[发明专利]一种碳纤维电缆芯用MHFPI型耐高温环氧基体树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种碳纤维电缆芯用MHFPI型耐高温环氧基体树脂及其制备方法。

背景技术

现今的输电线路多采用钢芯铝绞合线，这种材料在电力输送中发挥了重要作用。然而，随着国民经济的迅速发展，电力需求快速增长，给电力大规模输送带来了巨大的压力。钢芯铝绞合线存在着重量大、能耗高、塔间距短、弧垂大等缺点，为此，需要研究一种新型材料以替代钢芯，从而制得重量轻、强度大、能耗低、塔间距大、弧垂小的先进芯材。碳纤维是一种比重小、强度高、模量大、耐高温、耐腐蚀的高性能纤维，因此，采用碳纤维增强、耐高温树脂基复合芯代替钢芯得到的铝绞合线，可给电力传输带来巨大的飞跃，它重量轻、强度大、刚度高、耐高温、抗腐蚀，而且电力损耗小、弧垂小且有着更高的安全性，是新型节能、环保型输电导线。

环氧树脂具有优异的粘结性、成型加工性能、电气绝缘性能以及优异的力学性能等，被广泛的应用于航空航天、电子电器、汽车、舰船等领域中。但环氧树脂也存在一些缺点，如耐热性偏低，远远不及诸如聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并恶唑等芳杂环聚合物体系，环氧树脂体系在高温环境下的力学性能、电学性能等下降显著，难以满足实际应用需求。因此，对环氧树脂进行耐高温增韧改性，是当前国内外科技人员研究的热点。

众所周知，环氧树脂具有许多优良的性能：(1)良好的粘接性能：粘接强度高，粘接面广，它与许多金属(如铁、钢、铜、铝、金属合金等)或非金属材料(如玻璃、陶瓷、木材、塑料等)的粘接强度非常高，有的甚至超过被粘材料本身的强度，因此可用于许多受力结构件中，是结构型粘合剂的主要成分之一；(2)良好的加工性能：环氧树脂配方的灵活性、加工工艺和制品性能的多样性是高分子材料中最为突出的；(3)良好的稳定性能：环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚合，因此固化过程中不产生低分子物，其固化收缩率是热固性树脂中最低的品种之一，一般为1％-2％，如果选择适当的填料可使收缩率降至0.2％左右；固化后的环氧树脂主链是醚键、苯环、三维交联结构，因此具有优异的耐酸碱性。

因此，环氧树脂在国民经济的各个领域中被广泛应用：无论是高新技术领域还是通用技术领域，无论是国防军工还是民用工业，乃至人们的日常生活中均能看到它的踪迹。

中国发明专利CN103146330A公开了一种2,2-双[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷型耐高温环氧胶粘剂及其制备方法，由质量比为1:1-2的A组份和B组份组成，其中，A组份是由2,2-双[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷与环氧树脂反应而成的共聚物；B组份是由2,2-双[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷与芳香族二元酸酐在强极性非质子有机溶剂和甲苯中反应而成的固含量为15％-30％的均相透明溶液。制备方法包括：室温下，将A、B组份按质量比1:1-2搅拌混合均匀即可。

中国发明专利CN103131369A公开了一种4,4'-双(2,4-二氨基苯氧基)二苯砜型耐高温环氧胶粘剂及其制备方法，由质量比为1:1-2的A组份和B组份组成，其中A组份是由4,4’-双(2,4-二氨基苯氧基)二苯砜与环氧树脂反应而成的共聚物；B组份是由4,4’-双(2,4-二氨基苯氧基)二苯砜与芳香族二元酸酐在强极性非质子有机溶剂和甲苯中反应而成的固含量为15％-30％的均相透明溶液。制备方法包括：室温下，将A、B组份按质量比1:1-2搅拌混合均匀即可。

中国发明专利CN103146331A公开了一种4,4'-双(2,4-二氨基苯氧基)联苯型耐高温环氧胶粘剂及其制备方法，由质量比为1:1-2的A组份和B组份组成，其中A组份是由4,4’-双(2,4-二氨基苯氧基)联苯与环氧树脂反应而成的共聚物；B组份是由4,4’-双(2,4-二氨基苯氧基)联苯与芳香族二元酸酐在强极性非质子有机溶剂和甲苯中反应而成的固含量为15％-30％的均相透明溶液。制备方法包括：室温下，将A、B组份按质量比1:1-2搅拌混合均匀即可。

中国发明专利CN103030787A公开了一种苯并咪唑-环氧基体树脂及其制备方法，树脂由A、B两组份组成。制备方法，包括如下步骤：(1)将N,N,N’,N’-四缩水甘油基-2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑放入反应釜中，加热升温至70-80℃搅拌反应15min-30min后，加入活性稀释剂和有机溶剂，搅拌均匀，得到A组份；(2)将固化剂和有机溶剂混合，搅拌溶解均匀，即得到B组份；(3)使用时，将A、B组份混合，搅拌均匀即可。