一种超导磁体用环氧树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种超导磁体用环氧树脂复合材料及其制备方法，复合材料包括以下重量份数的成分：双酚A环氧树脂90‑100份、无机填料10‑30份，增韧剂5‑10份、固化剂5‑10份。本发明专利技术的超导磁体的环氧树脂基复合材料，使用双酚A环氧树脂作为基体，添加增韧剂、固化剂、通过高长径比的纳米三氧化二铝棒状颗粒进行改性，获得低热膨胀系数、高热导率、高弹性模量的树脂基复合材料。本发明专利技术的超导磁体的环氧树脂基复合材料，使用双酚A环氧树脂作为基体，添加增韧剂、固化剂、通过高长径比的纳米三氧化二铝棒状颗粒进行改性，获得低热膨胀系数、高热导率、高弹性模量的树脂基复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体用环氧树脂复合材料及其制备方法
本专利技术涉及超导
，具体地说，涉及一种超导磁体用环氧树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
在超导态下，超导体除了具有零电阻特性，还具有完全抗磁性。完全抗磁性是指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象。使用铌钛、铌三锡等低温超导体或铋锶钙铜氧、钇钡铜氧等高温超导体制备的线带材可以绕制成超导线圈，超导线圈经组装、固化后可以进一步制成超导磁体。超导磁体可以用于超导限流器、超导储能、轨道交通等领域，具有良好、广阔的应用前景。其中，超导磁体的固化通常使用环氧树脂等树脂基材料进行浸渍。但是，使用树脂基材料存在以下几个显著问题：1.树脂基材料的热膨胀系数高于超导磁体，固化后易于产生较大的内应力，长时间使用后存在开裂剥离的风险；2.树脂基材料的热导率较低，超导磁体在使用过程中因损耗产生的热量不能及时耗散，有可能引起局部过热，影响超导磁体设备的运行稳定性；3.树脂基材料的弹性模量较低，在同样的应力下，其弹性形变高于无机材料，也不利于对超导磁体的固化。现有技术，如专利技术专利201310040934.3中提供了一种胶粘剂，通过复合环氧树脂和复合固化剂配制而成，目的在于提高剪切强度、降低固化时间、兼顾耐低温性能，未能解决本专利技术对树脂基材料提出的性能改善需求。现有技术，如专利技术专利201510486139.6中提供了一种耐低温环氧树脂胶粘剂及其制备方法，通过双酚F环氧树脂、四氢呋喃等及石英砂、铝粉配制而成，目的在于提高剪切强度、降低固化时间，未能解决本专利技术对树脂基材料提出的性能改善需求。而针对以上问题，暂未有较好的解决方案。
技术实现思路
为弥补现有技术的不足，本专利技术提出一种超导磁体用环氧树脂复合材料及其制备方法，本专利技术的复合材料以双酚A环氧树脂作为基体，纳米三氧化二铝粉体为无机填料，添加增韧剂、固化剂，性能优良、固化良好。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种超导磁体用环氧树脂复合材料，包括以下重量份数的成分：双酚A环氧树脂90-100份、无机填料10-30份，增韧剂5-10份、固化剂5-10份。可选地，所述无机填料是纳米三氧化二铝。可选地，所述纳米三氧化二铝是长度100-200纳米、直径10-20纳米的棒状颗粒。可选地，所述增韧剂是比例为1:1的聚醚酰亚胺和环己六醇磷酸酯的混合物。可选地，所述固化剂是比例为3:2的间苯二胺和三己胺的混合物。本专利技术还提供一种超导磁体用环氧树脂复合材料的制备方法，具体步骤包括：将双酚A环氧树脂与纳米三氧化二铝粉体混合，在室温条件下搅拌得到产物A；在产物A中加入增韧剂、固化剂，在室温条件下搅拌得到产物B；将产物B在室温条件下固化6-12小时，得到复合材料C。可选地，将双酚A环氧树脂与纳米三氧化二铝粉体混合是指向液态双酚A环氧树脂中加入纳米三氧化二铝粉体。本专利技术的超导磁体的环氧树脂基复合材料，使用双酚A环氧树脂作为基体，添加增韧剂、固化剂、通过高长径比的纳米三氧化二铝棒状颗粒进行改性，获得低热膨胀系数、高热导率、高弹性模量的树脂基复合材料。由于环氧树脂基体的热膨胀系数高、热导率低、弹性模量低，通过引入三氧化二铝粉体，可以使“有机-无机”复合材料的整体机械性能和热性能趋于满足超导磁体应用需求。此外，添加的纳米三氧化二铝粉体具有高长径比，可以有助于延长应力释放路径，进一步提升该环氧树脂基复合材料的使用性能。具体实施方式下面结合优选的具体实施例对本专利技术进行详细的阐述。实施例1：本实施例中，超导磁体用环氧树脂复合材料，其成分为(以下为重量份数)：双酚A环氧树脂90份、纳米三氧化二铝10份、增塑剂5份、固化剂5份。首先在液态双酚A环氧树脂中加入纳米三氧化二铝粉体，在室温下充分搅拌，得到产物A；在产物A中依次加入增韧剂、固化剂在室温条件下充分搅拌，得到产物B；将产物B在室温条件下固化6-12小时，得到复合材料C。实施例2：本实施例中，一种超导磁体用环氧树脂复合材料，其成分为(以下为重量份数)：双酚A环氧树脂90份、纳米三氧化二铝20份、增塑剂8份、固化剂8份。首先在液态双酚A环氧树脂中加入纳米三氧化二铝粉体，在室温下充分搅拌，得到产物A；在产物A中依次加入增韧剂、固化剂在室温条件下充分搅拌，得到产物B；将产物B在室温条件下固化6-12小时，得到复合材料C。实施例3：本实施例中，一种超导磁体用环氧树脂复合材料，其成分为(以下为重量份数)：双酚A环氧树脂90份、纳米三氧化二铝30份、增塑剂10份、固化剂10份。首先在液态双酚A环氧树脂中加入纳米三氧化二铝粉体，在室温下充分搅拌，得到产物A；在产物A中依次加入增韧剂、固化剂在室温条件下充分搅拌，得到产物B；将产物B在室温条件下固化6-12小时，得到复合材料C。实施例4：本实施例中，一种超导磁体用环氧树脂复合材料，其成分为(以下为重量份数)：双酚A环氧树脂100份、纳米三氧化二铝10份、增塑剂5份、固化剂5份。首先在液态双酚A环氧树脂中加入纳米三氧化二铝粉体，在室温下充分搅拌，得到产物A；在产物A中依次加入增韧剂、固化剂在室温条件下充分搅拌，得到产物B；将产物B在室温条件下固化6-12小时，得到复合材料C。实施例5：本实施例中，一种超导磁体用环氧树脂复合材料，其成分为(以下为重量份数)：双酚A环氧树脂100份、纳米三氧化二铝20份、增塑剂8份、固化剂8份。首先在液态双酚A环氧树脂中加入纳米三氧化二铝粉体，在室温下充分搅拌，得到产物A；在产物A中依次加入增韧剂、固化剂在室温条件下充分搅拌，得到产物B；将产物B在室温条件下固化6-12小时，得到复合材料C。实施例6：本实施例中，一种超导磁体用环氧树脂复合材料，其成分为(以下为重量份数)：双酚A环氧树脂100份、纳米三氧化二铝30份、增塑剂10份、固化剂10份。首先在液态双酚A环氧树脂中加入纳米三氧化二铝粉体，在室温下充分搅拌，得到产物A；在产物A中依次加入增韧剂、固化剂在室温条件下充分搅拌，得到产物B；将产物B在室温条件下固化6-12小时，得到复合材料C。对比例：本对比例中，一种环氧树脂材料，其成分为(以下为重量份数)：双酚A环氧树脂90份、增塑剂5份、固化剂5份。在液态双酚A环氧树脂中依次加入增韧剂、固化剂，在室温条件下充分搅拌，在室温条件下固化6-12小时，得到环氧树脂材料。对上述实施例制备的超导磁体用环氧树脂复合材料进行性能测试，结果见表1。表1.超导磁体用环氧树脂复合材料性能与对比例相比，由于添加无机粉体纳米三氧化二铝，实施例1～6的热膨胀系数减小、热导率提高、弹性模量增加。在实施例1～6中，纳米三氧化二铝的比例由低至高为：实施例4<实施例1<实施例5<实施例2<实施例6<实施例3，热膨胀系数、热导率、弹性模量也呈对应的规律性变化。以上所述仅为本专利技术的优选实施例，并不用于限制本专利技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导磁体用环氧树脂复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的成分：/n双酚A环氧树脂90-100份、无机填料10-30份，增韧剂5-10份、固化剂5-10份。/n

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体用环氧树脂复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的成分：
双酚A环氧树脂90-100份、无机填料10-30份，增韧剂5-10份、固化剂5-10份。


2.根据权利要求1所述的超导磁体用环氧树脂复合材料，其特征在于，所述无机填料是纳米三氧化二铝。


3.根据权利要求2所述的超导磁体用环氧树脂复合材料，其特征在于，所述纳米三氧化二铝是长度100-200纳米、直径10-20纳米的棒状颗粒。


4.根据权利要求1所述的超导磁体用环氧树脂复合材料，其特征在于，
所述增韧剂是比例为1:1的聚醚酰亚胺和环己六醇磷酸酯的混合物。

【专利技术属性】
技术研发人员：叶新羽，姚震，于国鹏，
申请(专利权)人：富通集团天津超导技术应用有限公司，中国石化工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12