一種抑制聚酰亞胺絕緣薄膜表面電荷積累的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣材料，特別是一種抑制聚酰亞胺絕緣薄膜表面電荷積累的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電氣絕緣材料領(lǐng)域中，聚酰亞胺(PI)薄膜由于其卓越的介電性能、耐熱性能和機(jī)械性能，成為了電氣絕緣材料領(lǐng)域中眾多有機(jī)薄膜的首選。
[0003]聚酰亞胺(PI)是一類含有酰亞胺環(huán)的高聚物，自20世紀(jì)60年代由美國杜邦公司生產(chǎn)出PI薄膜以來，相繼出現(xiàn)了 PI模塑料、粘合劑、涂料和纖維等各大品種。隨著人類社會和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是軍事工業(yè)、核工業(yè)、高速鐵路，以及微電子工業(yè)等高科技的迅速發(fā)展，PI作為一種高性能工程塑料被廣泛地應(yīng)用于航空航天、核電和微電子等領(lǐng)域，在民用電器方面也有大量應(yīng)用。然而隨著新技術(shù)如電機(jī)電器的小型化、高壓化及變頻調(diào)速的應(yīng)用，對傳統(tǒng)的厚絕緣體系提出了新的挑戰(zhàn):一方面厚的絕緣層勢必帶來散熱問題和更多的能量損耗，另一方面變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，致使設(shè)備絕緣過早老化和擊穿，嚴(yán)重影響其正常的運(yùn)行和可靠性。這對絕緣薄膜材料提出了更高的要求，如高頻脈沖波及其傳輸過程中很容易產(chǎn)生高頻過電壓，一旦電機(jī)絕緣中的氣隙在高電壓下起暈放電，會極大降低絕緣結(jié)構(gòu)的壽命，因此具有良好耐電暈功能的聚酰亞胺薄膜才能滿足市場的需求。
[0004]國內(nèi)外研宄者對聚酰亞胺薄膜耐電暈性的機(jī)理進(jìn)行了廣泛的研宄，發(fā)現(xiàn)在外施電場作用下自由電荷會積累于固體-氣體交界面形成表面電荷，表面過多的電荷積累會畸變電場和造成閃絡(luò)電壓的大幅下降，致使耐電暈性能降低，最終導(dǎo)致聚酰亞胺薄膜絕緣失效，影響電器設(shè)備的使用壽命(使用壽命短)。因此抑制聚酰亞胺薄膜表面電荷積累，就能夠有效地提高其耐電暈性能。那么如何抑制電荷積累，至今未見有切實(shí)有效方法的公開報(bào)導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種抑制聚酰亞胺絕緣薄膜表面電荷積累的方法，可有效解決抑制聚酰亞胺絕緣薄膜表面電荷積累，延長電器使用壽命的問題。
[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，在密閉的反應(yīng)室中，對聚酰亞胺絕緣薄膜材料進(jìn)行氣相氧氟氟化處理，方法是:先將聚酰亞胺絕緣薄膜放入反應(yīng)室中，抽真空，然后向反應(yīng)室中通入由氟氣、氧氣和氮?dú)饨M成的混合氣體，在混合氣體下對聚酰亞胺薄膜表層進(jìn)行氣相氧氟氟化反應(yīng)2-20min，反應(yīng)溫度為18-200°C ;所述的混合氣體，以體積比計(jì):氟氣1_20%、氧氣1_20%，余量為氮?dú)猓凰鐾ㄈ氲幕旌蠚怏w的壓氣為0.05-0.55 MPa0
[0007]本發(fā)明方法簡單，易操作，成本低，效果好，可有效應(yīng)用于抑制聚酰亞胺絕緣薄膜表面電荷積累，以提高聚酰亞胺絕緣薄膜的耐電暈性能及聚酰亞胺絕緣薄膜在小型電機(jī)電器變頻調(diào)速技術(shù)的穩(wěn)定性和壽命，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
【附圖說明】
[0008]圖1為未經(jīng)本發(fā)明方法氣相氟氧氟化處理的聚酰亞胺薄膜試樣(原試樣)的表面電位室溫衰減圖。
[0009]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1-4氧氟氟化聚酰亞胺薄膜試樣的表面電位室溫衰減圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0011]本發(fā)明在具體實(shí)施中，可由以下實(shí)施例給出。
[0012]實(shí)施例1
本發(fā)明在具體實(shí)施中，由以下方法給出，在密閉的反應(yīng)室中，對聚酰亞胺絕緣薄膜材料進(jìn)行氣相氧氟氟化處理，方法是:先將聚酰亞胺絕緣薄膜放入反應(yīng)室中，抽真空，然后向反應(yīng)室中通入由體積計(jì)的:氟氣7.5%、氧氣2.5%和氮?dú)?0%組成的混合氣體，在混合氣體下對聚酰亞胺薄膜表層進(jìn)行氣相氧氟氟化反應(yīng)2-5min，反應(yīng)溫度為50-100°C ;所述通入的混合氣體的壓氣為0.05-0.15MPa。
[0013]實(shí)施例2
本發(fā)明在具體實(shí)施中，還可由以下方法給出，在密閉的反應(yīng)室中，對聚酰亞胺絕緣薄膜材料進(jìn)行氣相氧氟氟化處理，方法是:先將聚酰亞胺絕緣薄膜放入反應(yīng)室中，抽真空，然后向反應(yīng)室中通入由體積計(jì)的:氟氣5%、氧氣1%和氮?dú)?4%組成的混合氣體，在混合氣體下對聚酰亞胺薄膜表層進(jìn)行氣相氧氟氟化反應(yīng)2min，反應(yīng)溫度為55°C ;所述通入的混合氣體的壓氣為0.05MPa。
[0014]實(shí)施例3
本發(fā)明在具體實(shí)施中，還可由以下方法給出，在密閉的反應(yīng)室中，對聚酰亞胺絕緣薄膜材料進(jìn)行氣相氧氟氟化處理，方法是:先將聚酰亞胺絕緣薄膜放入反應(yīng)室中，抽真空，然后向反應(yīng)室中通入由體積計(jì)的:氟氣7%、氧氣3%和氮?dú)?0%組成的混合氣體，在混合氣體下對聚酰亞胺薄膜表層進(jìn)行氣相氧氟氟化反應(yīng)3min，反應(yīng)溫度為70°C ;所述通入的混合氣體的壓氣為0.09MPa。
[0015]實(shí)施例4
本發(fā)明在具體實(shí)施中，還可由以下方法給出，在密閉的反應(yīng)室中，對聚酰亞胺絕緣薄膜材料進(jìn)行氣相氧氟氟化處理，方法是:先將聚酰亞胺絕緣薄膜放入反應(yīng)室中，抽真空，然后向反應(yīng)室中通入由體積計(jì)的:氟氣8%、氧氣4%和氮?dú)?8%組成的混合氣體，在混合氣體下對聚酰亞胺薄膜表層進(jìn)行氣相氧氟氟化反應(yīng)4min，反應(yīng)溫度為85°C ;所述通入的混合氣體的壓氣為0.12MPa。
[0016]實(shí)施例5
本發(fā)明在具體實(shí)施中，還可由以下方法給出，在密閉的反應(yīng)室中，對聚酰亞胺絕緣薄膜材料進(jìn)行氣相氧氟氟化處理，方法是:先將聚酰亞胺絕緣薄膜放入反應(yīng)室中，抽真空，然后向反應(yīng)室中通入由體積計(jì)的:氟氣10%、氧氣5%和氮?dú)?5%組成的混合氣體，在混合氣體下對聚酰亞胺薄膜表層進(jìn)行氣相氧氟氟化反應(yīng)5min，反應(yīng)溫度為100°C;所述通入的混合氣體的壓氣為0.15MPa。
[0017]本發(fā)明經(jīng)實(shí)地試驗(yàn)，取得了非常好的技術(shù)效果，為了能夠進(jìn)行實(shí)施間的比較，所使用聚酰亞胺薄膜均為同一批次樣品。在對聚酰亞胺絕緣薄膜抑制表面電荷積累試驗(yàn)前，先在充電針壓和柵壓分別為-1OkV和-2kv，對聚酰亞胺絕緣薄膜表面在大氣中被電暈充電6min，做試樣，然后按本發(fā)明方法對聚酰亞胺絕緣薄膜試樣表面進(jìn)行電荷抑制試驗(yàn)，有關(guān)試驗(yàn)資料如下:
實(shí)驗(yàn)I
按本發(fā)明方法，對在溫度為55°C，氟氣、氧氣和氮?dú)饣旌蠚怏w中的氟氣占5% (體積比)，混合氣體中的氧氣占1%(體積比)，反應(yīng)氣體的壓力為0.05 MPa，氧氟氟化處理時(shí)間為2min的情況下所得到的聚酰亞胺絕緣薄膜進(jìn)行測試，表面電位衰減的測量結(jié)果，請參閱圖2中曲線1:與為未經(jīng)本發(fā)明方法氣相氟氧氟化處理的試樣(原試樣)相比，試樣的初始表面電位遠(yuǎn)低于充電柵壓(_2kV)，且在室溫下表面電位快速衰減為零(約2分鐘內(nèi)衰減為零)。
[0018]實(shí)驗(yàn)2
按本發(fā)明方法，對在溫度為70°C，氟氣、氧氣和氮?dú)饣旌蠚怏w中的氟氣占7% (體積比)，混合氣體中的氧氣占3% (體積比)，反應(yīng)氣體的壓力為0.09 MPa