CN115195004A - 一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，包括以下步骤：将敏化剂和聚丙烯粒料置于双辊机上熔融混合制成聚丙烯混合物块料；将添加了敏化剂的聚丙烯混合物块料分别放在热压机上热压定型；保持压强为25MPa，使用冷却装置使得热压区域温度从190℃降到120℃，冷却时间约15min；冷却完成后，从热压机上取出薄膜，使其自然冷却至25℃，可得到聚丙烯混合物薄膜；用60Co‑γ射线源进行辐照处理，辐照剂量为5kGy，得到改性聚丙烯薄膜。本发明实现了高温环境下聚丙烯薄膜绝缘性能的提升，改善了薄膜电容器的耐热性能，推进了薄膜电容器在高温环境下的应用。
Description
技术领域
本发明涉及电容器聚丙烯薄膜性能技术领域，尤其是涉及一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法。
背景技术
金属化薄膜电容器凭借功率密度高、自愈性好等优点，成为高压直流输电换流站、电动汽车以及高功率密度脉冲电源等装备的核心器件。聚丙烯(PP)由于击穿场强高、介电损耗低的优势，是目前薄膜电容器中应用最广泛的介质材料。近年来，薄膜电容器的运行环境温度不断升高，能够达到100℃以上，然而聚丙烯的稳定运行温度仅为85℃，在高温环境下长期运行时，聚丙烯薄膜的击穿强度急剧下降、电导损耗升高，容易引发电容器鼓肚、爆炸等故障，威胁装备的安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，实现了高温环境下聚丙烯薄膜击穿性能的提升，改善了薄膜电容器的耐热性能，推进了薄膜电容器在高温环境下的应用。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，包括以下步骤：
(1)将敏化剂和聚丙烯粒料置于双辊机上熔融混合制成聚丙烯混合物块料，双辊机温度为190℃，混合时间为10min；
(2)将添加了敏化剂的聚丙烯混合物块料分别放在热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
(3)保持压强为25MPa，使用冷却装置使得热压区域温度从190℃降到120℃，冷却时间约15min；
(4)冷却完成后，从热压机上取出薄膜，使其自然冷却至25℃，可得到聚丙烯混合物薄膜；
(5)将聚丙烯混合物薄膜用60Co-γ射线源进行辐照处理，辐照温度为25℃，辐照剂量为5kGy，得到改性聚丙烯薄膜。
优选的，所述敏化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在聚丙烯中的添加质量分数为0.2％。
优选的，辐照处理在空气气氛下进行，剂量率为40Gy/min。
优选的，所述改性聚丙烯薄膜的厚度为25μm，大小为9cm×9cm。
将一定含量的敏化剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)与聚丙烯混合，并进行γ射线辐照，通过辐照使聚丙烯的分子链间形成三维网状结构，从而抑制高温环境下分子链的运动，达到提升聚丙烯薄膜在高温下的绝缘性能的目的，效果良好，操作简单且成本低廉。
因此，本发明采用上述一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，实现了高温环境下聚丙烯薄膜击穿性能的提升，改善了薄膜电容器的耐热性能，推进了薄膜电容器在高温环境下的应用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为25℃时，不同辐照剂量改性聚丙烯薄膜的直流击穿场强；
图2为115℃时，不同辐照剂量改性聚丙烯薄膜的直流击穿场强；
图3为不同辐照剂量改性聚丙烯薄膜的红外光谱图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例
本发明提供了一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，包括以下步骤：
(1)将敏化剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和聚丙烯粒料置于双辊机上熔融混合制成聚丙烯混合物块料，双辊机温度为190℃，混合时间为10min，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在聚丙烯中的添加质量分数为0.2％；
(2)将添加了敏化剂的聚丙烯混合物块料分别放在热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
(3)保持压强为25MPa，使用冷却装置使得热压区域温度从190℃降到120℃，冷却时间约15min；
(4)冷却完成后，从热压机上取出薄膜，使其自然冷却至25℃，可得到聚丙烯混合物薄膜；
(5)将聚丙烯混合物薄膜用60Co-γ射线源在空气氛围下进行辐照处理，辐照温度为25℃，剂量率为40Gy/min，辐照剂量为5kGy，得到改性聚丙烯薄膜。得到的改性聚丙烯薄膜的厚度为25μm，大小为9cm×9cm。
对比例
(1)将纯聚丙烯粒料放在热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
(3)保持压强为25MPa，使用冷却装置使得热压区域温度从190℃降到120℃，冷却时间约15min；
(4)冷却完成后，从热压机上取出薄膜，使其自然冷却至25℃，可得到纯聚丙烯薄膜；得到的纯聚丙烯薄膜的厚度为25μm，大小为9cm×9cm。
对实施例和对比例得到的薄膜进行了编号，如表1。
表1
本发明通过对聚丙烯薄膜添加特定含量敏化剂，并进行适当剂量的辐照处理，改善聚丙烯分子链结构和交联程度，使其常温和高温下的击穿性能有显著提升，提升幅度分别达10％和12％。
因此，本发明采用上述一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，实现了高温环境下聚丙烯薄膜击穿性能的提升，改善了薄膜电容器的耐热性能，推进了薄膜电容器在高温环境下的应用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将敏化剂和聚丙烯粒料置于双辊机上熔融混合制成聚丙烯混合物块料，双辊机温度为190℃，混合时间为10min；
(2)将添加了敏化剂的聚丙烯混合物块料分别放在热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
(3)保持压强为25MPa，使用冷却装置使得热压区域温度从190℃降到120℃，冷却时间约15min；
(4)冷却完成后，从热压机上取出薄膜，使其自然冷却至25℃，可得到聚丙烯混合物薄膜；
(5)将聚丙烯混合物薄膜用60Co-γ射线源进行辐照处理，辐照温度为25℃，辐照剂量为5kGy，得到改性聚丙烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，其特征在于：所述敏化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在聚丙烯中的添加质量分数为0.2％。
3.根据权利要求1所述的一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，其特征在于：辐照处理在空气气氛下进行，剂量率为40Gy/min。
4.根据权利要求1所述的一种基于γ射线辐照交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，其特征在于：所述改性聚丙烯薄膜的厚度为25μm，大小为9cm×9cm。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116252502A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-06-13 | 天津大学 | 一种基于界面沉积改性的聚丙烯薄膜介电性能提升方法 |
| CN116396522A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-07-07 | 天津大学 | 基于紫外线辐照交联改性提升聚丙烯薄膜击穿性能的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2645069A1 (fr) * | 1989-03-31 | 1990-10-05 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede de fabrication d'un materiau composite constitue d'une matrice thermoplastique renforcee par des fibres longues et materiau composite obtenu par ce procede |
| JP2010219329A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Prime Polymer Co Ltd | フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法 |
| CN102356439A (zh) * | 2009-03-17 | 2012-02-15 | 普瑞曼聚合物株式会社 | 膜电容器用聚丙烯、膜电容器用聚丙烯片材、其制造方法及其用途 |
| JP2016003331A (ja) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | ダイハツ工業株式会社 | ポリプロピレン |
| US20180257327A1 (en) * | 2015-09-14 | 2018-09-13 | Polymerplus, Llc | Multicomponent layered dielectric film and uses thereof |
| CN111886664A (zh) * | 2017-12-25 | 2020-11-03 | Abb电网瑞士股份公司 | 双轴取向聚丙烯膜、电力电容器及相关制造方法和系统 |
| CN114106375A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-03-01 | 天津大学 | 一种电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能的提升方法 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2645069A1 (fr) * | 1989-03-31 | 1990-10-05 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede de fabrication d'un materiau composite constitue d'une matrice thermoplastique renforcee par des fibres longues et materiau composite obtenu par ce procede |
| JP2010219329A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Prime Polymer Co Ltd | フィルムコンデンサ用ポリプロピレンフィルムの製造方法 |
| CN102356439A (zh) * | 2009-03-17 | 2012-02-15 | 普瑞曼聚合物株式会社 | 膜电容器用聚丙烯、膜电容器用聚丙烯片材、其制造方法及其用途 |
| JP2016003331A (ja) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | ダイハツ工業株式会社 | ポリプロピレン |
| US20180257327A1 (en) * | 2015-09-14 | 2018-09-13 | Polymerplus, Llc | Multicomponent layered dielectric film and uses thereof |
| CN111886664A (zh) * | 2017-12-25 | 2020-11-03 | Abb电网瑞士股份公司 | 双轴取向聚丙烯膜、电力电容器及相关制造方法和系统 |
| CN114106375A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-03-01 | 天津大学 | 一种电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能的提升方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 于永忠: "《材料物理性能第2版》", 华东理工大学出版社, pages: 271 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116252502A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-06-13 | 天津大学 | 一种基于界面沉积改性的聚丙烯薄膜介电性能提升方法 |
| CN116396522A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-07-07 | 天津大学 | 基于紫外线辐照交联改性提升聚丙烯薄膜击穿性能的方法 |
| CN116252502B (zh) * | 2023-03-13 | 2023-10-27 | 天津大学 | 一种基于界面沉积改性的聚丙烯薄膜介电性能提升方法 |
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