CN115627140A - 一种胶粘剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胶粘剂及其制备方法与应用，属于电力技术领域；该胶粘剂包括以下质量份数的制备原料：环氧树脂100份、氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑2份～3份、氟硅烷改性g‑C3N4 3份～5份、双氰胺10份～20份。本发明中通过选用氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑和氟硅烷改性g‑C3N4，使得两者能够很好地分散于胶粘剂体系中，不发生团聚，从而提升胶粘剂的阻水密封性能；本发明中还利用双氰胺来提升胶粘剂的粘接强度，从而进一步提升胶粘剂的性能。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种胶粘剂及其制备方法与应用。
背景技术
复合绝缘子主要由绝缘管、硅橡胶伞裙和金具组成；金具和绝缘管通常采用胶粘剂进行胶结；胶粘剂固化后在金具和绝缘管之间形成粘接层；粘接层不仅起到粘接作用，同时还起到阻绝作用，防止水汽进入金具和绝缘管之间。
而相关技术中胶粘剂存在一定的透水性，随着使用时间的延长，水汽会侵入复合绝缘子的内部，从而导致封装失效；而封装失效会导致复合绝缘子发生局部放电，加速绝缘管的老化，从而影响输电线路的稳定运行，从而到来安全隐患。
因此，本发明提供了一种胶粘剂，该胶粘剂的密封效果好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种胶粘剂，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
具体如下：本发明第一方面提供了一种胶粘剂，包括以下重量份数的制备原料：
环氧树脂100份、氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑2份～3份、氟硅烷改性g-C3N4、双氰胺10份～20份。
根据本发明胶粘剂技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
本发明中通过选用氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑和氟硅烷改性g-C3N4，使得两者能够很好地分散于胶粘剂体系中，不发生团聚，从而提升胶粘剂的阻水密封性能；
同时用过选用氨基丙基三乙氧基硅烷对白炭黑进行改性处理，有利于提升白炭黑的疏水性能，从而进一步防止水汽的侵入；
且选用氟硅烷对g-C3N4进行改性处理，利用氟元素的强疏水效果，在胶粘剂体系中形成疏水网络；从而进一步阻隔水汽侵入，从而提升胶粘剂的阻水密封性能；
本发明中还利用双氰胺来提升胶粘剂的粘接强度，从而进一步提升胶粘剂的性能。
根据本发明的一些实施方式，所述氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑包括以下重量份数的制备原料：
白炭黑100份和氨基丙基三乙氧基硅烷5份～6份。
根据本发明的一些实施方式，所述氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
将白炭黑配置白炭黑分散液；
将氨基丙基三乙氧基硅烷添加至白炭黑分散液混合反应，固液分离，收集固相。
根据本发明的一些实施方式，所述白炭黑的比表面积为100m2/g～200m2/g。
根据本发明的一些实施方式，所述白炭黑分散液的质量浓度为5g/L～10g/L。
根据本发明的一些实施方式，所述氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑的制备过程中反应的温度为50℃～70℃。
根据本发明的一些实施方式，所述氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑的制备过程中反应的时间为6h～8h。
根据本发明的一些实施方式，所述氟硅烷改性g-C3N4包括以下重量份数的制备原料：
表面羟基化g-C3N4 100份和氟硅烷7份～9份。
根据本发明的一些实施方式，所述氟硅烷为三氟丙基三甲氧基硅烷。
根据本发明的一些实施方式，所述氟硅烷改性g-C3N4包括以下重量份数的制备原料：
表面羟基化g-C3N4 100份、氟硅烷7份～9份和酸1份～2份。
根据本发明的一些实施方式，所述酸为醋酸。
根据本发明的一些实施方式，所述氟硅烷改性g-C3N4的制备方法，包括以下步骤：
将所述表面羟基化g-C3N4配置成表面羟基化g-C3N4分散液；
将所述氟硅烷配置成氟硅烷分散液；
将所述表面羟基化g-C3N4分散液、所述氟硅烷分散液和所述酸混合后反应，固液分离，收集固相。
根据本发明的一些实施方式，所述表面羟基化g-C3N4分散液的质量浓度为5g/L～10g/L。
根据本发明的一些实施方式，所述氟硅烷分散液的质量浓度为10g/L～20g/L。
根据本发明的一些实施方式，所述氟硅烷改性g-C3N4的制备过程中反应的温度为20℃～30℃。
根据本发明的一些实施方式，所述氟硅烷改性g-C3N4的制备过程中反应的时间为6h～8h。
根据本发明的一些实施方式，所述表面羟基化g-C3N4包括以下制备原料：
g-C3N4和过氧化氢。
采用过氧化氢对g-C3N4进行氧化处理后，g-C3N4表面生成了羟基基团，从而实现g-C3N4表面羟基改性。
根据本发明的一些实施方式，所述表面羟基化g-C3N4包括以下制备原料：
g-C3N4和过氧化氢溶液。
根据本发明的一些实施方式，所述g-C3N4与所述过氧化氢溶液的质量体积比为1g：50mL～100mL。
根据本发明的一些实施方式，所述过氧化氢溶液的质量浓度为10％～30％。
根据本发明的一些实施方式，所述表面羟基化g-C3N4的制备方法，包括以下步骤：
将所述g-C3N4添加至所述过氧化氢溶液中超声处理，固液分离，收集固相。
根据本发明的一些实施方式，所述超声处理的时间为1h～2h。
根据本发明的一些实施方式，所述超声处理的超声功率为100W～200W。
根据本发明的一些实施方式，所述g-C3N4的制备方法，包括以下步骤：将三聚氰胺在500℃～600℃下煅烧4h～6h，即得。
根据本发明的一些实施方式，所述环氧树脂为E51环氧树脂。
本发明第二方面提供了上述胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑、所述氟硅烷改性g-C3N4和所述环氧树脂混合后制得第一混合物；
S2、再将所述双氰胺添加至所述第一混合物中混合。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中所述混合的温度为50℃～60℃。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中所述混合在超声条件下进行，所述超声的功率为200W～300W。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中所述混合的时间为30min～40min。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中所述混合在超声条件下进行，所述超声的功率为200W～300W。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中所述混合的时间为10min～20min。
本发明第三方面提供了上述胶粘剂在制备绝缘子中的应用。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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。
本发明实施方式中g-C3N4的制备方法，由以下步骤组成：
将研磨后的三聚氰胺以5℃/min的升温速率升温至550℃，煅烧5h，冷却后研磨，即得石墨相g-C3N4。
本发明实施方式中表面羟基化g-C3N4的制备方法，由以下步骤组成：
将石墨相g-C3N4添加至过氧化氢溶液中(质量分数为30％)，在超声功率为100W的情况下超声处理1h，固液分离，收集固相。
石墨相g-C3N4与过氧化氢溶液的质量体积比为1g：100mL。
本发明实施方式中选用的氟硅烷为三氟丙基三甲氧基硅烷。
本发明实施方式中选用的环氧树脂为E51环氧树脂。
本发明实施方式中选用的白炭黑为：赢创白炭黑AEROSIL 200。
实施例1
本实施例为一种胶粘剂，由以下重量份数的制备原料组成：
环氧树脂100份、氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑2份、氟硅烷改性g-C3N4 5份、双氰胺10份。
氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑包括以下重量份数的制备原料：
白炭黑100份和氨基丙基三乙氧基硅烷5份。
本实施例中氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑的制备方法，由以下步骤组成：
将白炭黑分散至水中，制得白炭黑分散液(质量浓度为5g/L)；再将氨基丙基三乙氧基硅烷添加至白炭黑分散液中，在60℃下反应6h，固液分离；收集固相，即得。
氟硅烷改性g-C3N4包括以下重量份数的制备原料：
表面羟基化g-C3N4 100份、氟硅烷7份和酸2份。
本实施例中氟硅烷改性g-C3N4的制备方法，由以下步骤组成：
将表面羟基化g-C3N4分散至水中，制得表面羟基化g-C3N4分散液(质量浓度为5g/L)；
将氟硅烷分散至乙醇中，制得氟硅烷分散液(质量浓度为10g/L)；
将表面羟基化g-C3N4分散液、氟硅烷分散液和酸混合后，在25℃下反应6h；固液分离，收集固相，即得。
本实施例中胶粘剂的制备方法，由以下步骤组成：
S1、将氟硅烷改性g-C3N4、氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑和环氧树脂，超声分散30min(超声的功率为250W)，制得第一混合物；
S2、将双氰胺添加至步骤S1中制得的第一混合物，超声分散10min(超声的功率为250W)，即得胶粘剂。
实施例2
本实施例为一种胶粘剂，与实施例1的差异在于：
本实施例中表面羟基化g-C3N4和氟硅烷的质量比为100:10。
实施例3
本实施例为一种胶粘剂，与实施例1的差异在于：
本实施例中表面羟基化g-C3N4和氟硅烷的质量比为100:5。
实施例4
本实施例为一种胶粘剂，与实施例1的差异在于：
本实施例中白炭黑和氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为100:1。
实施例5
本实施例为一种胶粘剂，与实施例1的差异在于：
本实施例中白炭黑和氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为100:10。
对比例1
本对比例为一种胶粘剂，与实施例1的差异在于：
本对比例中将氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑替换为白炭黑。
对比例2
本对比例为一种胶粘剂，与实施例1的差异在于：
本对比例中将硅烷改性g-C3N4替换为表面羟基化g-C3N4。
对比例3
本对比例为一种胶粘剂，与实施例1的差异在于：
本对比例中将氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑替换为白炭黑和硅烷改性g-C3N4替换为表面羟基化g-C3N4。
本发明实施例1～5和对比例1～3中制得的胶粘剂的性能测试方法如下：
拉伸剪切强度：参照GB/T 7124-2008；
吸水率：将胶粘剂在湿度为90％和温度为60℃的条件下存储180天，测试胶粘剂吸水率。
测定结果见表1。
本发明实施例1～5和对比例1～3中制得的胶粘剂的性能测试结果见表1。
表1本发明实施例1～5和对比例1～3中制得的胶粘剂的性能测试结果
| - | 拉伸剪切强度(MPa) | 吸水率 |
| 实施例1 | 15.6 | 0.0018％ |
| 实施例2 | 14.5 | 0.0014％ |
| 实施例3 | 13.6 | 0.0029％ |
| 实施例4 | 12.3 | 0.0038％ |
| 实施例5 | 13.1 | 0.0021％ |
| 对比例1 | 13.8 | 0.0152％ |
| 对比例2 | 11.6 | 0.0523％ |
| 对比例3 | 12.7 | 0.0786％ |
综上所述，本发明中通过选用氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑和氟硅烷改性g-C3N4，使得两者能够很好地分散于胶粘剂体系中，不发生团聚，从而提升胶粘剂的阻水密封性能；同时用过选用氨基丙基三乙氧基硅烷对白炭黑进行改性处理，有利于提升白炭黑的疏水性能，从而进一步防止水汽的侵入；且选用氟硅烷对g-C3N4进行改性处理，利用氟元素的强疏水效果，在胶粘剂体系中形成疏水网络；从而进一步阻隔水汽侵入，从而提升胶粘剂的阻水密封性能；本发明中还利用双氰胺来提升胶粘剂的粘接强度，从而进一步提升胶粘剂的性能。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份数的制备原料：
环氧树脂100份、氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑2份～3份、氟硅烷改性g-C3N4 3份～5份、双氰胺10份～20份。
2.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑包括以下重量份数的制备原料：
白炭黑100份和氨基丙基三乙氧基硅烷3份～5份。
3.根据权利要求2所述的胶粘剂，其特征在于，所述白炭黑的比表面积为100m2/g～200m2/g。
4.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述氟硅烷改性g-C3N4包括以下重量份数的制备原料：
表面羟基化g-C3N4 100份和氟硅烷7份～9份。
5.根据权利要求4所述的胶粘剂，其特征在于，所述氟硅烷为三氟丙基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求4所述的胶粘剂，其特征在于，所述表面羟基化g-C3N4包括以下制备原料：
g-C3N4和过氧化氢。
7.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述环氧树脂为E51环氧树脂。
8.一种制备如权利要求1至7任一项所述的胶粘剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述氨基丙基三乙氧基硅烷改性白炭黑、所述氟硅烷改性g-C3N4和所述环氧树脂混合后制得第一混合物；
S2、再将所述双氰胺添加至所述第一混合物中混合。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述混合的温度为50℃～60℃。
10.一种如权利要求1至7任一项所述的胶粘剂在制备绝缘子中的应用。
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