[發明專利]一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310011569.7
• 申請日: 2023-01-05
• 公開（公告）號: CN116285219A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 姚聰偉;李金殊;孫帥;龐小峰;李興旺;陳俊鴻;李文棟;鄧軍波;孫鵬;趙曉鳳;王增彬;李盈;楊賢;邰彬;陳祖偉;蔡玲瓏;李端姣
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/06;C08K9/02;C08K3/38;C08K7/00;C08K3/34;C08K9/08
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡靜

1.一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將二維納米填料進行表面羥基化處理，分散、離心、洗滌、干燥處理后獲得羥基化的二維納米填料，將修飾劑、有機溶劑水溶液混合后加入羥基化的二維納米填料中，修飾劑為硅氧烷和/或氟硅烷，調節pH為3.5-4，攪拌反應后，加入硅氧烷，攪拌反應后，離心、干燥獲得修飾后的納米粉體；

(2)將有機溶劑加入修飾后的納米粉體中進行分散，隨后加入環氧樹脂，攪拌共混后揮發掉有機溶劑，得到填料質量分數為5wt％-20wt％的環氧樹脂復合材料；

(3)將環氧樹脂復合材料導入模具中，模具包括兩側調控填料橫向取向的電極和底部調控縱向取向的電極，底部電極為懸浮電位時，在水平方向兩側的電極施加交流高壓使填料長度方向沿橫向排列，隨后在底部電極接地，在水平方向兩側的電極施加交流高壓使填料長度方向沿縱向排列，最后進行加熱固化成形。

2.如權利要求1所述的一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，將質量比為1：(5-15)的二維納米填料和氧化劑混合后，超聲分散均勻，并在100-110℃條件下冷凝回流3-5h，離心、洗滌并在70-90℃下干燥10-20h，獲得羥基化的二維納米填料，將聚二甲基硅氧烷、有機溶劑和水按質量比為(1-3)：9：10混合后，加入聚二甲基硅氧烷質量8-12倍的羥基化二維納米填料，調節pH為3.5-4，攪拌反應5-8h后，加入二維納米填料質量1-3％的硅烷偶聯劑，攪拌反應5-8h后，離心、干燥獲得修飾后的納米粉體。

3.如權利要求2所述的一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述氧化劑為質量分數均為30％的過氧化氫或過氧化酸水溶液；所述有機溶劑為乙醇；所述硅氧烷為聚二甲基硅氧烷和/或3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述氟硅烷為十七氟癸基三乙氧基硅烷。

4.如權利要求1所述的一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，所述二維納米填料為蒙脫土、氧化鋁、氮化硼無機填料中的一種或多種。

5.如權利要求1所述的一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，將有機溶劑和修飾后的納米粉體混合分散處理，得到固含量為70-90wt％的混合溶液，加入環氧樹脂攪拌共混后，在60-70℃條件下攪拌揮發有機溶劑，獲得質量分數為5wt％-20wt％的環氧樹脂復合材料。

6.如權利要求5所述的一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，有機溶劑為乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮中的一種或多種。

7.如權利要求1所述的一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中，底部電極為懸浮電位時，在水平方向兩側的電極施加10-20min電壓頻率為20-40kHz的交流高壓，隨后在底部電極接地，在水平方向兩側的電極施加10-20min電壓頻率為20-40kHz的交流高壓。

8.如權利要求1所述的一種耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，采用冰乙酸調節pH。

9.一種如權利要求1-8任一所述的制備方法獲得的耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料。

10.一種如權利要求9所述的耐電痕性能優越的環氧樹脂復合材料在電力設備領域中的應用。