【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热固性树脂，涉及一种电工环氧树脂活性添加剂、组合物及其制备方法与应用。
技术介绍
1、环氧树脂具有优异的力学性能、热学性能及绝缘性能，是盆式绝缘子、干式变压器等电力设备制造最关键的原材料之一。随着电力设备朝着高电压、大容量和紧凑型的方向发展，要求电工环氧材料同时具备高击穿强度和低介电损耗。因此，制造高击穿强度低介电损耗的电工环氧树脂，对电力设备行业的高质量发展具有重要的意义。
2、目前，在提高电工环氧树脂击穿强度的研究上，一方面在环氧树脂基体中加入纳米填料(al2o3、sio2、tio2、ain、bn、batio3)构建出电荷陷阱来限制电荷传输，有效提高了电工环氧树脂的击穿强度并降低介电损耗。如专利cn112745638a中在脂环族环氧树脂中加入纳米sio2产生界面电荷陷阱，提高了击穿强度。论文“王威望.聚合物纳米复合电介质的击穿性能[j].电工技术学报，2017，32(16)：12”总结了添加纳米填料提高击穿强度的机制。然而，大量使用纳米颗粒容易发生团聚而产生孔隙、裂纹等物理缺陷，引发电气设备的绝缘故障，在工业应用中纳米填料改性的方法仍需解决均匀分散的工艺问题。另一方面，在环氧树脂固化完成后对其表层进行氟化、臭氧、等离子体照射和电子束照射等方法处理，有效提高了电工环氧树脂沿面的击穿强度。如专利cn115472358a中将环氧树脂置于紫外辐照真空腔中，通过氘灯辐照，提升了真空中环氧树脂的沿面闪络特性。然而，氟化、等离子体照射等处理后，材料的体击穿强度并未得到改善。总结来看，目前的方法在工业应用上还存在一
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种电工环氧树脂活性添加剂、组合物及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例提供了一种电工环氧树脂活性添加剂，所述电工环氧树脂活性添加剂具有如式(i)所示的结构：
4、
5、其中，r1源自含碳碳双键的酚类化合物。
6、本专利技术实施例还提供了前述的电工环氧树脂活性添加剂的制备方法，其包括：
7、在保护性气氛中，使包含含碳碳双键的酚类化合物、八(二甲基硅氧基)八倍半硅氧烷、第一催化剂和溶剂的混合反应体系反应，制得电工环氧树脂活性添加剂前驱体；
8、以及，在保护性气氛中，使所述电工环氧树脂活性添加剂前驱体、环氧卤代丙烷与第二催化剂混合并于50～80℃反应，之后降温至20～50℃加入碱性化合物继续反应，制得电工环氧树脂活性添加剂。
9、本专利技术实施例还提供了一种电工环氧树脂组合物，其包括：前述的电工环氧树脂活性添加剂、双酚型环氧树脂、酸酐固化剂及促进剂。
10、本专利技术实施例还提供了一种电工环氧树脂固化物的制备方法，其包括：使前述的电工环氧树脂组合物进行梯度固化，制得电工环氧树脂固化物。
11、本专利技术实施例还提供了由前述的制备方法制得的电工环氧树脂固化物。
12、本专利技术实施例还提供了前述的电工环氧树脂组合物或电工环氧树脂固化物在真空浇注环氧绝缘件、真空压力浸胶绝缘件或电力电子器件制造领域中的应用。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
14、(1)本专利技术通过在环氧树脂组分中引入较低lumo能级的环氧树脂添加剂，构造出本征分子电荷陷阱，使环氧树脂固化物的本征直流击穿强度、交流击穿强度和体积电阻率分别可提升20～46％，18～27％和70～300％，避免了纳米填料和表层处理两种方法所带来的分散工艺难、长期稳定性不佳的问题。
15、(2)本专利技术的电工环氧树脂活性添加剂的端基为环氧基，可参与正常的交联反应，形成紧密的交联网络结构，在通过酸酐固化剂和促进剂固化后，环氧树脂固化物分子结构中不存在相分离问题，可增强树脂固化物的交联密度，进而提升耐热和机械性能；
16、(3)本专利技术采用poss结构与酚类化合物合成电工环氧树脂活性添加剂，由于分子结构中具有poss结构和共轭π键，使得电工环氧树脂活性添加剂具有较低的lumo能级(-2～0.4ev)，与双酚型环氧树脂(-0.2～0.5ev)组合后，两者之间具有较高的lumo能极差。本专利技术通过这一组合在树脂固化物内部形成较深的分子电荷陷阱，进而抑制电荷迁移，提高击穿强度和降低介电损耗；
17、(4)本专利技术的电工环氧树脂活性添加剂直接采用si-h加成反应，具有反应条件温和，工艺简单，易实现工业化生产的特点。
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1.一种电工环氧树脂活性添加剂，其特征在于，所述电工环氧树脂活性添加剂具有如式(I)所示的结构：
2.如权利要求1所述的电工环氧树脂活性添加剂的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括：在保护性气氛中，将含碳碳双键的酚类化合物、第一催化剂与溶剂充分混合，再于50～90℃的条件下滴加八(二甲基硅氧基)八倍半硅氧烷形成所述混合反应体系并反应12～24h，之后经去除溶剂、干燥处理，制得电工环氧树脂活性添加剂前驱体；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述含碳碳双键的酚类化合物、第一催化剂与八(二甲基硅氧基)八倍半硅氧烷的摩尔比为1∶4～8×10-5∶6～10；
5.一种电工环氧树脂组合物，其特征在于包括：权利要求1所述的电工环氧树脂活性添加剂、双酚型环氧树脂、酸酐固化剂及促进剂。
6.根据权利要求5所述的电工环氧树脂组合物，其特征在于包括按质量份计算的如下组分：电工环氧树脂活性添加剂5～50份、双酚型环氧树脂50～95份、酸酐固化剂60～90份及促进剂0.4～1份；>
7.一种电工环氧树脂固化物的制备方法，其特征在于，包括：使权利要求5或6所述的电工环氧树脂组合物进行梯度固化，制得电工环氧树脂固化物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，具体包括：
9.由权利要求7或8所述的制备方法制得的电工环氧树脂固化物。
10.权利要求5或6所述的电工环氧树脂组合物或权利要求9所述的电工环氧树脂固化物在真空浇注环氧绝缘件、真空压力浸胶绝缘件或电力电子器件制造领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种电工环氧树脂活性添加剂，其特征在于，所述电工环氧树脂活性添加剂具有如式(i)所示的结构：
2.如权利要求1所述的电工环氧树脂活性添加剂的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括：在保护性气氛中，将含碳碳双键的酚类化合物、第一催化剂与溶剂充分混合，再于50～90℃的条件下滴加八(二甲基硅氧基)八倍半硅氧烷形成所述混合反应体系并反应12～24h，之后经去除溶剂、干燥处理，制得电工环氧树脂活性添加剂前驱体；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述含碳碳双键的酚类化合物、第一催化剂与八(二甲基硅氧基)八倍半硅氧烷的摩尔比为1∶4～8×10-5∶6～10；
5.一种电工环氧树脂组合物，其特征在于包括：权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨克荣，刘小青，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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