[发明专利]环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种环氧树脂复合材料及其制备方法，所述环氧树脂复合材料包括：聚合物基体，所述聚合物基体源自于环氧树脂、固化剂和促进剂；以及包含有多孔结构的气凝胶骨架，所述气凝胶骨架负载于所述聚合物基体中，所述气凝胶骨架源自于改性导热填料和粘结剂，其中，所述改性导热填料的粒径为20微米以下，且所述改性导热填料经硅烷偶联剂改性得到。本发明的环氧树脂复合材料的导热性能和绝缘性能均优异，即在提高环氧树脂复合材料的导热性能的同时，还使环氧树脂复合材料的电绝缘性能得到提高。

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂复合材料及其制备方法，具体涉及一种具有三维网络结构的高导热环氧树脂复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

近年来，随着电力系统趋于高电压、大容量，电力电子器件和高压外绝缘等领域对材料的要求越来越高，环氧树脂因其优越的导热性能和绝缘性能被广泛地应用。然而环氧树脂由于自身热导率较低导致其正常使用过程中的温升过高，从而加速绝缘层劣化，故对环氧树脂的导热和绝缘性能提出更高的要求，因此，各种环氧树脂复合材料应运而生。

目前环氧树脂复合材料制备工艺复杂且成本较高。引用文献1公开了一种碳纳米管/非晶碳/环氧树脂复合材料的制备方法，所述方法步骤如下：一、碳纳米管海绵的制备；二、碳纳米管/非晶碳复合材料的制备；三、碳纳米管/非晶碳/环氧树脂复合材料的制备。引用文献1利用化学气相沉积法制备出碳纳米管/非晶碳气凝胶，利用其多孔性直接向碳纳米管/非晶碳气凝胶的孔隙中灌注环氧树脂，达到了增强环氧树脂的作用同时直接得到了具有均匀结构的碳纳米管/非晶碳/环氧树脂复合材料。但是，引用文献1所使用的原料碳纳米管、非晶碳等，成本均较高，且制备碳纳米管海绵的温度为820-940℃，能耗过高，且各个步骤均较为复杂，不适合大批量生产。

引用文献2公开了一种导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料及其制备方法。所述导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料包括碳化硅纳米线和环氧树脂基体，所述碳化硅纳米线在环氧树脂基体中平行排列。所述导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料将配方量的所述表面改性的碳化硅纳米线、环氧树脂、固化剂和催化剂混合之后将得到的混合液沿同一方向涂布在基体上，固化成膜，去除基体得到。

另外，为了降低环氧树脂复合材料成本，且实现导热和绝缘性能的提高，可以在聚合物中填入高导热无机填料。因此，一些陶瓷材料比如氮化铝、氮化硼、碳化硅等由于其高的导热率和体积电阻率而受到了重视。其中，氮化硼由于与石墨烯结构类似，拥有优异的热稳定性和化学稳定性、高机械强度以及高的导热率，成为较为有前景的填充材料之一。但是将氮化硼分布在聚合物体系内，会加大声子的散热，提高界面电阻，因此无法得到有效适用。

因此，如何减少导热填料在聚合物基体里负载量，提高环氧树脂材料的导热性能与绝缘性能，并优化环氧树脂复合材料的制备工艺，成为亟需解决的问题。

引用文献：

引用文献1：CN103980668A

引用文献2：CN106832772A

发明内容

发明要解决的问题

鉴于现在技术中存在的技术问题，本发明首先提供了一种环氧树脂复合材料，所述环氧树脂材料的导热性能和绝缘性能均优异。

进一步地，本发明还提供了一种环氧树脂复合材料的制备方法，该制备方法的原料易于获取，制备工艺简单易行，制备成本低，解决了环氧树脂在高压外绝缘和电力电子器件等领域应用材料时制备工艺复杂、成本高等问题。并且，本发明的环氧树脂复合材料能够在较低的温度下固化得到，降低了能耗。

用于解决问题的方案

[1]、一种环氧树脂复合材料，其所述环氧树脂复合材料包括：

聚合物基体，所述聚合物基体源自于环氧树脂、固化剂和促进剂；以及