改性环氧复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了改性环氧复合材料及其制备方法，按照质量百分比包括以下组分：环氧树脂50

【技术实现步骤摘要】
改性环氧复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于绝缘导热材料
，涉及一种改性环氧复合材料，还涉及上述改性环氧复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着电力系统中发电机组及变压器容量不断增大，流经输电线路及高压母线的额定电流也随之增大。电的运行过程中会产生大量的热量，如果不能及时消散，会对电力设备内部绝缘层产生巨大影响，加速绝缘层老化使其绝缘性能下降，影响其使用寿命，所以电子设备结构等材料的应用对导热性要求来越高。因此，各种新型绝缘导热材料的开发研究受到国内外学者的高度关注。
[0003]环氧树脂聚合物自身导热系数低，易脆，抗疲劳性差等不足限制了其在实际工程中如航空航天等高要求的的应用。而在之前加入纳米级的橡胶颗粒可以解决易脆，抗疲劳性等力学问题，如在这基础上能解决材料导热问题，将会是很好的绝缘材料，在工程生能够提供更好的选择。
[0004]在环氧改性领域中，通过填充高导热率微、纳米填料，改善环氧复合材料导热性是目前研究热点之一，其中，采用氧化铝和氮化硼掺杂环氧的研究很多。研究表明，大量氮化硼或一定程度微米氧化铝可以在极大提高环氧树脂产物的导热性，但其机械、电学及光学特性会受到不同程度的影响，而纳米氧化铝区别于微米氧化铝其表面积更大，可以以更少的粒子填充得到通宵的导热效果。过量时导热性能够大幅度提高，却以牺牲绝缘性为代价，且又存在分散困难、易团聚等问题，进而影响复合材料的各项性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种改性环氧复合材料，能在减少纳米填料含量的同时达到同样的导热效果。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，改性环氧复合材料，按照质量百分比包括以下组分：
[0007]环氧树脂50
‑
60％、纳米氧化铝0
‑
2％、纳米氮化硼0
‑
3％、橡胶3
‑
7％、固化剂35
‑
40％、促进剂0
‑
1％，上述组分的质量百分比总和为100％。
[0008]本专利技术的特点还在于：橡胶为液体端羧基丁腈橡胶，所述固化剂为MeHHPA，所述促进剂为咪唑。
[0009]纳米氮化硼的粒度为45
‑
55nm，纯度≥99％。
[0010]纳米氧化铝的长度为30
‑
60nm，纯度≥99％。
[0011]橡胶的平均粒径为240
‑
260nm。
[0012]本专利技术的另一目的是提供一种改性环氧复合材料的制备方法。
[0013]本专利技术所采用的另一技术方案是，改性环氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1、称取原料，所述原料按照质量百分比包括：环氧树脂50
‑
60％、纳米氧化铝0
‑
2％、纳米氮化硼0
‑
3％、橡胶3
‑
7％、固化剂35
‑
40％、促进剂0
‑
1％，上述组分的质量百分
比总和为100％；
[0015]步骤2、将所述橡胶与环氧树脂放入反应器中加热混合，得到混合液体；
[0016]步骤3、将所述混合液体进行脱气处理；
[0017]步骤4、将步骤3处理后的混合液体取出，并加入纳米氮化硼、纳米氧化铝搅拌分散，再对其进行震荡分散；
[0018]步骤5、将步骤4得到的产物转移至反应器中，依次加入固化剂、促进剂，加热搅拌后进行脱气处理得到混合物；之后对混合物进行热模浇铸，固化成型后得到改性环氧复合材料。
[0019]步骤2具体包括以下步骤：
[0020]步骤2.1、先将所述橡胶置于75
‑
85℃的烘箱内预热，待其有流动性后取出，然后用玻璃棒一端蘸取液体橡胶缓慢滴入环氧树脂中；
[0021]步骤2.2、将橡胶和环氧树脂的混合物置于148
‑
153℃的油浴中，搅拌40～60min，得到混合液体。
[0022]步骤3具体过程为：将所述混合液体置于86
‑
92℃真空干燥箱进行脱气处理。
[0023]步骤4具体过程为：将步骤3处理后的混合液体置于油浴中，加入纳米氮化硼、纳米氧化铝，85
‑
95℃搅拌分散40
‑
50min，再将其置于55
‑
65℃的超声震荡装置中震荡20
‑
40min。
[0024]步骤5具体过程为：将步骤4得到的产物转移至反应器中，依次加入固化剂、促进剂，室温下搅拌10
‑
20min后进行脱气处理得到混合物；之后对混合物进行热模浇铸，固化成型后得到改性环氧复合材料。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术的改性环氧复合材料，引入纳米氧化铝材料，可以减少提高导热性所需纳米氮化硼的含量，同时在减少了填料含量的情况下，导热性几乎不变，使橡胶能更好的增韧环氧树脂基体；作为绝缘材料增加导热性得同时，也增加了其韧性，使得环氧树脂复合材料有更加广泛的实用性，在绝缘材料收到高温影响时，能够通过纳米氧化铝和纳米氮化硼在内部共同构成得导热通路快速散热，有效的增加环氧复合材料的同时，大大的加强了其使用寿命。本专利技术的改性环氧复合材料的制备方法，操作简单，易于实现。
附图说明
[0027]图1是本专利技术改性环氧复合材料制备方法中实施例1得到的改性环氧复合材料拉伸断面的TEM图像；
[0028]图2是本专利技术改性环氧复合材料制备方法中实施例2得到的改性环氧复合材料拉伸断面的SEM图像；
[0029]图3是本专利技术改性环氧复合材料制备方法中实施例3得到的改性环氧复合材料拉伸断面的TEM图像；
[0030]图4是本专利技术改性环氧复合材料制备方法中实施例4得到的改性环氧复合材料拉伸断面的SEM图像；
[0031]图5是本专利技术改性环氧复合材料制备方法中实施例1得到的改性环氧复合材料的DSC图像；
[0032]图6是本专利技术改性环氧复合材料制备方法中填充了不同含量纳米氧化铝和纳米氮
化硼的改性环氧复合材料的热导率图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0034]改性环氧复合材料，按照质量百分比包括以下组分：
[0035]环氧树脂50
‑
60％、纳米氧化铝0
‑
2％、纳米氮化硼0
‑
3％、橡胶3
‑
7％、固化剂35
‑
40％、促进剂0
‑
1％，上述组分的质量百分比总和为100％。
[0036]橡胶为液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)，固化剂为MeHHPA，促进剂为咪唑。纳米氮化硼的粒度为45
‑
55nm，纯度≥99％。纳米氧化铝的长度为30
‑
60nm，纯度≥99％。CTBN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.改性环氧复合材料，其特征在于，按照质量百分比包括以下组分：环氧树脂50
‑
60％、纳米氧化铝0
‑
2％、纳米氮化硼0
‑
3％、橡胶3
‑
7％、固化剂35
‑
40％、促进剂0
‑
1％，上述组分的质量百分比总和为100％。2.根据权利要求1所述的改性环氧复合材料，其特征在于，所述橡胶为液体端羧基丁腈橡胶，所述固化剂为MeHHPA，所述促进剂为咪唑。3.根据权利要求1所述的改性环氧复合材料，其特征在于，所述纳米氮化硼的粒度为45
‑
55nm，纯度≥99％。4.根据权利要求1所述的改性环氧复合材料，其特征在于，所述纳米氧化铝的长度为30
‑
60nm，纯度≥99％。5.根据权利要求1所述的改性环氧复合材料，其特征在于，所述橡胶的平均粒径为240
‑
260nm。6.改性环氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、称取原料，所述原料按照质量百分比包括：环氧树脂50
‑
60％、纳米氧化铝0
‑
2％、纳米氮化硼0
‑
3％、橡胶3
‑
7％、固化剂35
‑
40％、促进剂0
‑
1％，上述组分的质量百分比总和为100％；步骤2、将所述橡胶与环氧树脂放入反应器中加热混合，得到混合液体；步骤3、将所述混合液体进行脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王闯，乔木，陈驰，赵妮，卜越，秦司晨，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：