[發明專利]一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料及其制作方法

在審

• 申請號: 201410432924.9
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104262901A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 王全輝;涂桂朝
• 申請（專利權）人: 廣東獅能電氣股份有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/06;C08K3/28
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 羅曉聰

技術領域

本發明涉及電氣材料，尤其涉及一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料及其制作方法。

背景技術

在電氣工業的技術領域中，具有導熱和絕緣功能的材料往往發揮著重要作用，隨著電氣工業的發展對于材料的導熱性和絕緣功能呢個也越來越高，通常采用高分子絕緣材料作為主體并通過添加一些導熱物質作為填料使材料兼具導熱性和絕緣性。

中國專利2012.04.11公開了公開號為102408663A，主題為《摻雜氮化鋁的絕緣導熱ABS復合材料及其制備》的發明專利，該專利以ABS材料為主體并加入氮化鋁粉末作為填料使材料具有絕緣導熱功能。然而，氮化鋁粉末可依據其平均粒度分為納米級和微米級，現有的技術文件中有關于微米級氮化鋁填料對材料導熱、絕緣和擊穿強度的影響，當微米級氮化鋁填料添加到純環氧樹脂中時，材料的導熱性能明顯提高，但擊穿強度明顯下降，影響電氣設備的安全性，尤其是對于變壓器這種電壓較高的設備而言，確保材料的絕緣形和耐擊穿強度尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題，提供具有良好導熱性同時又較高耐擊穿強度的一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料及其制作方法。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案是：一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料，該材料的原料包括：微米級氮化鋁粉末、納米級氮化鋁粉末、硅烷偶聯劑、環氧樹脂、乙醇、活性稀釋劑、固化劑；其中，微米級氮化鋁粉末的重量份為15-25份，納米級氮化鋁粉末的重量份為1-3份，硅烷偶聯劑的重量份為1-4份，環氧樹脂的重量份為68-83份，硅烷偶聯劑與乙醇按重量份比例1:4，活性稀釋劑與環樹脂按重量份比例1：5。

進一步，所述微米級氮化鋁粉末的平均粒度在5-20微米。

進一步，所述納米級氮化鋁粉末的平均粒度在20-50納米。

一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料的制備方法，該方法包括以下步驟：a.將硅烷偶聯劑和乙醇按重量比例1:4稀釋后，加入微米級氮化鋁粉末和納米級氮化鋁粉末并攪拌5小時，隨后進行超聲波分散30分鐘，過濾，于100℃烘干后備用；b.將活性稀釋劑和環樹脂按重量比例1：5進行攪拌稀釋至混合均勻；c.將步驟a中最終獲得的混合物與步驟b中最終獲得的混合物充分攪拌至混合均勻后進行超聲波分散30分鐘；d.加入加入固化劑繼續攪拌，現在室溫預固化1-2小時再在100℃固化2-4小時，固化完成后獲得所述的一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料。

進一步，在步驟d中可將固化前的材料放入模具中進行固化，固化完畢后可獲得成形的一種具有高強度的干式變壓器材料。

本發明專利的有益效果是，其提供的一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料加入了氮化鋁粉末作為填料提高了環氧樹脂材料的導熱性，并對氮化鋁粉末以其平均粒度區分為納米級氮化鋁粉末和微米級氮化鋁粉末；在添加15-25份微米級氮化鋁的基礎上再添加1-3份的納米級氮化鋁，這種混合的氮化鋁粉末能提高環氧樹脂材料的導熱性還能使其擊穿強度比添加純微米級氮化鋁粉末有所提高。

具體實施方式

現結合具體實施例對本發明所要求保護的技術方案作進一步詳細說明。

實施例一

本實施例的一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料，其各原料的重量百分比為：微米級氮化鋁粉末20份，納米級氮化鋁粉末3份，硅烷偶聯劑2份，環氧樹脂75份；其中微米機氮化鋁的平均粒度為20微米，納米級氮化鋁的平均粒度為50納米。

該材料的制作方法為：先將硅烷偶聯劑和乙醇按重量比例1:4稀釋后，加入微米級氮化鋁粉末和納米級氮化鋁粉末并攪拌5小時，隨后進行超聲波分散30分鐘，過濾，于100℃烘干后備用；再將活性稀釋劑和環氧樹脂按重量比例1：5進行攪拌稀釋至混合均勻；最后往稀釋好的環氧樹脂中加入混合好的氮化鋁粉末進行充分攪拌至混合均勻后進行超聲波分散30分鐘；最后加入固化劑并在室溫中預固化1小時，再在100℃固化3小時，固化完畢后即可獲得所述的一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料，其中固化劑的作用是用來固化材料，其用量只要能讓材料固化即可，還可以把固化前的材料加入模具中進行固化獲得已成形的一種添加納米氮化鋁填料的環氧樹脂材料。

為本實施例的材料設置一對照組，其不同之處在于把本實施例中的20份微米級氮化鋁以及3份納米級氮化鋁換成23份微米級氮化鋁，對兩組材料進行測試，其測試結果如下：

對照組材料的擊穿強度約為45KV/mm；本實施例材料的擊穿強度為54?KV/mm。

實施例二