一种抑制聚酰亚胺绝缘薄膜表面电荷积累的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气材料，特别是一种抑制聚酰亚胺绝缘薄膜表面电荷积累的方法。
【背景技术】
[0002]在电气绝缘材料领域中，聚酰亚胺(PI)薄膜由于其卓越的介电性能、耐热性能和机械性能，成为了电气绝缘材料领域中众多有机薄膜的首选。
[0003]聚酰亚胺(PI)是一类含有酰亚胺环的高聚物，自20世纪60年代由美国杜邦公司生产出PI薄膜以来，相继出现了 PI模塑料、粘合剂、涂料和纤维等各大品种。随着人类社会和科学技术的不断发展，特别是军事工业、核工业、高速铁路，以及微电子工业等高科技的迅速发展，PI作为一种高性能工程塑料被广泛地应用于航空航天、核电和微电子等领域，在民用电器方面也有大量应用。然而随着新技术如电机电器的小型化、高压化及变频调速的应用，对传统的厚绝缘体系提出了新的挑战:一方面厚的绝缘层势必带来散热问题和更多的能量损耗，另一方面变频调速技术的应用，致使设备绝缘过早老化和击穿，严重影响其正常的运行和可靠性。这对绝缘薄膜材料提出了更高的要求，如高频脉冲波及其传输过程中很容易产生高频过电压，一旦电机绝缘中的气隙在高电压下起晕放电，会极大降低绝缘结构的寿命，因此具有良好耐电晕功能的聚酰亚胺薄膜才能满足市场的需求。
[0004]国内外研宄者对聚酰亚胺薄膜耐电晕性的机理进行了广泛的研宄，发现在外施电场作用下自由电荷会积累于固体-气体交界面形成表面电荷，表面过多的电荷积累会畸变电场和造成闪络电压的大幅下降，致使耐电晕性能降低，最终导致聚酰亚胺薄膜绝缘失效，影响电器设备的使用寿命(使用寿命短)。因此抑制聚酰亚胺薄膜表面电荷积累，就能够有效地提高其耐电晕性能。那么如何抑制电荷积累，至今未见有切实有效方法的公开报导。
【发明内容】
[0005]针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种抑制聚酰亚胺绝缘薄膜表面电荷积累的方法，可有效解决抑制聚酰亚胺绝缘薄膜表面电荷积累，延长电器使用寿命的问题。
[0006]本发明解决的技术方案是，在密闭的反应室中，对聚酰亚胺绝缘薄膜材料进行气相氧氟氟化处理，方法是:先将聚酰亚胺绝缘薄膜放入反应室中，抽真空，然后向反应室中通入由氟气、氧气和氮气组成的混合气体，在混合气体下对聚酰亚胺薄膜表层进行气相氧氟氟化反应2-20min，反应温度为18-200°C ;所述的混合气体，以体积比计:氟气1_20%、氧气1_20%，余量为氮气；所述通入的混合气体的压气为0.05-0.55 MPa0
[0007]本发明方法简单，易操作，成本低，效果好，可有效应用于抑制聚酰亚胺绝缘薄膜表面电荷积累，以提高聚酰亚胺绝缘薄膜的耐电晕性能及聚酰亚胺绝缘薄膜在小型电机电器变频调速技术的稳定性和寿命，经济和社会效益巨大。
【附图说明】
[0008]图1为未经本发明方法气相氟氧氟化处理的聚酰亚胺薄膜试样(原试样)的表面电位室温衰减图。
[0009]图2为本发明实施例1-4氧氟氟化聚酰亚胺薄膜试样的表面电位室温衰减图。
【具体实施方式】
[0010]以下结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0011]本发明在具体实施中，可由以下实施例给出。
[0012]实施例1
本发明在具体实施中，由以下方法给出，在密闭的反应室中，对聚酰亚胺绝缘薄膜材料进行气相氧氟氟化处理，方法是:先将聚酰亚胺绝缘薄膜放入反应室中，抽真空，然后向反应室中通入由体积计的:氟气7.5%、氧气2.5%和氮气90%组成的混合气体，在混合气体下对聚酰亚胺薄膜表层进行气相氧氟氟化反应2-5min，反应温度为50-100°C ;所述通入的混合气体的压气为0.05-0.15MPa。
[0013]实施例2
本发明在具体实施中，还可由以下方法给出，在密闭的反应室中，对聚酰亚胺绝缘薄膜材料进行气相氧氟氟化处理，方法是:先将聚酰亚胺绝缘薄膜放入反应室中，抽真空，然后向反应室中通入由体积计的:氟气5%、氧气1%和氮气94%组成的混合气体，在混合气体下对聚酰亚胺薄膜表层进行气相氧氟氟化反应2min，反应温度为55°C ;所述通入的混合气体的压气为0.05MPa。
[0014]实施例3
本发明在具体实施中，还可由以下方法给出，在密闭的反应室中，对聚酰亚胺绝缘薄膜材料进行气相氧氟氟化处理，方法是:先将聚酰亚胺绝缘薄膜放入反应室中，抽真空，然后向反应室中通入由体积计的:氟气7%、氧气3%和氮气90%组成的混合气体，在混合气体下对聚酰亚胺薄膜表层进行气相氧氟氟化反应3min，反应温度为70°C ;所述通入的混合气体的压气为0.09MPa。
[0015]实施例4
本发明在具体实施中，还可由以下方法给出，在密闭的反应室中，对聚酰亚胺绝缘薄膜材料进行气相氧氟氟化处理，方法是:先将聚酰亚胺绝缘薄膜放入反应室中，抽真空，然后向反应室中通入由体积计的:氟气8%、氧气4%和氮气88%组成的混合气体，在混合气体下对聚酰亚胺薄膜表层进行气相氧氟氟化反应4min，反应温度为85°C ;所述通入的混合气体的压气为0.12MPa。
[0016]实施例5
本发明在具体实施中，还可由以下方法给出，在密闭的反应室中，对聚酰亚胺绝缘薄膜材料进行气相氧氟氟化处理，方法是:先将聚酰亚胺绝缘薄膜放入反应室中，抽真空，然后向反应室中通入由体积计的:氟气10%、氧气5%和氮气85%组成的混合气体，在混合气体下对聚酰亚胺薄膜表层进行气相氧氟氟化反应5min，反应温度为100°C;所述通入的混合气体的压气为0.15MPa。
[0017]本发明经实地试验，取得了非常好的技术效果，为了能够进行实施间的比较，所使用聚酰亚胺薄膜均为同一批次样品。在对聚酰亚胺绝缘薄膜抑制表面电荷积累试验前，先在充电针压和栅压分别为-1OkV和-2kv，对聚酰亚胺绝缘薄膜表面在大气中被电晕充电6min，做试样，然后按本发明方法对聚酰亚胺绝缘薄膜试样表面进行电荷抑制试验，有关试验资料如下:
实验I
按本发明方法，对在温度为55°C，氟气、氧气和氮气混合气体中的氟气占5% (体积比)，混合气体中的氧气占1%(体积比)，反应气体的压力为0.05 MPa，氧氟氟化处理时间为2min的情况下所得到的聚酰亚胺绝缘薄膜进行测试，表面电位衰减的测量结果，请参阅图2中曲线1:与为未经本发明方法气相氟氧氟化处理的试样(原试样)相比，试样的初始表面电位远低于充电栅压(_2kV)，且在室温下表面电位快速衰减为零(约2分钟内衰减为零)。
[0018]实验2
按本发明方法，对在温度为70°C，氟气、氧气和氮气混合气体中的氟气占7% (体积比)，混合气体中的氧气占3% (体积比)，反应气体的压力为0.09 MPa