[发明专利]一种固体柜用环氧树脂复合材料的制备方法

说明书

本申请公开了一种固体柜用环氧树脂复合材料的制备方法，通过对纳米二氧化钛颗粒进行活化改性处理及氟化处理，可有效改善纳米二氧化钛颗粒的团聚现象，将活化处理后的纳米二氧化钛颗粒添加到环氧树脂中，可改善环氧树脂复合材料的绝缘性能，并增强纳米二氧化钛颗粒和环氧树脂的结合力，进而增强环氧树脂材料的分子链韧性，有效避免化学键断裂，将活化改性处理及等离子体氟化处理后的纳米二氧化钛颗粒添加到环氧树脂材料中可极大程度提升环氧树脂复合材料的绝缘性能。

技术领域

本申请涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种固体柜用环氧树脂复合材料的制备方法。

背景技术

固体绝缘环网柜是采用固体绝缘材料作为主绝缘介质的环网柜，绝缘筒采用固封极柱技术，将主导电回路、真空灭弧室和绝缘支撑等有机结合为一体，组成全绝缘、免维护、全密封的结构，开关本体的内绝缘与灭弧采用真空介质，外绝缘采用绝缘筒固化开关部件，由封闭母线连接各个回路，绝缘筒采用环氧树脂材料制成，母线采用硅橡胶材料进行封装。将所有带电体浇注安装在环氧树脂材料中，环氧树脂材料可有效隔绝外界水汽及灰尘对环网柜内部组件的侵蚀，延长环网柜的使用寿命，同时环氧树脂材料具有较好的绝缘性，可有效避免人为操作环网柜时发生触电危险，极大程度提高了环网柜的使用安全性。

因此，提高环氧树脂材料绝缘性，对于提升环网柜使用性能及寿命，保证其长期安全可靠运行起重要作用，同时由于固体绝缘环网柜使用环境多变且恶劣，对其耐老化性能要求较高，环氧树脂材料具有优异的力学及绝缘性能，被广泛用于电气设备领域，对环氧树脂材料的绝缘性及抗老化性提出了较高的要求，近年来，多采用纳米二氧化硅颗粒对环氧树脂复合材料进行改性来提升环氧树脂复合材料的电气性能，但纳米二氧化硅材料与环氧树脂材料间结合力较弱，同时易造成团聚现象，不能有效改善环氧树脂复合材料电气性能。

发明内容

为解决现有技术中环氧树脂复合材料绝缘性能、力学性能、抗老化性能较差难以保证固体绝缘环网柜长期稳定安全运行的问题，本申请通过对纳米二氧化钛颗粒进行活化改性处理及氟化处理，有效改善了纳米二氧化钛颗粒的团聚现象，将活化处理后的纳米二氧化钛颗粒添加到环氧树脂中，可改善环氧树脂复合材料的绝缘性能，同时经活化改性处理的纳米二氧化钛颗粒可有效增强环氧树脂材料的分子链，将活化改性处理及等离子体氟化处理后的纳米二氧化钛颗粒添加到环氧树脂材料中可极大程度提升环氧树脂复合材料的绝缘性能。

本申请公开了一种固体柜用环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)对纳米TiO₂颗粒进行活化改性处理，采用等离子体氟化处理装置对活化改性处理后的纳米TiO₂颗粒进行等离子体氟化处理；

(2)将环氧树脂置于烧杯中，将烧杯移入鼓风干燥箱中，向烧杯中加入经等离子体氟化处理后的纳米TiO₂颗粒后进行机械超声搅拌，随后向烧杯中加入固化剂、增韧剂、促进剂，再次进行机械超声搅拌，得混合液；

(3)将混合液移入真空泵，进行抽真空处理，采用胶头滴管将抽真空处理后的混合液注入模具中，将模具移入鼓风干燥箱中进行梯度加热固化处理，随后取出模具冷却至室温，除去模具，制备得到固体柜用环氧树脂复合材料。

在本申请的一种实施方式中，所述环氧树脂、固化剂、增韧剂、促进剂的质量比为100：75-78：0.5-0.7：0.02-0.04。

在本申请的一种实施方式中，所述固化剂包括乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种。

在本申请的一种实施方式中，所述增韧剂包括聚丙二醇、聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种。

在本申请的一种实施方式中，所述促进剂包括三乙醇胺、三乙胺、2-乙基-4-甲基咪唑、三亚乙基四胺中的一种。

在本申请的一种实施方式中，所述步骤(1)中对纳米TiO₂颗粒进行活化改性处理的具体步骤包括：