本发明专利技术涉及一种环氧树脂富勒烯复合材料及其制备方法。所述环氧树脂富勒烯复合材料原料包括富勒烯、环氧树脂、固化剂。本发明专利技术环氧树脂富勒烯复合材料显著提高了聚合物基体的体积电阻率和击穿电压，抑制空间电荷的注入，降低了介电常数和损耗，改善了环氧树脂电气老化性能，并且环氧树脂力学强度和韧性也得到一定的提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种环氧树脂富勒締复合材料及其制备方法，属于绝缘材料领域。
技术介绍
环氧树脂由于其优异的绝缘和力学性能，被广泛用作电气绝缘材料，用于隔离不 同电势的物体，同时起到承力和电绝缘的双重作用。环氧树脂及其复合材料在电子器件和 电力设备中得到广泛应用，如电子封装材料，变压器、互感器等。近年来，大功率电力设备的 应用和日益小型化的微电子器件给环氧树脂提出更高的绝缘要求：高电阻率和击穿场强、 低介电常数和损耗、优异的耐绝缘老化、易加工W及较好的力学性能等。 目前，用于改善环氧树脂电气绝缘性能的填料大多数为无机氧化物颗粒，如Ξ氧 化侣、二氧化娃、氧化儀等，包括微米颗粒和纳米颗粒。其中，微米颗粒可W改善环氧树脂的 力学和热稳定性能，然而会降低环氧树脂的绝缘性能。而无机氧化物纳米颗粒的引入，可W 提高环氧树脂的击穿强度，降低介电常数和损耗，但是由于纳米颗粒比表面积较大，纳米颗 粒会导致体系黏度的急剧增加，影响复合材料的制备工艺，并且纳米颗粒表面包含的杂质 离子和径基，促进了体系中载流子的传导，降低体系的体积电阻率。因此，如何同时提高环 氧树脂的力学和绝缘性能并且不影响其体系黏度，成为现阶段制备电气绝缘环氧树脂复合 材料的关键问题。 富勒締因其具有较强的亲电子性被广泛用于高分子太阳能电池的受体材料，吸收 入射光后，光敏高分子产生的电子，促进空穴与电子的分离，进而形成电流。环氧树脂的导 电机理是因为载流子的跃迁，其中，载流子主要来源于生产环氧树脂过程中残留的氯离子 化及从电极处注入的电子，本专利技术提出，利用富勒締的强吸电子能力，可W有效抑制离子或 电子的跃迁移动，从而降低电流的形成，提高环氧树脂的绝缘性能。另外，较低含量富勒締 的引入可W同时提高环氧树脂的强度和初性。并且少量的富勒締（质量分数小于1% )并 不会引起环氧树脂黏度的升高。 综上所述，环氧树脂富勒締纳米复合材料可W同时提高环氧树脂的绝缘性能和力 学性能，并且不影响体系的黏度变化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提高环氧树脂的绝缘和力学性能，同时不影响环氧树脂的黏 度。本专利技术通过在环氧树脂中，加入少量的富勒締或其衍生物，能够显著提高环氧树脂的击 穿强度和体积电阻率，降低环氧树脂的介电常数和损耗，改善环氧树脂的绝缘老化性能，使 环氧树脂力学性能也有一定的提高，并且不影响环氧树脂的黏度。 为实现上述目的，本专利技术提供一种环氧树脂富勒締复合材料，其原料包括富勒締、 环氧树脂和固化剂。 优选的，所述富勒締包括富勒締及其衍生物；进一步优选为Ce。，C,。，PCeiBM和 PCnBM中的一种或几种。 进一步优选的，所述环氧树脂富勒締复合材料中富勒締含量为1~2000ppm。 所述富勒締均匀分散于环氧树脂中。 优选的，所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酪A环氧树脂、酪醒环氧树脂、多官 能团缩水甘油酸环氧树脂或双酪F环氧树脂中的一种或两种W上的混合物；进一步优选 的，所述环氧树脂占所述环氧树脂富勒締复合材料的质量百分比为50%~72%。 优选的，所述固化剂为直链脂肪族酸酢、脂环族酸酢或芳香族酸酢中的任意一种 或者两种W上的混合物；进一步优选的，所述固化剂占所述环氧树脂富勒締复合材料的质 量百分比为25%~50%。 研究发现，在上述环氧树脂富勒締复合材料中添加无机纳米颗粒可进一步提高环 氧树脂的绝缘性能，并且富勒締并不影响环氧树脂/纳米颗粒复合材料的黏度。 优选地，上述环氧树脂富勒締复合材料，其原料还包括无机纳米颗粒。 优选地，所述无机纳米颗粒为二氧化娃、Ξ氧化侣、氧化锋、二氧化铁、氧化儀等中 的一种或几种。 优选地，所述无机纳米颗粒占所述环氧树脂富勒締复合材料的质量百分比为为 1%~5%。 优选地，所述无机纳米颗粒的粒径为15-100皿。 本专利技术还提供上述环氧树脂富勒締复合材料的制备方法，包括W下步骤： (1)将富勒締和/或无机纳米颗粒与有机溶剂经过超声或球磨均匀混合，得混合 液； (2)将步骤（1)制备的混合液加入环氧树脂中，揽拌均匀，然后将所述有机溶剂挥 发干净，得到均匀分散的环氧树脂富勒締分散液；[OOW做向步骤似制备的分散液中加入固化剂，揽拌均匀并进行真空脱气处理，最后 将得到的物料进行固化成型，即得环氧树脂富勒締复合材料。 上述环氧树脂富勒締复合材料的制备方法，其中： 所述步骤（1)中，所述有机溶剂优选为甲苯、二甲苯、Ξ氯甲烧、邻二氯苯、二硫化 碳中的任意一种或者两种W上的混合物。 所述步骤似中，优选所述挥发有机溶剂的溫度范围为100~150°C。 所述步骤（3)中，优选所述固化反应包括低溫预固化和高溫固化，溫度范围分别 为 100-120°C和 135-160°C。 本专利技术所述环氧树脂富勒締复合材料尤其指用于制备绝缘材料。 本专利技术还包括上述环氧树脂富勒締复合材料在制备绝缘材料上的应用。 本专利技术还提供一种含有上述环氧树脂富勒締复合材料的绝缘材料。 本专利技术所述绝缘材料包括环氧树脂绝缘子材料、印制电路板绝缘材料、绝缘胶黏 剂、电子封装材料等。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果： (1)由于富勒締具有较强的吸电子能力，粒径较小（~Inm)，均匀分散在环氧树脂 中，微量的富勒締可W有效的抑制载流子的传输，从而提高基体的电气绝缘性能。 (2)由于富勒締粒径小，均匀分散在环氧树脂中，与基体的界面区较大，微量的富 勒締可W有效的抑制高分子链段的运动，并且可W有效抑制裂纹扩展，从而提高环氧树脂 基体的强度和模量。 (3)微量的富勒締填充量不会影响环氧树脂的黏度，对复合材料的加工性能没有 影响。通过加入一定量的无机纳米颗粒复配设计，可W进一步提高环氧树脂的绝缘性能。 (4)本专利技术提供的复合材料制备方法，步骤简单，易于加工，适合工业大规模生产； 为大规模生产应用提供了优异的技术性能。 (5)本专利技术提供的环氧树脂富勒締复合材料，同时可W保证提高击穿强度和体积 电阻率，抑制空间电荷的注入，降低介电常数和损耗，改善绝缘老化性能，如提高电树枝的 起树电压、抑制空间电荷等，并且环氧树脂力学强度和初性也得到一定的提高；并且对环氧 树脂黏度影响不大。该复合材料可W显著改善电子元器件和大功率电器设备绝缘部件的力 学和电气绝缘性能。【附图说明】 图1:为实施例1中富勒締结构示意图。图2 :为环氧树脂富勒締复合材料制备方法流程图。图3:为实施例3所得环氧树脂富勒締复合材料的富勒締在环氧树脂中分散效果 的透射电镜照片。 图4-1、图4-2:为实施例1-4中环氧树脂模具夹板结构示意图；其中，图4-1为模 具两侧夹板；图4-2为模具中间隔板（厚度为0. 38mm)。 图5 :为实验例2富勒締的添加量对环氧树脂富勒締复合材料击穿场强的影响图。 图6 :为当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环氧树脂富勒烯复合材料，其特征在于，其原料包括富勒烯、环氧树脂和固化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：褚鹏飞，张晖，张忠，高锋，赵军，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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