[发明专利]聚偏氟乙烯复合材料表面的溴化处理方法

说明书

本发明提供了聚偏氟乙烯复合材料表面的溴化处理方法，采用液相法结合气相法对聚偏氟乙烯复合材料表面进行溴化处理，溴化处理后大幅度改善聚偏氟乙烯复合材料的表面粗糙度，通过溴化氢浓度、及溴化处理时间可以控制复合材料表面的粗糙程度，同时通过气相法溴化处理可以促使聚偏氟乙烯复合材料接枝上溴键，促使聚偏氟乙烯链发生环化，提高复合材料的绝缘性，从而提高复合材料的耐击穿场强。

技术领域

本发明涉及复合材料表面处理技术领域，尤其是涉及一种聚偏氟乙烯复合材料表面的溴化处理方法。

背景技术

高储能密度聚偏氟乙烯复合材料具有放电功率大、利用效率高、充放电速度快、性能稳定等优点，在电力系统、电子器件、脉冲功率电源方面扮演着重要的角色。但现在制备出的聚偏氟乙烯复合材料的表面粗糙度过大导致复合材料存在诸如：耐击穿场强低、寿命短等不利因素，严重制约了聚偏氟乙烯复合材料的广泛应用。

表面粗糙程度对复合薄膜的耐击穿场强有着重要的影响，改善聚偏氟乙烯复合薄膜表面粗糙程度的方法有两种：（一）在聚偏氟乙烯复合材料中加入减摩剂等特殊材料，但这种减摩剂材料会使复合材料的耐击穿性能、储能性能大幅降低；（二）是在聚偏氟乙烯复合材料表面包覆其他的润滑涂层聚合材料，这种方法的缺陷是工艺复杂，不适用于温度剧烈变化的工作环境。因此很有必要研究新的改善聚偏氟乙烯复合薄膜表面粗糙的方法。

文献报道了采用溴气对橡胶表面进行化学处理，可以明显改善橡胶表面的性质，降低橡胶表面的凹凸不平，改善橡胶表面的粗糙程度。但溴气是一种对粘膜有强烈刺激性和腐蚀性的物质，组织损害程度一般较氯明显。吸入低浓度溴后可引起咳嗽、胸闷、粘膜分泌物增加，并有头痛、头晕、全身不适等，部分人可引起胃肠道症状；吸入较高浓度后，鼻咽部和口腔粘膜可被染色，口中呼气有特殊的臭味，有流泪、怕光、剧咳、嘶哑、声门水肿甚至产生窒息；部分患者可发生过敏性皮炎，接触高浓度溴可造成皮肤重度灼伤。长期吸入溴，可有蓄积性，除表现粘膜刺激症状外，还伴有神经衰弱综合征等，避免了与溴气的接触。

发明内容

本发明提出了一种聚偏氟乙烯复合材料表面的溴化处理方法，采用溴化氢溶液对聚偏氟乙烯复合材料表面晶型处理，采用液相法结合气相法对聚偏氟乙烯复合材料表面进行溴化处理，溴化处理后大幅度改善聚偏氟乙烯复合材料的表面粗糙度，通过溴化氢浓度、及溴化处理时间可以控制复合材料表面的粗糙程度，同时通过气相法溴化处理可以促使聚偏氟乙烯复合材料接枝上溴键，促使聚偏氟乙烯链发生环化，提高复合材料的绝缘性，从而提高复合材料的耐击穿场强。

实现本发明的技术方案是：聚偏氟乙烯复合材料表面的溴化处理方法，将聚偏氟乙烯复合材料采用液相法结合气相法进行溴化处理。

所述液相法为：将聚偏氟乙烯复合材料置于氢溴酸溶液中处理。

所述气相法为：将经过液相法处理的复合材料置于聚四氟乙烯容器中加热进行溴化处理，溴化处理次数为1-10次，然后清洗，氮气气氛下干燥，得到表面溴化处理的聚偏氟乙烯复合材料。

所述的聚偏氟乙烯复合材料表面的溴化处理方法，具骤如下：

（1）采用液相法处理聚偏氟乙烯复合材料：将聚偏氟乙烯复合材料置于氢溴酸溶液处理10-30min；

（2）采用气相法处理聚偏氟乙烯复合材料：将液相法处理的聚偏氟乙烯复合材料置于密闭的聚四氟乙烯容器中，加热溴化处理次数为1-10次，然后通过去离子水、酒精清洗，氮气气氛下干燥，得到表面溴化处理的聚偏氟乙烯复合材料。

所述步骤（1）中聚偏氟乙烯复合材料与氢溴酸溶液的质量比为1：（3-5）。

所述步骤（1）中氢溴酸溶液的浓度为10-20%。

所述步骤（2）中加热温度为40-100℃，复合材料反应5-20min；在40-100℃下反应5-20min，将至室温，为一次溴化处理，重复操作该步骤，溴化处理1-10次。