本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种电气开关用高强度环氧树脂材料。
背景技术
电气开关是一种控制电路开路、断路或将电流转移至其他电路上的一种电气元件。按照结构分类可分为微动开关，船型开关，钮子开关，拨动开关，按钮开关，按键开关，薄膜开关和点开关等。电气开关中使用的绝缘材料主要包括陶瓷材料和树脂材料两大类，其中，树脂材料相对于陶瓷材料的加工特性更加优良，生产成本更低，因此使用更加广泛。绝缘材料中使用的树脂材料包括酚醛树脂、聚乙烯树脂、聚碳酸酯树脂和环氧树脂等，其中，酚醛树脂的机械强度高、绝缘耐热性能好，但是材料的脆性大，使用过程中容易产生龟裂或破损。环氧树脂材料的绝缘性、加工特性、抗老化性能和耐腐蚀性能相对优秀，生产成本较低，但是材料的强度不足，因此使用寿命相对较低。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电气开关用高强度环氧树脂材料，该型环氧树脂材料的机械强度得到较大的提升，耐压强度和耐冲击性能较好，不易破损，性能非常优秀。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种电气开关用高强度环氧树脂材料，按照质量份数，环氧树脂材料中包括如下组分：环氧树脂60-80份，甲基四氢苯酐25-30份，间苯二胺10-18份，填料30-40份，改性酚醛树脂20-25份，芳纶纤维10-15份，聚乙烯醇缩丁醛5-8份，阻燃剂10-12份，热稳定剂2-4份，抗氧剂1-3份。
优选地，按照质量份数，环氧树脂材料中包括如下组分：环氧树脂65-70份，甲基四氢苯酐27-28份，间苯二胺14-15份，填料33-36份，改性酚醛树脂22-24份，芳纶纤维12-14份，聚乙烯醇缩丁醛6-7份，阻燃剂11-12份，热稳定剂2-3份，抗氧剂1-2份。
优选地，环氧树脂为脂环族环氧树脂和多官能度环氧树脂的等比混合物。
优选地，改性酚醛树脂的制备方法为：将线性酚醛按照2:1的摩尔比加入到甲基三甲氧基硅烷单体中，搅拌形成溶液，然后向溶液中加入1-1.5wt%的催化剂，以90-100℃的温度进行酯化反应，反应得到的产物经过减压蒸馏得到树脂a，将树脂a溶解于丙酮溶剂中，再向溶液中加入占树脂a质量10-13%的六次甲基四胺和5-7%的硼酸，在反应釜中共混反应，然后经真空干燥得到所需改性酚酸树脂。
其中，催化剂为三乙胺。
优选地，填料为微晶云母粉、水滑石粉和高岭土的混合填料，三者的质量比为1:2:2。
优选地，阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝；热稳定剂为钡锌稳定剂；抗氧剂为抗氧剂264。
本发明提供的环氧树脂材料的制备方法包括如下步骤：
（1）按照质量份数，准备所述原料组分，将填料、芳纶纤维、聚乙烯醇缩丁醛、阻燃剂、热稳定剂和抗氧剂加入到混料机中混合均匀，得到混料b，
（2）将环氧树脂加入到加热釜中，预热至60-70℃，并保温处理1-2h，将甲基四氢苯酐和间苯二胺充分混合后加入到加热釜中，预热至75-80℃并保温处理0.5-1h；
（3）将环氧树脂、改性酚醛树脂和混料b预先混合，然后加入甲基四氢苯酐和间苯二胺的混合物，充分搅拌均匀后，注入到预热至80-85℃的模具中；
（4）将模具中的浇注料升温至95-105℃，保温处理1-2h，然后继续升温至120-130℃，保温处理2.5-3h，最后升温至145-150℃，保温处理6-8h；将模具中的浇注料自然冷却至室温后，脱模得到所需环氧树脂材料。
本发明具有如下的有益效果：
该型环氧树脂材料中添加了改性后的酚醛树脂材料，从而使得环氧树脂的机械强度得到较大的提升，其中酚醛树脂经过硅硼改性处理后，与环氧树脂的相容性更好，并且改善了材料的韧性和脆性，提高了环氧树脂的耐冲击性能。材料中的芳纶纤维的使用可以显著提升环氧树脂的抗拉强度和耐折弯性能，避免材料脆裂。阻燃剂、热稳定剂和抗氧剂的使用提升了该型树脂材料的耐热防火性能和抗老化性能，提高了材料的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种电气开关用高强度环氧树脂材料，按照质量份数，环氧树脂材料中包括如下组分：环氧树脂60份，甲基四氢苯酐25份，间苯二胺10份，填料30份，改性酚醛树脂20份，芳纶纤维10份，聚乙烯醇缩丁醛5份，阻燃剂10份，热稳定剂2份，抗氧剂1份。
其中，环氧树脂为脂环族环氧树脂和多官能度环氧树脂的等比混合物。
改性酚醛树脂的制备方法为：将线性酚醛按照2:1的摩尔比加入到甲基三甲氧基硅烷单体中，搅拌形成溶液，然后向溶液中加入1wt%的催化剂，以90℃的温度进行酯化反应，反应得到的产物经过减压蒸馏得到树脂a，将树脂a溶解于丙酮溶剂中，再向溶液中加入占树脂a质量10%的六次甲基四胺和5%的硼酸，在反应釜中共混反应，然后经真空干燥得到所需改性酚酸树脂。其中，催化剂为三乙胺。
本实施例中使用的填料为微晶云母粉、水滑石粉和高岭土的混合填料，三者的质量比为1:2:2。
阻燃剂为氢氧化镁；热稳定剂为钡锌稳定剂；抗氧剂为抗氧剂264。
本实施例提供的环氧树脂材料的制备方法包括如下步骤：
（1）按照质量份数，准备所述原料组分，将填料、芳纶纤维、聚乙烯醇缩丁醛、阻燃剂、热稳定剂和抗氧剂加入到混料机中混合均匀，得到混料b，
（2）将环氧树脂加入到加热釜中，预热至60℃，并保温处理1h，将甲基四氢苯酐和间苯二胺充分混合后加入到加热釜中，预热至75℃并保温处理0.5h；
（3）将环氧树脂、改性酚醛树脂和混料b预先混合，然后加入甲基四氢苯酐和间苯二胺的混合物，充分搅拌均匀后，注入到预热至80℃的模具中；
（4）将模具中的浇注料升温至95℃，保温处理1h，然后继续升温至120℃，保温处理2.5h，最后升温至145℃，保温处理6h；将模具中的浇注料自然冷却至室温后，脱模得到所需环氧树脂材料。
实施例2
一种电气开关用高强度环氧树脂材料，按照质量份数，环氧树脂材料中包括如下组分：环氧树脂80份，甲基四氢苯酐30份，间苯二胺18份，填料40份，改性酚醛树脂25份，芳纶纤维15份，聚乙烯醇缩丁醛8份，阻燃剂12份，热稳定剂4份，抗氧剂3份。
其中，环氧树脂为脂环族环氧树脂和多官能度环氧树脂的等比混合物。
改性酚醛树脂的制备方法为：将线性酚醛按照2:1的摩尔比加入到甲基三甲氧基硅烷单体中，搅拌形成溶液，然后向溶液中加入1.5wt%的催化剂，以100℃的温度进行酯化反应，反应得到的产物经过减压蒸馏得到树脂a，将树脂a溶解于丙酮溶剂中，再向溶液中加入占树脂a质量13%的六次甲基四胺和7%的硼酸，在反应釜中共混反应，然后经真空干燥得到所需改性酚酸树脂。其中，催化剂为三乙胺。
本实施例中使用的填料为微晶云母粉、水滑石粉和高岭土的混合填料，三者的质量比为1:2:2。
阻燃剂为氢氧化铝；热稳定剂为钡锌稳定剂；抗氧剂为抗氧剂264。
本实施例提供的环氧树脂材料的制备方法包括如下步骤：
（1）按照质量份数，准备所述原料组分，将填料、芳纶纤维、聚乙烯醇缩丁醛、阻燃剂、热稳定剂和抗氧剂加入到混料机中混合均匀，得到混料b，
（2）将环氧树脂加入到加热釜中，预热至70℃，并保温处理2h，将甲基四氢苯酐和间苯二胺充分混合后加入到加热釜中，预热至80℃并保温处理1h；
（3）将环氧树脂、改性酚醛树脂和混料b预先混合，然后加入甲基四氢苯酐和间苯二胺的混合物，充分搅拌均匀后，注入到预热至85℃的模具中；
（4）将模具中的浇注料升温至105℃，保温处理2h，然后继续升温至130℃，保温处理3h，最后升温至150℃，保温处理8h；将模具中的浇注料自然冷却至室温后，脱模得到所需环氧树脂材料。
实施例3
一种电气开关用高强度环氧树脂材料，按照质量份数，环氧树脂材料中包括如下组分：环氧树脂70份，甲基四氢苯酐28份，间苯二胺15份，填料35份，改性酚醛树脂23份，芳纶纤维12份，聚乙烯醇缩丁醛6份，阻燃剂11份，热稳定剂3份，抗氧剂2份。
其中，环氧树脂为脂环族环氧树脂和多官能度环氧树脂的等比混合物。
改性酚醛树脂的制备方法为：将线性酚醛按照2:1的摩尔比加入到甲基三甲氧基硅烷单体中，搅拌形成溶液，然后向溶液中加入1.3wt%的催化剂，以95℃的温度进行酯化反应，反应得到的产物经过减压蒸馏得到树脂a，将树脂a溶解于丙酮溶剂中，再向溶液中加入占树脂a质量12%的六次甲基四胺和6%的硼酸，在反应釜中共混反应，然后经真空干燥得到所需改性酚酸树脂。其中，催化剂为三乙胺。
本实施例中使用的填料为微晶云母粉、水滑石粉和高岭土的混合填料，三者的质量比为1:2:2。
阻燃剂为氢氧化铝；热稳定剂为钡锌稳定剂；抗氧剂为抗氧剂264。
本实施例提供的环氧树脂材料的制备方法包括如下步骤：
（1）按照质量份数，准备所述原料组分，将填料、芳纶纤维、聚乙烯醇缩丁醛、阻燃剂、热稳定剂和抗氧剂加入到混料机中混合均匀，得到混料b，
（2）将环氧树脂加入到加热釜中，预热至65℃，并保温处理1.5h，将甲基四氢苯酐和间苯二胺充分混合后加入到加热釜中，预热至78℃并保温处理0.6h；
（3）将环氧树脂、改性酚醛树脂和混料b预先混合，然后加入甲基四氢苯酐和间苯二胺的混合物，充分搅拌均匀后，注入到预热至83℃的模具中；
（4）将模具中的浇注料升温至10℃，保温处理1.5h，然后继续升温至125℃，保温处理2.8h，最后升温至148℃，保温处理7h；将模具中的浇注料自然冷却至室温后，脱模得到所需环氧树脂材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。