[发明专利]一种聚酰亚胺薄膜层压绝缘子及其制造方法

说明书

本发明涉及一种聚酰亚胺薄膜层压绝缘子，由多层单面带胶聚酰亚胺薄膜1粘接组成，单面带胶聚酰亚胺薄膜1包含聚酰亚胺膜2和胶层3，绝缘子有圆柱形和圆锥形两种结构。本发明还涉及一种制造上述绝缘子的方法，首先将多层单面带胶聚酰亚胺薄膜1加工成特定形状，放置在模具内，然后将模具置于高温容器内，整体加热至胶层3融化、聚酰亚胺膜2不融化的温度，使胶层3融化并与相邻单面带胶聚酰亚胺薄膜1的聚酰亚胺膜2粘接为一体。恢复至室温后，多层单面带胶聚酰亚胺薄膜1变为一个整体。本发明的绝缘子兼顾体绝缘和沿面绝缘特效，而且加工性能优良，制造上述绝缘子的方法简单实用。

技术领域

本发明属于绝缘介质技术领域，特别涉及一种聚酰亚胺薄膜层压绝缘子及其制造方法。

背景技术

绝缘是制约脉冲功率装置小型化的关键因素之一。现有绝缘介质沿面场强受应用环境影响较大。一般设计过程中，为保证可靠性，介质表面场强很少超过100kV/cm，在某些腐蚀性环境中，如SF₆及其分解产物，沿面耐受场强进一步降低。因此，研制新型绝缘材料、研究提高介质沿面闪络场强的方法，是脉冲功率装置轻小型化的一个重要研究方向。

国家专利《一种薄膜包绕高压脉冲同轴电缆》(专利受理号201718002457.0)和国家专利《一种轴向引出双极板卷绕脉冲形成线》(专利申请号201710408007.0)采用层压绝缘薄膜的方式使得绝缘材料的长期局部耐压场强达到了MV/cm量级。论文(Improvement ofsurface flashover performance in vacuum of A-B-A insulator by adopting ZnOvaristor ceramics as layer A[J]，Li Shengtao，Zhang Tuo，Huang Qifeng,et al.，IEEE Transactions on Plasma Science,2010,38(7):1656-1661.)采用介电常数不同的介质周期性排布，改善了介质表面的电场分布，提高了介质的沿面闪络性能。玻璃丝布环氧板充分发挥了环氧的高绝缘性能，同时，利用玻璃丝布的粘合固定作用，提高了玻璃丝布环氧板的机械性能，在垂直于玻璃丝布方向获得了较高的绝缘和力学性能。

聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一。对于均苯型聚酰亚胺分子结构，分子中含有由亚胺键和苯环组成的共轭体系。苯基基团是典型的抗辐照基团[许保祥，KAPTON薄膜电子辐照损伤效应哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007]。由于苯环是由共轭π键组成，苯分子吸收的能量虽然足以使单个键断裂，但由于能量很快在整个分子链上重新分布，不至于集中在某个键上，同时，由于6个π电子形成的共轭，使得碰撞诱导衰减过程效率提高，所以聚酰亚胺表现出较高的耐电子轰击、耐电晕性。同时，聚酰亚胺材料的耐温性能优越(长期使用温度-200℃～300℃)，真空环境释气率低，适合在高真空环境下使用。

发明内容

本发明提供一种聚酰亚胺薄膜层压绝缘子，体绝缘耐压强度高，沿面绝缘能力强，而且加工性能优良，另外本发明提供的制造上述绝缘子的方法简单实用。

本发明的具体方案如下：

本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜层压绝缘子，由多层单面带胶聚酰亚胺薄膜1粘接组成，单面带胶聚酰亚胺薄膜1包含聚酰亚胺膜2和胶层3，每一层单面带胶聚酰亚胺薄膜1的聚酰亚胺膜2与相邻单面带胶聚酰亚胺薄膜1的胶层3粘接。

进一步地，所述绝缘子为圆柱形，其中每层单面带胶聚酰亚胺薄膜1都为平面，并与所述圆柱形的轴心垂直。

进一步地，所述绝缘子为圆锥形，其中多层单面带胶聚酰亚胺薄膜1环绕圆锥形的轴心缠绕。

本发明还提供了一种制造上述聚酰亚胺薄膜层压绝缘子的方法，包括如下步骤：