[发明专利]一种制备具有优异电性能环氧树脂复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种环氧树脂复合材料，其包括以下重量份的各组分：环氧树脂100，改性氮化硼0‑1.5，有机蒙脱土0‑10，固化剂85，促进剂1。所述复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)称取一定量的环氧树脂，加入不同质量份数的f‑BNNS或有机蒙脱土，60℃水浴搅拌1h；(2)将步骤(1)所得环氧树脂，按照环氧树脂：固化剂＝100：85的重量配比加入固化剂，60℃水浴搅拌2h，超声1h，抽真空1h；(3)将步骤(2)所得物，按照环氧树脂：固化剂：促进剂＝100：85：1的重量配比加入促进剂，在60℃下搅拌30min，倒入模具中，然后放入烘箱，100℃固化4h，150℃固化10h后取出，得到以二维片状结构材料为填料的环氧树脂复合材料。

技术领域

本发明属于环氧树脂电绝缘材料技术领域，具体涉及一种利用液相分离与球磨对二维片状结构材料六方氮化硼进行改性以及共混制备环氧树脂的方法，旨在减少以环氧树脂为材料的盆式绝缘子的表面电荷积聚现象，增加其耐受性能。

背景技术

环氧树脂由于其耐老化特性优秀，良好的机械性能，较强的耐腐蚀性，固化时收缩率低等优点在绝缘材料中越来越被研究者重视。其中，以环氧树脂复合材料作为支撑绝缘和气室的隔离的封闭电线路，适合用作长距离电力传输的潜力工具。但是作为在直流电场中长期工作的环氧树脂绝缘材料，在表面容易积聚电荷而形成畸变电场，造成材料的沿面闪络甚至是击穿，从而发生严重的电气事故。

为了改善环氧树脂绝缘材料的电荷消散速度，近年来不同的学者应用了不同的方法，包括等离子处理，表面氟化，表面涂覆等方式均对抑制环氧树脂的电荷积聚起到了一定的作用。随着纳米技术的发展，通过对填料的纳米改性方式改善环氧树脂电荷消散能力是一种切实可行的方案。其中，六方氮化硼在具有高导热性能的同时也具备了化学性能稳定，良好的电绝缘性能等优势，利用六方氮化硼作为环氧树脂绝缘子复合材料填料有着良好应用潜力，而蒙脱土可以使环氧的力学性能、阻燃性能、热稳定性能提高。但是，传统的微米六方氮化硼在环氧树脂中相容性较差，低浓度下有着明显的沉降情况，蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散，有必要进行改性。

本发明对六方氮化硼进行改性，利用液相分离，球磨的方式降低六方氮化硼的粒径，将尿素作为接枝反应的氨基基团，通过共混球磨的方式，在六方氮化硼的边缘能同环氧树脂得到改性的氮化硼纳米片，将其作为填料与环氧进行共混制备复合材料，或将带有羧基基团的商品化有机蒙脱土I.24TL作为填料与环氧进行共混制备复合材料。经过实验论证，这种改性方法能够有效的提高六方氮化硼在环氧树脂中的分散性，使得改性的氮化硼纳米片或有机蒙脱土为填料制备的环氧树脂复合材料在电绝缘性能方向上有了显著提高。

发明内容

本发明涉及一种利用液相分离与球磨对二维片状结构材料六方氮化硼或有机蒙脱土进行改性以及共混制备环氧树脂的方法，旨在改善二维片状结构材料在环氧树脂中的分散性，减少以环氧树脂为材料的盆式绝缘子的表面电荷积聚现象，增加其耐受性能。本发明的具体技术方案如下。

一种环氧树脂复合材料，包括以下重量份的各组分：

所述改性氮化硼和有机蒙脱土的含量不同时为0。

进一步，所述的环氧树脂为EP-51型环氧树脂。

进一步，所述的改性氮化硼制备方法为：

(1)将h-BN加入DMF溶剂放入高速搅拌机搅拌10min；

(2)用细胞粉碎机将步骤(1)所得物进行多次液相分离并取两次上层清液，再烘干去除DMF得到纳米氮化硼；

(3)将步骤(2)所得物加入尿素进行球磨和离心约8次并进行冻干处理得到纳米改性后的改性氮化硼(f-BNNS)。

进一步，所述的有机蒙脱土为带有羧基基团的商品化有机蒙脱土I.24TL。