[发明专利]一种接枝改性氧化铝及其制备方法、环氧复合材料及其应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种接枝改性氧化铝及其制备方法、环氧复合材料及其应用。本发明的接枝改性氧化铝的制备方法包括以下步骤：将经过硅烷化处理的氧化铝、丙烯酸酯与引发剂混合后加热至70～90℃反应，即得。采用本发明的制备方法制得的接枝改性氧化铝作为环氧复合材料的填料时，在不降低其它性能的同时能够提高环氧复合材料的力学性能和热学性能，可用于高压开关设备绝缘件的制造。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种接枝改性氧化铝及其制备方法、环氧复合材料及其应用。

背景技术

环氧复合材料是高压尤其是特高压电气设备用基础绝缘材料之一，用量大且不可替代，其性能主要取决于环氧树脂基材的交联结构以及环氧树脂基材与填料之间的界面特性。现有技术中常通过对填料进行改性来改善填料与环氧树脂基材之间亲和性，从而提高环氧复合材料的性能。如《接枝微粒PGMA/Al₂O₃对环氧树脂电子灌封材料的增强增韧作用》(王蕊欣等，高分子材料科学与工程，2009年第25卷第3期，53～56页)一文中公开了一种对氧化铝进行改性的方法，具体包括以下步骤：先采用硅烷试剂对氧化铝进行表面硅烷化改性处理，然后采用甲基丙烯酸缩水甘油酯进行接枝改性，制得接枝微粒。该接枝微粒作为填料时改善了环氧树脂电子灌装材料的增韧增强性能，但是未对其热学性能进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接枝改性氧化铝的制备方法，该方法制得的接枝改性氧化铝作为环氧复合材料的填料时能同时提高环氧复合材料的力学性能和热学性能。

本发明的目的还在于提供一种接枝改性氧化铝，作为填料时能同时提高环氧复合材料的力学性能和热学性能。

本发明的目的还在于提供一种环氧复合材料，该复合材料具有较好的力学性能和热学性能。

本发明的目的还在于提供一种环氧复合材料在高压电气设备用绝缘材料方面的应用，该环氧复合材料满足高压电气设备的内部绝缘件的设计要求。

为实现上述目的，本发明的接枝改性氧化铝的制备方法采用的技术方案为：

一种接枝改性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：将经过硅烷化处理的氧化铝、丙烯酸酯与引发剂混合后加热至70～90℃反应，即得。

本发明的制备方法使得氧化铝表面均匀生成了含有碳氢链和羟基的低聚体软质塑化层，该塑化层为纳米级接枝层，因此与微米级的氧化铝形成了表面性状复杂、棱角多的微-纳复合结构的接枝改性氧化铝。本发明的制备方法制得的接枝氧化铝颗粒本身得到较好的分散，作为环氧复合材时在不降低其它性能的同时，能够提高环氧复合材料的力学性能和热学性能。

为避免资源浪费并保证经过硅烷化处理的氧化铝全部参与反应，所述经过硅烷化处理的氧化铝与丙烯酸酯的质量比为(4～5)：1。

所述引发剂为过氧化物引发剂。

所述硅烷化处理包括：将硅烷试剂与氧化铝在水中混合均匀，所述硅烷试剂与氧化铝的的质量比为(3～4)：100。通过硅烷化处理在氧化铝表面引入了C＝O键以及C＝C键，为下一步进行接枝改性反应准备。

所述硅烷试剂为三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

为加快反应速率，所述反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度为150～220r/min。

为去除多余水分，本发明的接枝改性氧化铝的制备方法还包括将反应得到的产物干燥，所述干燥的温度为100～120℃，时间为2～4h。

本发明的接枝改性氧化铝采用的技术方案为：

一种采用上述接枝改性氧化铝的制备方法制得的接枝改性氧化铝。