[发明专利]一种提升环氧绝缘材料交联密度的方法

说明书

本发明涉及一种提升环氧绝缘材料交联密度的方法，通过向环氧绝缘材料中加入微米氧化铝、氢氧化钠晶体，引入钠离子，加速交联反应的进行，凝胶时间可缩短80%以上，同时使玻璃化转变温度提升10%以上，提升环氧绝缘材料的交联密度；克服了增加后固化工艺导致的工艺复杂以及制样时间增加的问题，还克服了增加固化剂用量导致的残余固化剂会在材料内部形成缺陷，降低材料整体性能的问题，实现在不改变制样工艺和固化流程的前提下，使复合材料快速凝胶，并增加体系的交联密度，提升材料的玻璃化转变温度的目的，为提升环氧绝缘材料交联密度提供了新思路。

技术领域

本发明涉及环氧绝缘材料的改性技术领域，具体涉及一种提升环氧绝缘材料交联密度的方法。

背景技术

环氧树脂是一种常用的热固性材料，在高压电力装备中广泛应用。在固化过程中，环氧单体在促进剂作用下，与固化剂发生交联反应，生成三维网状结构，使得环氧绝缘材料具有良好的介电性能、优良的机械性能及热性能。环氧绝缘材料的交联密度与材料的理化性能密切相关。交联使得环氧分子链相互结合。随着交联密度上升，材料分子链结合紧密程度增强，体系内空隙下降，有益于提升材料的机械性能与热性能。目前，提升环氧绝缘材料交联密度的方法主要有改变固化流程，在原有固化流程结束后，增加后固化过程，可一定程度提升材料的交联密度。但该方法会增加制样时间，提升时间成本，且提升幅度有限。除此之外，增加固化剂用量也可提升环氧树脂的交联密度，但残余固化剂会在材料内部形成缺陷，降低材料整体性能。鉴于此，亟需研发出能够有效提升环氧树脂交联密度的新方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种操作简单、能大幅提升环氧绝缘材料交联密度的提升环氧绝缘材料交联密度的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种提升环氧绝缘材料交联密度的方法，通过向环氧绝缘材料中加入微米氧化铝、氢氧化钠晶体，加速交联反应的进行，玻璃化转变温度上升，提升环氧绝缘材料的交联密度，其中，所述微米氧化铝的添加量为环氧绝缘材料重量的280～320%，所述氢氧化钠晶体的添加量为环氧绝缘材料重量的8～25%；包括以下步骤：

（1）按重量配比称取环氧绝缘材料、氢氧化钠晶体、微米氧化铝和固化剂，所述环氧绝缘材料和固化剂的重量比为：环氧绝缘材料：固化剂=100：35～40；

（2）将步骤（1）中氢氧化钠晶体溶于去离子水中，制备得到氢氧化钠溶液；

（3）在氢氧化钠溶液加入微米氧化铝，使用离心搅拌器以800～1200rad/min的转速搅拌混料8～12min，得到混合液；

（4）将混合液置于130～150℃条件下烘烤10～14h，使水分充分蒸发，得到微米氧化铝与氢氧化钠均匀分散的固态混合物；

（5）将步骤（4）中的固态混合物放入球磨机中，在转速为350～450rad/min条件下研磨18～22min，得到球磨的混合料；

（6）将模具清洗干净后，喷涂脱模剂，于110～130℃条件下预热1.8～2.2h，得到待用模具；

（7）热熔所述环氧绝缘材料，得到融化的环氧绝缘材料；对融化的环氧绝缘材料加热，使其温度稳定在118～122℃，再打开搅拌装置，以180～220rad/min的转速搅拌，同时打开机械泵进行脱气，搅拌脱气过程持续0.8～1.2h，得到脱气的混合物；

（8）将脱气的混合物降温至88～92℃，再加入固化剂，打开搅拌装置，以180～220rad/min的转速搅拌，打开加热装置升温至98～102℃，同时打开机械泵进行脱气，搅拌脱气过程持续8～12min，得到待固化的混合物；

（9）将待固化的混合物放入步骤（6）的待用模具中，进行中高温固化，固化工艺为：中温固化：温度115～125℃，时间2.5～3.5h；高温固化：温度135～145℃，时间12.5～13.5h；取出样品，清洗，干燥，即得提升了交联密度的环氧绝缘材料。

进一步地，所述微米氧化铝的添加量为环氧绝缘材料重量的300～320%，所述氢氧化钠晶体的添加量为环氧绝缘材料重量的12～25%。