一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料制备方法与流程

本发明涉及环氧树脂新材料领域，具体涉及一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

2、由于环氧树脂具有较好的电气绝缘性、物理机械性以及热固性，因此被广应用，尤其是在电气材料制造领域。现有技术中制造电气绝缘环氧树脂，多通过基体树脂与改性材料的融合而形成，其中的基体树脂多为双酚a型树脂，即多为环氧氯丙烷与双酚a或多元醇的缩聚产物。由于基体树脂是不可再生的双酚a环氧树脂，即其来源于不可再生的石油基资源，随着时间的延长，不可再生资源的减少会导致其成本的升高，且通过该基体树脂得到固化物是不能够降解的，导致生产出的材料被废弃后难以自然降解，容易对环境产生影响。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用可再生资源作为原材料且可降解的环保型电气绝缘环氧树脂复合材料制备方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1：树脂前驱体的制备

4、将丁香酚和环氧大豆油按照1～5比1的摩尔比进行配比反应获得含有烯丙基结构和环氧基团的可在生单体；而后加入相转移催化剂，在温度为80～140度的环境中进行反应，反应时长为2～12小时，从而获得树脂的前驱体；

5、步骤2：多官能度的可再生环氧树脂的制备

6、将步骤1获取的树脂前驱体采用双键氧化制备环氧工艺制备可再生环氧树脂，其中树脂前驱体与氧化剂的摩尔比为1比1～5，反应温度为-20～30℃，反应时长为12～48小时；

7、步骤3：混合体的制备

8、上述步骤2获得的可再生环氧树脂为a组分，环氧稀释剂为b组分、酸酐类固化剂为c组、微硅粉为d组分、硅烷偶联剂为e组分、固化促进剂为f组分；以a组分为60～80份、b组分为15～35份、c组分为80～100份、d组分为a组分的90％或100％、e组分为3～5份、f组分为a、b、c组分之和的0.1～0.3％进行混合获得混合体；

9、步骤4：固化

10、对步骤3获得的混合体进行固化，固化温度为60～130度，固化时长为6～24小时，固化后获得环保型电气绝缘环氧树脂复合材料。

11、2.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为1比1，此时的树脂前驱体为ⅰ型树脂前驱体；步骤2以ⅰ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅰ型可再生环氧树脂。

12、3.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为2比1，此时的树脂前驱体为ⅱ型树脂前驱体；步骤2以ⅱ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅱ型可再生环氧树脂。

13、4.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为3比1，此时的树脂前驱体为ⅲ型树脂前驱体；步骤2以ⅲ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅲ型可再生环氧树脂。

14、5.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为4比1，此时的树脂前驱体为ⅳ型树脂前驱体；步骤2以ⅳ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅳ型可再生环氧树脂。

15、6.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为5比1，此时的树脂前驱体为ⅴ型树脂前驱体；步骤2以ⅴ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅴ型可再生环氧树脂。

16、7.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的固化促进剂为碱性或中性促进剂。

17、8.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的酸酐类固化剂为邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐或四氢苯酐其中之一。

18、9.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的固化促进剂为二甲基苄胺、二乙基苄胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、甲基咪唑或乙基咪唑其中之一。

19、10.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4中获得的环保型电气绝缘环氧树脂复合材料其玻璃化转变温度为60～110℃，此时环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的室温导热系数为0.5～0.7w/mk，击穿电压大于20kw/mm，在自然界条件下能够缓慢降解；好处在于通过将玻璃化转变温度设置在60～110℃可保障环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的击穿电压以及室温导热系数，从而保障散热以及可靠的电绝缘。

20、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：环氧大豆油固化产物具有一定的强度和热稳定性，并且与传统环氧树脂相比，具有更加突出的抗冲击强度、断裂韧性及生物降解性。本发明利用丁香酚的特殊结构来改善环氧大豆油存在的固化速度慢和硬度低的问题。同时本发明树脂前驱体制造所采用的原料均为可再生材料，减少了传统绝缘树脂制造时需要的不可再生材料双酚a。本发明生产的绝缘树脂为可降解树脂，解决的了现在电气绝缘环氧树脂复合材料中的基体树脂不可再生和固化物不能够降解的问题。

技术特征：

1.一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为1比1，此时的树脂前驱体为ⅰ型树脂前驱体；步骤2以ⅰ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅰ型可再生环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为2比1，此时的树脂前驱体为ⅱ型树脂前驱体；步骤2以ⅱ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅱ型可再生环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为3比1，此时的树脂前驱体为ⅲ型树脂前驱体；步骤2以ⅲ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅲ型可再生环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为4比1，此时的树脂前驱体为ⅳ型树脂前驱体；步骤2以ⅳ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅳ型可再生环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中丁香酚和环氧大豆油的摩尔比为5比1，此时的树脂前驱体为ⅴ型树脂前驱体；步骤2以ⅴ型树脂前驱体为原料制备的可再生环氧树脂为ⅴ型可再生环氧树脂。

7.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的固化促进剂为碱性或中性促进剂。

8.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的酸酐类固化剂为邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐或四氢苯酐其中之一。

9.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的固化促进剂为二甲基苄胺、二乙基苄胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、甲基咪唑或乙基咪唑其中之一。

10.根据权利要求1所述的一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4中获得的环保型电气绝缘环氧树脂复合材料其玻璃化转变温度为60～110℃，室温导热系数为0.5～0.7w/mk，在自然界条件下可缓慢降解。

技术总结
本发明公开了一种环保型电气绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：树脂前驱体的制备，将丁香酚和环氧大豆油按照配比反应，而后加入相转移催化剂，反应后获得树脂的前驱体；步骤2：多官能度的可再生环氧树脂的制备，将获取的树脂前驱体采用双键氧化制备环氧工艺制备可再生环氧树脂；步骤3：混合体的制备，将获得的可再生环氧树脂、环氧稀释剂、酸酐类固化剂、微硅粉、硅烷偶联剂、固化促进剂混合获得混合体；步骤4：固化，对获得的混合体进行固化，固化后获得环保型电气绝缘环氧树脂复合材料。优点是具有更加突出的抗冲击强度、断裂韧性，解决了现有电气绝缘环氧树脂复合材料中基体树脂不可再生和固化后不能降解问题。

技术研发人员：刘东伟
受保护的技术使用者：浙江众拓新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16