CN115195005A - 一种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：将敏化剂和聚丙烯置于双辊机上进行熔融；将添加敏化剂的聚丙烯均置于热压机上热压定型；保持压强为23MPa‑28MPa，使用冷却装置使温度冷却至110℃‑130℃；初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却；将薄膜用60Co‑γ射线源进行辐照，得到改性聚丙烯薄膜。本发明采用上述一种交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，将敏化剂以不同含量与聚丙烯混合，并进行不同剂量的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，在高温下更加稳定，提升聚丙烯薄膜在高温下的击穿性能，效果显著且成本低廉。
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
金属化薄膜电容器应用广泛，在直流换流等多种装备中都起着关键作用，目前这类电容器的常用绝缘材料是聚丙烯(PP)。然而，当运行温度超过85℃后，聚丙烯非晶区分子链间的滑移等行为会导致聚丙烯薄膜击穿性能急剧下降，易引发设备故障和电力系统稳定运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，将敏化剂以不同含量与聚丙烯混合，并进行不同剂量的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，在高温下更加稳定，提升聚丙烯薄膜在高温下的击穿性能，效果显著且成本低廉。
为实现上述目的，本发明提供了一种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：
S1、将敏化剂和聚丙烯置于双辊机上进行熔融，熔融温度为185℃-195℃，混合时间为10min-15min；
S2、将添加敏化剂的聚丙烯均置于热压机上热压定型，温度为185℃-195℃，定型时间为3min-5min，压强为23MPa-28MPa；
S3、保持压强为23MPa-28MPa，使用冷却装置使温度冷却至110℃-130℃；
S4、初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却，冷却时间为10min-20min，冷却至20℃-30℃；
S5、将薄膜用60Co-γ射线源进行辐照，辐照温度为20℃-30℃，辐照剂量为0-10kGy，得到改性聚丙烯薄膜。
优选的，所述敏化剂的添加质量分数为1％或2％。
优选的，所述敏化剂为季戊四醇三丙烯酸酯。
优选的，所述辐照剂量为0、5kGy、10kGy。
优选的，所述改性聚丙烯薄膜的厚度为25μm，大小为9cm×9cm。
优选的，包括以下步骤：
S1、将敏化剂季戊四醇三丙烯酸酯和聚丙烯置于双辊机上进行熔融，季戊四醇三丙烯酸酯的添加质量分数为1％或2％，熔融温度为190℃，混合时间为10min；
S2、将添加敏化剂季戊四醇三丙烯酸酯的聚丙烯均置于热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
S3、保持压强为25MPa，使用冷却装置使温度从190℃降至120℃，冷却时间为15min；
S4、初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却，冷却时间为15min，冷却至25℃；
S5、将薄膜用60Co-γ射线源进行辐照，辐照温度为25℃，剂量率为40Gy/min，辐照剂量为5kGy、10kGy，得到改性聚丙烯薄膜。
因此，本发明采用上述一种交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，将敏化剂以不同含量与聚丙烯混合，并进行不同剂量的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，在高温下更加稳定，提升聚丙烯薄膜在高温下的击穿性能，效果显著且成本低廉。
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为不同敏化剂含量、辐照剂量改性聚丙烯薄膜的结晶过程；
图2为本发明25℃时，不同改性聚丙烯薄膜的直流击穿场强；
图3为本发明115℃时，不同改性聚丙烯薄膜的直流击穿场强；
具体实施方式
本发明提供了一种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：
S1、将敏化剂和聚丙烯置于双辊机上进行熔融，熔融温度为185℃-195℃，混合时间为10min-15min，所述敏化剂为季戊四醇三丙烯酸酯，敏化剂的添加质量分数为1％或2％，
S2、将添加敏化剂的聚丙烯均置于热压机上热压定型，温度为185℃-195℃，定型时间为3min-5min，压强为23MPa-28MPa；
S3、保持压强为23MPa-28MPa，使用冷却装置使温度冷却至110℃-130℃；
S4、初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却，冷却时间为10min-20min，冷却至20℃-30℃；
S5、将薄膜用60Co-γ射线源进行辐照，辐照温度为20℃-30℃，辐照剂量为0-10kGy，得到改性聚丙烯薄膜，改性聚丙烯薄膜的厚度为25μm，大小为9cm×9cm。
通过添加不同含量敏化剂的基础上，进行不同剂量的辐照，调控聚丙烯材料的交联度和降解度，优化辐照方案，从而提升聚丙烯薄膜高温击穿性能。
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1
本发明提供了一种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：
S1、将敏化剂季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和聚丙烯(PP)置于双辊机上进行熔融，季戊四醇三丙烯酸酯的添加质量分数为1％，熔融温度为190℃，混合时间为10min；
S2、将添加敏化剂季戊四醇三丙烯酸酯的聚丙烯均置于热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
S3、保持压强为25MPa，使用冷却装置使温度从190℃降至120℃，冷却时间为15min；
S4、初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却，冷却时间为15min，冷却至25℃；
S5、将薄膜用60Co-γ射线源进行辐照，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。
实施例2
本发明提供了一种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：
S1、将敏化剂季戊四醇三丙烯酸酯和聚丙烯置于双辊机上进行熔融，季戊四醇三丙烯酸酯的添加质量分数为2％，熔融温度为190℃，混合时间为10min；
S2、将添加敏化剂季戊四醇三丙烯酸酯的聚丙烯均置于热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
S3、保持压强为25MPa，使用冷却装置使温度从190℃降至120℃，冷却时间为15min；
S4、初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却，冷却时间为15min，冷却至25℃；
S5、将薄膜用60Co-γ射线源进行辐照，辐照温度为25℃，剂量率为40Gy/min，辐照剂量为10kGy，得到改性聚丙烯薄膜。
对比例
一种电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯均置于热压机上热压定型，温度为190℃，定型时间为5min，压强为25MPa；
S3、保持压强为25MPa，使用冷却装置使温度从190℃降至120℃，冷却时间为15min；
S4、初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却，冷却时间为15min，冷却至25℃，得到改性聚丙烯薄膜。
本发明通过进行不同含量敏化剂的添加与不同剂量的辐照处理，调整聚丙烯分子链结构和交联程度，提升其高温下击穿性能。表1为不同改性处理的聚丙烯薄膜编号。
表1
本发明通过进行不同含量敏化剂的添加与不同剂量的辐照处理，调整聚丙烯分子链结构和交联程度，使其常温和高温下击穿性能提升最高可分别达8％和24％。
因此，本发明采用上述一种交联改性的电容器聚丙烯薄膜高温击穿性能提升方法，将敏化剂以不同含量与聚丙烯混合，并进行不同剂量的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，在高温下更加稳定，提升聚丙烯薄膜在高温下的击穿性能，效果显著且成本低廉。
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 (6)
1.一种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：
S1、将敏化剂和聚丙烯置于双辊机上进行熔融，熔融温度为185℃-195℃，混合时间为10min-15min；
S2、将添加敏化剂的聚丙烯均置于热压机上热压定型，温度为185℃-195℃，定型时间为3min-5min，压强为23MPa-28MPa；
S3、保持压强为23MPa-28MPa，使用冷却装置使温度冷却至110℃-130℃；
S4、初步冷却完成后，从平板硫化机上取出聚丙烯薄膜，使用冷却装置继续对薄膜进行冷却，冷却时间为10min-20min，冷却至20℃-30℃；
S5、将薄膜用60Co-γ射线源进行辐照，辐照温度为20℃-30℃，辐照剂量为0-10kGy，得到改性聚丙烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种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：所述敏化剂的添加质量分数为1％或2％。
3.根据权利要求1所述的一种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：所述敏化剂为季戊四醇三丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种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：所述辐照剂量为0、5kGy、10kGy。
5.根据权利要求1所述的一种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。
6.根据权利要求1所述的一种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：
S1、将敏化剂季戊四醇三丙烯酸酯和聚丙烯置于双辊机上进行熔融，季戊四醇三丙烯酸酯的添加质量分数为1％或2％，熔融温度为190℃，混合时间为10min；
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20221018 |