一种具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料及其制备方法
1.本技术主张2022年4月15日申请的申请号为202210396879.0的“一种具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料及其制备方法”的优先权，原受理机构为中国。
技术领域
2.本发明属于绝缘材料领域，尤其涉及一种具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料及其制备方法。
背景技术：3.随着大规模集成电路、新能源电力设备、储能装置等朝着高功率密度和高集成密度的方向发展，这对封装材料的绝缘性能和耐热性能提出了更高的要求。以sic为代表的第三代功率器件不仅运行温度更高，而且承受的电压更大，封装材料的耐热性能和绝缘性直接影响器件的使用寿命。多芳香环聚合物具有良好的耐热性能，特别是芴基环氧树脂，其芳香环含量高，分子结构中具有空间位阻较大的“cardo”环，且分子两端可以与固化剂相连形成三维网络结构，具有优异的高温稳定性，在电气设备、功率器件、微电子等领域具有较好的应用前景。为保证环氧交联网络具有较高的耐热性能，通常选用携带多芳香环结构的固化剂，而联苯型胺类固化剂的芳香环占比高，在高耐热环氧材料中具有很好的应用潜力。
4.然而，芴基环氧树脂分子结构中“cardo”环能形成局部共轭π键，电荷容易在该结构上进行游离共享，从而降低了环氧材料的绝缘性能。此外，联苯型胺类固化剂在相邻两个苯环上也存在共轭π键，这使得芴基-联苯型环氧材料中共轭π键的比例较高，导致其绝缘性能比一般的环氧材料差，不能满足高电场强度运行工况下的绝缘性能要求，因此寻找一种提升芴基-联苯型环氧材料绝缘性能，且不降低其耐热性能的方法具有重要的意义。
技术实现要素：5.为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本发明的目的之一是提供一种具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料，该材料具有较高的绝缘性能，且具有较高的耐热性能。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.该环氧材料包括芴基环氧树脂分子结构和胺类固化剂分子结构，所述胺类固化剂分子结构的苯环上携带有卤族原子或-cf3基团。
8.优选的，该环氧材料的分子结构包括交联网络分子结构1，所述交联网络分子结构1的结构式为：
9.所述交联网络分子结构1中包括x，所述x的结构式为：
10.所述x的结构式中的-ch2与交联网络分子结构1的n原子连接。
11.优选的，该环氧材料的分子结构包括交联网络分子结构2，所述交联网络分子结构2的结构式为：
12.所述交联网络分子结构2中包括x，所述x的结构式为：
13.所述x的结构式中的-ch2与交联网络分子结构2的n原子连接。
14.优选的，该环氧材料的分子结构包括交联网络分子结构1和交联网络分子结构2，所述交联网络分子结构1的结构式为：
[0015][0016]
所述交联网络分子结构2的结构式为：
[0017]
[0018]
所述交联网络分子结构1和交联网络分子结构2中均包括x，所述x的结构式为：所述x的结构式中的-ch2与交联网络分子结构1的n原子或交联网络分子结构2的n原子连接。
[0019]
优选的，胺类固化剂分子结构为三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构、二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构中的一种。
[0020]
优选的，胺类固化剂分子结构为三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构、二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构中的两种及以上。
[0021]
本发明的目的之二是提供一种前述具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0022]
s1、取芴基环氧树脂加热融化，取固化剂a、固化剂b分别单独融化或混合后加热融化，所述固化剂a的结构中含有三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构中的一种或两种以上，所述固化剂b的结构中含有二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构中的一种或两种及以上；
[0023]
s2、将芴基环氧树脂、固化剂a和固化剂b三者的熔融液混合均匀后固化，即制得具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料。
[0024]
优选的，固化剂a为2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,5-二氨基三氟甲苯、4-三氟甲基邻苯二胺、2,3-二氨基苯三氟、2-(三氟甲基)-1,4-亚苯基二胺、3-溴-4,5-二氨基三氟甲苯、4-氟-5-(三氟甲基)苯-1,2-二胺、3-氯-4,5-二氨基苯三氟、3,5-双(三氟甲基)-1,2-苯二胺中的一种。
[0025]
优选的，固化剂a为2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,5-二氨基三氟甲苯、4-三氟甲基邻苯二胺、2,3-二氨基苯三氟、2-(三氟甲基)-1,4-亚苯基二胺、3-溴-4,5-二氨基三氟甲苯、4-氟-5-(三氟甲基)苯-1,2-二胺、3-氯-4,5-二氨基苯三氟、3,5-双(三氟甲基)-1,2-苯二胺中的两种及以上。
[0026]
优选的，固化剂b为4,4'-二氨基八氟联苯、3,3-二氯联苯胺、2,2',5,5'-四氯代联苯胺、4-氟-1,3-二氨基苯、3-溴-1,2-二氨基苯、6-溴-2,3-二氨基氟苯、2,3-二氨基氟苯、4,5-二溴-1,2-苯二胺、3-溴-1,2-二氨基-5-氟苯、4-氟-1,2-苯二胺、4-溴-1,2-苯二胺、4,5-二氯邻苯二胺、4-氯邻苯二胺、4-氯-1,3-苯二胺中的一种。
[0027]
优选的，固化剂b为4,4'-二氨基八氟联苯、3,3-二氯联苯胺、2,2',5,5'-四氯代联苯胺、4-氟-1,3-二氨基苯、3-溴-1,2-二氨基苯、6-溴-2,3-二氨基氟苯、2,3-二氨基氟苯、4,5-二溴-1,2-苯二胺、3-溴-1,2-二氨基-5-氟苯、4-氟-1,2-苯二胺、4-溴-1,2-苯二胺、4,5-二氯邻苯二胺、4-氯邻苯二胺、4-氯-1,3-苯二胺中的两种及以上。
[0028]
优选的，芴基环氧树脂的环氧值为0.3-0.5mol/100g。
[0029]
优选的，芴基环氧树脂、固化剂a、固化剂b加热融化的温度为150-220℃。
[0030]
优选的，芴基环氧树脂、固化剂a和固化剂b三者的熔融液在真空搅拌下混合均匀，真空搅拌温度为150-220℃、时间为1-20min。
[0031]
优选的，三者的熔融液混合均匀后先进行真空脱泡再固化。
[0032]
优选的，真空脱泡的温度为150-200℃、时间为10-30min。
[0033]
优选的，固化的次数为一次及以上。
[0034]
优选的，固化的次数为一次时，固化温度为150-220℃、固化时间为2-8h。
[0035]
优选的，固化的次数为两次时，一次固化温度为150-180℃、固化时间为1-3h，二次固化温度为180-220℃、固化时间为2-5h。
[0036]
优选的，芴基环氧树脂、固化剂a和固化剂b的质量比为(180-240):(40-90):(0-20)。
[0037]
本发明的优点在于：
[0038]
(1)本发明的芴基-联苯型环氧材料含有芴基环氧树脂分子结构和胺类固化剂分子结构，其中胺类固化剂分子结构为二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构、三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构中的一种或两种以上；使得该环氧材料具有高绝缘性能同时耐热性能并没有降低，这是由于所用固化剂的苯环上携带了卤族原子或-cf3基团，由于卤族原子和-cf3基团电负性大于苯环上的c原子电负性，在卤族原子和-cf3基团上会产生电子诱导效应，苯环上的电子向卤族原子和-cf3基团上偏移，从而抑制苯环上共轭π键的电子游离共享，实现环氧材料绝缘性能的提升。此外，由于该方法并未改变芴基-联苯型环氧材料的分子骨架，所以其耐热性能不会出现降低的现象。
[0039]
(2)本发明选用的固化剂a和固化剂b，其分子结构中具有较强的电子诱导效应；相对于联苯型胺类固化剂，这两种固化剂的分子结构中具有电负性较大的c-f键，通过c-f键能将电子诱导偏离联苯结构，并束缚在f原子周围，抑制了联苯结构上的电子自由共享，从而提升芴基-联苯型环氧材料的绝缘性能；且这两种固化剂具有较好的高温稳定性，能在提升芴基-联苯型环氧材料的绝缘性能的同时，提高了其耐热性能。同时，三种原料的化学反应过程均在固化阶段进行，通过对原料用量合理配比，可实现芴基-联苯型环氧材料的绝缘性能改善，工艺简单，易于实现工业化生产。
[0040]
(3)本发明芴基环氧树脂、固化剂a、固化剂b的质量比为(180-240):(40-90):(0-20)，目的在于将固化剂a、固化剂b与芴基环氧树脂交联固化得到具有电子诱导效应的环氧材料。
[0041]
固化剂a的结构中含有三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构中的一种或两种以上，固化剂b的结构中含有二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构中的一种或两种以上，通过固化剂a和固化剂b在环氧交联网络中引入电子诱导效应。
[0042]
本发明优选环氧值为0.3-0.5mol/100g的芴基环氧树脂作为原料，便于根据环氧值的大小确定使用固化剂a、固化剂b的用量。
[0043]
三种原料加热融化的温度为150-220℃；固化剂a、固化剂b的熔点与芴基环氧树脂的熔点(150-170℃)比较接近，混合液反应较温和，设定150-220℃的融化温度好控制样品固化反应的进程。三者的熔融液先在真空下充分混合均匀，然后进行真空脱泡再固化，真空
混合和脱泡便于去除固化物中的气体，减少固化成型后样品中的缺陷。
[0044]
固化的次数为一次及以上，有利于获得性能最佳的样品。
附图说明
[0045]
图1为引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料的交联网络分子结构图。
[0046]
图2为实施例1制备的引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料和对比例制备得到的未引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料的击穿强度。
[0047]
图3为实施例1制备的引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料和对比例制备得到的未引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料的体积电阻率。
[0048]
图4为实施例1制备的引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料和对比例制备得到的未引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料的玻璃化转变温度。
具体实施方式
[0049]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]
需要说明的是，本发明中：三氟甲基二氨基联苯结构也为三氟甲基二胺基联苯结构；三氟甲基二氨基苯结构也为三氟甲基二胺基苯结构；三氟甲基卤代二氨基苯结构也为氟甲基卤代二胺基苯结构；二氨基卤代联苯结构也为二胺基卤代联苯结构；二氨基卤代苯结构也为二胺基卤代苯结构；其中的二氨或二胺均为同一种基团，即-nh2。
[0051]
实施例1
[0052]
s1、取200g芴基环氧树脂、60.8g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、3.2g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)放在容器中，在190℃加热融化；
[0053]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)倒入容器中，在190℃温度下真空搅拌2min，得到均匀的混合液；
[0054]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至185℃进行真空脱泡20min，再将模具的温度升高至190℃进行高温固化反应2h；最后将模具的温度升高至210℃进行高温固化反应3h，制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0055]
实施例2
[0056]
s1、取200g芴基环氧树脂、53.2g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、10.8g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)放在容器中，在185℃加热融化；
[0057]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)倒入容器中，在185℃温度下真空搅拌5min，得到均匀的混合液；
[0058]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至180℃进行真空脱泡15min；再将模具的温度升高至185℃进行高温固化反应3h；最后将模具的温度升高至195℃进行高温固化反应5h，制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0059]
实施例3
[0060]
s1、取200g芴基环氧树脂、46.7g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、17.3g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)放在容器中，在200℃恒温加热融化；
[0061]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)倒入容器中，在200℃温度下真空搅拌1min，得到均匀的混合液；
[0062]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至190℃进行真空脱泡10min；再将模具的温度升高至200℃进行高温固化反应1h；最后将模具的温度升高至210℃进行高温固化反应2h，制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0063]
实施例4
[0064]
s1、取200g芴基环氧树脂、60.8g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯(58g)、3,5-二氨基三氟甲苯(2.8g))、3.2g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)放在容器中，在190℃加热融化；
[0065]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,5-二氨基三氟甲苯)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)倒入容器中，在190℃温度下真空搅拌2min，得到均匀的混合液；
[0066]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至185℃进行真空脱泡20min，再将模具的温度升高至190℃进行高温固化反应2h；最后将模具的温度升高至210℃进行高温固化反应3h，制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0067]
实施例5
[0068]
s1、取200g芴基环氧树脂、60.8g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯(58g)、4-三氟甲基邻苯二胺(2.8g))、3.2g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)放在容器中，在190℃加热融化；
[0069]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、4-三氟甲基邻苯二胺)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯)倒入容器中，在190℃温度下真空搅拌2min，得到均匀的混合液；
[0070]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至185℃进行真空脱泡20min，再将模具的温度升高至190℃进行高温固化反应2h；最后将模具的温度升高至210℃进行高温固化反应3h，制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0071]
实施例6
[0072]
s1、取200g芴基环氧树脂、60.8g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、3.2g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯(2g)、2,2',5,5'-四氯代联苯胺(1.2g))放在容器中，在190℃加热融化；
[0073]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯、2,2',5,5'-四氯代联苯胺)倒入容器中，在190℃温度下真空搅拌2min，得到均匀的混合液；
[0074]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至185℃进行真空脱泡20min，再将模具的温度升高至190℃进行高温固化反应2h；最后将模具的温度升高至210℃进行高温固化反应3h，
制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0075]
实施例7
[0076]
s1、取200g芴基环氧树脂、60.8g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯(58g)、3,5-二氨基三氟甲苯(2.8g))、3.2g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯(2g)、2,2',5,5'-四氯代联苯胺(1.2g))放在容器中，在190℃加热融化；
[0077]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,5-二氨基三氟甲苯)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯、2,2',5,5'-四氯代联苯胺)倒入容器中，在190℃温度下真空搅拌2min，得到均匀的混合液；
[0078]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至185℃进行真空脱泡20min，再将模具的温度升高至190℃进行高温固化反应2h；最后将模具的温度升高至210℃进行高温固化反应3h，制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0079]
实施例8
[0080]
s1、取200g芴基环氧树脂、60.8g的固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯(55g)、3,5-二氨基三氟甲苯(2.8g)、3-溴-4,5-二氨基三氟甲苯)(3g)、3.2g的固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯(1.6g)、2,2',5,5'-四氯代联苯胺(0.8g)、4,5-二氯邻苯二胺(0.8g))放在容器中，在190℃加热融化；
[0081]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、固化剂a(2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,5-二氨基三氟甲苯、3-溴-4,5-二氨基三氟甲苯)、固化剂b(4,4'-二氨基八氟联苯、2,2',5,5'-四氯代联苯胺、4,5-二氯邻苯二胺)倒入容器中，在190℃温度下真空搅拌2min，得到均匀的混合液；
[0082]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至185℃进行真空脱泡20min，再将模具的温度升高至190℃进行高温固化反应2h；最后将模具的温度升高至210℃进行高温固化反应3h，制备得到交联网络中具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0083]
对比例1
[0084]
s1、取200g芴基环氧树脂、37g的联苯胺分别放在容器中，在160℃加热融化；
[0085]
s2、将融化后的芴基环氧树脂、联苯胺倒入容器中，在155℃温度下真空搅拌1min，得到均匀的混合液；
[0086]
s3、将混合液倒入模具中，将温度降至150℃进行真空脱泡20min；再将模具的温度升高至160℃进行高温固化反应2h；最后将模具的温度升高至180℃进行高温固化反应3h，制备得到对比例的芴基-联苯型环氧材料试样，试样的直径为10cm，厚度为1mm。
[0087]
对实施例1制备的具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样和对比例制备的芴基-联苯型环氧材料试样分别进行击穿强度测试、体积电阻率测试和玻璃化转变温度测试，测试结果分析见图2、图3、图4。图中，ep-0f是对比例的试样，ep-cf+f是实施例1的试样。
[0088]
试样的性能测试方法如下：
[0089]
体积电阻率测试：在温度为23℃和相对湿度为50％条件下，使用zc36型高阻计对
试样的体积电阻率进行测试。
[0090]
击穿强度测试：将试样放置在绝缘油中采用球-球电极对试样的击穿强度进行测试，电极间的施加以2kv/s线性上升的交流电压直至实验出现击穿，记录下试样出现击穿的电压数值大小，相同类型的试样测试8个，将测试的8组数据采用weibull分布进行处理，取概率为63.2％的电压数值作为样品最终的击穿强度值。
[0091]
玻璃化转变温度测试：将试样放置在高纯氮气容器中，先将温度从室温升温至300℃，再将温度从300℃降温至室温，最后将温度升至300℃，升温速率为10℃/min，使用dsc(q2000)对试样的放热进行测试，使用ta universal analysis软件对试样的玻璃化转变温度进行分析，每种样品测试3个，取其平均值作为最终的玻璃化转变温度。
[0092]
从图2可以看出，实施例1中引入电子诱导效应获得的芴基-联苯型环氧材料试样(ep-cf+f)的击穿强度为39.18kv/mm，而对比例中未引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样(ep-0f)的击穿强度仅为33.16kv/mm，ep-cf+f试样的击穿强度相对于ep-0f提升了18.2％；实施1制得的试样的绝缘性能优于对比例1的试样的绝缘性能。因此，通过电负性大的原子或基团对联苯结构的苯环上h原子进行取代，引入电子诱导效应能提升芴基-联苯型环氧材料的绝缘性能。
[0093]
从图3可以看出，经过对试样体积电阻率测试发现，引入电子诱导效应获得的芴基-联苯型环氧材料试样(ep-cf+f)的体积电阻率为20.64
×
10
16
ω
·
cm，未引入电子诱导效应获得的芴基-联苯型环氧材料试样(ep-0f)体积电阻率为3.21
×
10
16
ω
·
cm，ep-cf+f的体积电阻率比ep-0f接近高出一个数量级。由此可知，引入电子诱导效应可提升芴基-联苯型环氧材料体积电阻率大小，从而验证了引入电子诱导效应提升芴基-联苯型环氧材料绝缘性能的结论。
[0094]
从图4可以看出，引入电子诱导效应获得的芴基-联苯型环氧材料试样(ep-cf+f)的玻璃化转变温度比未引入电子诱导效应的芴基-联苯型环氧材料试样(ep-0f)的高出26℃。由于实施例1的固化剂中卤族原子和-cf3基团的电负性大于对比例的联苯胺苯环上的h原子的电负性，且本发明的制备方法不会破坏芴基-联苯型环氧材料的分子骨架，所以其耐热性能不会出现下降的现象。此外，实施例1引入的固化剂a和固化剂b上的c-f具有较高的键能(530kj/mol)，且固化剂a(固化剂b)分子结构上的f原子会与相邻的另外一个固化剂a(固化剂b)分子结构上的-nh-形成氢键作用，固化剂a(固化剂b)分子结构上的f原子也会与相邻芴基环氧树脂分子结构上的-oh基团形成氢键作用，从而提升了芴基-联苯型环氧材料的耐热性能。上述测试结果表明：在芴基环氧树脂分子结构上引入电子诱导效应不仅可以提升芴基-联苯型环氧材料的绝缘性能，而且可以提升其耐热性能，使用这种方法能制备出兼顾高绝缘性能和高耐热性能的芴基-联苯型环氧材料，有利于芴基-联苯型环氧材料应用到高温和高电场强度的领域。
[0095]
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
技术特征：1.一种具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料，其特征在于，该环氧材料包括芴基环氧树脂分子结构和胺类固化剂分子结构，所述胺类固化剂分子结构的苯环上携带有卤族原子或-cf3基团。2.根据权利要求1所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料，其特征在于，该环氧材料的分子结构包括交联网络分子结构1，所述交联网络分子结构1的结构式为：所述交联网络分子结构1中包括x，所述x的结构式为：所述x的结构式中的-ch2与交联网络分子结构1的n原子连接。3.根据权利要求1所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料，其特征在于，该环氧材料的分子结构包括交联网络分子结构2，所述交联网络分子结构2的结构式为：所述交联网络分子结构2中包括x，所述x的结构式为：所述x的结构式中的-ch2与交联网络分子结构2的n原子连接。4.根据权利要求1所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料，其特征在于，该环氧材料的分子结构包括交联网络分子结构1和交联网络分子结构2，所述交联网络分子结构
1的结构式为：所述交联网络分子结构2的结构式为：所述交联网络分子结构1和交联网络分子结构2中均包括x，所述x的结构式为：所述x的结构式中的-ch2与交联网络分子结构1的n原子或交联网络分子结构2的n原子连接。5.根据权利要求1所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料，其特征在于，所述胺类固化剂分子结构为三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构、二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构中的一种。6.根据权利要求1所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料，其特征在于，所述胺类固化剂分子结构为三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构、二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构中的两种及以上。7.一种权利要求1-6任意一项所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、取芴基环氧树脂加热融化，取固化剂a、固化剂b分别单独融化或混合后加热融化，所述固化剂a的结构中含有三氟甲基二氨基联苯结构、三氟甲基二氨基苯结构、三氟甲基卤代二氨基苯结构中的一种或两种以上，所述固化剂b的结构中含有二氨基卤代联苯结构、二氨基卤代苯结构中的一种或两种及以上；s2、将芴基环氧树脂、固化剂a和固化剂b三者的熔融液混合均匀后固化，即制得具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料。8.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征
在于，所述固化剂a为2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,5-二氨基三氟甲苯、4-三氟甲基邻苯二胺、2,3-二氨基苯三氟、2-(三氟甲基)-1,4-亚苯基二胺、3-溴-4,5-二氨基三氟甲苯、4-氟-5-(三氟甲基)苯-1,2-二胺、3-氯-4,5-二氨基苯三氟、3,5-双(三氟甲基)-1,2-苯二胺中的一种。9.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述固化剂a为2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,5-二氨基三氟甲苯、4-三氟甲基邻苯二胺、2,3-二氨基苯三氟、2-(三氟甲基)-1,4-亚苯基二胺、3-溴-4,5-二氨基三氟甲苯、4-氟-5-(三氟甲基)苯-1,2-二胺、3-氯-4,5-二氨基苯三氟、3,5-双(三氟甲基)-1,2-苯二胺中的两种及以上。10.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述固化剂b为4,4'-二氨基八氟联苯、3,3-二氯联苯胺、2,2',5,5'-四氯代联苯胺、4-氟-1,3-二氨基苯、3-溴-1,2-二氨基苯、6-溴-2,3-二氨基氟苯、2,3-二氨基氟苯、4,5-二溴-1,2-苯二胺、3-溴-1,2-二氨基-5-氟苯、4-氟-1,2-苯二胺、4-溴-1,2-苯二胺、4,5-二氯邻苯二胺、4-氯邻苯二胺、4-氯-1,3-苯二胺中的一种。11.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述固化剂b为4,4'-二氨基八氟联苯、3,3-二氯联苯胺、2,2',5,5'-四氯代联苯胺、4-氟-1,3-二氨基苯、3-溴-1,2-二氨基苯、6-溴-2,3-二氨基氟苯、2,3-二氨基氟苯、4,5-二溴-1,2-苯二胺、3-溴-1,2-二氨基-5-氟苯、4-氟-1,2-苯二胺、4-溴-1,2-苯二胺、4,5-二氯邻苯二胺、4-氯邻苯二胺、4-氯-1,3-苯二胺中的两种及以上。12.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述芴基环氧树脂的环氧值为0.3-0.5mol/100g。13.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述芴基环氧树脂、固化剂a、固化剂b加热融化的温度为150-220℃。14.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述芴基环氧树脂、固化剂a和固化剂b三者的熔融液在真空搅拌下混合均匀，真空搅拌温度为150-220℃、时间为1-20min。15.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述三者的熔融液混合均匀后先进行真空脱泡再固化。16.根据权利要求15所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述真空脱泡的温度为150-200℃、时间为10-30min。17.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述固化的次数为一次及以上。18.根据权利要求17所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述固化的次数为一次时，固化温度为150-220℃、固化时间为2-8h。19.根据权利要求17所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述固化的次数为两次时，一次固化温度为150-180℃、固化时间为1-3h，二次固化温度为180-220℃、固化时间为2-5h。20.根据权利要求7所述的具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料的制备方法，其特征在于，所述芴基环氧树脂、固化剂a和固化剂b的质量比为(180-240):(40-90):(0-20)。
技术总结本发明属于绝缘材料技术领域，尤其是一种具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料及其制备方法。本发明的环氧材料包括芴基环氧树脂分子结构和胺类固化剂分子结构，且胺类固化剂分子结构的苯环上携带有卤族原子或-CF3基团。本发明使用分子结构中具有电子诱导效应的固化剂A和固化剂B与芴基环氧树脂一起构造出具有电子诱导效应的芴基-联苯型环氧交联网络，获得一种具有高绝缘性能的芴基-联苯型环氧材料。料。料。
技术研发人员：赵玉顺 张松 陈维江 龚超 沈昊 杜斌 侯天奇
受保护的技术使用者：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/7/5
