【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子和电气绝缘材料制造，具体涉及一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法和应用，特别地，本专利技术涉及的聚丙烯粗化膜主要是用于制备耐极寒油浸式电容器和薄膜电容器。
技术介绍
1、极寒环境对电容器的运行稳定性提出了更高的要求。生产适应于极寒地区的油浸式电容器显然十分重要。
2、聚丙烯粗化膜是油浸式电力电容器理想的固体介质绝缘材料，其表面粗化是借助温度和外力改变聚丙烯内部的晶型结构得以实现的。高等规聚丙烯树脂是一种结晶型聚合物，通过控制挤出熔体和铸片成型的温度，可在铸片的表面形成α和β晶体，并且这两种晶体可同时存在。α晶体是一种稳定的晶型，β晶体是热力学不稳定的晶型，在力场和温度场的作用下，β晶体可转化成稳定的α晶体。由于β晶体的密度大于α晶体的密度，在β晶体转化成α晶体后，在薄膜的表面形成了大量的细密并且相互连通的凹凸状粗糙表面，从而形成表面粗化的薄膜。粗化结构使得浸渍剂的迅速扩散在薄膜的两个表面同时进行，大大地改善和提高薄膜的浸渍性能。聚丙烯电容薄膜的粗化，旨在改善其绝缘油的浸渍效果，其浸渍性能随着薄膜的粗糙度和粗化密度的增加而优化。但是同时其绝缘强度会随着粗糙度的增加而降低，因此粗化膜的平均粗糙度需要兼顾浸渍效果与绝缘性能。
3、为了解决极寒地区油浸式电容器的使用性能问题和提升其他薄膜电容器储能性能，本专利技术采用了悬浮接枝法将双官能团型丙烯酸酯单体接枝到了聚丙烯粗化膜的表面，利用产生的长链支化提升了聚丙烯粗化膜的电学性能。此方法具有可以控制接枝率、减少使用
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要解决现有的作为极寒地区油浸式电容器绝缘介质的聚丙烯粗化膜存在的低温脆化和高温绝缘劣化的缺点，进而影响储能性能的问题，而提供一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法和应用。
2、一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜应用在耐极寒油浸式电容器或薄膜电容器用金属化聚丙烯薄膜中。
3、一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
4、一、将1份聚丙烯粗化膜、0.04份～0.8份双官能团型丙烯酸酯单体、0.05份～0.15份界面剂、0.05份～0.4份共单体、1份～6份去离子水、0.001份～0.01份抗氧剂和0.001份～0.01份引发剂加入到反应器中，在一定温度下溶胀一定时间；
5、二、对反应体系进行升温，在一定温度下进行一定时间的接枝反应，得到反应产物；
6、三、对反应产物进行纯化，再烘干，得到耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜。
7、本专利技术的原理：
8、本专利技术使用双官能团型丙烯酸酯作为接枝单体，可以对聚丙烯进行长链支化改性，同时也可以引入交联结构进行交联改性，改变了聚丙烯的分子结构，提高了聚丙烯粗化膜在极寒条件下的使用性能。通过长链支化，增强了分子链的极性，以引入载流子陷阱，同时增强了聚丙烯大分子链之间的缠结，阻碍了分子链的滑移与运动，减少了自由体积，抑制高温下的电导损耗和提升击穿场强，增强了聚丙烯粗化膜的力学性能和电学性能。通过交联在非晶区形成三维网状结构，增强了分子链之间的相互作用，限制了分子链段的运动，降低了自由体积，减小了载流子平均自由程，因此电导损耗受到抑制、击穿场强的到提升。同时，交联点作为载流子陷阱，也可以提升聚丙烯粗化膜的储能性能。所以，使用双官能团型丙烯酸酯作为接枝单体对聚丙烯进行长链支化。解决了聚丙烯粗化膜低温脆化、高温性能劣化的问题，满足了其在极寒地区的应用需求。
9、本专利技术的有益效果：
10、一、本专利技术以聚丙烯粗化膜、双官能团型丙烯酸酯单体、界面剂、共单体、离子水、抗氧剂和引发剂为原料，通过采用悬浮接枝法进行改性，制备出了长链支化改性聚丙烯粗化膜，同时由于双官能团型丙烯酸酯单体分子结构中的两个官能团，所以也可以引入少量的交联结构，最终制备的改性聚丙烯分子结构理想。
11、二、采用本专利技术的方法制备的长链支化的聚丙烯粗化膜，通过长链支化和交联改善聚丙烯的分子结构，一方面增强了聚丙烯分子链的极性和缠结作用，一方面形成三维网络结构，可以阻碍分子链的运动、减少自由体积，提升电学性能。并且极性官能团、分子链的缠结和交联点，都可以引入载流子陷阱提升了其储能性能。总之，使用双官能团型丙烯酸酯单体长链支化改性聚丙烯，可以显著提升了聚丙烯粗化膜的力学性能、储能性能和抑制其因温度而导致的形变，解决了聚丙烯粗化膜的低温脆化和高温性能劣化的问题。提升了以其作为储能介质的油浸式电容器在极寒地区的使用性能。同时，也可以提升以其作为储能介质的其他薄膜电容器的储能性能。
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1.一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的应用，其特征在于一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜应用在耐极寒油浸式电容器或薄膜电容器用金属化聚丙烯薄膜中。
2.根据权利要求1所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的应用，其特征在于所述耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜在25℃下的击穿场强为300kV/mm～850kV/mm，在85℃下的击穿场强为280kV/mm～800kV/mm，在105℃下的击穿场强为250kV/mm～700kV/mm；在25℃下的储能密度为1.5J/cm3～8J/cm3，储能效率为90％以上，在85℃下的储能密度为1J/cm3～5J/cm3，储能效率为90％以上。
3.如权利要求1所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于所述制备方法，具体是按以下步骤完成的：
4.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一
5.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的界面剂为二甲苯。
6.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的共单体为苯乙烯。
7.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷中的一种或几种。
8.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二碳酸双(2-苯基乙氧基)酯中的一种或几种。
9.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的溶胀的温度为40℃～80℃，溶胀的时间为30min～300min；步骤二中所述的接枝反应的温度为80℃～95℃；接枝反应的时间为30min～480min。
10.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤三中对反应产物进行纯化的工艺为：首先使用去离子水对反应产物浸泡洗涤2次～4次，然后使用无水乙醇对反应产物浸泡洗涤2次～4次，再使用丙酮萃取2h～24h；步骤三中所述的烘干的温度为35℃～70℃。
...【技术特征摘要】
1.一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的应用，其特征在于一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜应用在耐极寒油浸式电容器或薄膜电容器用金属化聚丙烯薄膜中。
2.根据权利要求1所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的应用，其特征在于所述耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜在25℃下的击穿场强为300kv/mm～850kv/mm，在85℃下的击穿场强为280kv/mm～800kv/mm，在105℃下的击穿场强为250kv/mm～700kv/mm；在25℃下的储能密度为1.5j/cm3～8j/cm3，储能效率为90％以上，在85℃下的储能密度为1j/cm3～5j/cm3，储能效率为90％以上。
3.如权利要求1所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于所述制备方法，具体是按以下步骤完成的：
4.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的双官能团型丙烯酸酯单体为二丙二醇二丙稀酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯或聚乙二醇(1000)二丙烯酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种耐极寒油浸式电容器用双官能团型丙烯酸酯单体改性聚丙烯粗化膜的制备方法，其特征在于步骤一中...
【专利技术属性】
技术研发人员：迟庆国，吴迪，邢照亮，张天栋，张兴辉，张昌海，郭少玮，张兆天，陆杰频，解冲，陈聪，罗春明，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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