CN112768235A - 一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法 - Google Patents
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Abstract
一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法，在干燥装置、双棍机、平板硫化机、缓慢冷却装置上进行：使用双棍机将聚丙烯母粒与有机结晶促进剂液体混合为混合物，混合温度为T2，185℃＜T2＜205℃，按质量分数有机结晶促进剂含量为x，0＜x＜0.05％；将混合物放入平板硫化机热压定型，定型时间为t2，5min＜t2＜20min，温度为T2，压强为n，20MPa＜n＜45MPa；保持压强不变，使用缓慢冷却装置，使得混合物从T2降温至T3，90℃＜T3＜140℃，冷却时间为t3，25min＜t3＜35min；取出薄膜式样后，继续在缓慢冷却装置中冷却至温度T4，20℃＜T4＜30℃，冷却时间为t4，15min＜t4＜30min，即得到聚丙烯改性薄膜。本发明提升薄膜击穿强度，避免绝缘失效故障的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯薄膜。特别是涉及一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法。
背景技术
高压直流金属化薄膜电容器在在换流站中起到滤波、电压支撑、均压和阻尼作用，是智能电网和新能源发电的核心装备。随着电压等级的升高，对于电容器用聚丙烯绝缘的耐压等级要求也逐渐提高，而聚丙烯薄膜的电气特性与其微观结构息息相关。在实际运行过程中，聚丙烯薄膜在电-热长期作用下，微观结构受到破坏，产生电弱点，可能最终引起绝缘故障，从而威胁到整个直流输电系统的安全稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以实现聚丙烯薄膜结晶形态调控的电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法。
本发明所采用的技术方案是：一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法，是在依次设置的干燥装置、双棍机、平板硫化机、缓慢冷却装置上进行，是通过促进聚丙烯分子链缠结，完善聚丙烯薄膜的微观晶区，限制载流子迁移，具体包括如下步骤：
1)使用双棍机将聚丙烯母粒与有机结晶促进剂液体混合为混合物，混合温度为T2，185℃＜T2＜205℃，按质量分数有机结晶促进剂含量为x，0＜x＜0.05％；
2)将混合物放入平板硫化机热压定型，定型时间为t2，5min＜t2＜20min，温度为T2，压强为n，20MPa＜n＜45MPa；
3)保持压强不变，使用缓慢冷却装置，使得混合物从T2降温至T3，90℃＜T3＜140℃，冷却时间为t3，25min＜t3＜35min；
4)取出薄膜式样后，继续在缓慢冷却装置中冷却至温度T4，20℃＜T4＜30℃，冷却时间为t4，15min＜t4＜30min，即得到聚丙烯改性薄膜。
步骤1)所述的有机结晶促进剂液体，是分子中含有亲无机基团和亲有机基团。
所述的有机结晶促进剂液体是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，或者是γ―氨丙基三乙氧基硅烷，或者是铝酸酯偶联剂DL-411。
本发明的一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法，提供具有致密微观结构的薄膜改性方法，可以实现聚丙烯薄膜结晶形态调控，通过促进聚丙烯分子链缠结，对成核中心的增加以及对成核形貌的控制，完善聚丙烯薄膜的微观晶区，限制载流子迁移，实现对聚丙烯薄膜的结晶形态优化，提升薄膜击穿强度，避免绝缘失效故障的发生，达到提升薄膜电气性能的目的，操作简易且成本低廉。
附图说明
图1a是改性前聚丙烯薄膜微观结构；
图1b是改性后聚丙烯薄膜微观结构；
图2是聚丙烯薄膜改性优化方法工作过程示意图；
图3是原始聚丙烯薄膜及改性聚丙烯薄膜的直流击穿场强图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法做出详细说明。
本发明的一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法，是在依次设置的干燥装置、双棍机、平板硫化机、缓慢冷却装置上进行。是通过促进聚丙烯分子链缠结，完善聚丙烯薄膜的微观晶区，限制载流子迁移，具体包括如下步骤：
1)使用双棍机将聚丙烯母粒与有机结晶促进剂液体混合为混合物，混合温度为T2，185℃＜T2＜205℃，按质量分数有机结晶促进剂含量为x，0＜x＜0.05％；
所述的有机结晶促进剂液体，是分子中含有亲无机基团和亲有机基团。所述的有机结晶促进剂液体是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，或者是γ―氨丙基三乙氧基硅烷，或者是铝酸酯偶联剂DL-411。
2)将混合物放入平板硫化机热压定型，定型时间为t2，5min＜t2＜20min，温度为T2，压强为n，20MPa＜n＜45MPa；
3)保持压强不变，使用缓慢冷却装置，使得混合物从T2降温至T3，90℃＜T3＜140℃，冷却时间为t3，25min＜t3＜35min；
4)取出薄膜式样后，继续在缓慢冷却装置中冷却至温度T4，20℃＜T4＜30℃，冷却时间为t4，15min＜t4＜30min，即得到聚丙烯改性薄膜。
下面给出实例：
实例1
1、使用双棍机将聚丙烯母粒与铝酸酯偶联剂DL-411液体混合，温度为190℃，聚丙烯母粒型号为海南石化生产的PPH-T03，铝酸酯偶联剂DL-411含量为0.01％(质量分数)。
2、将混合物放入平板硫化机热压10min定型，温度为190℃，压强为35MPa。
3、保持压强不变，使用缓慢冷却装置，使得混合物从190℃降温至120℃，冷却时间为30min。
4、取出薄膜式样后，继续在缓慢冷却装置中冷却至25℃，冷却时间为20min，即可得到聚丙烯改性薄膜。
实例2
1、使用双棍机将聚丙烯母粒与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷液体混合，温度为186℃，聚丙烯母粒型号为海南石化生产的PPH-T03，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷含量为0.03％(质量分数)。
2、将混合物放入平板硫化机热压5.1min定型，温度为186℃，压强为21MPa。
3、保持压强不变，使用缓慢冷却装置，使得混合物从186℃降温至91℃，冷却时间为26min。
4、取出薄膜式样后，继续在缓慢冷却装置中冷却至21℃，冷却时间为16min，即可得到聚丙烯改性薄膜。
实例3
1、使用双棍机将聚丙烯母粒与γ―氨丙基三乙氧基硅烷液体混合，温度为204℃，聚丙烯母粒型号为海南石化生产的PPH-T03，γ―氨丙基三乙氧基硅烷含量为0.049％(质量分数)。
2、将混合物放入平板硫化机热压19min定型，温度为204℃，压强为44.9MPa。
3、保持压强不变，使用缓慢冷却装置，使得混合物从204℃降温至139℃，冷却时间为34min。
4、取出薄膜式样后，继续在缓慢冷却装置中冷却至29℃，冷却时间为29min，即可得到聚丙烯改性薄膜。
Claims (3)
1.一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法，是在依次设置的干燥装置、双棍机、平板硫化机、缓慢冷却装置上进行，其特征在于，是通过促进聚丙烯分子链缠结，完善聚丙烯薄膜的微观晶区，限制载流子迁移，具体包括如下步骤：
1)使用双棍机将聚丙烯母粒与有机结晶促进剂液体混合为混合物，混合温度为T2，185℃＜T2＜205℃，按质量分数有机结晶促进剂含量为x，0＜x＜0.05％；
2)将混合物放入平板硫化机热压定型，定型时间为t2，5min＜t2＜20min，温度为T2，压强为n，20MPa＜n＜45MPa；
3)保持压强不变，使用缓慢冷却装置，使得混合物从T2降温至T3，90℃＜T3＜140℃，冷却时间为t3，25min＜t3＜35min；
4)取出薄膜式样后，继续在缓慢冷却装置中冷却至温度T4，20℃＜T4＜30℃，冷却时间为t4，15min＜t4＜30min，即得到聚丙烯改性薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法，其特征在于，步骤1)所述的有机结晶促进剂液体，是分子中含有亲无机基团和亲有机基团。
3.根据权利要求2所述的一种电容器用聚丙烯薄膜结晶形貌优化方法，其特征在于，所述的有机结晶促进剂液体是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，或者是γ―氨丙基三乙氧基硅烷，或者是铝酸酯偶联剂DL-411。
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