[發明專利]一種基于輝光放電等離子體制備的PEDOT涂層的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010011439.X
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111151424A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 王婷婷;賈磊;羅兵
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: B05D1/00
• 分類號: B05D1/00;B05D1/28;B05D3/00;B05D7/02;B05D7/24;H05H1/46
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

本發明公開了一種基于輝光放電等離子體制備的PEDOT涂層的方法，用于解決了環氧樹脂材料表面電導較小，易使電荷積聚進而引發閃絡的問題。本發明通過輝光放電等離子體中的活性粒子可促進EDOT單體的聚合，借助次大氣壓等離子體可在環氧樹脂表面快速、環保的制備無孔、均勻、牢固的PEDOT涂層。PEDOT擁有比環氧樹脂更好的電荷輸運能力，可促進環氧樹脂表面電荷的消散，從而減緩因電荷積聚引起的局部絕緣能力的降低，最終提升環氧樹脂的表面閃絡強度。

技術領域

本發明屬于環氧樹脂功能材料技術領域，尤其涉及一種基于輝光放電等離子體制備的PEDOT涂層的方法及裝置。

背景技術

環氧樹脂因其低成本、高可靠性和易于加工等特點被廣泛應用到GIL、GIS等設備的固體絕緣部分上，但嚴重的表面電荷積聚降低了環氧樹脂的表面閃絡強度，阻礙了環氧樹脂的大規模應用。目前常用的解決方法是氟化、摻雜和表面涂覆。其中直接氟化工藝中危險性大，摻雜易降低材料本征擊穿電壓，因此表面涂覆成為了學者們研究的熱點。201910211595.8以簡化的圓臺絕緣子為原型，采用涂覆表面非線性電導涂層的方法來制備具有電場自適應功能的新型絕緣子，從而提高直流閃絡電壓。

然而，目前的涂層成型仍然依靠加熱實現，制備過程緩慢，不利于大規模推廣。輝光放電均勻、穩定、接近室溫，可促使單體活化并聚合，因此輝光等離子體處理有代替熱處理的潛力。201811310125.9報道了一種亞真空低溫等離子體在線連續材料處理裝置，實現了在亞真空環境下對一定寬幅范圍內的材料的連續處理，相較于常壓低溫等離子體處理裝置對材料具有更好的處理效果。另外，在涂層原料的選取上，現在的工業多采用加入炭黑來實現半導電性，因此材料的本征絕緣強度受摻雜工藝和原料粒徑的影響較大，不利于實際生產。PEDOT(3,4-乙烯二氧噻吩)是最常用的導電聚合物之一，具有良好的化學穩定性，已經被廣泛應用于觸摸面板、光電二極管的制造上，但尚未被應用于高壓絕緣領域。

發明內容

本發明提供了一種基于輝光放電等離子體制備的PEDOT(聚3,4-乙撐二氧噻吩)涂層的方法及裝置，解決了環氧樹脂材料表面電導較小，易使電荷積聚進而引發閃絡、制作方法危險性大、工藝復雜和影響本征絕緣強度等問題。

根據本發明實施例的一個方面提供的一種基于輝光放電等離子體制備的PEDOT涂層的方法，所述方法包括如下步驟：

S1：在環氧樹脂的上表面涂覆EDOT液膜，使EDOT液膜的厚度均勻保持在閾值厚度以下；

S2：涂覆后的環氧樹脂在氣壓為500-2000Pa和充滿輝光等離子體的條件下進行四分鐘到十分鐘的聚合反應，得到PEDOT涂層改性的環氧樹脂。

其中，在步驟S1前，先將環氧樹脂置于盛放乙醇的超聲波清潔儀內進行清洗后，再將環氧樹脂放入真空干燥箱中進行干燥，所述真空干燥箱內的溫度為80度。

其中，通過向安裝在密閉容器內的上下兩個平板電極通入交流電流生成所述輝光等離子體，兩個所述平板電極分別連接高壓電源為10kV/10kHz的交流電源的正極和負極，所述涂覆后的環氧樹脂置于上下兩個平板電極之間。

其中，所述EDOT液膜通過刮涂器涂覆在環氧樹脂上，所述閾值厚度為5μm。

其中，使用聚苯乙烯代替所述環氧樹脂。

根據本發明實施例的另一個方面提供的一種基于輝光放電等離子體制備的PEDOT涂層的裝置，

包括容器、兩個分別對應安裝在容器內的平板電極和兩個分別對應安裝在平板電極上的面板，高壓電源通過高壓導線和低壓導線分別連接兩個平板電極。

其中，兩個所述平板電極分別相互對應的安裝在所述容器的上方和下方。

其中，所述高壓電源為10kV/10kHz的交流電源，所述容器為氣壓范圍為500-2000Pa的密閉玻璃容器。