[發明專利]一種環氧樹脂納米改性劑的合成與應用

在審

• 申請號: 202011431403.3
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112574531A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 劉強
• 申請（專利權）人: 嘉興屹飛材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/10;C08K3/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種環氧樹脂納米改性劑的合成與應用，涉及環氧樹脂領域。該一種環氧樹脂納米改性劑的合成，包括以下重量份組成：環氧樹脂90?110份、納米鈦酸鍶0.5?1.5份、乙醇30?50份、硅烷偶聯劑0.03?0.06份、固化劑20?50份。通過在超聲震蕩和熱聯合作用下將硅烷偶聯劑接枝包覆納米鈦酸鍶粉體，鈦酸鍶具有很高的介電性、較強的壓電性和大的機電耦合系數，這種改性納米填料不僅能解決了鈦酸鍶粉體在聚合物基體中分散性較差的問題，同時提高聚合物的導熱特性，更重要的是克服了普通環氧樹脂絕緣材料易老化、擊穿場強低的缺點。

技術領域

本發明涉及環氧樹脂技術領域，具體為一種環氧樹脂納米改性劑的合成與應用。

背景技術

環氧樹脂具有優良的電器特性和電熱穩定性，被廣泛地用作各種電氣設備的絕緣材料。由于電力設備組裝過程中不可避免存在局部缺陷，環氧樹脂絕緣材料容易老化分解，最終導致絕緣材料在電場和熱場的共同作用下擊穿。并且，有機絕緣材料內部的潛在缺陷，例如裂痕、間隙、孔洞等，將會加劇絕緣材料的老化過程。因此，常常采用填充納米無機顆粒來提高絕緣材料的導熱系數，同時增強絕緣材料的擊穿場強。然而，若無機顆粒與有機主體潤濕性較差，界面處空間電荷分布不均導致電場畸變將會顯著地降低復合材料的擊穿場強。

針對上述問題有必要在固化前對納米顆粒進行表面處理來改善納米顆粒的分布狀況。納米鈦酸鍶具有較高的導熱系數、優良的熱穩定性、抗化學腐蝕性和良好的電絕緣性，可以用于制備電子封裝與高性能電容器。鈦酸鍶的介電常數在300以下，可以減弱加入到聚合物基體材料中后，在兩相界面處可能產生的電場畸變，從而降低納米復合材料的擊穿場強。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種環氧樹脂納米改性劑的合成與應用，解決了環氧樹脂絕緣材料容易老化分解，最終導致絕緣材料在電場和熱場的共同作用下擊穿，有機絕緣材料內部的潛在缺陷，例如裂痕、間隙、孔洞等，將會加劇絕緣材料老化過程的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種環氧樹脂納米改性劑的合成，包括以下重量份組成：環氧樹脂90-110份、納米鈦酸鍶0.5-1.5份、乙醇30-50份、硅烷偶聯劑0.03-0.06份、固化劑20-50份。

一種環氧樹脂納米改性劑的合成，還包括以下制備步驟：

S1.將納米鈦酸鍶置于真空干燥箱進行真空干燥處理，除去納米鈦酸鍶表面的水分；

S2.稱取定量的無水乙醇和硅烷偶聯劑，然后再將硅烷偶聯劑滴入乙醇中，進行預水解，水解時間為0.5-2h，進入得到混合溶液；

S3.向S2中的混合溶液中加入干燥好的納米鈦酸鍶，在進行超聲處理，然后在50-80℃下繼續攪拌混合，攪拌時間為4-8h，使二者混合液分散均勻，即得到分散溶液；

S4.最后將S3中的分散溶液通過反復離心、冷凍干燥后得到硅烷偶聯劑表面改性的納米鈦酸鍶；

S5.將S4中硅烷偶聯劑表面改性的納米鈦酸鍶加入到環氧樹脂中，攪拌分散2-5h使其充分混合，待混合均勻后得到二次混合液，將固化劑與得到的二次混合液繼續混合攪拌均勻，得到最終溶液，然后再將最終溶液倒入模具中固化成型即可。

優選的，所述S1中的真空干燥處理的真空度為0.015-0.03Mpa，溫度為120-180℃，處理時間為10-30h。

優選的，所述S3中超聲處理的時間為0.5-1.5h，頻率為40-100KHZ。

優選的，所述S5中硅烷偶聯劑表面改性的納米鈦酸鍶與環氧樹脂的混合體積比為5-20:100。

優選的，所述固化劑與二次混合液的混合比例為5:1-2.5。