[发明专利]环氧树脂复合绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种环氧树脂复合绝缘材料及其制备方法。环氧树脂复合绝缘材料由微胶囊、钌卡宾络合物催化剂以及至少包括双酚A型环氧树脂、第一固化剂、固化促进剂和增韧剂在内的组分制备形成。微胶囊由脲醛树脂预聚体组合物和芯材组合物在第二固化剂和改性剂存在下制备形成，脲醛树脂预聚体组合物由尿素、甲醛和去离子水在碱性条件下搅拌加热反应形成，芯材组合物由乳化剂、二聚环戊二烯和去离子水在加热条件下搅拌反应形成。该环氧树脂复合绝缘材料具有在受到损伤时进行自修复的能力。

技术领域

本发明属于电气绝缘及复合材料技术领域，特别是涉及一种环氧树脂复合绝缘材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂材料绝缘强度高、化学性能稳定、耐候性优良，自二十世纪四十年代末开始应用于电气绝缘领域，特别是作为封装、浇筑材料而广泛应用于电气设备中。

但是在实际运行环境中，环氧树脂绝缘材料长期受到电、湿、热、机械和化学等多种因素的影响，材料发生老化，进而产生水树枝或电树枝等物理缺陷，加之在运输、装配过程中操作产生的划痕、拉裂等物理损伤也会畸变电场、引发树枝放电等现象，导致绝缘性能下降，最终使得环氧树脂被击穿引起停电事故。

而且，现在技术对环氧树脂绝缘材料相关损伤、缺陷部位的检测和修补处理都十分困难，大多需要停电之后对其进行整体更换，因此该类损伤缺陷可能会对人民生产生活产生较大影响。

鉴于以上问题，有必要研制一种具备自修复能力的环氧树脂绝缘材料，在环氧树脂绝缘物理缺陷、损伤发生初期对其自动进行修复，从根本上延长环氧树脂绝缘材料的使用寿命，提高设备运行的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环氧树脂复合绝缘材料及其制备方法，该环氧树脂复合绝缘材料基于微胶囊体系，具有对环氧树脂绝缘材料的物理损伤缺陷进行自动修复的能力。

一方面，本发明提供一种环氧树脂复合绝缘材料，其由微胶囊、钌卡宾络合物催化剂以及至少包括双酚A型环氧树脂、第一固化剂、固化促进剂和增韧剂在内的组分制备形成。所述微胶囊由脲醛树脂预聚体组合物和芯材组合物在第二固化剂和改性剂存在下制备形成，所述脲醛树脂预聚体组合物由尿素、甲醛和去离子水在碱性条件下搅拌加热反应形成，所述芯材组合物由乳化剂、二聚环戊二烯和去离子水在加热条件下搅拌反应形成。

优选地，所述脲醛树脂预聚体组合物由按重量份数计0.9～1.1份的所述尿素、2.0～2.4份浓度为37％的甲醛和7～9份的所述去离子水，在pH 8.0～9.0、70～73℃、搅拌的条件下制备形成。所述芯材组合物由按重量份数计0.4～0.5份的所述乳化剂、8～10份的所述二聚环戊二烯和80～100份的所述去离子水在40～45℃水浴加热、400～450rpm机械搅拌下反应30～45h制备形成，所述乳化剂是十二烷基苯磺酸钠。所述微胶囊由按重量份数计20～25份的所述脲醛树脂预聚体组合物、110.5～132.6份的所述芯材组合物、2～3份所述第二固化剂和5～6份所述改性剂在pH 3.0～3.3、380～400rpm搅拌下先酸化反应30～60min，然后在60～63℃下反应3～3.5h制备形成，所述第二固化剂是氯化铵，所述改性剂是间苯二酚。

优选地，用于制备所述环氧树脂复合绝缘材料的组分还包含环氧丙烷丁基醚作为稀释剂，所述第一固化剂是聚酰胺，所述固化促进剂是2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚，所述增韧剂是邻苯二甲酸二丁酯。