一种超支化聚合物-SiO制造技术

本发明专利技术涉及环氧树脂胶黏剂技术领域，且公开了一种超支化聚合物‑SiO

A hyperbranched polymer SiO

【技术实现步骤摘要】
一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法
本专利技术涉及环氧树脂胶黏剂
，具体为一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法。
技术介绍
胶接是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻等特点，胶接适用于不同材质、不同厚度和复杂构件的材料相连接，胶黏剂的分类方法很多，一般胶黏剂由粘结物质、固化剂、增韧剂、稀释剂、改性剂等组成，主要有聚丙烯酸酯，聚酰胺等热塑性胶黏剂、脲醛树脂，环氧树脂等热固性胶黏剂、氯丁橡胶，聚氨酯橡胶等合成橡胶性胶黏剂、酚醛-丁腈胶，环氧-聚硫胶等橡胶树脂胶黏剂。环氧树脂是分子结构中含有多个环氧基团的一类聚合物，由于环氧基团的化学活性，可以通过含有活泼氢的化合物与其发生开环反应，并固化交联生成网状结构，环氧树脂应用广泛，产品丰富，主要有通用胶、耐高温胶、导电胶、发泡胶、软质材料粘接胶、密封胶等，环氧树脂的电气绝缘性良好，但是随着电机、电气工业的进步和电工产品的不断发展，普通未改性的环氧树脂涂料及胶黏剂已经不能满足绝缘材料的应用了，并且改性环氧树脂的绝缘性涂料及胶黏剂由于填加了改性剂，影响了涂料及胶黏剂的拉伸强度、韧性等机械性能，降低了环氧树脂材料的实用性和适用范围。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，解决了现有的未改性环氧树脂涂料及胶黏剂的电气绝缘性不够优良的问题，又解决了改性环氧树脂绝缘材料的机械性能较差的问题。<br>(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：3-5份超支化聚合物、10-15份纳米二氧化硅、0.1-0.2份硅烷偶联剂、0.1-0.3份催化剂、0.8-1.5份N-十二烷基琥珀酸酐、78-86份环氧树脂。优选的，所述纳米二氧化硅中SiO2尺寸为平均粒径为20-40nm。优选的，所述硅烷偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷。优选的，所述催化剂为对甲基苯磺酸。优选的，所述超支化聚合物制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中搭载回流装置，并通入高纯N2排出空气，再加入适量的无水乙醇和二乙醇胺，缓慢加入滴加1,4-苯二丙烯酸二甲酯，搅拌均匀再依次加入添加剂碳酸钾和碱催化剂三乙胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至80-85℃，匀速搅拌回流反应6-10h，反应通过TLC薄层色谱分析法观测反应过程，当1,4-苯二丙烯酸二甲酯反应完全后，将溶液减压浓缩除去溶剂，然后用无水乙醚洗涤固体产物并干燥，得到黄色固体迈克尔加成-酯交换反应产物苯丙烯酸胺乙二醇类聚合物。(2)向反应瓶中搭载回流装置，并通入高纯N2排出空气，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺，依次加入苯丙烯酸胺乙二醇类聚合物和二烯丙基丙二酸二乙酯，搅拌均匀再依次加入4-二甲氨基吡啶和甲醇钠作为复合碱催化剂，将反应瓶置于油浴锅中加热至165-170℃，匀速搅拌进行酯交换反应8-12h，反应通过TLC薄层色谱分析法观测反应过程，当二烯丙基丙二酸二乙酯反应完全后，将溶液抽滤去溶剂，依次用蒸馏水和无水乙醚洗涤固体产物并干燥，得到棕色固体酯交换产物苯丙烯酸胺乙二酯二丙烯类聚合物。(3)向反应瓶向反应瓶中搭载回流装置，加入适量的二甲亚砜溶剂，再依次加入苯丙烯酸胺乙二酯二丙烯类聚合物和三乙醇胺，搅拌均匀后再加入引发剂偶氮二异丁腈和催化剂甲醇钠，将反应瓶置于油浴锅中，加热至190-200℃，匀速搅拌进行酯交换反应20-25h，直至有大量褐色固体生成，此时边搅拌变缓慢加入甘氨酸，匀速搅拌反应18-24h，进行氨基-烯烃迈克尔加成反应，将溶液冷却至室温过滤除去溶剂，使用适量的无水乙醇洗涤固体产物，得到端羧基的三乙醇胺基超支化聚合物。优选的，所述二乙醇胺、1,4-苯二丙烯酸二甲酯、碳酸钾和三乙胺的物质的量摩尔比为1:1.5-2:2-2.5:2-3。优选的，所述二烯丙基丙二酸二乙酯、苯丙烯酸胺乙二醇类聚合物、4-二甲氨基吡啶和甲醇钠的物质的量摩尔比为1:4-8:6-10:2-5。优选的，所述苯丙烯酸胺乙二酯二丙烯类聚合物、偶氮二异丁腈和甲醇钠的物质的量摩尔比为1:16-24:0.2-0.4:2-3。优选的，所述超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入适量的蒸馏水混和10-15份纳米二氧化硅，搅拌均匀后再加入无水乙醇和0.1-0.2份硅烷偶联剂N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，蒸馏水和无水乙醇体积比为1:15-20，将反应瓶置于超声处理器中，加热至50-60℃，进行硅烷偶联剂改性纳米SiO2，过滤除去溶剂并使用适量的无水乙醇洗涤产物并充分干燥，得到硅烷偶联剂改性纳米SiO2。(2)向反应瓶中加入适量的N,N-二甲基甲酰胺，再加入3-5份端羧基的三乙醇胺基超支化聚合物、0.1-0.3份催化剂对甲基苯磺酸和上述步骤(1)制得的硅烷偶联剂改性纳米SiO2，搅拌均匀后将溶液转移进水热合成反应釜中，并置于反应釜加热箱中，加热至120-140℃，反应6-8h，进行超支化聚合物接枝改性纳米SiO2，反应结束后将物料过滤除去溶剂，依次使用适量的蒸馏水和无水乙醇洗涤产物，并充分干燥，得到超支化聚合物接枝改性纳米SiO2。(3)依次向反应瓶中加入适量的丙酮、78-86份环氧树脂和上述步骤(2)制得的超支化聚合物接枝改性纳米SiO2，再加入0.8-1.5份N-十二烷基琥珀酸酐，控制固液质量比为60-80％，将反应瓶置于超声处理器中，加热至40-50℃，超声频率为20-28KHz，进行超声分散处理2-4h，得到超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，端羧基的三乙醇胺基超支化聚合物通过聚合物链终止反应与硅烷偶联剂改性的SiO2实现接枝，超支化聚合物三维的网状球形结构具有很高的分子支化程度，使其具有巨大的外比表面积和发达丰富的孔隙结构，使纳米SiO2均匀的分散在超支化聚合物的网状结构和丰富的孔隙中，避免了纳米SiO2团聚和结块，适量的纳米SiO2改性环氧树脂减少了涂料界面区的有效电荷以及电荷聚集，当外加电场产生的电子从传导进入环氧树脂涂料中时，电子被超支化聚合物的网状结构和孔隙捕获，阻止载流子穿过涂料向介质内部移动，降低了载流子的扩散和传输速率，抑制了导电通路的形成，从而提高了环氧树脂涂料的击穿特性，增强了涂料的绝缘性能。该一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，超支化聚合物含有大量的疏水基团酯基，并且链端羧基与硅烷偶联剂上的氨基缩合形成疏水性的酰胺基团，并且固化剂N-十二烷基琥珀酸酐中含有强疏水性能的长烷基链，大幅提高了环氧树脂的疏水性能，抑制了水分子在环氧树脂涂料表面的附着，从而阻碍了环氧树脂涂料表面电通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超支化聚合物-SiO

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：3-5份超支化聚合物、10-15份纳米二氧化硅、0.1-0.2份硅烷偶联剂、0.1-0.3份催化剂、0.8-1.5份N-十二烷基琥珀酸酐、78-86份环氧树脂。


2.根据权利要求1所述的一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，其特征在于：所述纳米二氧化硅中SiO2尺寸为平均粒径为20-40nm。


3.根据权利要求1所述的一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷。


4.根据权利要求1所述的一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，其特征在于：所述催化剂为对甲基苯磺酸。


5.根据权利要求1所述的一种超支化聚合物-SiO2改性环氧树脂绝缘材料及其制法，其特征在于：所述超支化聚合物制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中搭载回流装置，并通入高纯N2排出空气，再加入适量的无水乙醇和二乙醇胺，缓慢加入滴加1,4-苯二丙烯酸二甲酯，搅拌均匀再依次加入添加剂碳酸钾和碱催化剂三乙胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至80-85℃，匀速搅拌回流反应6-10h，反应通过TLC薄层色谱分析法观测反应过程，当1,4-苯二丙烯酸二甲酯反应完全后，将溶液减压浓缩除去溶剂，然后用无水乙醚洗涤固体产物并干燥，得到黄色固体迈克尔加成-酯交换反应产物苯丙烯酸胺乙二醇类聚合物。
(2)向反应瓶中搭载回流装置，并通入高纯N2排出空气，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺，依次加入苯丙烯酸胺乙二醇类聚合物和二烯丙基丙二酸二乙酯，搅拌均匀再依次加入4-二甲氨基吡啶和甲醇钠作为复合碱催化剂，将反应瓶置于油浴锅中加热至165-170℃，匀速搅拌进行酯交换反应8-12h，反应通过TLC薄层色谱分析法观测反应过程，当二烯丙基丙二酸二乙酯反应完全后，将溶液抽滤去溶剂，依次用蒸馏水和无水乙醚洗涤固体产物并干燥，得到棕色固体酯交换产物苯丙烯酸胺乙二酯二丙烯类聚合物。
(3)向反应瓶向反应瓶中搭载回流装置，加入适量的二甲亚砜溶剂，再依次加入苯丙烯酸胺乙二酯二丙烯类聚合物和三乙醇胺，搅拌均匀后再加入引发剂偶氮二异丁腈和催化剂甲醇钠，将反应瓶置于油浴锅中，加热至190-200℃，匀速搅拌进行酯交换反应20-25h，直至有大量褐色固体生成，此时边搅拌变缓慢加入甘氨酸，匀速搅拌反应18-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利玲，
申请(专利权)人：王利玲，
类型：发明
国别省市：山东;37