基于氟化石墨烯制造技术

本发明专利技术公开了一种基于氟化石墨烯

【技术实现步骤摘要】
基于氟化石墨烯/微胶囊改性的环氧绝缘材料制备方法


[0001]本专利技术属于电气材料
，涉及一种基于氟化石墨烯
/
微胶囊改性的环氧绝缘材料制备方法
。

技术介绍

[0002]环氧树脂
(EP)
是以环氧树脂基体为主要原料与固化剂交联得到的环氧聚合物，其具有良好的绝缘性能和机械强度
。
但是环氧树脂聚合物存在无法自我修复微裂纹，因此在长期电场和热应力作用下，环氧树脂聚合物内部会产生微裂纹
、
电树枝等微小缺陷，如果没有及时修复这些细微损伤会不断发展，最终导致设备绝缘部件被击穿，严重威胁电力系统的安全运行
。
[0003]为了提升环氧树脂聚合物的自修复性能，可以在制备过程中添加自修复微胶囊到环氧树脂混合液中，但是表面未经改性处理的自修复微胶囊容易发生团聚现象导致应力集中，在制备过程中更容易产生缺陷，而且未经改性的自修复微胶囊无法改变环氧树脂聚合物局部放电时电场分布，不利于提升环氧树脂聚合物绝缘性能的提升
。
[0004]鉴于目前环氧树脂在长期热电老化的条件下内部缺陷不断增多的问题，提升环氧树脂这种热固性材料自修复性能迫在眉睫
。
现阶段常常采用共混相变微胶囊的方法提升环氧树脂材料的自修复性能
。
环氧树脂相变微胶囊的改性方法包括共混改性
、
接枝改性和静电自组装改性等方法
。
其中，共混还行是指将相变微胶囊与其他助剂通过物理或化学的方法混合而形成的宏观上均匀的复合材料
。
而接枝改性是指在偶联剂的作用下将相变微胶囊与其他助剂分子之间形成新的化学键生成新的连续均匀的复合材料
。
但是单一的共混改性很难做到改性助剂的均匀分散，而采用接枝改性的方法需要额外的助剂提高了材料制备的成本，同时容易污染环境
。
[0005]Yao Jialan
等以环氧树脂
、
十二烷基苯磺酸钠
(SDBS)、
氯化铵
、
间苯二酚为原材料制备自修复微胶囊
。
研究发现，当环氧树脂与尿素比例为
24
％时，
SDBS
用量为8％，氯化铵用量为
5.6
％，间苯二酚含量为
10.4
％，搅拌转速为
450r/min
时，制得的自修复微胶囊粒径最小，当微胶囊在涂层中的添加量为2％时，材料的抗腐蚀性能最好，使用寿命延长4倍
。
但是由于所采用的材料不具有改变电场分布的作用，材料的抑制局部放电能力没有提高
。(Progress in Organic Coatings,2019,132:440
‑
444)。
[0006]在中国专利文献
CN104624132A
中，公开了一种环保环氧树脂自修复微胶囊及其制备工艺的方法，将包含纳米无机物颗粒和水的水相与包含环氧树脂
、
单烯烃类单体
、
多烯烃类交联剂和引发剂的油相混合，形成稳定的水包油乳液；以及加热所述乳液使其进行乳液聚合，形成所述自修复环氧树脂微胶囊
。
改善了环氧树脂的自修复性能，但材料的抑制局部放电的性能没有显著改善
。
[0007]在中国专利文献
CN102600778B
中，公开了一种纳米复合环氧树脂自修复微胶囊及其制备方法，通过将二氧化硅纳米粒子分散在水中，把油溶性交联剂溶解于苯乙酸乙酯中，混合振动乳化成皮克林乳液
。
把皮克林乳液滴加到酸性条件下的聚氰胺甲醛预聚体溶液
中，得到目标产物，使得微胶囊具有很好的机械强度和热稳定性，但增大了微胶囊的脆性而且其抑制局部放电性能未得到提升
。
[0008]在中国专利文献
CN102698669B
中，公开了一种有机纳米橡胶颗粒增强环氧树脂自修复微胶囊的制备方法，通过将有机纳米橡胶颗粒分散在环氧树脂及其稀释剂的混合物中得到稳定分散的纳米相增强环氧树脂，将尿素
、
氯化铵和间苯二酚混合加入乳化剂水溶液中，同时把混合液的
pH
值调节为
3.5
，然后向其中加入环氧树脂进行乳化，最终通过抽滤
、
干燥得到微胶囊粉末
。
采用该方法制备的微胶囊可以进一步改善修复剂固化韧性，提高复合材料的力学性能，但其抑制局部放电性能没有得到很好的体现
。
[0009]上述现有公开的方法中虽然部分改善了自修复微胶囊的性能，然而没有实现自修复微胶囊复合材料修复性能与抑制局部放电性能的协同提升，有必要提出一种新的环氧树脂自修复微胶囊的制备方法
。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种基于氟化石墨烯
/
微胶囊改性的环氧绝缘材料制备方法
。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，该基于氟化石墨烯
/
微胶囊改性的环氧绝缘材料制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1
：将去离子水
、
尿素
、
氯化铵
、
十二烷基苯磺酸钠
、
纳米氟化石墨烯和
1,6
‑
己二醇二缩水甘油醚混合进行合成自修复微胶囊的原料乳化，形成乳液；
[0013]S2
：将甲醛溶液加入到所述步骤
S1
中得到的乳液中，将甲醛溶液和乳液二者共混若干小时，得到混合乳液；
[0014]S3
：将所述步骤
S2
所得混合乳液注入容器并置于低温水浴若干小时，直至出现固液相分层；
[0015]S4
：将固液相分层后的悬浊液倒入抽滤器中，真空抽滤若干小时，得到悬浊液中的固相沉淀物；
[0016]S5
：将所述步骤
S4
中获得的固相沉淀物置于蒸发皿中，并置于真空状态下进行烘干处理，得到干燥的表面包覆氟化石墨烯的微胶囊粉末；
[0017]S6
：将所述步骤
S5
中得到的表面包覆氟化石墨烯的微胶囊粉末，置于无水乙醇溶液中进行超声振荡，得到表面包覆氟化石墨烯的自修复微胶囊；
[0018]S7
：将所述步骤
S6
中得到的表面包覆氟化石墨烯的自修复微胶囊加入到环氧树脂混合液中，真空搅拌，最后将混合液浇注至模具中，前固化若干小时，后固化若干小时，得到自修复微胶囊环氧树脂聚合物
。
[0019]构成自修复微胶囊的乳化剂原材料中含有阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，微胶囊外壳在溶液中呈现负电荷，易于吸引游离在溶液中带正电荷的纳米氟化石墨烯，从而引发静电自组装效应，形成包覆结构；
[0020]获得表面包覆纳米氟化石墨烯界面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于氟化石墨烯
/
微胶囊改性的环氧绝缘材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：将去离子水
、
尿素
、
氯化铵
、
十二烷基苯磺酸钠
、
纳米氟化石墨烯和
1,6
‑
己二醇二缩水甘油醚混合进行合成自修复微胶囊的原料乳化，形成乳液；
S2
：将甲醛溶液加入到所述步骤
S1
中得到的乳液中，将甲醛溶液和乳液二者共混若干小时，得到混合乳液；
S3
：将所述步骤
S2
所得混合乳液注入容器并置于低温水浴若干小时，直至出现固液相分层；
S4
：将固液相分层后的悬浊液倒入抽滤器中，真空抽滤若干小时，得到悬浊液中的固相沉淀物；
S5
：将所述步骤
S4
中获得的固相沉淀物置于蒸发皿中，并置于真空状态下进行烘干处理，得到干燥的表面包覆氟化石墨烯的微胶囊粉末；
S6
：将所述步骤
S5
中得到的表面包覆氟化石墨烯的微胶囊粉末，置于无水乙醇溶液中进行超声振荡，得到表面包覆氟化石墨烯的自修复微胶囊；
S7
：将所述步骤
S6
中得到的表面包覆氟化石墨烯的自修复微胶囊加入到环氧树脂混合液中，真空搅拌，最后将混合液浇注至模具中，前固化若干小时，后固化若干小时，得到自修复微胶囊环氧树脂聚合物
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤
S1
中，去离子水
、
尿素
、
氯化铵
、
十二烷基苯磺酸钠和
1,6
‑
己二醇二缩水甘油醚混合时质量占比分别为
40
～
60
％
、2
～4％
、0.2
～
0.4
％
、0.2
～
0.4
％和
15
～
20
％；所述步骤
S2
中的甲醛溶液为
30
‑
40wt
％，与乳液共混时质量占比为
10
％～
15
％
。3.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤
S2
中，纳米氟化石墨烯在混合乳液中质量占比为
0.8
～
1.2
％或
1.6
～3％
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤
S2
中，将甲醛溶液和乳液二者置于
50℃
‑
55℃
的反应釜中以
400
‑
500...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜斌，黄基宏，贺春，徐科，张弛，高斌，李松原，赵玉顺，陈楠清，刘力卿，张博越，张贺，曹宝夷，黄天诚，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：