(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210663351.5 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 申请人 国网智能电网研究院有限公司 　 国网辽宁省电力有限公司电力科 学 研究院 (72)发明人 安东旭　武康宁　杨威　田野　 王琨　陈赟　尹立　龙一苇　 查孝鹏　李建英　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 李鹏威 (51)Int.Cl. C08L 63/02(2006.01)C08K 3/22(2006.01) C08K 9/02(2006.01) C08K 9/06(2006.01) (54)发明名称 一种环氧复合 绝缘材料及制备方法 (57)摘要 本发明属于电子电气功能材料领域， 公开了 一种环氧复合绝缘材料及制备方法， 以质量份数 计， 包括： 1～5份纳米颗 粒、 80～100份环氧树脂、 60～80份酸酐固化剂以及1～2 份叔胺促进剂； 其 中， 纳米颗粒为经过硅烷偶联剂表 面改性后的纳 米氧化铝颗粒。 该环氧复合绝缘材料， 采用了经 过硅烷偶联剂表面改性后的纳米氧化铝颗粒， 有 效提高了环氧绝缘材料的耐热老化能力， 降低了 环氧绝缘材料在高温条件下的热氧老化程度， 延 长其绝缘寿命， 可以有效提高以环氧树脂作为绝 缘介质的众多电力电子器件的使用安全性和稳 定性。 同时， 工艺简单， 普适性强， 成本低， 适用于 工业生产。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 115058101 A 2022.09.16 CN 115058101 A 1.一种环氧复合 绝缘材料， 其特征在于， 以质量份数计， 包括： 1～5份纳米颗粒、 80～10 0份环氧树脂、 6 0～80份酸酐固化剂以及1～ 2份叔胺促进剂； 其中， 纳米颗粒为经 过硅烷偶联剂表面改性后的纳米氧化铝颗粒。 2.根据权利要求1所述的环氧复合绝缘材料， 其特征在于， 所述环氧树脂包括双酚A型 环氧树脂、 双酚F 型环氧树脂或多酚型缩水甘油醚环氧树脂 。 3.根据权利要求1所述的环氧复合绝缘材料， 其特征在于， 所述酸酐类 固化剂包括甲基 四氢苯酐、 甲基六 氢苯酐或邻苯二甲酸酐。 4.根据权利要求1所述的环氧复合绝缘材料， 其特征在于， 所述叔胺促进剂包括2， 4， 6—三(二甲胺基甲基)苯酚、 苄基二甲胺、 2 ‑乙基‑4‑甲基咪唑、 三乙胺或三乙醇胺。 5.根据权利要求1所述的环氧复合绝缘材料， 其特征在于， 所述纳米颗粒的粒径为30～ 100nm。 6.根据权利 要求1所述的环氧复合绝缘材料， 其特征在于， 所述硅烷偶联剂包括KH ‑550 偶联剂、 KH ‑560偶联剂或KH ‑570偶联剂。 7.一种权利要求1至 6任一项所述环氧复合 绝缘材料的制备 方法， 其特 征在于， 包括： 以质量份数计， 将1～5份经过硅烷偶联剂表面改性后的纳米氧化铝颗粒和80～100份 环氧树脂混合、 搅拌及超声振荡， 得到混合物； 向混合物中加入60～80份酸酐固化剂和1～2份叔胺促进剂后， 进行搅拌、 脱泡和固化， 得到环氧复合 绝缘材料。 8.根据权利要求7 所述的环氧复合 绝缘材料制备方法， 其特 征在于， 还 包括： 将纳米氧化铝和过氧化氢制成超声分散液， 通过80～ 100℃油浴加热并搅拌5～8h后进 行离心、 洗涤和烘干， 得到羟基化纳米氧化铝； 将硅烷偶联剂在乙醇溶液中水解得到水解液， 并将羟基化纳米氧化铝加入水解液中， 加热至80～100℃后搅拌5～8 h后， 进行过滤、 洗涤和烘干， 得到经过硅烷偶联剂表 面改性后 的纳米氧化铝颗粒。 9.根据权利要求7所述的环氧复合绝缘材料制备方法， 其特征在于， 所述将 1～5份经过 硅烷偶联剂表 面改性后的纳米氧化铝颗粒和8 0～100份环氧树脂 混合、 搅拌及超声振荡时， 搅拌转速为1000～3000r/min， 搅拌时间至少15min； 超声振荡时间至少15min， 超声功率为 500～1000W； 向混合物中加入60～80份酸酐固化剂和1～2份叔胺促进剂后， 进行搅拌、 脱泡和固化 时， 所述搅拌是在1000～3000r/min的转速下搅拌至少15min， 所述脱泡是在1000～3000r/ min的转速下搅拌至少15min； 所述固化是依次在60℃～80℃温度下处理1～3h， 100℃～110 ℃温度下处 理1～3h以及120℃～140℃温度下处 理3～5h。 10.根据权利要求7所述的环氧复合绝缘材料制备方法， 其特征在于， 还包括原料预处 理步骤； 所述原料 预处理步骤包括： 将环氧树脂和酸酐类固化剂于50～70℃温度下干燥1～3h， 将纳米颗粒于50～70℃温 度下干燥12 ～24h。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115058101 A 2一种环氧复合绝缘材料及制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于电子电气功能材 料领域， 涉及一种环氧复合 绝缘材料及制备 方法。 背景技术 [0002]环氧树脂是一种广泛应用于电力电子器件的绝缘材料， 由于具有较高的击穿强度 与体积电阻率、 较低的工频介电常数与介电损耗， 同时， 兼备优良的机械强度， 环氧树脂被 大量应用于如电力电子变压器绕组以及IGB T封装中作为主绝缘介质， 是影响这些电子器件 稳定运行以及整个电力系统安全性的关键要素。 [0003]随着越来越多的电力电子产品逐渐朝着大功率、 高频率的方向快速发展， 以及愈 加趋于小 型化、 高集成度的制作方向， 电力电子器件在运行时将会积聚大量热量， 从而引起 器件内部温度的急剧上升。 环氧树脂作为一种高分子聚合物， 在长时间的高温暴露下， 环氧 绝缘材料将会在其表面形成老化层， 逐渐发生由表及里 的老化， 并导致其内部交联网络受 到严重的破坏， 从而使其电学、 力学及热学等诸多方面的性能发生显著的老化， 降低其绝缘 强度， 减小其使用寿命， 进 而影响到整个电力电子器件的安全、 稳定运行。 [0004]目前的研究更多着眼于对于环氧材料初始绝缘性能的提升， 如提高击穿场强、 热 导率以及机械强度等， 而对于环氧绝缘长时高温老化的关注较为缺 乏， 导致现有环氧绝缘 材料的耐热老化性能较弱。 因此， 如何增强环氧树脂绝缘材料在高温条件下 的耐热老化能 力， 延缓其老化速度， 对保证电力电子器件的稳定高效运行， 提高其使用寿命具有重要的意 义。 发明内容 [0005]本发明的目的在于克服上述现有技术中， 现有环氧绝缘材料的耐热老化性能较弱 的缺点， 提供一种环氧复合 绝缘材料及制备 方法。 [0006]为达到上述目的， 本发明采用以下技 术方案予以实现： [0007]本发明第一方面， 一种环氧复合 绝缘材料， 以质量份数计， 包括： [0008]1～5份纳米颗粒、 80～100份环 氧树脂、 60～80份酸酐固化剂以及1～2份叔胺促进 剂； [0009]其中， 纳米颗粒为经 过硅烷偶联剂表面改性后的纳米氧化铝颗粒。 [0010]可选的， 所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、 双酚F型环氧树脂或多酚型缩水甘 油醚环氧树脂 。 [0011]可选的， 所述 酸酐类固化剂包括甲基四氢 苯酐、 甲基六 氢苯酐或邻苯二甲酸酐。 [0012]可选的， 所述叔胺促进剂包括2， 4， 6—三(二甲胺基甲基)苯酚、 苄基二甲胺、 2 ‑乙 基‑4‑甲基咪唑、 三乙胺或三乙醇胺。 [0013]可选的， 所述纳米颗粒的粒径为3 0～100nm。 [0014]可选的， 所述硅烷偶联剂包括KH ‑550偶联剂、 KH ‑560偶联剂或KH ‑570偶联剂。 [0015]本发明第二方面， 一种上述环氧复合 绝缘材料的制备 方法， 包括：说　明　书 1/7 页 3 CN 115058101 A 3