[發(fā)明專利]一種用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁及環(huán)氧復(fù)合絕緣材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911031995.7
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110951115B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王亞祥;宋繼光;李彩娜;張佩;王彩君;田浩;袁端鵬;吳明清;韓麗娟;陳蕊;王滿倉;丁丁丁;涂超;劉召召
• 申請（專利權(quán)）人: 平高集團有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;平高東芝（河南）開關(guān)零部件制造有限公司
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06;C08K9/04;C08K3/22;C08L63/00;C08F292/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發(fā)明涉及一種用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁及環(huán)氧復(fù)合絕緣材料。該表面接枝改性氧化鋁由包括以下步驟的方法制備而成：將硅烷化表面處理的氧化鋁、α,β?不飽和酮在含有引發(fā)劑的溶劑中進行聚合反應(yīng)，固液分離，將所得固體干燥，獲得表面接枝改性氧化鋁；其中所述硅烷化表面處理的氧化鋁是由硅烷偶聯(lián)劑在界面催化劑存在的條件下對氧化鋁進行表面處理得到，所述界面催化劑為鈦酸酯和三乙基鋁的混合物。本發(fā)明提供的用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁，易于分散均勻，與環(huán)氧樹脂基體的界面結(jié)合強度高，而且可實現(xiàn)較大量摻混，因而有利于制備兼具優(yōu)良力學(xué)性能、熱性能和電氣性能的環(huán)氧復(fù)合絕緣材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氧化鋁填料的改性領(lǐng)域，具體涉及一種用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁及環(huán)氧復(fù)合絕緣材料。

背景技術(shù)

環(huán)氧復(fù)合絕緣材料是特高壓電氣設(shè)備用基礎(chǔ)絕緣材料，其性能優(yōu)劣也直接影響絕緣件的運行可靠性。環(huán)氧復(fù)合絕緣材料是以環(huán)氧樹脂固化物和氧化鋁組成的復(fù)合材料，其結(jié)合了環(huán)氧樹脂、氧化鋁兩種材料的優(yōu)點，具有優(yōu)良的電絕緣、機械、粘接、耐化學(xué)腐蝕等性能，可以有效延長絕緣件的使用壽命。

環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的性能取決于環(huán)氧樹脂基體的交聯(lián)結(jié)構(gòu)以及基體與填料間的界面特性。填料的界面活性差，將直接影響填料的分散程度和界面結(jié)合效果。為提高填料與基體的界面結(jié)合強度，已存在對氧化鋁填料進行改性的相關(guān)研究。

申請公布號為CN104693685A的中國發(fā)明專利申請公開了一種丙烯酰胺接枝改性納米氧化鋁環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的制備方法，其是以環(huán)氧樹脂為基體，以納米氧化鋁為填料，采用硅烷偶聯(lián)劑對納米氧化鋁進行表面偶聯(lián)處理，在氧化鋁表面引入偶聯(lián)劑所含的碳碳不飽和雙鍵，以引入的碳碳不飽和雙鍵作為支點，與丙烯酰胺單體中的碳碳不飽和雙鍵發(fā)生聚合反應(yīng)，從而在納米氧化鋁表面引入丙烯酰胺單體中所含氨基，利用氨基與環(huán)氧樹脂發(fā)生類似胺類固化劑的交聯(lián)固化反應(yīng)，增強整個復(fù)合絕緣材料的界面強度。

該丙烯酰胺接枝改性納米氧化鋁環(huán)氧復(fù)合絕緣材料，雖然可以利用與環(huán)氧樹脂的反應(yīng)性增強界面強度，但也會導(dǎo)致填料與環(huán)氧樹脂的氫鍵作用急劇增大，這增加了填料在基體中的分散難度，而且造成分散后材料體系的脫氣困難；同時，氫鍵作用的增大也會導(dǎo)致材料體系的粘度增大而影響澆注性能，由此導(dǎo)致填料的添加量受到限制(添加量不大于5％)，而添加量的受限顯然不能充分發(fā)揮氧化鋁對環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的增強特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁，以解決現(xiàn)有改性氧化鋁填料存在的分散困難的問題。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種環(huán)氧復(fù)合絕緣材料，以解決現(xiàn)有環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的力學(xué)性能和熱性能有待提高的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁的技術(shù)方案是：

一種用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁，由包括以下步驟的方法制備而成：將硅烷化表面處理的氧化鋁、α,β-不飽和酮在含有引發(fā)劑的溶劑中進行聚合反應(yīng)，固液分離，將所得固體干燥，獲得表面接枝改性氧化鋁；其中所述硅烷化表面處理的氧化鋁是由硅烷偶聯(lián)劑在界面催化劑存在的條件下對氧化鋁進行表面處理得到，所述界面催化劑為鈦酸酯和三乙基鋁的混合物。

本發(fā)明提供的用于環(huán)氧復(fù)合絕緣材料的表面接枝改性氧化鋁，以硅烷化表面處理的氧化鋁、α,β-不飽和酮進行聚合反應(yīng)，形成的聚合結(jié)構(gòu)與環(huán)氧樹脂固化物的極性相近，而且羰基與酸酐類固化劑可發(fā)生加氫反應(yīng)而參與到環(huán)氧樹脂的固化過程中；該表面接枝改性氧化鋁易于分散均勻，與環(huán)氧樹脂基體的界面結(jié)合強度高，而且可實現(xiàn)較大量摻混，因而有利于制備兼具優(yōu)良力學(xué)性能、熱性能和電氣性能的環(huán)氧復(fù)合絕緣材料。

為進一步優(yōu)化氧化鋁的界面活性，提高應(yīng)用效果，優(yōu)選的，所述氧化鋁的粒徑為9-22μm，所述聚合反應(yīng)形成的表面接枝層的厚度為45.3-65.0nm。