【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电气绝缘材料，尤其涉及一种脂环族环氧树脂基组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、绝缘子是超/特高压输电线路的核心绝缘设备，对保障电网安全平稳运行具有重要意义。脂环族环氧树脂基绝缘材料由于具有出色的力学强度、优异的阻水阻湿性和突出的界面耐老化性能，而广泛应用于制备绝缘子。然而，脂环族环氧树脂本身不具备憎水性能，限制了其在绝缘子领域的应用。
2、当前，提升脂环族环氧树脂憎水性能的方法主要包括基体化学改性和表面涂覆有机硅。基体化学改性是通过化学合成，将有机硅、氟等元素引入环氧树脂分子结构，实现憎水性能。该方法化学反应合成操作难度高，大批量制备实现困难。表面涂覆有机硅则是将室温硫化硅橡胶(rtv)涂覆在环氧树脂表面，实现憎水性。该方法在环氧树脂与rtv涂层之间存在宏观物理界面，rtv涂层界面结合强度受工艺和施工人员操作影响，并在高湿热等恶劣环境下宏观界面易失效，导致涂层脱落。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提出一种脂环族环氧树脂基组合物，该组合物中，脂环族环氧树脂与有机硅层间无宏观界面，且该组合物具有憎水性。
2、另，还有必要提供一种所述脂环族环氧树脂基组合物的制备方法及应用。
3、本申请一实施方式提供一种脂环族环氧树脂基组合物，其包括按重量份计的如下组分：脂环族环氧树脂90份～120份；有机硅预聚体5份～20份；固化剂70份～90份；促进剂0.5份～2份。其中，所述有机硅预聚体包括按重量份计的如下组分：脂环族环氧树脂25份～30份；聚
4、所述脂环族环氧树脂可为但不限于3,4-环氧环己基甲基、3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、四氢茚二环氧化物、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯、二氧化乙烯基环己烯、4,4-(1-甲基乙基茚基)二环乙基二甘油醚基酯中的一种或多种。
5、一种实施方式中，所述聚硅氧烷包括端羟基聚二甲基硅氧烷、端胺基聚二甲基硅氧烷、端环氧聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
6、一种实施方式中，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。
7、一种实施方式中，所述固化剂包括甲基六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐中的一种或多种。
8、一种实施方式中，所述促进剂包括n,n-二甲基苄胺、2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或多种。
9、本申请一实施方式提供一种脂环族环氧树脂基组合物的制备方法，包括如下步骤：
10、制备有机硅预聚体：将脂环族环氧树脂、聚硅氧烷、硅烷偶联剂和催化剂充分混合，然后加热并搅拌2～3小时，冷却后得到有机硅预聚体；其中，所述脂环族环氧树脂的重量份数为25份～30份，所述聚硅氧烷的重量份数为30份～35份，所述硅烷偶联剂的重量份数为2份～3份，所述催化剂的重量份数为0.1份～0.2份；
11、混合：将脂环族环氧树脂、固化剂、促进剂和所述有机硅预聚体搅拌混合，将混合物注入模具中，并将所述模具置于30℃～50℃的环境中保温1～5小时；其中，所述脂环族环氧树脂的重量份数为90份～120份，所述有机硅预聚体的重量份数为5～20份，所述固化剂的重量份数为70份～90份，所述促进剂的重量份数为0.5份～2份；
12、固化：将所述模具置于95℃～105℃的环境中保温1.5～2.5小时，再置于115℃～125℃的环境中保温0.5～1.5小时，再置于145℃～155℃的环境中保温2.5～3.5小时，最后冷却，脱模后得到所述脂环族环氧树脂基组合物。
13、其中，所述脂环族环氧树脂包括3,4-环氧环己基甲基、3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、四氢茚二环氧化物、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯、二氧化乙烯基环己烯、4,4-(1-甲基乙基茚基)二环乙基二甘油醚基酯中的一种或多种。
14、一种实施方式中，将混合物注入模具之前，所述制备方法还包括：对所述模具进行预处理，以使所述模具的表面能低于15mj/m2。
15、一种实施方式中，所述聚硅氧烷包括端羟基聚二甲基硅氧烷、端胺基聚二甲基硅氧烷、端环氧聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
16、一种实施方式中，所述固化剂包括甲基六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐中的一种或多种，所述促进剂包括n,n-二甲基苄胺、2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或多种。
17、本申请一实施方式提供一种绝缘子，其包括如上所述的脂环族环氧树脂基组合物。
18、本申请首先将聚硅氧烷和脂环族环氧树脂制备成有机硅预聚体，再将有机硅预聚体与脂环族环氧树脂共混，并利用聚硅氧烷与脂族环氧树脂不相容、自发分层的固有属性，使得在共混时有机硅预聚体中的脂环族环氧树脂与外部的脂环族环氧树脂形成共价连接，从而使得有机硅预聚体与外部的脂环族环氧树脂之间部分相容、自然过渡而无宏观界面层。本申请的脂环族环氧树脂基组合物，在不牺牲脂环族环氧树脂基体-芯棒界面性能(绝缘子芯棒与脂环族环氧树脂基体之间的界面性能主要指的是界面的气密性、粘接强度、电气绝缘性能和材料老化特性等)的前提下，还能协同实现材料表面憎水与脂环族环氧树脂-有机硅预聚体层间无宏观界面的效果。本申请的制备方法操作简单，可大批量制备，具有广阔的应用前景。
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1.一种脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，包括按重量份计的如下组分：
2.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述聚硅氧烷包括端羟基聚二甲基硅氧烷、端胺基聚二甲基硅氧烷、端环氧聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述固化剂包括甲基六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述促进剂包括N,N-二甲基苄胺、2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或多种。
6.一种脂环族环氧树脂基组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将混合物注入模具之前，所述制
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚硅氧烷包括端羟基聚二甲基硅氧烷、端胺基聚二甲基硅氧烷、端环氧聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂包括甲基六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐中的一种或多种，所述促进剂包括N,N-二甲基苄胺、2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或多种。
10.一种绝缘子，其特征在于，所述绝缘子包括如权利要求1～5任一项所述的脂环族环氧树脂基组合物。
...【技术特征摘要】
1.一种脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，包括按重量份计的如下组分：
2.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述聚硅氧烷包括端羟基聚二甲基硅氧烷、端胺基聚二甲基硅氧烷、端环氧聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述固化剂包括甲基六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的脂环族环氧树脂基组合物，其特征在于，所述促进剂包括n,n-二甲基苄胺、2,4,...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘育豪，林荧，曹彬，涂彦昕，王黎明，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：
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