CN109836558B - 环氧树脂及其制备方法、固化剂及其制备方法以及固化后的环氧树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力行业绝缘材料领域，提供了一种环氧树脂，其制备原料按重量份数计包括：六氢邻苯酸缩水甘油酯350~420份、聚丙二醇二缩水甘油醚390~400份、石英粉250~300份、第一阻燃剂160~180份、硅烷偶联剂5~15份。一种环氧树脂的制备方法，包括将上述原料混合。一种固化剂用于固化上述的环氧树脂，其制备原料包括六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、石英粉以及第二阻燃剂。上述固化剂的制备方法包括将上述各种原料混合。一种固化后的环氧树脂，包括采用上述的固化剂对上述环氧树脂进行固化。固化后的环氧树脂具有较好的绝缘性、耐电性、强度以及韧性。

Description

环氧树脂及其制备方法、固化剂及其制备方法以及固化后的 环氧树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力行业绝缘材料领域，具体而言，涉及环氧树脂及其制备方法、固化剂及其制备方法以及固化后的环氧树脂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架的低聚物。由于分子结构中具有活泼的环氧基团，它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的热固性塑料。环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘结性能，在各个领域得到广泛应用。环氧树脂由于其优异性能，是一类广泛应用于各个领域的热固性树脂。脂环族环氧树脂由于合成的过程中不含氯、钠等离子，因此脂环族环氧树脂都具有良好的介电性能，无论是从比电阻还是从介电损耗角正切值看，其电绝缘性能优于其他类型环氧树脂。再加上脂环族环氧树脂优良的热稳定性、耐候性、以及其对有机酸酐的反应活性大于胺类固化剂，可以避免毒性大、挥发性大的胺类固化剂的使用，并且，脂环族环氧树脂还有着良好的工艺性，其粘度较小，在浇注和压制制件时作业方便，特别是大部件的制件加工时尤为方便。但是，脂环族环氧树脂同其他类型环氧树脂一样，由于交联密度较高，内应力较大，因此具有脆性较大、耐疲劳性、耐热性、耐冲击性不佳等缺点。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明提供了一种环氧树脂及其制备方法，旨在解决脂环族环氧树脂因较脆而难以应用于电力行业作为绝缘材料。

本发明提供了一种固化剂及其制备方法，该固化剂可用于固化本发明提供的环氧树脂，以得到物理和化学性能较好的环氧树脂。

本发明提供了一种固化后的环氧树脂及其制备方法，该固化后的环氧树脂绝缘性、耐电性、强度以及韧性均较好。

本发明是这样实现的：

一种环氧树脂，其制备原料按重量份数计包括：六氢邻苯酸缩水甘油酯350~420份、聚丙二醇二缩水甘油醚390~400份、石英粉250~300份、第一阻燃剂160~180份、硅烷偶联剂5~15份。

一种环氧树脂的制备方法，包括将初混原料、二混原料以及三混原料混合，按重量份数计，初混原料包括六氢邻苯酸缩水甘油酯 350~420份及聚丙二醇二缩水甘油醚390~400份，二混原料包括硅烷偶联剂5~15份，三混原料包括石英粉250~300份及第一阻燃剂160~180份。

一种用于固化上述的环氧树脂或上述的制备方法制得的环氧树脂的固化剂，按重量份数计，其原料包括：六氢邻苯二甲酸酐300~340份、甲基六氢邻苯二甲酸酐130~145份、石英粉450~500份以及第二阻燃剂485~520份。

一种用于固化上述的环氧树脂或上述的制备方法制得的环氧树脂的固化剂的制备方法，包括将一混固化剂原料和二混固化剂原料混合均匀，按重量份数计，一混固化剂原料包括六氢邻苯二甲酸酐300~340份及甲基六氢邻苯二甲酸酐130~145份，二混固化剂原料包括石英粉450~500份以及第二阻燃剂485~520份。

一种固化后的环氧树脂的制备方法，包括将上述的固化剂或上述的固化剂的制备方法制得的固化剂与环氧树脂混合均匀后，在75~85℃的环境下固化50~70min，然后升温至95~105℃固化50~70min，最后升温至125~135℃固化100~150min后冷却至室温，固化剂的制备原料中的六氢邻苯酸缩水甘油酯与环氧树脂的制备原料中的六氢邻苯二甲酸酐的质量之比为350~420：300~340。

一种固化后的环氧树脂，采用上述的制备方法制得。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的环氧树脂及其制备方法，由于制备原料包括六氢邻苯酸缩水甘油酯和聚丙二醇二缩水甘油醚，该二者相互配合作用，能够使得由包括上述材料的原料制得的环氧树脂具有好的绝缘性，耐电性以及较高的强度和韧性，解决了脂环族环氧树脂因较脆而难以应用于电力行业作为绝缘材料的问题。

本发明通过上述设计得到的固化剂及其制备方法，该固化剂用于固化本发明提供的环氧树脂，以制得绝缘性、耐电性、强度以及韧性好的环氧树脂。

本发明通过上述设计得到的固化后的环氧树脂其制备方法，固化后的环氧树脂由于采用本发明提供的固化剂对本发明提供的环氧树脂进行固化，故其绝缘性、耐电性、强度以及韧性好，解决了脂环族环氧树脂因较脆而难以应用于电力行业作为绝缘材料的问题。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供一种环氧树脂进行具体说明。

本发明提供的环氧树脂，其制备原料按重量份数计包括：六氢邻苯酸缩水甘油酯350~420份、聚丙二醇二缩水甘油醚390~400份、石英粉250~300份、第一阻燃剂160~180份、硅烷偶联剂5~15份。

六氢邻苯酸缩水甘油酯是一种缩水甘油醚的环氧树脂，由于分子结构中含有苯环，分子质量较小，除具有环氧树脂的通用性外，还有粘度低反应活性适中、粘接力高、相容性好、耐候性出色，成品不会开裂或者黄变，电性分解时产生二氧化碳和水，而不像芳香族树脂产生石墨造成短路，特别适合作为电气性能要求高的绝缘材料，高温绝缘性好，耐电弧性耐漏电痕性强。但由于六氢邻苯酸缩水甘油酯的结构苯环多，分子间作用力大，柔顺性差，添加聚丙二醇二缩水甘油醚为脂环族环氧树脂活性稀释剂，可与六氢邻苯酸缩水甘油酯混溶，并且由于其参与环氧树脂固化反应，分子结构中有可挠性脂肪长链，可以自由旋转而富有弹性，添加于环氧树脂配方中可极大地提高其抗冲击强度和抗冷热冲击性能，改善环氧固化物的脆裂缺陷。石英粉在配方中作为补强填料，增加固化后的环氧树脂的强度。第一阻燃剂采用可选用市售常规工业阻燃剂，用以达到降低环氧树脂燃烧的可能性的效果。硅烷偶联剂中的硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此,当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，能使得环氧树脂中各有效成分混合分散均匀。

由于，环氧树脂的制备原料包括上述各成分配比的各种物质相互作用，使得环氧树脂经固化后韧性好。

可选的，在本申请文件的各实施例中硅烷偶联剂为γ-环氧丙基三甲氧基硅烷。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，其他硅烷偶联剂同样适用。

可选的，在本申请文件的各实施例中第一阻燃剂为氢氧化铝。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第一阻燃剂可以是其它种类的阻燃剂，例如：氢氧化镁。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括能够进一步起到增韧效果的：端羟基聚二甲基硅氧烷35~45份。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括能够进一步起到增韧效果的：线形聚二甲基硅氧烷48~80份。

端羟基聚二甲基硅氧烷和线形聚二甲基硅氧烷均是聚合到六氢邻苯酸缩水甘油酯的支链与主链中直接对脂环族环氧树脂进行结构优化，以达到增韧的效果。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括能够进一步起到增韧效果的：丁腈橡胶核壳粒子80~120份。

丁腈橡胶核壳粒子的加入引入了橡胶弹性体也使得脂环族环氧树脂的韧性得到提高。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括：八甲基环四硅氧烷5~15份，八甲基环四硅氧烷的加入能够起到绝缘和防潮的作用。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括：环状聚二甲基硅氧烷20~40份。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括：气相白炭黑15~20份。气相白炭黑即气相二氧化硅，其加入能够增强电阻和热阻，并且其具有优越的稳定性、补强性以及增稠性。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括：表面活性剂4~15份，可选的，表面活性剂为非离子聚合型含氟表面活性剂，含氟表面活性剂的添加使得制得的环氧树脂获得很低的表面张力。

可选的，环氧树脂的制备原料按重量份数计还包括：消泡剂2~4份。可选的，消泡剂为市售常用的066N消泡剂。

本发明提供的环氧树脂的制备方法，包括将初混原料、二混原料以及三混原料混合，按重量份数计，初混原料包括六氢邻苯酸缩水甘油酯 350~420份及聚丙二醇二缩水甘油醚390~400份，二混原料包括硅烷偶联剂5~15份，三混原料包括石英粉250~300份及第一阻燃剂160~180份。

可选的，硅烷偶联剂包括γ-环氧丙基三甲氧基硅烷。可选的，第一阻燃剂包括氢氧化铝。

具体地，包括如下过程：

S1、将初混原料置于搅拌装置中以50~200r/min的转速混合10~30min混合均匀得到树脂初混物。

具体地，将六氢邻苯酸缩水甘油酯及聚丙二醇二缩水甘油醚置于行星搅拌装置中，以50~200r/min的转速低速搅拌10~30min混合分散均匀，得到树脂初混物。

S2、将二混原料与树脂初混物混合，在1500-1800r/min转速下搅拌均匀得到树脂二混物。

可选的，按重量份数计，二混原料还包括端羟基聚二甲基硅氧烷35~45份。可选的，按重量份数计，二混原料还包括丁腈橡胶核壳粒子80~120份。可选的，按重量份数计，二混原料还包括八甲基环四硅氧烷5~15份。可选的，按重量份数计，二混原料还包括环状聚二甲基硅氧烷20~40份。可选的，按重量份数计，二混原料还包括线形聚二甲基硅氧烷48~80份。可选的，按重量份数计，二混原料还包括表面活性剂4~15份。

具体地，将硅烷偶联剂、端羟基聚二甲基硅氧烷、丁腈橡胶核壳粒子、八甲基环四硅氧烷、环状聚二甲基硅氧烷、线形聚二甲基硅氧烷以及表面活性剂加入至树脂初混物中，在行星搅拌装置中以1500-1800r/min的转速下高速搅拌分散均匀得树脂二混物。

S3、将三混原料与树脂二混物混合，在1000-1500r/min的转速下搅拌均匀得到树脂三混物。

可选的，按重量份数计，三混原料还包括气相白炭黑15~20份。可选的，按重量份数计，三混原料还包括消泡剂2~4份。

具体地，将气相白炭黑、石英粉、第一阻燃剂以及消泡剂加入树脂二混物中在行星搅拌装置内在1000-1500r/min的转速下高速搅拌均匀得到树脂三聚物。

S4、将树脂三混物在80~120℃、真空度为-1.5~-0.5 MPa的条件下进行真空脱气搅拌，转速为20~50 r/min，脱气2~4小时后，冷却至室温。

将树脂三混物置于真空脱气搅拌装置中，升高树脂三混物的温度为80~120℃，调节装置真空度为-1.5~-0.5 MPa，进行真空脱气搅拌，搅拌转速为20~50 r/min，脱气2~4小时后，冷却至室温得到环氧树脂。

本发明提供的用于固化本发明提供的环氧树脂的固化剂。其原料包括：六氢邻苯二甲酸酐300~340份、甲基六氢邻苯二甲酸酐130~145份、石英粉450~500份以及第二阻燃剂485~520份。

固化剂的原料中对环氧树脂其主要固化作用的物质为六氢邻苯二甲酸酐和甲基六氢邻苯二甲酸酐。石英粉仍旧起到补强的作用，而第二阻燃剂与第一阻燃剂相同可选用市售具有阻燃效果的常规阻燃剂。可选的，在本申请文件的各实施例中第二阻燃剂选用氢氧化铝。

可选的，按重量份数计，固化剂的原料还包括：润湿分散剂8~9份。润湿分散剂的作用是降低固-液界面张力，缩短各原料的分散时间，提高固化剂制备过程的分散效率，其还具有增加吸附层厚度，改善涂料贮存稳定性。

按重量份数计，固化剂的原料还包括：气相白炭黑16~20份。气相白炭黑在固化剂中的作用与在环氧树脂中的作用相同。

按重量份数计，固化剂的原料还包括：消泡剂2~4份，可选的，消泡剂为066N消泡剂。

本发明提供的用于固化本发明提供的环氧树脂或本发明提供的制备方法制得的环氧树脂的固化剂的制备方法，包括将一混固化剂原料和二混固化剂原料混合均匀，按重量份数计，一混固化剂原料包括六氢邻苯二甲酸酐300~340份及甲基六氢邻苯二甲酸酐130~145份，二混固化剂原料包括石英粉450~500份以及第二阻燃剂485~520份。

具体地，制备步骤包括：

D1、将一混固化剂原料在搅拌装置中加热至75~85℃，在50-200r/min的转速下搅拌10~30min得固化剂初混物。

具体地，将六氢邻苯二甲酸酐和甲基六氢邻苯二甲酸酐置于行星搅拌装置中进行搅拌，在搅拌中将一混固化剂原料加热至75~85℃，并以50-200r/min的转速低速搅拌10~30min得固化剂初混物。

D2、将二混固化剂原料与固化剂初混物混合，在1500-1800r/min转速下搅拌均匀得到固化剂二混物。

可选的，按重量份数计，二混固化剂原料还包括：润湿分散剂8~9份。可选的，按重量份数计，二混固化剂原料还包括：气相白炭黑16~20份。可选的，按重量份数计，二混固化剂原料还包括：消泡剂2~4份。

具体地，依次将润湿分散剂、石英粉、气相白炭黑、氢氧化铝以及消泡剂加入固化剂初混物中，在1500-1800r/min转速下高速搅拌均匀得到固化剂二混物。

D3、将固化剂二混物在35~45℃、真空度为-1.5~-0.5 MPa的条件下进行真空脱气搅拌，转速为20~50 r/min，脱气2~4小时后，冷却至室温得到固化剂。

一本发明提供的固化后的环氧树脂的制备方法，包括：

将上述的固化剂或上述的固化剂的制备方法制得的固化剂与上述的环氧树脂混合均匀后，在75~85℃的环境下固化50~70min，然后升温至95~105℃固化50~70min，最后升温至125~135℃固化100~150min后冷却至室温，固化剂的制备原料中的六氢邻苯酸缩水甘油酯与环氧树脂的制备原料中的六氢邻苯二甲酸酐的质量之比为350~420：300~340。

具体地，先将固化剂和环氧树脂混合后手动搅拌，使得两者初步混合均匀得到混合物。然后将混合得到的混合物在1000-1500r/min的转速下分散均匀得到分散均匀的混合物。然后再将分散均匀的混合物置于烘箱中在75~85℃的环境下固化50~70min，其次升温至95~105℃固化50~70min，最后升温至125~135℃固化100~150min后冷却至室温得到高性能的环氧树脂。

该制备方法简单，相对于现有的一些环氧树脂的制备方法，本发明提供的方法无需任何预反应和改性处理，加工生产方便，经济效益更高。

本发明提供的高性能的环氧树脂，其采用本发明提供的制备方法制得。

脂环族环氧树脂由于合成的过程中不含氯、钠等离子，因此脂环族环氧树脂都具有良好的介电性能，无论是从比电阻还是从介电损耗角正切值看，其电绝缘性能优于其他类型环氧树脂。再加上脂环族环氧树脂优良的热稳定性、耐候性、以及其对有机酸酐的反应活性大于胺类固化剂，可以避免毒性大、挥发性大的胺类固化剂的使用，并且，脂环族环氧树脂还有着良好的工艺性，其粘度较小，在浇注和压制制件时作业方便，特别是大部件的制件加工时尤为方便。本发明提供的脂环族高性能由于采用环氧树脂经本发明提供的固化剂固化后得到，因此其经真空浇铸后所制成的环氧树脂绝缘件机械强度高，耐电弧性强，致密性高，表面光洁，具有较好的耐寒性和具有良好的耐热性，良好的电气绝缘性能等优点，使得其在电力行业应用很广，主要起到支撑和绝缘作用，且拓展运用面的潜力很大。本发明提供的脂环族固化后的环氧树脂具有高强度的同时有很好的韧性，可以减少鸟啄和工人施工时踩踏对绝缘器件造成的破损，延长绝缘支撑器件的使用寿命，保证电力设备的安全运行。

以下结合具体实施例对本发明提供的一种环氧树脂及其制备方法、用于固化上述环氧树脂的固化剂及其制备方法，以及固化后的环氧树脂及其制备方法进行具体说明。

实施例1

本实施例提供了一种环氧树脂及其制备方法、用于固化上述环氧树脂的固化剂及其制备方法，以及固化后的环氧树脂及其制备方法。

本实施例提供的环氧树脂的制备方法，包括：

将六氢邻苯酸缩水甘油酯400g及聚丙二醇二缩水甘油醚400g置于行星搅拌装置中，以200r/min的转速低速搅拌10min混合分散均匀，得到树脂初混物。

将γ-环氧丙基三甲氧基硅烷10g、端羟基聚二甲基硅氧烷40g、丁腈橡胶核壳粒子120g、八甲基环四硅氧烷12g、环状聚二甲基硅氧烷40g、线形聚二甲基硅氧烷48g以及非离子聚合型含氟表面活性剂4g加入至树脂初混物中，在行星搅拌装置中以1500r/min的转速下高速搅拌分散均匀得树脂二混物。

将气相白炭黑20g、石英粉300g、氢氧化铝180g以及066N消泡剂4g加入树脂二混物中在行星搅拌装置内在1000r/min的转速下高速搅拌均匀得到树脂三聚物。

将树脂三混物置于真空脱气搅拌装置中，升高树脂三混物的温度为80℃，调节装置真空度为-1 MPa，进行真空脱气搅拌，搅拌转速为50 r/min，脱气4小时后，冷却至室温得到本实施例提供的环氧树脂。

本实施例提供的用于固化上述环氧树脂的固化剂的制备方法，包括：

将六氢邻苯二甲酸酐340g和甲基六氢邻苯二甲酸酐140g置于行星搅拌装置中进行搅拌，在搅拌中将上述原料加热至80℃，并以200r/min的转速低速搅拌10min得固化剂初混物。

依次将润湿分散剂8g、石英粉500g、气相白炭黑20g、氢氧化铝520g以及消泡剂4g加入固化剂初混物中，在1500r/min转速下高速搅拌均匀得到固化剂二混物。

将固化剂二混物在40℃、真空度为-1MPa的条件下进行真空脱气搅拌，转速为50r/min，脱气4小时后，冷却至室温得到本实施例提供的用于固化本实施例的环氧树脂的固化剂。

本实施例提供的固化后的环氧树脂及其制备方法，包括：

将本实施例值得的固化剂与本实施例值得的环氧树脂混合均匀后，在80℃的环境下固化60min，然后升温至100℃固化60min，最后升温至130℃固化120min后冷却至室温，得到本实施例提供的固化后的环氧树脂。

实施例2

本实施例提供了一种环氧树脂及其制备方法、用于固化上述环氧树脂的固化剂及其制备方法，以及固化后的环氧树脂及其制备方法。

本实施例提供的环氧树脂的制备方法，包括：

将六氢邻苯酸缩水甘油酯350g及聚丙二醇二缩水甘油醚390g置于行星搅拌装置中，以50r/min的转速低速搅拌30min混合分散均匀，得到树脂初混物。

将γ-环氧丙基三甲氧基硅烷5g、端羟基聚二甲基硅氧烷45g、丁腈橡胶核壳粒子80g、八甲基环四硅氧烷5g、环状聚二甲基硅氧烷20g、线形聚二甲基硅氧烷80g以及非离子聚合型含氟表面活性剂15g加入至树脂初混物中，在行星搅拌装置中以1800r/min的转速下高速搅拌分散均匀得树脂二混物。

将气相白炭黑15g、石英粉250g、氢氧化铝160g以及066N消泡剂2g加入树脂二混物中在行星搅拌装置内在1500r/min的转速下高速搅拌均匀得到树脂三聚物。

将树脂三混物置于真空脱气搅拌装置中，升高树脂三混物的温度为120℃，调节装置真空度为-1.5 MPa，进行真空脱气搅拌，搅拌转速为20 r/min，脱气2小时后，冷却至室温得到本实施例提供的环氧树脂。

本实施例提供的用于固化上述环氧树脂的固化剂的制备方法，包括：

将六氢邻苯二甲酸酐300g和甲基六氢邻苯二甲酸酐145g置于行星搅拌装置中进行搅拌，在搅拌中将上述原料加热至85℃，并以50r/min的转速低速搅拌30min得固化剂初混物。

依次将润湿分散剂9g、石英粉450g、气相白炭黑16g、氢氧化铝485g以及消泡剂2g加入固化剂初混物中，在1800r/min转速下高速搅拌均匀得到固化剂二混物。

将固化剂二混物在35℃、真空度为-1.5MPa的条件下进行真空脱气搅拌，转速为20r/min，脱气2小时后，冷却至室温得到本实施例提供的用于固化本实施例的环氧树脂的固化剂。

本实施例提供的固化后的环氧树脂及其制备方法，包括：

将本实施例值得的固化剂与本实施例值得的环氧树脂混合均匀后，在75℃的环境下固化70min，然后升温至95℃固化70min，最后升温至125℃固化150min后冷却至室温，得到本实施例提供的固化后的环氧树脂。

实施例3

本实施例提供了一种环氧树脂及其制备方法、用于固化上述环氧树脂的固化剂及其制备方法，以及固化后的环氧树脂及其制备方法。

本实施例提供的环氧树脂的制备方法，包括：

将六氢邻苯酸缩水甘油酯420g及聚丙二醇二缩水甘油醚395g置于行星搅拌装置中，以100r/min的转速低速搅拌20min混合分散均匀，得到树脂初混物。

将γ-环氧丙基三甲氧基硅烷15g、端羟基聚二甲基硅氧烷35g、丁腈橡胶核壳粒子100g、八甲基环四硅氧烷15g、环状聚二甲基硅氧烷30g、线形聚二甲基硅氧烷60g以及非离子聚合型含氟表面活性剂8g加入至树脂初混物中，在行星搅拌装置中以1600r/min的转速下高速搅拌分散均匀得树脂二混物。

将气相白炭黑17g、石英粉280g、氢氧化铝170g以及066N消泡剂3g加入树脂二混物中在行星搅拌装置内在1200r/min的转速下高速搅拌均匀得到树脂三聚物。

将树脂三混物置于真空脱气搅拌装置中，升高树脂三混物的温度为100℃，调节装置真空度为-0.5MPa，进行真空脱气搅拌，搅拌转速为30 r/min，脱气3小时后，冷却至室温得到本实施例提供的环氧树脂。

本实施例提供的用于固化上述环氧树脂的固化剂的制备方法，包括：

将六氢邻苯二甲酸酐320g和甲基六氢邻苯二甲酸酐130g置于行星搅拌装置中进行搅拌，在搅拌中将上述原料加热至75℃，并以100r/min的转速低速搅拌20min得固化剂初混物。

依次将润湿分散剂8.5g、石英粉480g、气相白炭黑18g、氢氧化铝500g以及消泡剂3g加入固化剂初混物中，在1600r/min转速下高速搅拌均匀得到固化剂二混物。

将固化剂二混物在45℃、真空度为-0.5MPa的条件下进行真空脱气搅拌，转速为40r/min，脱气3小时后，冷却至室温得到本实施例提供的用于固化本实施例的环氧树脂的固化剂。

本实施例提供的固化后的环氧树脂及其制备方法，包括：

将本实施例值得的固化剂与本实施例值得的环氧树脂混合均匀后，在85℃的环境下固化50min，然后升温至105℃固化50min，最后升温至135℃固化100min后冷却至室温，得到本实施例提供的固化后的环氧树脂。

实施例4

本实施例提供了一种环氧树脂及其制备方法、用于固化上述环氧树脂的固化剂及其制备方法，以及固化后的环氧树脂及其制备方法。

本实施例提供的环氧树脂的制备方法，包括：

将六氢邻苯酸缩水甘油酯380g及聚丙二醇二缩水甘油醚398g置于行星搅拌装置中，以80r/min的转速低速搅拌25min混合分散均匀，得到树脂初混物。

将γ-环氧丙基三甲氧基硅烷12g、端羟基聚二甲基硅氧烷42g、丁腈橡胶核壳粒子110g、八甲基环四硅氧烷8g、环状聚二甲基硅氧烷25g、线形聚二甲基硅氧烷70g以及非离子聚合型含氟表面活性剂12g加入至树脂初混物中，在行星搅拌装置中以1500r/min的转速下高速搅拌分散均匀得树脂二混物。

将气相白炭黑19g、石英粉260g、氢氧化铝175g以及066N消泡剂2g加入树脂二混物中在行星搅拌装置内在1000r/min的转速下高速搅拌均匀得到树脂三聚物。

将树脂三混物置于真空脱气搅拌装置中，升高树脂三混物的温度为80℃，调节装置真空度为-1 MPa，进行真空脱气搅拌，搅拌转速为50 r/min，脱气4小时后，冷却至室温得到本实施例提供的环氧树脂。

本实施例提供的用于固化上述环氧树脂的固化剂的制备方法，包括：

将六氢邻苯二甲酸酐310g和甲基六氢邻苯二甲酸酐135g置于行星搅拌装置中进行搅拌，在搅拌中将上述原料加热至80℃，并以80r/min的转速低速搅拌25min得固化剂初混物。

依次将润湿分散剂8g、石英粉490g、气相白炭黑19g、氢氧化铝510g以及消泡剂3g加入固化剂初混物中，在1500r/min转速下高速搅拌均匀得到固化剂二混物。

将固化剂二混物在40℃、真空度为-1MPa的条件下进行真空脱气搅拌，转速为50r/min，脱气4小时后，冷却至室温得到本实施例提供的用于固化本实施例的环氧树脂的固化剂。

本实施例提供的固化后的环氧树脂及其制备方法，包括：

将本实施例值得的固化剂与本实施例值得的环氧树脂混合均匀后，在80℃的环境下固化60min，然后升温至100℃固化60min，最后升温至130℃固化120min后冷却至室温，得到本实施例提供的固化后的环氧树脂。

实施例5

本实施例提供了一种环氧树脂及其制备方法、用于固化上述环氧树脂的固化剂及其制备方法，以及固化后的环氧树脂及其制备方法。

本实施例提供的环氧树脂的制备方法，包括：

将六氢邻苯酸缩水甘油酯360g及聚丙二醇二缩水甘油醚392g置于行星搅拌装置中，以150r/min的转速低速搅拌15min混合分散均匀，得到树脂初混物。

将γ-环氧丙基三甲氧基硅烷8g、端羟基聚二甲基硅氧烷38g、丁腈橡胶核壳粒子90g、八甲基环四硅氧烷10g、环状聚二甲基硅氧烷35g、线形聚二甲基硅氧烷55g以及非离子聚合型含氟表面活性剂6g加入至树脂初混物中，在行星搅拌装置中以1500r/min的转速下高速搅拌分散均匀得树脂二混物。

将气相白炭黑16g、石英粉290g、氢氧化铝165g以及066N消泡剂3g加入树脂二混物中在行星搅拌装置内在1000r/min的转速下高速搅拌均匀得到树脂三聚物。

将树脂三混物置于真空脱气搅拌装置中，升高树脂三混物的温度为80℃，调节装置真空度为-1 MPa，进行真空脱气搅拌，搅拌转速为50 r/min，脱气4小时后，冷却至室温得到本实施例提供的环氧树脂。

本实施例提供的用于固化上述环氧树脂的固化剂的制备方法，包括：

将六氢邻苯二甲酸酐330g和甲基六氢邻苯二甲酸酐138g置于行星搅拌装置中进行搅拌，在搅拌中将上述原料加热至80℃，并以150r/min的转速低速搅拌15min得固化剂初混物。

依次将润湿分散剂8.5g、石英粉460g、气相白炭黑17g、氢氧化铝495g以及消泡剂2g加入固化剂初混物中，在1500r/min转速下高速搅拌均匀得到固化剂二混物。

将固化剂二混物在40℃、真空度为-1MPa的条件下进行真空脱气搅拌，转速为50r/min，脱气4小时后，冷却至室温得到本实施例提供的用于固化本实施例的环氧树脂的固化剂。

本实施例提供的固化后的环氧树脂及其制备方法，包括：

将本实施例值得的固化剂与本实施例值得的环氧树脂混合均匀后，在80℃的环境下固化60min，然后升温至100℃固化60min，最后升温至130℃固化120min后冷却至室温，得到本实施例提供的固化后的环氧树脂。

对比例1

本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于：六氢邻苯酸缩水甘油酯的用量为300g。

对比例2

本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于：聚丙二醇二缩水甘油醚的用量为320g。

实验例1

采用国际标准方法GB/T 2567-2008 树脂浇铸体性能实验方法测定实施例1-5以及对比例1-2制得的固化后的环氧树脂的冲击强度和弯曲强度记录至表1。

表1 各组固化后的环氧树脂的冲击强度（kJ/m²）和弯曲强度（MPa）

组别	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2
								冲击强度	48	50	46	47	48	30	32
弯曲强度	155	160	150	158	154	89	92

通过表1能够看出，本发明各实施例提供的固化后的环氧树脂的抗冲击强度早50kJ/m²附近，而弯曲强度明显较高，均高于或等于150 MPa，从对比例1和对比例2提供的环氧树脂的冲击强度和弯曲强度明显低于实施例1能够看出，当环氧树脂的制备原料中六氢邻苯酸缩水甘油酯和聚丙二醇二缩水甘油醚的用量不在本发明要求的范围内时，最终制得的环氧树脂的弯曲强度和冲击强度较低。

实验例2

将实施例1-5最终制得的固化后的环氧树脂采用国际标准方法GB/T 6553-2003评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料耐电痕化和蚀损的试验方法（方法1 恒定电痕化电压法）和GB/T 1408.1-2006 绝缘材料电气强度试验方法 第1部分：工频下试验进行耐电实验。实验结果记录至表2。

表2 各组固化后的环氧树脂的冲击强度（kJ/m²）和弯曲强度（MPa）

组别

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

对比例1

对比例2

4.5kV,6h 蚀损深度(mm)

0.15

0.17

0.20

0.12

0.15

0.10

0.13

20kV电压下击穿实验

未击穿

未击穿

未击穿

未击穿

未击穿

未击穿

未击穿

通过实表2能够看出，实施例1-5提供的高性能环族环氧树脂均能承受6小时、4.5kV电压条件下的耐电痕化实验，蚀损深度小于或等于0.2mm。且能耐受20kV电压。

综上所述，本发明提供的环氧树脂及其制备方法，由于制备原料包括六氢邻苯酸缩水甘油酯和聚丙二醇二缩水甘油醚，该二者相互配合作用，能够使得由包括上述材料的原料制得的环氧树脂具有好的绝缘性，耐电性以及较高的强度和韧性，解决了脂环族环氧树脂因较脆而难以应用于电力行业作为绝缘材料的问题。

本发明提供的固化剂及其制备方法，该固化剂用于固化本发明提供的环氧树脂，以制得绝缘性、耐电性、强度以及韧性好的环氧树脂。制得绝缘性、耐电性、强度以及韧性好的环氧树脂。

本发明提供的固化后的环氧树脂其制备方法，固化后的环氧树脂由于采用本发明提供的固化剂对本发明提供的环氧树脂进行固化，故其绝缘性、耐电性、强度以及韧性好，解决了脂环族环氧树脂因较脆而难以应用于电力行业作为绝缘材料的问题。

本发明制得的环氧树脂性能上与在电力行业被广泛认可的亨斯迈环氧树脂几乎可以等同，但亨斯迈的环氧树脂单价为160元/千克，而本发明的脂环族环氧树脂单价仅为亨斯迈单价一半不到的70元/千克。如果该脂环族环氧树脂在电力行业内得到认可并推广，经济效益不可估量。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环氧树脂，其特征在于，其制备原料按重量份数计包括：

六氢邻苯酸缩水甘油酯 350~420份、

聚丙二醇二缩水甘油醚 390~400份、

石英粉 250~300份、

第一阻燃剂 160~180份、

硅烷偶联剂 5~15份、端羟基聚二甲基硅氧烷35~45份、线形聚二甲基硅氧烷48~80份、丁腈橡胶核壳粒子80~120份、八甲基环四硅氧烷5~15份、环状聚二甲基硅氧烷20~40份、气相白炭黑15~20份、表面活性剂4~15份和消泡剂2~4份。

2.根据权利要求1所述的环氧树脂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-环氧丙基三甲氧基硅烷，

所述表面活性剂为非离子聚合型含氟表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的环氧树脂，其特征在于，所述消泡剂为066N消泡剂。

4.根据权利要求1所述的环氧树脂，其特征在于，所述第一阻燃剂包括氢氧化铝。

5.一种环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括将初混原料、二混原料以及三混原料混合，按重量份数计，所述初混原料包括六氢邻苯酸缩水甘油酯 350~420份及聚丙二醇二缩水甘油醚390~400份，所述二混原料包括硅烷偶联剂5~15份、端羟基聚二甲基硅氧烷35~45份、丁腈橡胶核壳粒子80~120份、八甲基环四硅氧烷5~15份、环状聚二甲基硅氧烷20~40份、线形聚二甲基硅氧烷48~80份和表面活性剂4~15份，所述三混原料包括石英粉250~300份、气相白炭黑15~20份、消泡剂2~4份及第一阻燃剂160~180份；

将所述初混原料置于搅拌装置中搅拌混合，得到树脂初混物，搅拌转速为50~200r/min，混合时间为10~30min；

将二混原料与所述树脂初混物混合，在1500-1800r/min转速下搅拌均匀得到树脂二混物；

将三混原料与所述树脂二混物混合，在1000-1500r/min的转速下搅拌均匀得到树脂三混物；

将所述树脂三混物进行真空脱气搅拌，真空脱气条件为：温度80~120℃、真空度为-1.5~-0.5 MPa，搅拌转速为20~50 r/min，脱气2~4小时。

6.一种固化后的环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括将固化剂与权利要求1~4任一项所述的环氧树脂或权利要求5所述的制备方法制得的环氧树脂混合均匀后，加热固化，所述环氧树脂的制备原料中的所述六氢邻苯酸缩水甘油酯与所述固化剂的制备原料中的六氢邻苯二甲酸酐的质量之比为350~420：300~340；

加热条件为：在75~85℃的环境下固化50~70min，然后升温至95~105℃固化50~70min，最后升温至125~135℃固化100~150min；

所述固化剂按重量份数计，其原料包括：六氢邻苯二甲酸酐300~340份、甲基六氢邻苯二甲酸酐130~145份、石英粉450~500份、第二阻燃剂485~520份、润湿分散剂8~9份、气相白炭黑16~20份以及消泡剂2~4份。

7.根据权利要求6所述的固化后的环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为066N消泡剂，所述第二阻燃剂包括氧化铝。

8.一种固化后的环氧树脂，其特征在于，采用如权利要求6或7所述的固化后的环氧树脂的制备方法制得。