合物中1mm处超过50kV/mm的电场畸变。空间电荷除影响短时击穿性能外，还会对绝缘材料的电导、老化特性产生影响。因此，空间电荷对绝缘材料性能的不利影响是高压直流输电领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种绝缘材料结构及其制备方法，以解决现有普通聚合物绝缘材料容易被注入和积聚空间电荷的问题。
第一方面，本申请提供一种绝缘材料结构，用作高压直流输电中电力设备的绝缘介质，包括聚合物基层，所述聚合物基层的表面从内之外依次设置有第一聚多巴胺层、纳米银层和第二聚多巴胺层，所述纳米银层包括若干纳米银颗粒，所述纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm。
可选地，所述聚合物基层的厚度为0.2mm，所述第一聚多巴胺层和所述第二聚多巴胺层的厚度为50nm。
可选地，所述聚合物基层为低密度聚乙烯或交联聚乙烯。
第二方面，本申请提供一种绝缘材料结构的制备方法，用于制备如第一方面所述的绝缘材料结构，所述方法包括如下步骤：
第一步：将聚合物基层浸入多巴胺溶液中，并向所述多巴胺溶液中注入氧气，使多巴胺聚合形成的聚多巴胺黏附在所述聚合物基层的表面，得到第一聚多巴胺层；
第二步：将黏附有第一聚多巴胺层的聚合物基层浸入硝酸银溶液中，使第一聚多巴胺层表面分布若干粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm的纳米银颗粒，得到纳米银层；
第三步：将黏附有所述第一聚多巴胺层和所述纳米银层的聚合物基层再次浸入多巴胺溶液中，并向所述多巴胺溶液中注入氧气，使多巴胺聚合形成的聚多巴胺黏附在所述纳米银层的表面，得到第二聚多巴胺层。
可选地，在第一步之前，所述方法还包括：
依次使用乙醇和去离子水，对聚合物材料进行超声震荡清洗，然后将清洗后的聚合物材料置入真空干燥箱烘干，得到所述聚合物基层。
可选地，第一步中，多巴胺溶液的浓度为2g/L，在室温下聚合物基层的浸渍时间T1为0﹤T1≦6h。
可选地，第二步中，硝酸银溶液的浓度为50mmol/L，在常温下黏附有第一聚多巴胺层的聚合物基层的浸渍时间T2为0﹤T1﹤2h。
可选地，第三步中，多巴胺溶液的浓度为2g/L，在室温下黏附有第一聚多巴胺层和纳米银层的聚合物基层的浸渍时间T3为24h。
本申请提供的绝缘材料结构，在聚合物基层表面从内至外依次黏附第一聚多巴胺层、纳米银层和第二聚多巴胺层，第一聚多巴胺层具有极强的黏附能力，可以紧密黏附在聚合物基层到的表面，同时，第一聚多巴胺层具有较强的还原能力，可以将银离子还原为单质纳米银颗粒，纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm，即银颗粒为纳米级别，可以充分利用纳米电介质的效应，起到最好的空间电荷的抑制能力，在纳米银层外包裹第二聚多巴胺层，相当于在纳米银外部形成了一个界面区，该界面区可以调控聚合物表层的陷阱参数，使聚合物表层陷阱能级增大，在高压直流条件下注入的空间电荷在深陷阱中难以脱陷，入陷的空间电荷在绝缘介质表层形成与外施电场方向相反的电场，从而削弱了绝缘介质的整体电场强度，减少了空间电荷的注入。
本申请采用基于仿生技术的多巴胺表面处理方法和特殊粒径范围的纳米银颗粒，在聚合物绝缘介质表面形成“聚多巴胺-纳米银-聚多巴胺”的三层结构，能够有效抑制高压直流下聚合物绝缘介质中空间电荷注入和积聚，减少绝缘材料内因空间电荷效应造成的电场畸变，提升绝缘材料的击穿性能，从而提高电力设备的使用寿命，本申请实现简单，实用性强，安全性高，材料制备方法所需设备和处理条件简单易得，可重复性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例示出的绝缘材料结构及其制备流程图；
图2为本申请实施例示出的低密度聚乙烯样品处理前表面形貌示意图；
图3为本申请实施例示出的将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍0.5h后，低密度聚乙烯样品的表面形貌示意图；
图4为本申请实施例示出的将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍2h后，低密度聚乙烯样品的表面形貌示意图；
图5为本申请实施例示出的将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍2h，最终在多巴胺溶液中浸渍24h后，低密度聚乙烯样品的表面形貌示意图；
图6为本申请实施例示出的处理前低密度聚乙烯样品在30kV/mm电场下的空间电荷分布特性示意图；
图7为本申请实施例示出的将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍0.5h，最终在多巴胺溶液中浸渍24h后，低密度聚乙烯样品在30kV/mm电场下的空间电荷分布特性示意图；
图8为本申请实施例示出的将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍2h，最终在多巴胺溶液中浸渍24h后，低密度聚乙烯样品在30kV/mm电场下的空间电荷分布特性示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本申请提供的一种绝缘材料结构及相应的材料制备流程，本实施例所述的绝缘材料结构用作高压直流输电中电力设备的绝缘介质，包括聚合物基层，所述聚合物基层可以选用低密度聚乙烯(LDPE)或交联聚乙烯(XLPE)等聚合物材料，本申请对此不作限定。所述聚合物基层的表面从内之外依次设置有第一聚多巴胺层、纳米银层和第二聚多巴胺层，所述纳米银层包括若干纳米银颗粒，所述纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm，本实施例通过在纳米银层表面包覆第二聚多巴胺层，形成聚多巴胺包覆纳米银的材料结构，记为Ag@DA。
下面将详细说明本实施例上述绝缘材料结构的制备方法，具体方法流程如下：
第一步：将聚合物基层浸入多巴胺溶液中，并向所述多巴胺溶液中注入氧气，使多巴胺聚合形成的聚多巴胺黏附在所述聚合物基层的表面，得到第一聚多巴胺层。
在第一步之前，需要进行聚合物基层样品材料的获取工作，依次使用乙醇和去离子水，对聚合物材料进行超声震荡清洗，然后将清洗后的聚合物材料置入真空干燥箱烘干，以保证聚合物材料表面的洁净和干燥，从而得到所述聚合物基层，聚合物基层可以是厚度为0.2mm的聚合物材料试样，比如0.2mm的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜，参照图2，为低密度聚乙烯样品处理前表面形貌示意图。
在第一步中，以聚合物基层为LDPE试样为例，多巴胺溶液的浓度为2g/L，多巴胺溶液的PH值为8.2，在保证多巴胺溶液中有氧的条件下，在室温(20℃)下聚合物基层的浸渍时间T1为0﹤T1≦6h，使多巴胺聚合成聚多巴胺后黏附在LDPE试样的表面，从而形成表面黏附有第一聚多巴胺层的LDPE试样。其中，向多巴胺溶液中缓慢注氧的目的是为了实现多巴胺的聚合反应，注氧的速率以及氧气浓度并不严格限定。可选地，第一聚多巴胺层的厚度为50nm左右。
第二步：将黏附有第一聚多巴胺层的聚合物基层浸入硝酸银(AgNO3)溶液中，使第一聚多巴胺层表面分布若干粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm的纳米银颗粒，得到纳米银层。
在第二步中，AgNO3溶液的浓度为50mmol/L，在常温下黏附有第一聚多巴胺层的聚合物基层的浸渍时间T2为0﹤T1﹤2h。第一聚多巴胺层中，聚多巴胺分子中含有大量羟基(-OH)，用于还原AgNO3溶液中的Ag+，将在第一聚多巴胺层表面原位得到纳米银颗粒，若干纳米银颗粒积聚和分布，形成所述纳米银层。纳米银颗粒的粒径是本申请抑制空间电荷注入与积聚的关键，纳米银颗粒的粒径和分布密度主要与多巴胺溶液浓度、硝酸银溶液浓度、浸渍时间、反应温度等各环节的试验参数密切相关。
如图3所示，是将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍0.5h后，低密度聚乙烯样品的表面形貌示意图，此时试样名称记为D6-Ag0.5；如图4所示，是将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍2h后，低密度聚乙烯样品的表面形貌示意图，此时试样名称记为D6-Ag2。由图3和图4可以看出，第一聚多巴胺层表面沉积的银粒子的粒径尺寸，与在AgNO3溶液中浸渍的时间密切相关，浸渍时间越长，沉积的银粒子的粒径尺寸越大。对于浓度为50mmol/L的AgNO3溶液，当试样浸渍时间小于2h时，纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm，即银颗粒属于纳米级别；当试样浸渍时间大于或等于2h时，银颗粒的纳米银颗粒的粒径RAg在100nm以上，属于亚微米级别。
第三步：将黏附有所述第一聚多巴胺层和所述纳米银层的聚合物基层再次浸入多巴胺溶液中，并向所述多巴胺溶液中注入氧气，使多巴胺聚合形成的聚多巴胺黏附在所述纳米银层的表面，得到第二聚多巴胺层。
在第三步中，多巴胺溶液的浓度为2g/L，多巴胺溶液的PH值为8.2，在保证多巴胺溶液中有氧的条件下，在室温下黏附有第一聚多巴胺层和纳米银层的聚合物基层的浸渍时间T3为24h，第二聚多巴胺层的厚度为50nm。比如，如图5所示，是将低密度聚乙烯样品在多巴胺溶液中浸渍6h，然后在硝酸银溶液中浸渍2h，最终在多巴胺溶液中浸渍24h后，低密度聚乙烯样品的表面形貌示意图，此时试样名称记为D6-Ag2-D24。
需要说明的是，在制备本申请所述的绝缘材料结构时，多巴胺浓度、多巴胺PH值、硝酸银浓度、浸渍时间T1、浸渍时间T2、浸渍时间T3和反应温度等各个环节的试验参数，并不限于本实施例所提供，本领域技术人员可以根据实际对聚合物材料的性能要求，对制备条件进行灵活选取和调节，只要保证聚合物材料表面形成“第一聚多巴胺层-纳米银层-第二聚多巴胺层”的三层结构，以及纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm即可。
本实施例提供的绝缘材料结构，在聚合物基层表面从内至外依次黏附第一聚多巴胺层、纳米银层和第二聚多巴胺层，第一聚多巴胺层具有极强的黏附能力，可以紧密黏附在聚合物基层到的表面，同时，第一聚多巴胺层具有较强的还原能力，可以将银离子还原为单质纳米银颗粒。
本申请利用电声脉冲法，测试处理前后的几种试样在30kV/mm电场下的空间电荷分布特性，LDPE试样在加压后出现明显的同极性空间电荷积聚，且空间电荷量随加压时间的增加而增加，如图6所示；对于D6-Ag0.5-D24试样，其表面沉积银粒子的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm，该试样呈现出较为明显的抑制空间电荷能力，如图7所示；当沉积银粒子的粒径范围增大至亚微米级别时，比如D6-Ag2-D24试样，则试样中会出现异极性空间电荷，如图8所示，异极性电荷的出现可能是处理超过一定程度后，在绝缘介质表现出现了在电场下可以电离的离子，比如杂质等。以上结果表明，当纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm时，即银颗粒为纳米级别，可以充分利用纳米电介质的效应，起到最好的空间电荷的抑制能力，防止空间电荷在绝缘材料表面注入和积聚。
在纳米银层外包裹第二聚多巴胺层，相当于在纳米银外部形成了一个界面区，该界面区可以调控聚合物表层的陷阱参数，使聚合物表层陷阱能级增大，在高压直流条件下注入的空间电荷在深陷阱中难以脱陷，入陷的空间电荷在绝缘介质表层形成与外施电场方向相反的电场，从而削弱了绝缘介质的整体电场强度，减少了空间电荷的注入。对处理前后的试样进行表面电位衰减，来测试处理前后试样的表面陷阱分布，测试结果表明，LDPE试样表面浅陷阱和深陷阱中心能级分别为0.825eV和0.880eV；而处理后的D6-Ag0.5-D24试样，其表面浅陷阱和深陷阱中心能级分别为0.845eV和0.899eV，即本申请所述的绝缘材料结构能有效提升聚合物表层的陷阱能级。
本申请采用基于仿生技术的多巴胺表面处理方法和特殊粒径范围的纳米银颗粒，在聚合物绝缘介质表面形成“第一聚多巴胺层-纳米银层-第二聚多巴胺层”的三层结构，能够有效抑制高压直流下聚合物绝缘介质中空间电荷注入和积聚，减少绝缘材料内因空间电荷效应造成的电场畸变，提升绝缘材料的击穿性能，从而提高电力设备的使用寿命，本申请实现简单，实用性强，安全性高，材料制备方法所需设备和处理条件简单易得，可重复性强。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种绝缘材料结构，用作高压直流输电中电力设备的绝缘介质，包括聚合物基层，其特征在于，所述聚合物基层的表面从内至外 依次设置有第一聚多巴胺层、纳米银层和第二聚多巴胺层，所述纳米银层包括若干纳米银颗粒，所述纳米银颗粒的粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm；所述聚合物基层的厚度为0.2mm，所述第一聚多巴胺层和所述第二聚多巴胺层的厚度为50nm。
2.根据权利要求1所述的绝缘材料结构，其特征在于，所述聚合物基层为低密度聚乙烯或交联聚乙烯。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的绝缘材料结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
第一步：将聚合物基层浸入多巴胺溶液中，并向所述多巴胺溶液中注入氧气，使多巴胺聚合形成的聚多巴胺黏附在所述聚合物基层的表面，得到第一聚多巴胺层；
第二步：将黏附有第一聚多巴胺层的聚合物基层浸入硝酸银溶液中，使第一聚多巴胺层表面分布若干粒径RAg范围为0﹤RAg﹤100nm的纳米银颗粒，得到纳米银层；
第三步：将黏附有所述第一聚多巴胺层和所述纳米银层的聚合物基层再次浸入多巴胺溶液中，并向所述多巴胺溶液中注入氧气，使多巴胺聚合形成的聚多巴胺黏附在所述纳米银层的表面，得到第二聚多巴胺层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在第一步之前，所述方法还包括：
依次使用乙醇和去离子水，对聚合物材料进行超声震荡清洗，然后将清洗后的聚合物材料置入真空干燥箱烘干，得到所述聚合物基层。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，第一步中，多巴胺溶液的浓度为2g/L，在室温下聚合物基层的浸渍时间T1为0﹤T1≦6h。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第二步中，硝酸银溶液的浓度为50mmol/L，在常温下黏附有第一聚多巴胺层的聚合物基层的浸渍时间T2为0﹤T1﹤2h。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第三步中，多巴胺溶液的浓度为2g/L，在室温下黏附有第一聚多巴胺层和纳米银层的聚合物基层的浸渍时间T3为24h。
CN201910534347.7A 2019-06-20 2019-06-20 一种绝缘材料结构及其制备方法 Active CN110253995B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910534347.7A CN110253995B (zh) 2019-06-20 2019-06-20 一种绝缘材料结构及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910534347.7A CN110253995B (zh) 2019-06-20 2019-06-20 一种绝缘材料结构及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110253995A CN110253995A (zh) 2019-09-20
CN110253995B true CN110253995B (zh) 2021-07-27

Family

ID=67919561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910534347.7A Active CN110253995B (zh) 2019-06-20 2019-06-20 一种绝缘材料结构及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110253995B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111575087A (zh) * 2020-06-04 2020-08-25 青岛理工大学 一种超滑水润滑添加剂、超滑水润滑剂及制备方法与应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101724841A (zh) * 2008-10-10 2010-06-09 北京化工大学 一种通过多巴胺沉积制备聚合物/银复合膜的方法
CN102914580A (zh) * 2012-10-27 2013-02-06 信阳师范学院 一种银-聚多巴胺-石墨烯修饰的电化学传感器及其制备方法
CN103665770A (zh) * 2013-12-11 2014-03-26 复旦大学 金属聚合物复合材料的制备方法
CN105504453A (zh) * 2016-01-08 2016-04-20 上海交通大学 一种高热氧稳定性的聚烯烃复合绝缘材料及其制备方法
CN106093001A (zh) * 2016-06-01 2016-11-09 江苏科技大学 聚多巴胺‑银粒子‑聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底及其制备方法
CN107419244A (zh) * 2017-06-30 2017-12-01 厦门理工学院 一种纳米银导电膜及其制备方法
CN108948400A (zh) * 2018-06-12 2018-12-07 西安交通大学 一种提升绝缘材料真空沿面闪络强度的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101724841A (zh) * 2008-10-10 2010-06-09 北京化工大学 一种通过多巴胺沉积制备聚合物/银复合膜的方法
CN102914580A (zh) * 2012-10-27 2013-02-06 信阳师范学院 一种银-聚多巴胺-石墨烯修饰的电化学传感器及其制备方法
CN103665770A (zh) * 2013-12-11 2014-03-26 复旦大学 金属聚合物复合材料的制备方法
CN105504453A (zh) * 2016-01-08 2016-04-20 上海交通大学 一种高热氧稳定性的聚烯烃复合绝缘材料及其制备方法
CN106093001A (zh) * 2016-06-01 2016-11-09 江苏科技大学 聚多巴胺‑银粒子‑聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底及其制备方法
CN107419244A (zh) * 2017-06-30 2017-12-01 厦门理工学院 一种纳米银导电膜及其制备方法
CN108948400A (zh) * 2018-06-12 2018-12-07 西安交通大学 一种提升绝缘材料真空沿面闪络强度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110253995A (zh) 2019-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8206776B2 (en) Insulator coating for reducing power line system pollution problems
CN101894668B (zh) 层叠型电子零件及其制造方法
US9705167B2 (en) Lithium ion conducting protective film and method of use
CN1285075A (zh) 介电凝胶组合物、这种介电凝胶组合物的用途、包含这种凝胶组合物的绝缘dc－电缆以及制造包含这种凝胶组合物的绝缘dc－电缆的方法
CA2677885C (en) Negative electrode current collector for heterogeneous electrochemical capacitor and method of manufacture thereof
JP2012004544A (ja) セラミック電子部品の製造方法
CN110253995B (zh) 一种绝缘材料结构及其制备方法
CN114828605A (zh) 柔性透明耐腐蚀银纳米线基电磁屏蔽薄膜及其制备方法
WO2008071704A1 (en) Insulation liquid
Jamaludin et al. Considering the effects of a RTV coating to improve electrical insulation against lightning
Jamaludin et al. Effect of RTV coating material on electric field distribution and voltage profiles on polymer insulator under lightning impulse
CN111223606A (zh) 一种抗毛细作用电缆及其制备方法
CN108948400B (zh) 一种提升绝缘材料真空沿面闪络强度的方法
JP4061088B2 (ja) 電気化学蓄電デバイス用電極の製造方法
CN114927264B (zh) 防水光伏电缆及其制备方法
Kim et al. The effect of TiO2 compact layer in ZnO nanorod based CdS/CdSe quantum‐dot sensitized solar cell
Noto Research on water treeing in polymeric insulating materials
CN111584147B (zh) 抑制直流输电线路电晕放电和积污的方法及电介质覆膜极导线
CN211294666U (zh) 一种储能系统用多芯软电缆
Li et al. Inhibition of the space charge of LLDPE by crosslinking effect
CN116751393A (zh) 增强储能特性的聚丙烯薄膜、方法、应用及薄膜电容器
JPS63150811A (ja) 電力ケ−ブル
JP2011216292A (ja) 直流油浸電力ケーブル
JP3547563B2 (ja) 直流油浸電力ケーブル
TW202226646A (zh) 鋰離子蓄電池之電極的製造方法及根據該方法製成之電極

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant