单组份无溶剂环氧/酸酐绝缘漆的制备及性能研究

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环氧树脂潜伏性固化剂及其无溶剂树脂的制备是环氧树脂领域研究的热点。传统无溶剂绝缘树脂中添加的活性稀释剂固化时挥发污染环境和影响产物性能,因此开发单组分无稀释剂的无溶剂树脂是解决污染和提高性能的关键。本文研究了潜伏性促进剂对单组分无溶剂环氧树脂/酸酐绝缘树脂体系的稳定性、电气绝缘性能、机械性能、挥发分等参数的影响和规律,获得了F级和H级两种单组份无溶剂绝缘漆的工艺配方。具体内容包括以下几个方面:(1)探索了促进剂在甲基六氢苯酐(MeHHPA)/双酚A型环氧树脂(DGEBA)体系中的潜伏性促进作用,研究了促进剂的种类、用量、固化条件等因素对MeHHPA/DGEBA体系的凝胶时间、固化温度、挥发分、粘度、储存稳定性、固化物的机械性能、介电性能、耐热性能的影响及其规律。在促进剂HBT104用量为0.4wt%时,获得了储存稳定性能为50℃条件下144h粘度增长倍数不超过0.2倍的单组份无溶剂绝缘漆。经120℃/5h+160℃/4h+180℃/3h+200℃/2h固化后,固化物耐热温度为169℃,达到了F级单组份无溶剂绝缘漆的要求。(2)探索了促进剂在甲基纳迪克酸酐(MNA)/环氧树脂(HBP180)体系中的潜伏性促进作用,研究了促进剂的种类、用量、固化条件等因素对MNA/HBP180体系的各项性能的影响及其规律。在促进剂HBT105用量为0.2wt%时,获得了储存稳定性能为50℃条件下96h粘度增长倍数不超过0.7倍的单组份无溶剂绝缘漆。经120℃/5h+160℃/5h+180℃/4h+220℃/4h固化后,固化物耐热温度为181℃,达到了H级单组份无溶剂绝缘漆的要求。(3)将硅骨架超支化环氧树脂(HERSS-3)引入MeHHPA/DGEBA体系,初步探讨了HERSS-3的用量对固化物凝胶时间、挥发分及耐热性的影响。结果表明在促进剂用量为0.2wt%, HERSS-3用量为4wt%时,获得的HERSS-3/DGEBA固化物挥发分最低,为2.64%。HERSS-3改性F级无溶剂绝缘树脂后,固化物Tg增大,但热性能影响不十分显著。(4)初步探讨了以三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料进行点击反应合成了新型含硫环氧树脂,利用FT-IR,1H-NMR,DSC,TG等技术对其结构热性能进行了表征和分析。结果表明此含硫环氧树脂的结构与设计结构相符,固化物的玻璃化转变温度和表观热分解温度分别为72℃和310.9℃。
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