一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法，将固态环氧树脂材料置于紫外辐照真空腔中，通过氘灯辐照对固态环氧树脂材料进行表面处理，以提升真空中固态环氧树脂材料的沿面闪络性能。本发明专利技术方法既不会产生有害气体，同时仅改变固态环氧树脂材料的表面性能，不会对材料体特性产生较大影响，因此具有重要的应用价值。因此具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法


[0001]本专利技术属于高电压与绝缘
，具体涉及一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法。

技术介绍

[0002]固体绝缘介质在现代电力设备中起着绝缘和支撑作用，需要同时具备足够的介电强度和机械强度，而环氧树脂因其良好的电气性能和优异的力学性能在电力设备中得到了广泛应用。此外，随着电力设备的发展，真空环境因绝缘强度高、重量轻、成本低，在电力设备中得到了广泛应用。然而，真空与固体绝缘材料界面处发生的沿面闪络现象，严重影响着电力设备的可靠性和稳定性。真空中环氧树脂的沿面闪络现状威胁电力设备的安全运行，严重制约了现代电力设备高性能化、小型化和轻量化发展。因此，迫切需要提出提升环氧树脂真空沿面闪络电压的方法，改善各类电真空器件的性能，保障关键电力设备的稳定运行。
[0003]目前学术界普遍认可的沿面闪络发展过程主要有以下三个阶段：
①
起始阶段——产生初始电子；
②
发展阶段——形成电子倍增；
③
闪络阶段——形成贯穿气体放电通道。截至目前，众多学者提出了很多提高绝缘材料沿面闪络电压的方法。其中包括通过改变表面粗糙度来提升试样的沿面闪络性能，如表面涂层和打磨等；通过化学方式进行表面处理，如通过表面氟化、氧氟化、臭氧氧化提升材料表面电导率和浅陷阱密度，加快电荷消散，抑制电子倍增，进而提升其沿面闪络性能；改变材料体特性，如微米、纳米粒子掺杂等。然而，上述处理方法均存在其局限性，譬如，利用臭氧氧化、氟化、氧氟化对材料进行表面处理，处理过程会危及操作人员的健康且所使用的气体对环境有害；掺杂微米、纳米粒子进行体改性可在一定程度上提高材料的闪络性能，但同时也会改变材料的体特性，如介电强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法，以克服以上现有技术的缺陷，本专利技术方法既不会产生有害气体，同时仅改变固态环氧树脂材料的表面性能，不会对材料体特性产生较大影响，因此具有重要的应用价值。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法，将固态环氧树脂材料置于紫外辐照真空腔中，通过氘灯辐照对固态环氧树脂材料进行表面处理，以提升真空中固态环氧树脂材料的沿面闪络性能。
[0007]进一步地，具体包括以下步骤：
[0008]S1：制备固态环氧树脂材料；
[0009]S2：将S1制备的固态环氧树脂材料利用无水乙醇超声清洗，然后恒温烘干；
[0010]S3：将S2所得到的固态环氧树脂材料置于紫外辐照系统的真空腔内，采用氘灯辐照对固态环氧树脂材料进行表面处理。
[0011]进一步地，所述S1具体包括：
[0012]1)将模具清理干净，喷涂脱模剂后进行预热；
[0013]2)将液态环氧树脂在温度110～120℃，转速150rad/min，气压小于100Pa的条件下，匀速搅拌60～70min；
[0014]3)将促进剂加入固化剂中，然后预热并脱气，得到混合物A；
[0015]3)将步骤2)所得液态环氧树脂温度降低至100℃，加入混合物A，保持温度80～100℃，气压小于100Pa，转速150rad/min，匀速搅拌10～15min，得混合物B；
[0016]4)将步骤3)所得混合物B浇注至步骤1)预热的模具中进行固化，然后自然降温至室温，得到固态环氧树脂材料的试样。
[0017]进一步地，步骤1)中预热温度为100～120℃，预热时间为2h。
[0018]进一步地，步骤3)中预热温度为60℃，脱气时间为15min；
[0019]步骤3)中固化剂为甲基四氢苯酐，促进剂为BDMA，所述液态环氧树脂、固化剂和促进剂之间质量比为100：80：0.6。
[0020]进一步地，步骤4)中固化的程序具体为：在80℃下处理2h，然后在140℃下处理14h。
[0021]进一步地，所述S2中无水乙醇超声清洗时间为20min，恒温烘干的温度为40～70℃，时间为6～14h。
[0022]进一步地，所述S3中真空腔内气压为1
×
10
‑3Pa，温度20℃。
[0023]进一步地，所述S3中氘灯波长为254nm。
[0024]进一步地，所述S3中辐照时间为2
‑
24h。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0026]本专利技术使用紫外辐照对固态环氧树脂材料进行表面改性，通过紫外辐照处理，改变固态环氧树脂材料表面化学结构，增多表面极性含氧基团并增强其对电子束缚作用，抑制电子发射，从而提升固态环氧树脂材料真空沿面闪络特性。
[0027]具体地，通过高强度氘灯对固态环氧树脂材料进行表面处理，由于254nm波长的氘灯发射出能量较高的紫外光，将对固态环氧树脂材料表面键能较低的化学键造成破坏，形成断键，而样品表面的断键与腔体中的氧气及水蒸气发生反应，将生成新的化学键，因此，处理后的固态环氧树脂材料的表面化学结构和水接触角发生变化，具体为表面C＝O含量提高，表面水接触角增大，这种变化导致固态环氧树脂材料真空下的沿面闪络性能获得提升。
[0028]进一步的，当紫外辐照波长为254nm,处理时间为12h时，将1
×
10
‑5Pa下，环氧树脂试样处理前后的交流沿面闪络电压进行比较，其闪络电压提高了21.83％。
[0029]综上所述，本专利技术可以显著提高环氧树脂绝缘材料真空下的交流沿面闪络电压，且处理时间短，提升效果明显。
附图说明
[0030]说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0031]图1为指型电极示意图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；
[0032]图2为辐照波长254，试样直径50mm，厚度1～2mm，闪络电压与辐照时间关系图；
[0033]图3为经过不同时长紫外辐照处理后环氧树脂样品的红外光谱测试图，其中(a)为
0
‑
12h辐照时长各试样红外光谱图，(b)为14
‑
24h辐照时长各试样红外光谱图。
具体实施方式
[0034]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0035]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法，其特征在于，将固态环氧树脂材料置于紫外辐照真空腔中，通过氘灯辐照对固态环氧树脂材料进行表面处理，以提升真空中固态环氧树脂材料的沿面闪络性能。2.根据权利要求1所述的一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1：制备固态环氧树脂材料；S2：将S1制备的固态环氧树脂材料利用无水乙醇超声清洗，然后恒温烘干；S3：将S2所得到的固态环氧树脂材料置于紫外辐照系统的真空腔内，采用氘灯辐照对固态环氧树脂材料进行表面处理。3.根据权利要求2所述的一种基于紫外辐照提升环氧树脂真空沿面闪络性能的方法，其特征在于，所述S1具体包括：1)将模具清理干净，喷涂脱模剂后进行预热；2)将液态环氧树脂在温度110～120℃，转速150rad/min，气压小于100Pa的条件下，匀速搅拌60～70min；3)将促进剂加入固化剂中，然后预热并脱气，得到混合物A；3)将步骤2)所得液态环氧树脂温度降低至100℃，加入混合物A，保持温度80～100℃，气压小于100Pa，转速150rad/min，匀速搅拌10～15min，得混合物B；4)将步骤3)所得混合物B浇注至步骤1)预热的模具中进行固化，然后自然降温至室温，得到固态环氧树脂材料的试样。4.根据权利要求3所述的一种基于紫外辐照提升环...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雅芳，冯阳，李明儒，李柄楠，李盛涛，唐樊，范伟博，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：