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 专利技术说明

有机化合物处理,合成应用技术1.本发明涉及电容器薄膜技术领域，特别是涉及一种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。背景技术：2.金属化薄膜电容器被广泛用于电子和电气工程领域，如高压直流换流站和电动汽车。由于聚丙烯(pp)具有较高的击穿强度和较低的介质损耗，因此被广泛用作薄膜电容器的介质材料。然而，高压直流换流站和电动汽车中的薄膜电容器的局部温度可以达到100℃以上，超过了聚丙烯薄膜的安全运行温度。长期处于高温环境致使聚丙烯薄膜的击穿强度下降，电导损耗增加，导致聚丙烯薄膜电容器的性能下降，甚至发生鼓胀和爆炸事故，从而给整个系统带来巨大的安全隐患。因此，亟需对聚丙烯薄膜在高温下的介电性能进行提升。技术实现要素：3.本发明的目的是提供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，提升了聚丙烯薄膜在高温下的击穿性能，改善薄膜电容器的热稳定性，推进薄膜电容器在高温环境下的安全可靠运行。4.为实现上述目的，本发明提供了一种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，包括以下步骤：5.(1)将光引发剂、敏化剂与纯聚丙烯熔融并混合均匀，得聚丙烯混合物；6.(2)将聚丙烯混合物进行热压形成聚丙烯混合物薄膜；7.(3)将聚丙烯混合物薄膜正反两面均使用紫外线辐照进行交联改性，获得一种击穿性能提升的改性聚丙烯薄膜。8.优选的，步骤(1)中，按重量百分比计光引发剂添加量为0.1～1.5wt％，敏化剂添加量为0.1～1.5wt％，余量为纯聚丙烯。9.优选的，光引发剂为二苯甲酮，敏化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。10.优选的，步骤(1)中，熔融温度为190℃，混合时间为15min。11.优选的，步骤(2)中，聚丙烯混合物薄膜厚度为25μm。12.优选的，步骤(2)中，热压温度为190℃，定型时间5min，压强为25mpa。13.优选的，步骤(3)中，紫外线辐照在氮气气氛、温度为25℃条件下进行，辐照源为1kw高压汞灯，辐照时间为0.1～2min，光源与薄膜距离为10cm。14.本发明的有益效果：15.本发明将将一定含量的光引发剂二苯甲酮(bp)、敏化剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)与聚丙烯混合，并进行一定时间的紫外线辐照，通过交联反应使聚丙烯内部分子链间形成交联网状结构，从而提升分子链的缠结程度，抑制分子链在高温下的滑移，提升高温环境下聚丙烯薄膜的介电性能，实现聚丙烯薄膜击穿性能的提升，改善薄膜电容器的热稳定性，推进薄膜电容器在高温环境下的安全可靠运行。并且制备工艺简单、适用性良好。16.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17.图1是实施例2改性聚丙烯薄膜的红外光谱图；18.图2是25℃时聚丙烯薄膜和改性聚丙烯薄膜击穿性能的示意图；19.图3是115℃时聚丙烯薄膜和改性聚丙烯薄膜击穿性能的示意图。具体实施方式20.下面结合实施例，对本发明进一步描述。21.实施例122.将光引发剂二苯甲酮、敏化剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与纯聚丙烯粒料置于双辊机上熔融混合制成聚丙烯混合物，按重量百分比计，光引发剂的含量为0.5％、敏化剂的含量为0.5％，余量为聚丙烯，双辊机温度为190℃，混合时间为15min。23.将聚丙烯混合物放在热压机上热压定型，定型时间5min，温度为190℃，压强为25mpa。保持热压机压强不变，使用冷却装置使得薄膜温度从190℃匀速降到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℃，得到聚丙烯混合物薄膜。聚丙烯混合物薄膜厚度为25μm，大小为9cm×9cm。24.将聚丙烯混合物薄膜用1kw高压汞灯进行辐照处理，辐照为氮气氛围，温度为25℃，辐照时间为1min，光源与薄膜距离为10cm，对薄膜正反两面辐照条件一致，即可得到改性聚丙烯薄膜。25.实施例226.将光引发剂二苯甲酮、敏化剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与纯聚丙烯粒料置于双辊机上熔融混合制成聚丙烯混合物，按重量百分比计，光引发剂的含量为1.0％、敏化剂的含量为1.5％，余量为聚丙烯，双辊机温度为190℃，混合时间为15min。27.将聚丙烯混合物放在热压机上热压定型，定型时间5min，温度为190℃，压强为25mpa。保持热压机压强不变，使用冷却装置使得薄膜温度从190℃匀速降到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℃，得到聚丙烯混合物薄膜。聚丙烯混合物薄膜厚度为25μm，大小为9cm×9cm。28.将聚丙烯混合物薄膜用1kw高压汞灯进行辐照处理，辐照为氮气氛围，温度为25℃，辐照时间为2min，光源与薄膜距离为10cm，对薄膜正反两面辐照条件一致，即可得到改性聚丙烯薄膜。29.实施例330.将光引发剂二苯甲酮、敏化剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与纯聚丙烯粒料置于双辊机上熔融混合制成聚丙烯混合物，按重量百分比计，光引发剂的含量为1.5％、敏化剂的含量为1.5％，余量为聚丙烯，双辊机温度为190℃，混合时间为15min。31.将聚丙烯混合物放在热压机上热压定型，定型时间5min，温度为190℃，压强为25mpa。保持热压机压强不变，使用冷却装置使得薄膜温度从190℃匀速降到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℃，得到聚丙烯混合物薄膜。聚丙烯混合物薄膜厚度为25μm，大小为9cm×9cm。32.将聚丙烯混合物薄膜用1kw高压汞灯进行辐照处理，辐照为氮气氛围，温度为25℃，辐照时间为2min，光源与薄膜距离为10cm，对薄膜正反两面辐照条件一致，即可得到改性聚丙烯薄膜。33.对比例34.将纯聚丙烯粒料置于双辊机上熔融，熔融后进入到热压机上热压定型，定型时间5min，温度为190℃，压强为25mpa。保持热压机压强不变，使用冷却装置使得薄膜温度从190℃匀速降到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℃，得到纯聚丙烯薄膜。聚丙烯薄膜厚度为25μm，大小为9cm×9cm。35.性能检测36.将实施例2和对比例制成的薄膜进行在温度为25℃和115℃的条件下进行直流击穿实验，结果如图2-3所示，实施例2制得的改性聚丙烯薄膜相比于对比例在常温和高温下的击穿性能均有显著提升，提升幅度分别达12％和20％。37.因此，本发明通过对聚丙烯薄膜添加特定含量光引发剂、敏化剂，并进行一定条件的辐照处理，增强介质的交联程度，改善聚丙烯薄膜微观结构，使其常温和高温下的击穿性能有显著提升。38.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。









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