[發明專利]一種用于電氣絕緣的自修復環氧樹脂的制備及修復方法

有效

• 申請號: 201811306877.8
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109354830B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 朱建坤
• 申請（專利權）人: 鎮江市鑫泰絕緣材料有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08G59/14
• 代理公司: 南京創略知識產權代理事務所(普通合伙) 32358
• 代理人: 閆方圓

1.一種用于電氣絕緣的自修復環氧樹脂的制備及修復方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟（A），構建自修復環氧樹脂的可逆三維網絡結構；

步驟（B），優化絕緣導熱吸波填料表面的改性，并實現雙重作用，其中優化絕緣導熱吸波填料表面的改性，過程如下，

（B1），利用末端帶有雙鍵的硅烷偶聯劑KH570對絕緣導熱吸波填料表面進行改性處理，使絕緣導熱吸波填料表面的表面帶上雙鍵；

（B2），再通過糠基硫醇上的硫醇基團和雙鍵之間的點擊化學反應，將呋喃環接到絕緣導熱吸波填料的表面，使絕緣導熱吸波填料的表面帶有呋喃環；

步驟（C），完成本征型自修復環氧樹脂絕緣材料的制備；

步驟（D），需要對本征型自修復環氧樹脂絕緣材料進行修復時，通過微波輻照的方式遠程使其生熱，實現非接觸式加熱修復；

其中，步驟（A），構建自修復環氧樹脂的可逆三維網絡結構，包括以下步驟，

（A1），選用雙酚A二縮水甘油醚DGEBA、縮水甘油糠醚FGE和糠胺FA為原料，合成以呋喃環為側基和端基的預聚體；

（A2），選擇N, N’-(4, 4’-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺BMI為原料，利用其末端的雙馬來酰亞胺基團和預聚體上的呋喃環通過DA反應進行固化，形成可逆化學鍵對預聚體進行擴鏈和交聯，形成自修復環氧樹脂的可逆三維網絡結構；

其中，步驟（C），完成本征型自修復環氧樹脂絕緣材料的制備，包括以下步驟，

（C1），將具備可逆三維網絡結構的自修復環氧樹脂，引入帶有呋喃環的絕緣導熱吸波填料；

（C2），利用DA反應進行固化，在帶有呋喃環的絕緣導熱吸波填料和自修復環氧樹脂的可逆三維網絡結構之間構建可逆化學鍵，完成本征型自修復環氧樹脂絕緣材料的制備。

2.根據權利要求1所述的用于電氣絕緣的自修復環氧樹脂的制備及修復方法，其特征在于：選用雙酚A二縮水甘油醚DGEBA、縮水甘油糠醚FGE，糠胺FA，N, N’-(4, 4’-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺BMI為原料，各組分的重量份數為：雙酚A二縮水甘油醚DGEBA的重量份數為100份，縮水甘油糠醚FGE的重量份數為10份，糠胺FA的重量份數為20-30份，N, N’-(4,4’-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺BMI的重量份數為35-50份，將雙酚A二縮水甘油醚DGEBA、縮水甘油糠醚FGE，糠胺FA按上述重量份數加入到含有重量份數為200份的二甲基甲酰胺的錐形瓶中，置于60-90 ℃進行縮聚反應8–12h，制得預聚體，再將N, N’-(4, 4’-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺BMI按上述重量份數加入到預聚體溶液中溶解均勻后倒入到模具中，置于60 ℃反應固化12–24 h，形成自修復環氧樹脂的可逆三維網絡結構。

3.根據權利要求1所述的用于電氣絕緣的自修復環氧樹脂的制備及修復方法，其特征在于：對表面帶有呋喃環的絕緣導熱吸波填料，實現雙重作用，包括以下步驟，

（B3），通過TGA，FT-IR，NMR，和TEM手段表征帶有呋喃環的絕緣導熱吸波填料表面的官能團變化，優化改性工藝參數；

（B4），利用SEM和AFM手段表征帶有呋喃環的絕緣導熱吸波填料的形貌和厚度；

（B5），選擇N, N’-(4, 4’-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺BMI為原料，利用其末端的雙馬來酰亞胺基團和絕緣導熱吸波填料上的呋喃環通過DA反應進行固化，完成對表面帶有呋喃環的絕緣導熱吸波填料雙重作用的實現。

4.根據權利要求1所述的用于電氣絕緣的自修復環氧樹脂的制備及修復方法，其特征在于：步驟（D），在采用微波輻照的方式修復三次之后，該本征型自修復環氧樹脂絕緣材料使用性能的損失不超過20%。

5.根據權利要求2所述的用于電氣絕緣的自修復環氧樹脂的制備及修復方法，其特征在于：（A2），選擇N, N’-(4, 4’-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺BMI為原料，利用其末端的雙馬來酰亞胺基團和預聚體上的呋喃環通過DA反應進行固化，形成可逆化學鍵對預聚體進行擴鏈和交聯，形成自修復環氧樹脂的可逆三維網絡結構，可逆化學鍵的引入改變了環氧樹脂體系網絡結構的化學組成，可逆化學鍵分布在主鏈和交聯鍵處。