[發明專利]一種環氧樹脂超高導熱絕緣材料及制備方法

有效

• 申請號: 202110986417.X
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113549301B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 舒孚;韓斌
• 申請（專利權）人: 北京高科宏烽電力技術有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/14;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/38;C08K3/28;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/34;C08J5/04;C09K5/14
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 楊云

本發明屬于超高導熱填充技術體系下的導熱絕緣材料技術領域，具體涉及一種環氧樹脂超高導熱絕緣材料及制備方法。所述材料包括環氧樹脂基料，改性復合無機填料和固化劑。其中，改性復合無機填料由四種不同粒徑的無機填料組成。本發明通過對四種粒徑的無機填料進行表面修飾改性、除污改性后進行混合，并對粒徑大小和不同粒徑的用量比例進行選擇，使得改性復合無機填料與環氧樹脂基料及固化劑混合后，使其物理、電氣性能獲得保持且具備工藝實施所要求的低粘度特性。本發明提供的材料在30℃下的熱導率最高能達到2.5W·m^?1·K^?1，電阻率≥3.0×10¹⁶Ω·cm，拉伸強度達到60Mpa，斷彎曲強度達到110Mpa，完全能夠滿足電力電子變壓器、飽和電抗器等高絕緣電工設備的應用要求。

技術領域

本發明屬于導熱絕緣材料技術領域，尤其涉及一種環氧樹脂超高導熱絕緣材料及制備方法。

背景技術

隨著玻璃氈/帶纏繞干式變壓器、玻璃氈/帶纏繞式鐵芯電抗器、空心干式電抗器，特別是特高壓類電工設備等對導熱散熱有極高需要的電工設備飛速發展的背景下，提高導熱絕緣材料的散熱性能成為研究的重點所在。同時，由于環氧樹脂具有加工工藝性好、黏結性高、介電性能優良、收縮率小、穩定性好等特點，但環氧樹脂在上述電工設備的應用中需要提高導熱性能，在當今的技術中心。

在環氧樹脂中添加高導熱填料是一種常用的提高其導熱性能的解決方法，其中，金屬粉末雖然常被用來嘗試改善環氧樹脂導熱性能，但金屬粉末對環氧樹脂的絕緣性能會產生明顯的負面影響。因此，近年來，各類高導熱無機填料在導熱絕緣材料領域的應用逐漸增加，利用無機填料本身具有絕緣性和增加導熱性的特點，可以解決環氧樹脂材料在電力電子變壓器、飽和電抗器等高絕緣、特高壓類電工設備的應用需求。但是，雖然將高導熱無機填料直接添加在環氧樹脂中可以在一定程度上提升環氧樹脂材料的導熱性能，但實際應用中，高導熱絕緣材料的防斷裂性能也需要滿足電力電子變壓器、飽和電抗器等高絕緣、特高壓類電工設備更高的應用需求。

專利CN110016205A公開了一種環氧樹脂導熱絕緣材料及其制備方法。材料包括環氧樹脂基料，無機填料和固化劑，其中，無機填料由三種不同粒徑的填料組成。該發明僅通過對三種粒徑級配的無機填料粒徑之間的比例、不同粒徑填料的用量比例以及粒徑的選擇，使得環氧樹脂導熱絕緣材料具有優良的導熱性能和絕緣性能功能，該發明未選用經過表面改性的無機填料，降低了材料成本，使得材料的制備方法更簡單。該本發明提供的材料在30℃下的熱導率能夠達到1.25W·m^-1·K^-1，最高能夠達到1.62W·m^-1·K^-1，材料在30℃下的電阻率為2.9×10¹⁶Ω·cm以上，以滿足電力電子變壓器、飽和電抗器等高絕緣場景的應用需求。但是，上述環氧樹脂導熱絕緣材料所能達到的熱導率尚不能滿足高絕緣、特高壓類電工設備對材料熱導率的要求。

因此，如何在提升環氧樹脂導熱絕緣材料絕緣性能的同時，增加材料的熱導率，增加材料的防斷裂性能成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種環氧樹脂超高導熱絕緣材料及制備方法。

為此，本發明采用如下的技術方案：

一種環氧樹脂超高導熱絕緣材料，包括改性復合無機填料，環氧樹脂基料和固化劑；

按質量百分比計，所述材料的組分包括30%-55%的所述環氧樹脂基料，40%-65%的所述改性復合無機填料，5%-10%的所述固化劑；

所述改性復合無機填料由四種無機填料組成，所述四種無機填料為第一無機填料，第二無機填料，第三無機填料，第四無機填料；

所述第一無機填料，第二無機填料，第三無機填料，第四無機填料粒徑大小的比值為2-6：1-2：1-2：0.4-0.8；