CN110372996A - 一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，包括以下步骤：⑴将氧化石墨烯纳米颗粒溶解在溶剂中，得到第一混合液，将第一混合液进行分散处理；⑵将第一混合液加入环氧基质中，搅拌均匀后得到第二混合液；⑶将第二混合液进行高温真空处理，去除所述溶剂；⑷在第步骤⑶的产物中加入固化剂得到第三混合液，然后将第三混合液倒入模具中；⑸将模具真空处理后脱模，得到成品。本发明中，经过上述处理过程后，氧化石墨纳米颗粒在环氧基质中分散均匀，没有团聚的问题，成型后的纳米复合材料内部没有气泡，提高了纳米复合材料的介电性能，能够有效的抑制使用时的表面电荷的积聚，改善了整体的绝缘性能。
Description
技术领域
本发明属于环氧树脂生产技术领域，尤其是涉及一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法。
背景技术
环氧树脂因为具有优秀的电气绝缘性、耐湿、耐高温和耐腐蚀性，常常被用作气体绝缘管道(GIL)与气体绝缘开关(GIS)中的支撑绝缘子或者盆式绝缘子。但是，由于在金属导体-绝缘材料-气体的三接触面处的材料介电特性不同，会产生局部畸变电场，引起绝缘材料在气体侧的微放电而产生大量的带电粒子，它们会在外施电场和自激发电场的作用下积聚在绝缘材料表面，成为表面积聚电荷。当电荷积累到一定阈值时，便会引发绝缘材料沿面放电，甚至发展为贯穿性击穿，破坏绝缘材料，导致事故发生。因此，环氧树脂材料绝缘性能的优劣直接关系到电气设备的安全运行，目前，使用纳米颗粒对环氧树脂进行改性以抑制表面电荷的积聚也日益成为研究者关注的焦点，上述改性中使用机械共混法将纳米颗粒分散到环氧基体中，但该方法易产生团聚现象，即影响纳米颗粒的分散性，降低了纳米复合材料的介电性能，影响了改性环氧树脂的绝缘性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供在机械共混前先通过超声处理让纳米颗粒均匀分散在溶剂中，再进行机械共混、溶剂分离后得到绝缘性能好的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴将氧化石墨烯纳米颗粒溶解在溶剂中，得到第一混合液，将第一混合液进行分散处理；
⑵将第一混合液加入环氧基质中，搅拌均匀后得到第二混合液；
⑶将第二混合液进行高温真空处理，去除所述溶剂；
⑷在第步骤⑶的产物中加入固化剂得到第三混合液，然后将第三混合液倒入模具中；
⑸将模具真空处理后脱模，得到成品。
再有，步骤⑴所述氧化石墨烯纳米颗粒的重量分数为0.5wt％。
再有，步骤⑴中，第一混合液在温度为30摄氏度的条件下磁力搅拌5分钟，再用超声波清洗器进行10分钟的超声波分散处理。
再有，步骤⑵中，加入环氧基质后进行50摄氏度的水浴，磁力搅拌1小时后得到第二混合液。
再有，步骤⑶中，将真空箱内温度调整至80摄氏度并保持恒温，将第二混合液进行高温真空处理20分钟，溶剂被汽化抽除。
再有，步骤⑷所述固化剂为聚酰胺固化剂，其重量分数为85％，固化剂与第二混合液中的环氧基质的重量比为1:3。
再有，步骤⑷所述第三混合液进行30摄氏度的水浴，磁力搅拌5分钟，最后倒入模具中。
再有，步骤⑸中，将模具放入真空箱中30摄氏度处理1小时后取出静置24小时，脱模后得到成品。
再有，所述溶剂为乙醇。
本发明的优点和有益效果是：
本发明中，首先将氧化石墨烯纳米颗粒加入乙醇后进行超声波分散处理，然后加入环氧基质中，再通过高温真空处理去除乙醇，再加入固化剂后倒入模具中，模具经过真空处理后，最后脱模得到成品。经过上述处理过程后，氧化石墨纳米颗粒在环氧基质中分散均匀，没有团聚的问题，成型后的纳米复合材料内部没有气泡，提高了纳米复合材料的介电性能，能够有效的抑制使用时的表面电荷的积聚，改善了整体的绝缘性能。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。
一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，本发明的创新在于：包括以下步骤：
⑴将氧化石墨烯纳米颗粒溶解在溶剂中，得到第一混合液，将第一混合液进行分散处理；
⑵将第一混合液加入环氧基质中，搅拌均匀后得到第二混合液；
⑶将第二混合液进行高温真空处理，去除所述溶剂；
⑷在第步骤⑶的产物中加入固化剂得到第三混合液，然后将第三混合液倒入模具中；
⑸将模具真空处理后脱模，得到成品。
其中，步骤⑴所述氧化石墨烯纳米颗粒的重量分数为0.5wt％。所述溶剂为乙醇。步骤⑴中，第一混合液在温度为30摄氏度的条件下磁力搅拌5分钟，再用超声波清洗器进行10分钟的超声波分散处理。
步骤⑵中，加入环氧基质后进行50摄氏度的水浴，磁力搅拌1小时后得到第二混合液。
步骤⑶中，将真空箱内温度调整至80摄氏度并保持恒温，将第二混合液进行高温真空处理20分钟，溶剂被汽化抽除。
步骤⑷所述固化剂为聚酰胺固化剂，其重量分数为85％，固化剂与第二混合液中的环氧基质的重量比为1:3。步骤⑷所述第三混合液进行30摄氏度的水浴，磁力搅拌5分钟，最后倒入模具中。
步骤⑸中，将模具放入真空箱中30摄氏度处理1小时后取出静置24小时，脱模后得到成品。
上述方法中，选取双酚A型环氧树脂作为基质，使用低分子量聚酰胺使环氧固化。在机械共混前，先通过超声处理让氧化石墨烯纳米颗粒均匀分散在乙醇溶液中，形成混合液，再将混合液加入环氧树脂基质中进行机械共混，再通过真空高温处理将乙醇从混合液中分离。
实施例
一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，包括以下步骤：
⑴将重量分数为0.5wt％的氧化石墨烯纳米颗粒溶解在50毫升乙醇中，得到第一混合液。第一混合液在温度为30摄氏度的条件下磁力搅拌5分钟，再用超声波清洗器进行10分钟的超声波分散处理。
⑵将第一混合液加入60克环氧基质中，然后进行50摄氏度的水浴，磁力搅拌1小时后得到第二混合液。此时氧化石墨烯纳米颗粒随乙醇溶液均匀的分散环氧基质中，并且部分乙醇已经挥发。
⑶将真空箱内温度调整至80摄氏度并保持恒温，将第二混合液进行高温真空处理20分钟，残留于混合液中的乙醇在高温下被汽化抽除，并且由于温度作用，此时第二混合液流动性也较为理想。
⑷在第步骤⑶的产物中加入质量分数为85％的固化剂，得到第三混合液。固化剂与第二混合液中的环氧基质的重量比为1:3。将第三混合液进行30摄氏度的水浴，磁力搅拌5分钟后倒入模具中。
⑸将模具放入真空箱中30摄氏度处理1小时后取出静置24小时，脱模后得到成品。
本发明中，首先将氧化石墨烯纳米颗粒加入乙醇后进行超声波分散处理，然后加入环氧基质中，再通过高温真空处理去除乙醇，再加入固化剂后倒入模具中，模具经过真空处理后，最后脱模得到成品。经过上述处理过程后，氧化石墨纳米颗粒在环氧基质中分散均匀，没有团聚的问题，成型后的纳米复合材料内部没有气泡，提高了纳米复合材料的介电性能，能够有效的抑制使用时的表面电荷的积聚，改善了整体的绝缘性能。
Claims (9)
1.一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴将氧化石墨烯纳米颗粒溶解在溶剂中，得到第一混合液，将第一混合液进行分散处理；
⑵将第一混合液加入环氧基质中，搅拌均匀后得到第二混合液；
⑶将第二混合液进行高温真空处理，去除所述溶剂；
⑷在第步骤⑶的产物中加入固化剂得到第三混合液，然后将第三混合液倒入模具中；
⑸将模具真空处理后脱模，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：步骤⑴所述氧化石墨烯纳米颗粒的重量分数为0.5wt％。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：步骤⑴中，第一混合液在温度为30摄氏度的条件下磁力搅拌5分钟，再用超声波清洗器进行10分钟的超声波分散处理。
4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：步骤⑵中，加入环氧基质后进行50摄氏度的水浴，磁力搅拌1小时后得到第二混合液。
5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：步骤⑶中，将真空箱内温度调整至80摄氏度并保持恒温，将第二混合液进行高温真空处理20分钟，溶剂被汽化抽除。
6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：步骤⑷所述固化剂为聚酰胺固化剂，其重量分数为85％，固化剂与第二混合液中的环氧基质的重量比为1:3。
7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：步骤⑷所述第三混合液进行30摄氏度的水浴，磁力搅拌5分钟，最后倒入模具中。
8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：步骤⑸中，将模具放入真空箱中30摄氏度处理1小时后取出静置24小时，脱模后得到成品。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种基于石墨烯颗粒改性环氧树脂的方法，其特征在于：所述溶剂为乙醇。
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| 唐梦龙: "氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备与性性能", 《功能材料》 * |
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