【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料，涉及一种可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料及其制法与应用。
技术介绍
1、环氧树脂由于其优异的绝缘、热学以及机械性能，被广泛应用于电力设备的支撑、绝缘和密封等关键部件。然而，致密的三维交联结构使得环氧树脂难以有效降解，容易导致电气设备退役后整体废弃，一方面造成环境污染，另一方面设备内部的金属等材料无法回收利用造成严重的资源浪费。
2、近年来，发现基于动态共价化学可实现环氧树脂在特定刺激(包括加热、光照、ph和催化剂)下的降解，实现材料重复加工和自修复。受此启发，国内外学者将动态共价键引入环氧树脂交联网络，制备了系列具有优异降解性能的新型材料，但是动态共价键的加入赋予了环氧树脂可降解的性能，但同样也会影响其介电性能等绝缘性能。因此提供一种可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料及其制法与应用，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可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料，制备所述环氧树脂基复合绝缘材料的原料包括如下组分：可控降解的环氧树脂前驱体、环氧稀释剂、固化剂、促进剂及无机填料；其中，所述可控降解的环氧树脂前驱体具有如式(i)所示的结构：
4、
5、其中，r1选自r2选自r3、r4均独立地选自氢原子、c1～c6的烷基、c1～c6的烷氧基、
6、本专利技术实施例还提供了前述可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料的制备方法，其包括：
7、制备可控降解的环氧树脂前驱体；
8、将可控降解的环氧树脂前驱体、环氧稀释剂、固化剂、促进剂与无机填料混合并于80～160℃进行梯度固化，制得可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料。
9、本专利技术实施例还提供了前述可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料于电力设备的支撑、绝缘和密封或对电力设备回收中的应用。
10、本专利技术实施例还提供了一种可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料的降解方法，其包括：
11、提供前述可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料；
12、将所述环氧树脂基复合绝缘材料置于酸性溶液并于50～140℃反应2～12h，从而实现环氧树脂基复合绝缘材料的降解。
13、本专利技术实施例还提供了一种可控降解的环氧树脂前驱体，它具有如式(i)所示的结构：
14、
15、其中，r1选自r2选自r3、r4均独立地选自氢原子、c1～c6的烷基、c1～c6的烷氧基、苯基、苯氧基或c3～c7的环烷基。
16、本专利技术实施例还提供了前述的可控降解的环氧树脂前驱体的制备方法，其包括：
17、使包含式(ⅱ)所示结构的化合物、氯硅烷化合物和缚酸剂的第一混合反应体系于0～60℃进行取代反应6～24h，制得式(ⅱi)所示结构的化合物；
18、使包含所述式(iii)所示结构的化合物、多元醇和酸性催化剂的第二混合反应体系于120～160℃进行缩醛反应6～24h，制得式(iv)所示结构的化合物；
19、以及，使包含所述式(iv)所示结构的化合物、环氧氯丙烷、相转移催化剂和氢氧化钠的第三混合反应体系于30～80℃反应12～36h，制得可控降解的环氧树脂前驱体；
20、其中，式(ii)-式(iv)所示结构的化合物如下所示：
21、
22、其中，r2选自r3、r4均独立地选自氢原子、c1～c6的烷基、c1～c6的烷氧基、苯基、苯氧基或c3～c7的环烷基。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
24、(1)本专利技术中的可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料兼具优异的热力学性能和电学性能，还具有在特定环境下快速降解的特性，适用于电力设备的支撑、绝缘和密封；
25、(2)本专利技术将缩醛结构与低介电的硅元素结合，开发了一系列含硅可控降解的环氧树脂前驱体；制备方法简单，操作易懂，反应条件可控，易于实施，适于大规模工业化生产。
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1.一种可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料，其特征在于，制备所述环氧树脂基复合绝缘材料的原料包括如下组分：可控降解的环氧树脂前驱体、环氧稀释剂、固化剂、促进剂及无机填料；其中，所述可控降解的环氧树脂前驱体具有如式(I)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂基复合绝缘材料，其特征在于：所述环氧树脂基复合绝缘材料的玻璃化转变温度为80～160℃，拉伸强度为70～110MPa，导热系数≥0.5，电气强度≥30KV/mm；
3.根据权利要求1所述的环氧树脂基复合绝缘材料，其特征在于：所述环氧稀释剂包括丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、C12-14脂肪缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的任意一种或两种以上的组合；
4.如权利要求1-3中任一项所述可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，具体包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述
7.权利要求1-3中任一项所述可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料于电力设备的支撑、绝缘和密封或对电力设备回收中的应用。
8.一种可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料的降解方法，其特征在于，包括：
9.一种可控降解的环氧树脂前驱体，其特征在于，所述环氧树脂前驱体具有如式(I)所示的结构：
10.权利要求9所述的可控降解的环氧树脂前驱体的制备方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种可控降解的环氧树脂基复合绝缘材料，其特征在于，制备所述环氧树脂基复合绝缘材料的原料包括如下组分：可控降解的环氧树脂前驱体、环氧稀释剂、固化剂、促进剂及无机填料；其中，所述可控降解的环氧树脂前驱体具有如式(i)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂基复合绝缘材料，其特征在于：所述环氧树脂基复合绝缘材料的玻璃化转变温度为80～160℃，拉伸强度为70～110mpa，导热系数≥0.5，电气强度≥30kv/mm；
3.根据权利要求1所述的环氧树脂基复合绝缘材料，其特征在于：所述环氧稀释剂包括丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、c12-14脂肪缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的任意一种或两种以上的组合；
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘小青，代金月，王帅朋，江艳华，
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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