一种热稳定性的改性环氧树脂及制备方法和应用与流程

本申请属于绝缘封装，尤其涉及一种热稳定性的改性环氧树脂及制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，在电子元器件领域，随着微电子集成和组装技术的发展，使得电子电器走向了小型轻量化，微电子集成电路向高速度、高度集成化、高频率、多功能和微型化；在电气设备领域，随着电力传输工程的快速成长，电气设备向大容量、高电压、高功率密度化发展，导致电力电气器件的电压等级和功率等级不断增加；因此电子元器件和电力电气设备消耗的电能、产生的热量，越来越大，工作温度迅速向高温方向倾斜，这些热量的不断积累会加速绝缘电介质的老化失效，极大地降低电子元器件和电气设备运行的可靠性和寿命；环氧树脂是应用最为广泛的电子元器件和电气设备绝缘封装材料之一，然而目前的环氧树脂热稳定性等性较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种热稳定性的改性环氧树脂及制备方法和应用，用于解决现有技术中环氧树脂热稳定性较低的技术问题。

2、本申请第一方面提供了一种热稳定性的改性环氧树脂，原料包括环氧树脂固化组分和改性纳米复合颗粒；

3、所述环氧树脂固化组分包括环氧树脂基体、固化剂、促进剂；

4、所述改性纳米复合颗粒选自氧化铝负载的锡铋合金纳米颗粒。

5、优选的，所述热稳定性的改性环氧树脂中，改性纳米复合颗粒的掺杂量不大于20wt％。

6、优选的，所述热稳定性的改性环氧树脂中，改性纳米复合颗粒的掺杂量不大于7wt％。

7、优选的，所述改性纳米复合颗粒的粒径为1～500nm。

8、优选的，所述改性纳米复合颗粒中，氧化铝和锡铋合金的摩尔比为8～12：1～2；

9、所述锡铋合金中，锡原子和铋原子的摩尔比为7～11：5～9。

10、优选的，所述环氧树脂固化组分中，环氧树脂基体、固化剂、促进剂的质量比为5～20:0.5～2:0.1～1。

11、优选的，所述环氧树脂基体选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种；

12、所述固化剂选自聚酰胺固化剂、酸酐固化剂、脂肪族多元胺固化剂中的至少一种；

13、所述促进剂选自叔胺类促进剂、取代脲促进剂、咪唑类促进剂中的至少一种。

14、优选的，所述环氧树脂基体选自双酚a型环氧树脂epikote828l；

15、所述固化剂选自聚酰胺固化剂650；

16、所述促进剂选自叔胺类促进剂2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。

17、本申请第二方面提供了一种热稳定性的改性环氧树脂的制备方法，制备方法包括步骤：

18、步骤s1、将环氧树脂基体、固化剂、促进剂混合后搅拌均匀，得到环氧树脂固化组分；

19、步骤s2、将改性纳米复合颗粒加入环氧树脂固化组分中搅拌均匀，室温下静置得到热稳定性的改性环氧树脂。

20、优选的，步骤s1中，所述环氧树脂固化组分中，环氧树脂基体、固化剂、促进剂的质量比为5～20:0.5～2:0.1～1；

21、步骤s2中，所述热稳定性的改性环氧树脂中，改性纳米复合颗粒的掺杂量不大于20wt％。

22、优选的，步骤s2中，所述改性纳米复合颗粒的制备方法包括步骤：

23、s21、惰性气氛下，将锡盐和铋盐的混合溶液滴加到含有还原剂的氧化铝悬浮液中，还原得到改性纳米复合颗粒。

24、优选的，所述锡盐和铋盐的混合溶液中，溶质锡离子和铋离子的摩尔比为7～11：5～9。

25、所述氧化铝悬浮液中氧化铝和所述锡盐和铋盐的混合溶液中锡离子和铋离子之和的摩尔比为8～12：1～2。

26、优选的，所述还原剂选自硼氢化钠、抗坏血酸，硫代硫酸钠，硫酸亚铁铵中的至少一种。

27、本申请第三方面提供了热稳定性的改性环氧树脂在电子元器件或电气设备封装领域中的应用。

28、综上所述，本申请提供了一种热稳定性的改性环氧树脂及制备方法和应用，热稳定性的改性环氧树脂包括环氧树脂、固化剂、促进剂等环氧树脂固化组分以及改性纳米复合颗粒，其中，固化剂、促进剂加快环氧树脂固化速度，而氧化铝负载的锡铋合金纳米颗粒作为改性纳米复合颗粒一方面与环氧树脂基体相容性好，有利于与环氧树脂分子相互作用形成氢键、化学键或范德华力等相互作用力，增加了环氧树脂分子链在加热过程中断裂所需要的能量，另一方面与环氧树脂相比，氧化铝负载的锡铋合金纳米颗粒导热性好，能够作为导热通路将热量散发出去，从而提高了环氧树脂的热稳定性，本申请提供的热稳定性的改性环氧树脂通过氧化铝负载的锡铋合金纳米颗粒一方面与环氧树脂产生相互作用，另一份方面作为导热通路，从而提高了环氧树脂的热稳定性，解决现有技术中环氧树脂热稳定性较低的技术问题。

技术特征：

1.一种热稳定性的改性环氧树脂，其特征在于，原料包括环氧树脂固化组分和改性纳米复合颗粒；

2.根据权利要求1所述的一种热稳定性的改性环氧树脂，其特征在于，所述热稳定性的改性环氧树脂中，改性纳米复合颗粒的掺杂量不大于20wt％。

3.根据权利要求1所述的一种热稳定性的改性环氧树脂，其特征在于，所述改性纳米复合颗粒的粒径为1～500nm。

4.根据权利要求1所述的一种热稳定性的改性环氧树脂，其特征在于，所述改性纳米复合颗粒中，氧化铝和锡铋合金的摩尔比为8～12：1～2；

5.根据权利要求1所述的一种热稳定性的改性环氧树脂，其特征在于，所述环氧树脂固化组分中，环氧树脂基体、固化剂、促进剂的质量比为5～20:0.5～2:0.1～1。

6.根据权利要求1所述的一种热稳定性的改性环氧树脂，其特征在于，所述环氧树脂基体选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种；

7.权利要求1-6任一项所述的一种热稳定性的改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

8.根据权利要求7所述的一种热稳定性的改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述改性纳米复合颗粒的制备方法包括步骤：

9.根据权利要求8所述的一种热稳定性的改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述还原剂选自硼氢化钠、抗坏血酸，硫代硫酸钠，硫酸亚铁铵中的至少一种。

10.权利要求1-6任一项所述的热稳定性的改性环氧树脂在电子元器件或电气设备封装领域中的应用。

技术总结
本申请属于绝缘封装技术领域，尤其涉及一种热稳定性的改性环氧树脂及制备方法和应用；本申请提供的热稳定性的改性环氧树脂通过加入氧化铝负载的锡铋合金纳米颗粒(Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;‑Sn<subgt;57</subgt;Bi<subgt;43</subgt;)，使其与环氧树脂分子相互作用形成氢键、化学键或范德华力等相互作用力，提高了环氧树脂分子链在加热过程中断裂所需要的能量大大提高，同时氧化铝负载的锡铋合金纳米颗粒(Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;‑Sn<subgt;57</subgt;Bi<subgt;43</subgt;)导热性能好，能够作为导热通路将热量散发出去，这使得材料的热分解温度提高，环氧树脂的热稳定性增强，从而解决了本申请提供的环氧树脂存在热稳定性差缺陷。

技术研发人员：何运华,邱方程,杨雪滢,李宗红,刘荣海,郑欣,宋玉锋,初德胜,郑尧,周福升,高超,张义,黄若栋,王国利
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17