CN117004188A - 一种高压设备用增强型环氧树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环氧树脂组合物技术领域,具体公开了一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,包括以下重量份原料:环氧树脂35~40份、基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂10~15份、氮化硼改性剂8~12份、浸入液15~20份、硅磷酸酯5~9份、氢氧化铝5~9份、固化剂3~5份、丙酮溶剂20~25份;本发明增强型环氧树脂组合物采用环氧树脂为基体,配合硅磷酸酯、氢氧化铝阻燃原料,优化产品的阻燃性,通过基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂之间相互协调,共同协效,提高产品的阻燃、绝缘性能,以及产品的高温、紫外光照下的性能稳定性。

Description

一种高压设备用增强型环氧树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及环氧树脂组合物技术领域,具体涉及一种高压设备用增强型环氧树脂组合物及其制备方法。
背景技术
在电气绝缘领域中,环氧树脂是一种重要的固体绝缘材料,且是常用的电子封装材料。一方面,随着电气工程领域电压等级的提升和电力电子化发展对频率的提升,对绝缘材料的要求越来越高,不仅需要超高的绝缘性,同时阻燃性优异,避免燃烧现象,产品尤其在高压设备上使用,对产品的性能要求更高。
现有的环氧树脂产品为了改进绝缘性能,易导致阻燃性能变差,很难使二者性能协调改进,同时在高温、紫外光照下,材料易老化,产品的绝缘性、阻燃性进一步的降低,限制了产品的使用效率。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种高压设备用增强型环氧树脂组合物及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明提供了一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,包括以下重量份原料:
环氧树脂35~40份、基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂10~15份、氮化硼改性剂8~12份、浸入液15~20份、硅磷酸酯5~9份、氢氧化铝5~9份、固化剂3~5份、丙酮溶剂20~25份;
其中所述浸入液为硅酸钠水溶液、壳聚糖水溶液按照重量比1:(3~5)混匀,然后再加入硅酸钠水溶液总量5%的硅烷偶联剂KH560、硅酸钠水溶液总量1~3%的质量分数6%的氯化镧溶液,搅拌充分,得到浸入液。
优选地,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂;所述固化剂为双氰胺。
优选地,所述基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂的制备方法为:
S01:将玻璃纤维按照重量比1:3加入到浓盐酸中超声处理20~30min,超声功率为350~400W,超声结束,水洗、过滤、干燥,然后将干燥产物按照重量比1:5加入到质量分数5%的氢氧化钠溶液中搅拌均匀,再水洗、干燥,得到预处理的玻璃纤维;
S02:将3~6份质量浓度为0.5g/L的多巴胺溶液、1~3木质素磺酸钠和2~5份磷酸缓冲溶液和1~4份硝酸钇溶液搅拌混合均匀,得到改性基液;
S03:将纳米二氧化硅于150~170℃下煅烧1~2h,浸于5~10℃的水中冷却处理,再水洗、干燥;
S04:将5~9份预处理的玻璃纤维、10~15份S03产物与3~4份球磨剂共混,于1000~1500r/min的转速下球磨1~2h,球磨结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂;
S05:将玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂再加入到改性基液中搅拌改性处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂。
优选地,所述S02中的磷酸缓冲溶液pH值为4.5~5.0;所述硝酸钇溶液的质量分数为4~8%。
优选地,所述S05搅拌改性处理的转速为550~650r/min,搅拌时间为1~2h,搅拌温度为46~48℃。
优选地,所述球磨剂包括以下重量份原料:
3~5份硬脂酸、2~4份尿素、1~3份羟基磷灰石、6~8份去离子水和1~2份柠檬酸钠。
优选地,所述氮化硼改性剂的制备方法为:
将5~10份氮化硼、15~20份乙醇溶剂、1~3份羟基乙酸先共混搅拌均匀,然后再加入2~5份十六烷基三甲基溴化铵、0.25~0.35份生育酚乙酸酯,再转至球磨机中球磨处理,处理结束,再水洗、干燥,得到氮化硼改性剂。
优选地,所述球磨处理的球磨转速为800~1200r/min的转速下球磨1~2h。
优选地,所述硅酸钠水溶液的质量分数为10~15%;壳聚糖水溶液的质量分数为4~6%
本发明还提供了一种高压设备用增强型环氧树脂组合物的制备方法,包括以下步骤:
将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂依次送入到浸入液中搅拌均匀,然后水洗、干燥,干燥产物再与磷酸酯、氢氧化铝搅拌混匀,得到添加剂;
将环氧树脂加入到丙酮溶剂中,然后先搅拌10~20min,搅拌转速为210~220r/min;搅拌结束,再加入添加剂,继续搅拌5~10min,最后加入固化剂,于45℃下静置反应1~2h,即可得到本发明的增强型环氧树脂组合物。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明增强型环氧树脂组合物采用环氧树脂为基体,配合硅磷酸酯、氢氧化铝阻燃原料,优化产品的阻燃性,通过基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂之间相互协调,共同协效,提高产品的阻燃、绝缘性能,以及产品的高温、紫外光照下的性能稳定性,浸入液对于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂界面改性,优化二者在体系中的界面性,提高原料之间的界面结合效率,从而进一步的提高产品的性能效果;
基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂采用玻璃纤维经过浓盐酸超声处理、氢氧化钠搅拌处理,优化玻璃纤维的分散度和活性度;纳米二氧化硅经过热煅烧,再水冷,提高其活性能,从而便于二者在球磨剂中共调球磨,提高球磨效率,球磨剂采用硬脂酸、尿素、羟基磷灰石和柠檬酸钠相互调配,优化纳米二氧化硅、玻璃纤维之间的界面性,同时通过羟基磷灰石协配,将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂更好的分散到基体中,填补基体,从而为产品的绝缘性、阻燃性得到协调改进,通过多巴胺溶液、木质素磺酸钠和磷酸缓冲溶液和硝酸钇溶液之间组配的改性基液激发原料的活性效能,从而更好的将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂与原料之间更好的结合,从而互配、组配效果增强;
氮化硼改性剂采用氮化硼、羟基乙酸、十六烷基三甲基溴化铵、和生育酚乙酸酯之间相互调配优化,改进的氮化硼改性剂一方面穿插在体系中,增强体系的绝缘性,另一方面可更好的与基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂协同增效,相互协效,从而体系的绝缘性、阻燃性得到协调改进,以及产品的耐候稳定性进一步增强;
浸入液中的硅烷偶联剂KH560优化体系的无机、有机界面性,通过氯化镧溶液协调,增强体系界面相容性,而壳聚糖水溶液的协同,互调原料,进一步改进原料之间的相容性,同时硅酸钠溶液可优化体系的界面稳定性,通过浸入液原料之间的相互辅助,共同增效,从而产品的体系稳定性进一增强,进而产品的性能得到进一步改进。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,包括以下重量份原料:
环氧树脂35~40份、基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂10~15份、氮化硼改性剂8~12份、浸入液15~20份、硅磷酸酯5~9份、氢氧化铝5~9份、固化剂3~5份、丙酮溶剂20~25份;
其中所述浸入液为硅酸钠水溶液、壳聚糖水溶液按照重量比1:(3~5)混匀,然后再加入硅酸钠水溶液总量5%的硅烷偶联剂KH560、硅酸钠水溶液总量1~3%的质量分数6%的氯化镧溶液,搅拌充分,得到浸入液。
本实施例的环氧树脂为双酚A型环氧树脂;所述固化剂为双氰胺。
本实施例的基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂的制备方法为:
S01:将玻璃纤维按照重量比1:3加入到浓盐酸中超声处理20~30min,超声功率为350~400W,超声结束,水洗、过滤、干燥,然后将干燥产物按照重量比1:5加入到质量分数5%的氢氧化钠溶液中搅拌均匀,再水洗、干燥,得到预处理的玻璃纤维;
S02:将3~6份质量浓度为0.5g/L的多巴胺溶液、1~3木质素磺酸钠和2~5份磷酸缓冲溶液和1~4份硝酸钇溶液搅拌混合均匀,得到改性基液;
S03:将纳米二氧化硅于150~170℃下煅烧1~2h,浸于5~10℃的水中冷却处理,再水洗、干燥;
S04:将5~9份预处理的玻璃纤维、10~15份S03产物与3~4份球磨剂共混,于1000~1500r/min的转速下球磨1~2h,球磨结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂;
S05:将玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂再加入到改性基液中搅拌改性处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂。
本实施例的S02中的磷酸缓冲溶液pH值为4.5~5.0;所述硝酸钇溶液的质量分数为4~8%。
本实施例的S05搅拌改性处理的转速为550~650r/min,搅拌时间为1~2h,搅拌温度为46~48℃。
本实施例的球磨剂包括以下重量份原料:
3~5份硬脂酸、2~4份尿素、1~3份羟基磷灰石、6~8份去离子水和1~2份柠檬酸钠。
本实施例的氮化硼改性剂的制备方法为:
将5~10份氮化硼、15~20份乙醇溶剂、1~3份羟基乙酸先共混搅拌均匀,然后再加入2~5份十六烷基三甲基溴化铵、0.25~0.35份生育酚乙酸酯,再转至球磨机中球磨处理,处理结束,再水洗、干燥,得到氮化硼改性剂。
本实施例的球磨处理的球磨转速为800~1200r/min的转速下球磨1~2h。
本实施例的硅酸钠水溶液的质量分数为10~15%;壳聚糖水溶液的质量分数为4~6%
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物的制备方法,包括以下步骤:
将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂依次送入到浸入液中搅拌均匀,然后水洗、干燥,干燥产物再与磷酸酯、氢氧化铝搅拌混匀,得到添加剂;
将环氧树脂加入到丙酮溶剂中,然后先搅拌10~20min,搅拌转速为210~220r/min;搅拌结束,再加入添加剂,继续搅拌5~10min,最后加入固化剂,于45℃下静置反应1~2h,即可得到本发明的增强型环氧树脂组合物。
实施例1.
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,包括以下重量份原料:
环氧树脂35份、基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂10份、氮化硼改性剂8份、浸入液15份、硅磷酸酯5份、氢氧化铝5份、固化剂3份、丙酮溶剂20份;
其中所述浸入液为硅酸钠水溶液、壳聚糖水溶液按照重量比1:3混匀,然后再加入硅酸钠水溶液总量5%的硅烷偶联剂KH560、硅酸钠水溶液总量1%的质量分数6%的氯化镧溶液,搅拌充分,得到浸入液。
本实施例的环氧树脂为双酚A型环氧树脂;所述固化剂为双氰胺。
本实施例的基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂的制备方法为:
S01:将玻璃纤维按照重量比1:3加入到浓盐酸中超声处理20min,超声功率为350W,超声结束,水洗、过滤、干燥,然后将干燥产物按照重量比1:5加入到质量分数5%的氢氧化钠溶液中搅拌均匀,再水洗、干燥,得到预处理的玻璃纤维;
S02:将3份质量浓度为0.5g/L的多巴胺溶液、1木质素磺酸钠和2份磷酸缓冲溶液和1份硝酸钇溶液搅拌混合均匀,得到改性基液;
S03:将纳米二氧化硅于150℃下煅烧1h,浸于5℃的水中冷却处理,再水洗、干燥;
S04:将5份预处理的玻璃纤维、10份S03产物与3份球磨剂共混,于1000r/min的转速下球磨1h,球磨结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂;
S05:将玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂再加入到改性基液中搅拌改性处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂。
本实施例的S02中的磷酸缓冲溶液pH值为4.5;所述硝酸钇溶液的质量分数为4%。
本实施例的S05搅拌改性处理的转速为550r/min,搅拌时间为1h,搅拌温度为46℃。
本实施例的球磨剂包括以下重量份原料:
3份硬脂酸、2份尿素、1份羟基磷灰石、6份去离子水和1份柠檬酸钠。
本实施例的氮化硼改性剂的制备方法为:
将5份氮化硼、15份乙醇溶剂、1份羟基乙酸先共混搅拌均匀,然后再加入2份十六烷基三甲基溴化铵、0.25份生育酚乙酸酯,再转至球磨机中球磨处理,处理结束,再水洗、干燥,得到氮化硼改性剂。
本实施例的球磨处理的球磨转速为800r/min的转速下球磨1h。
本实施例的硅酸钠水溶液的质量分数为10%;壳聚糖水溶液的质量分数为4%
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物的制备方法,包括以下步骤:
将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂依次送入到浸入液中搅拌均匀,然后水洗、干燥,干燥产物再与磷酸酯、氢氧化铝搅拌混匀,得到添加剂;
将环氧树脂加入到丙酮溶剂中,然后先搅拌10min,搅拌转速为210r/min;搅拌结束,再加入添加剂,继续搅拌5min,最后加入固化剂,于45℃下静置反应1h,即可得到本发明的增强型环氧树脂组合物。
实施例2.
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,包括以下重量份原料:
环氧树脂40份、基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂15份、氮化硼改性剂12份、浸入液20份、硅磷酸酯9份、氢氧化铝9份、固化剂5份、丙酮溶剂25份;
其中所述浸入液为硅酸钠水溶液、壳聚糖水溶液按照重量比1:5混匀,然后再加入硅酸钠水溶液总量5%的硅烷偶联剂KH560、硅酸钠水溶液总量3%的质量分数6%的氯化镧溶液,搅拌充分,得到浸入液。
本实施例的环氧树脂为双酚A型环氧树脂;所述固化剂为双氰胺。
本实施例的基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂的制备方法为:
S01:将玻璃纤维按照重量比1:3加入到浓盐酸中超声处理30min,超声功率为400W,超声结束,水洗、过滤、干燥,然后将干燥产物按照重量比1:5加入到质量分数5%的氢氧化钠溶液中搅拌均匀,再水洗、干燥,得到预处理的玻璃纤维;
S02:将6份质量浓度为0.5g/L的多巴胺溶液、3木质素磺酸钠和5份磷酸缓冲溶液和4份硝酸钇溶液搅拌混合均匀,得到改性基液;
S03:将纳米二氧化硅于170℃下煅烧2h,浸于10℃的水中冷却处理,再水洗、干燥;
S04:将9份预处理的玻璃纤维、15份S03产物与4份球磨剂共混,于1500r/min的转速下球磨2h,球磨结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂;
S05:将玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂再加入到改性基液中搅拌改性处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂。
本实施例的S02中的磷酸缓冲溶液pH值为5.0;所述硝酸钇溶液的质量分数为8%。
本实施例的S05搅拌改性处理的转速为650r/min,搅拌时间为2h,搅拌温度为48℃。
本实施例的球磨剂包括以下重量份原料:
5份硬脂酸、4份尿素、3份羟基磷灰石、8份去离子水和2份柠檬酸钠。
本实施例的氮化硼改性剂的制备方法为:
将10份氮化硼、20份乙醇溶剂、3份羟基乙酸先共混搅拌均匀,然后再加入5份十六烷基三甲基溴化铵、0.35份生育酚乙酸酯,再转至球磨机中球磨处理,处理结束,再水洗、干燥,得到氮化硼改性剂。
本实施例的球磨处理的球磨转速为1200r/min的转速下球磨2h。
本实施例的硅酸钠水溶液的质量分数为15%;壳聚糖水溶液的质量分数为6%
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物的制备方法,包括以下步骤:
将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂依次送入到浸入液中搅拌均匀,然后水洗、干燥,干燥产物再与磷酸酯、氢氧化铝搅拌混匀,得到添加剂;
将环氧树脂加入到丙酮溶剂中,然后先搅拌20min,搅拌转速为220r/min;搅拌结束,再加入添加剂,继续搅拌10min,最后加入固化剂,于45℃下静置反应2h,即可得到本发明的增强型环氧树脂组合物。
实施例3.
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,包括以下重量份原料:
环氧树脂37.5份、基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂12.5份、氮化硼改性剂10份、浸入液17.5份、硅磷酸酯7份、氢氧化铝7份、固化剂4份、丙酮溶剂22.5份;
其中所述浸入液为硅酸钠水溶液、壳聚糖水溶液按照重量比1:(3~5)混匀,然后再加入硅酸钠水溶液总量5%的硅烷偶联剂KH560、硅酸钠水溶液总量1~3%的质量分数6%的氯化镧溶液,搅拌充分,得到浸入液。
本实施例的环氧树脂为双酚A型环氧树脂;所述固化剂为双氰胺。
本实施例的基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂的制备方法为:
S01:将玻璃纤维按照重量比1:3加入到浓盐酸中超声处理25min,超声功率为370W,超声结束,水洗、过滤、干燥,然后将干燥产物按照重量比1:5加入到质量分数5%的氢氧化钠溶液中搅拌均匀,再水洗、干燥,得到预处理的玻璃纤维;
S02:将4.5份质量浓度为0.5g/L的多巴胺溶液、2木质素磺酸钠和3.5份磷酸缓冲溶液和2.5份硝酸钇溶液搅拌混合均匀,得到改性基液;
S03:将纳米二氧化硅于160℃下煅烧1.5h,浸于7℃的水中冷却处理,再水洗、干燥;
S04:将7份预处理的玻璃纤维、12.5份S03产物与3.5份球磨剂共混,于1250r/min的转速下球磨1.5h,球磨结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂;
S05:将玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂再加入到改性基液中搅拌改性处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂。
本实施例的S02中的磷酸缓冲溶液pH值为4.7;所述硝酸钇溶液的质量分数为6%。
本实施例的S05搅拌改性处理的转速为600r/min,搅拌时间为1.5h,搅拌温度为47℃。
本实施例的球磨剂包括以下重量份原料:
4份硬脂酸、3份尿素、2份羟基磷灰石、7份去离子水和1.5份柠檬酸钠。
本实施例的氮化硼改性剂的制备方法为:
将7.5份氮化硼、17.5份乙醇溶剂、2份羟基乙酸先共混搅拌均匀,然后再加入3.5份十六烷基三甲基溴化铵、0.30份生育酚乙酸酯,再转至球磨机中球磨处理,处理结束,再水洗、干燥,得到氮化硼改性剂。
本实施例的球磨处理的球磨转速为1000r/min的转速下球磨1.5h。
本实施例的硅酸钠水溶液的质量分数为12.5%;壳聚糖水溶液的质量分数为5%
本实施例的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物的制备方法,包括以下步骤:
将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂依次送入到浸入液中搅拌均匀,然后水洗、干燥,干燥产物再与磷酸酯、氢氧化铝搅拌混匀,得到添加剂;
将环氧树脂加入到丙酮溶剂中,然后先搅拌15min,搅拌转速为215r/min;搅拌结束,再加入添加剂,继续搅拌7.5min,最后加入固化剂,于45℃下静置反应1.5h,即可得到本发明的增强型环氧树脂组合物。
对比例1.
与实施例3不同是未添加玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂。
对比例2.
与实施例3不同是玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂制备中玻璃纤维未采用S01步骤处理。
对比例3.
与实施例3不同是玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂制备中未采用改性基液处理。
对比例4.
与实施例3不同是改性基液制备中未加入多巴胺溶液。
对比例5.
与实施例3不同是玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂制备中纳米二氧化硅未采用S03步骤处理。
对比例6.
与实施例3不同是玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂制备中未采用球磨剂处理。
对比例7.
与实施例3不同是未加入氮化硼改性剂。
对比例8.
与实施例3不同是氮化硼改性剂的制备中未加入生育酚乙酸酯、羟基乙酸。
对比例9.
与实施例3不同是未采用浸入液处理。
对比例10.
与实施例3不同是浸入液的制备方法不同:
硅烷偶联剂KH560、质量分数6%的氯化镧溶液按照重量比3:1混匀,搅拌充分,得到浸入液。
将实施例1~3及对比例1~10产品进行绝缘、阻燃性能测试,同时将产品置于UVA340nm、10.0mw/cm2、12h的条件下照射处理,以及将产品置于65℃下处理12h,分别测试产品耐紫外、耐温的性能,测试结果如下
从对比例1-10及实施例1-3可看出;
实施例3的产品具有优异的介电强度,同时极限氧指数性能优异,阻燃、绝缘性能二者可协调改进,此外,产品在耐紫外、耐温下,性能稳定性优异;
从对比例1、对比例7和对比例10以及实施例3中看出,本发明未添加玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂、未加入氮化硼改性剂以及未采用浸入液处理,产品的性能均有明显变差趋势,同时发现,未加入氮化硼改性剂,产品在耐紫外、耐温下性能变化较为明显,采用玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂、氮化硼改性剂之间相互协效,共同配合浸入液处理,产品的性能得到显著改进;
从对比例1-6、实施例3中看出,玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂制备中玻璃纤维未采用S01步骤处理、未采用改性基液处理、改性基液中未加入多巴胺溶液、纳米二氧化硅未采用S03步骤处理、未采用球磨剂处理,产品的性能均有变差趋势,同时发现未采用球磨剂处理,产品的性能变化较为明显,采用本发明特定的方法制备的玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂,产品的性能效果最为显著,采用其他方法代替均不如本发明的效果明显;以及发现只有采用本发明特定的改性基液处理,产品的性能效果最为明显;
从对比例7-10、实施例3中看出,氮化硼改性剂的制备中未加入生育酚乙酸酯、羟基乙酸,浸入液的制备方法不同;产品的性能均有变差趋势,只有采用本发明的方法制备的氮化硼改性剂配合本发明的方法制备的玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂、浸入液,产品的性能效果最为明显。
本发明通过球磨剂的组成对产品性能进一步的探究;
实验例1.
与实施例3唯有不同是球磨剂的组成中未加入硬脂酸。
实验例2.
与实施例3唯有不同是球磨剂的组成中未加入尿素。
实验例3.
与实施例3唯有不同是球磨剂的组成中未加入羟基磷灰石。
实验例4.
与实施例3唯有不同是球磨剂的组成中未加入柠檬酸钠。
从实验例1-4可看出,球磨剂的组成中未加入羟基磷灰石,产品的性能在球磨剂的组成中影响因素最大,其次是未加入尿素,产品中未加入硬脂酸、柠檬酸钠,产品的性能均有变差趋势,只有采用本发明的工艺配料,产品的性能效果最为显著,采用其他方法代替组成的球磨剂,产品的性能效果均不如本发明的效果显著。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,包括以下重量份原料:
环氧树脂35~40份、基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂10~15份、氮化硼改性剂8~12份、浸入液15~20份、硅磷酸酯5~9份、氢氧化铝5~9份、固化剂3~5份、丙酮溶剂20~25份;
其中所述浸入液为硅酸钠水溶液、壳聚糖水溶液按照重量比1:(3~5)混匀,然后再加入硅酸钠水溶液总量5%的硅烷偶联剂KH560、硅酸钠水溶液总量1~3%的质量分数6%的氯化镧溶液,搅拌充分,得到浸入液。
2.根据权利要求1所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂;所述固化剂为双氰胺。
3.根据权利要求1所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂的制备方法为:
S01:将玻璃纤维按照重量比1:3加入到浓盐酸中超声处理20~30min,超声功率为350~400W,超声结束,水洗、过滤、干燥,然后将干燥产物按照重量比1:5加入到质量分数5%的氢氧化钠溶液中搅拌均匀,再水洗、干燥,得到预处理的玻璃纤维;
S02:将3~6份质量浓度为0.5g/L的多巴胺溶液、1~3木质素磺酸钠和2~5份磷酸缓冲溶液和1~4份硝酸钇溶液搅拌混合均匀,得到改性基液;
S03:将纳米二氧化硅于150~170℃下煅烧1~2h,浸于5~10℃的水中冷却处理,再水洗、干燥;
S04:将5~9份预处理的玻璃纤维、10~15份S03产物与3~4份球磨剂共混,于1000~1500r/min的转速下球磨1~2h,球磨结束,水洗、干燥,得到玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂;
S05:将玻璃纤维复调纳米二氧化硅剂再加入到改性基液中搅拌改性处理,搅拌结束,水洗、干燥,得到基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂。
4.根据权利要求3所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述S02中的磷酸缓冲溶液pH值为4.5~5.0;所述硝酸钇溶液的质量分数为4~8%。
5.根据权利要求3所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述S05搅拌改性处理的转速为550~650r/min,搅拌时间为1~2h,搅拌温度为46~48℃。
6.根据权利要求3所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述球磨剂包括以下重量份原料:
3~5份硬脂酸、2~4份尿素、1~3份羟基磷灰石、6~8份去离子水和1~2份柠檬酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述氮化硼改性剂的制备方法为:
将5~10份氮化硼、15~20份乙醇溶剂、1~3份羟基乙酸先共混搅拌均匀,然后再加入2~5份十六烷基三甲基溴化铵、0.25~0.35份生育酚乙酸酯,再转至球磨机中球磨处理,处理结束,再水洗、干燥,得到氮化硼改性剂。
8.根据权利要求7所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述球磨处理的球磨转速为800~1200r/min的转速下球磨1~2h。
9.根据权利要求1所述的一种高压设备用增强型环氧树脂组合物,其特征在于,所述硅酸钠水溶液的质量分数为10~15%;壳聚糖水溶液的质量分数为4~6%。
10.一种如权利要求1~9任一项所述高压设备用增强型环氧树脂组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将基于玻璃纤维改性的纳米二氧化硅调节剂、氮化硼改性剂依次送入到浸入液中搅拌均匀,然后水洗、干燥,干燥产物再与磷酸酯、氢氧化铝搅拌混匀,得到添加剂;
将环氧树脂加入到丙酮溶剂中,然后先搅拌10~20min,搅拌转速为210~220r/min;搅拌结束,再加入添加剂,继续搅拌5~10min,最后加入固化剂,于45℃下静置反应1~2h,即可得到本发明的增强型环氧树脂组合物。
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