基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法与流程

本发明涉及一种聚丙烯薄膜。特别是涉及一种基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法.

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。聚丙烯是电容器的主要绝缘介质，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。在实际运行过程中，高温度、强电场综合作用下，聚丙烯薄膜电荷注入加剧，导致损耗增大，甚至造成击穿，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。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以实现对聚丙烯薄膜界面特性的调控的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法，包括如下步骤：

1)将过硫酸铵与去离子水混合，使用玻璃棒和超声搅拌器将溶液混合均匀，形成过硫酸铵溶液，过硫酸铵水溶液质量分数为35～45％；

2)将聚丙烯薄膜放置于石英玻璃板上，在聚丙烯薄膜上滴加过硫酸铵溶液，再将一块相同大小的石英玻璃板压在滴加有过硫酸铵溶液的聚丙烯薄膜上，静置1mim，使过硫酸铵溶液充分占据石英玻璃板与聚丙烯薄膜间的空隙；

3)将静置后的石英玻璃板和聚丙烯薄膜的组合体整体放置于紫外光照射环境中持续照射10分钟以内；

4)将紫外线光照射后的聚丙烯薄膜从两块石英玻璃板中取出，用去离子水冲洗；

5)将冲洗后的聚丙烯薄膜放置于装有去离子水的烧杯中，并将烧杯置于水浴加热锅中，持续水解后取出，可得到改性聚丙烯薄膜。

步骤2)中所滴加的过硫酸铵溶液体积是70～120μl。

步骤2)中两块所述的石英玻璃板的长和宽与聚丙烯薄膜的长和宽相等。

步骤5)中水浴加热温度是50℃～70℃，水解时间为10～24小时。

步骤5)所述的改性聚丙烯薄膜的厚度为15±10μm。

本发明的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法,可以实现对聚丙烯薄膜界面特性的调控，通过改善聚丙烯薄膜界面电荷注入，降低高温高场损耗，提升薄膜的绝缘性能，避免绝缘失效故障的发生，提高直流输电系统可靠性，本发明效果可靠、操作简易且成本低廉。

附图说明

图1是改性前后聚丙烯薄膜表面元素组成成分图；

图2是改性前后聚丙烯薄膜电导损耗图；

图3是改性前后直流击穿场强图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法做出详细说明。

本发明的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法，包括如下步骤：

1)将过硫酸铵与去离子水混合，使用玻璃棒和超声搅拌器将溶液混合均匀，形成过硫酸铵溶液，过硫酸铵水溶液质量分数为35～45％；

2)将聚丙烯薄膜放置于石英玻璃板上，在聚丙烯薄膜上滴加过硫酸铵溶液，所滴加的过硫酸铵溶液体积是70～120μl，再将一块相同大小的石英玻璃板压在滴加有过硫酸铵溶液的聚丙烯薄膜上，静置1mim，使过硫酸铵溶液充分占据石英玻璃板与聚丙烯薄膜间的空隙，两块所述的石英玻璃板的长和宽与聚丙烯薄膜的长和宽相等；

3)将静置后的石英玻璃板和聚丙烯薄膜的组合体整体放置于紫外光照射环境中持续照射10分钟以内；

4)将紫外线光照射后的聚丙烯薄膜从两块石英玻璃板中取出，用去离子水冲洗；

5)将冲洗后的聚丙烯薄膜放置于装有去离子水的烧杯中，并将烧杯置于水浴加热锅中，持续水解，水浴加热温度是50℃～70℃，水解时间为10～24小时后取出，可得到改性聚丙烯薄膜，所述的改性聚丙烯薄膜的厚度为15±10μm。

下面给出具体实例

例1

1、将过硫酸铵与去离子水混合，使用玻璃棒和超声搅拌器将溶液混合均匀，形成过硫酸铵水溶液，过硫酸铵溶液质量分数为40％。

2、将聚丙烯薄膜放置于一石英玻璃板上，在聚丙烯薄膜上滴加过硫酸铵溶液，滴加的过硫酸铵溶液体积是80μl，再将一块相同尺寸的石英玻璃板压在聚丙烯薄膜上，静置1mim，使过硫酸铵溶液充分占据石英玻璃板与聚丙烯薄膜间的空隙。两块所述的石英玻璃板的长和宽与聚丙烯薄膜的长和宽相等。

3、将静置后的石英玻璃板和聚丙烯薄膜的组合体整体放置于紫外光照射环境中持续照射2分钟。

4、将紫外线光照射后的聚丙烯薄膜取出，用去离子水冲洗。再将该聚丙烯薄膜放置于水浴加热的去离子水中，持续水解后取出，水浴加热温度是60℃，水解时间为20小时，即得到改性聚丙烯薄膜。

例2

1、将过硫酸铵与去离子水混合，使用玻璃棒和超声搅拌器将溶液混合均匀，形成过硫酸铵水溶液，过硫酸铵溶液质量分数为35％。

2、将聚丙烯薄膜放置于一石英玻璃板上，在聚丙烯薄膜上滴加过硫酸铵溶液，滴加的过硫酸铵溶液体积是70μl。再将一块相同尺寸的石英玻璃板压在聚丙烯薄膜上，静置1mim，使过硫酸铵溶液充分占据石英玻璃板与聚丙烯薄膜间的空隙。两块所述的石英玻璃板的长和宽与聚丙烯薄膜的长和宽相等。

3、将静置后的石英玻璃板和聚丙烯薄膜的组合体整体放置于紫外光照射环境中持续照射5分钟。

4、将紫外线光照射后的聚丙烯薄膜取出，用去离子水冲洗。再将该聚丙烯薄膜放置于水浴加热的去离子水中，持续水解后取出，水浴加热温度是50℃，水解时间为10小时，即得到改性聚丙烯薄膜。

例3

1、将过硫酸铵与去离子水混合，使用玻璃棒和超声搅拌器将溶液混合均匀，形成过硫酸铵水溶液，过硫酸铵溶液质量分数为45％。

2、将聚丙烯薄膜放置于一石英玻璃板上，在聚丙烯薄膜上滴加过硫酸铵溶液，滴加的过硫酸铵溶液体积是120μl。再将一块相同尺寸的石英玻璃板压在聚丙烯薄膜上，静置1mim，使过硫酸铵溶液充分占据石英玻璃板与聚丙烯薄膜间的空隙。两块所述的石英玻璃板的长和宽与聚丙烯薄膜的长和宽相等。

3、将静置后的石英玻璃板和聚丙烯薄膜的组合体整体放置于紫外光照射环境中持续照射10分钟。

4、将紫外线光照射后的聚丙烯薄膜取出，用去离子水冲洗。再将该聚丙烯薄膜放置于水浴加热的去离子水中，持续水解后取出，水浴加热温度是70℃，水解时间为24小时，即得到改性聚丙烯薄膜。

技术特征：

1.一种基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将过硫酸铵与去离子水混合，使用玻璃棒和超声搅拌器将溶液混合均匀，形成过硫酸铵溶液，过硫酸铵水溶液质量分数为35～45％；

2)将聚丙烯薄膜放置于石英玻璃板上，在聚丙烯薄膜上滴加过硫酸铵溶液，再将一块相同大小的石英玻璃板压在滴加有过硫酸铵溶液的聚丙烯薄膜上，静置1mim，使过硫酸铵溶液充分占据石英玻璃板与聚丙烯薄膜间的空隙；

3)将静置后的石英玻璃板和聚丙烯薄膜的组合体整体放置于紫外光照射环境中持续照射10分钟以内；

4)将紫外线光照射后的聚丙烯薄膜从两块石英玻璃板中取出，用去离子水冲洗；

5)将冲洗后的聚丙烯薄膜放置于装有去离子水的烧杯中，并将烧杯置于水浴加热锅中，持续水解后取出，可得到改性聚丙烯薄膜。

2.根据权利要求1所述的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法，其特征在于，步骤2)中所滴加的过硫酸铵溶液体积是70～120μl。

3.根据权利要求1所述的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法，其特征在于，步骤2)中两块所述的石英玻璃板的长和宽与聚丙烯薄膜的长和宽相等。

4.根据权利要求1所述的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法，其特征在于，步骤5)中水浴加热温度是50℃～70℃，水解时间为10～24小时。

5.根据权利要求1所述的基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法，其特征在于，步骤5)所述的改性聚丙烯薄膜的厚度为15±10μm。

技术总结
一种基于光催化氧化表面接枝的聚丙烯薄膜绝缘特性提升方法：将过硫酸铵与去离子水混合均匀，形成过硫酸铵溶液，过硫酸铵水溶液质量分数为35～45％；将聚丙烯薄膜放置于石英玻璃板上，在聚丙烯薄膜上滴加过硫酸铵溶液，再将一块相同大小的石英玻璃板压在滴加有过硫酸铵溶液的聚丙烯薄膜上，静置1mim；将静置后的石英玻璃板和聚丙烯薄膜的组合体整体放置于紫外光照射环境中持续照射10分钟以内；将紫外线光照射后的聚丙烯薄膜从两块石英玻璃板中取出，用去离子水冲洗；将冲洗后的聚丙烯薄膜放置于装有去离子水的烧杯中，并将烧杯置于水浴加热锅中，持续水解后取出得到改性聚丙烯薄膜。本发明可以实现对聚丙烯薄膜界面特性的调控，提升薄膜的绝缘性能。

技术研发人员：肖萌;刘浩梁;杜伯学;许然然;冉昭玉;邢继文;范凯伦
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2020.12.23
技术公布日：2021.03.19