本發明涉及一種膠水,特別是涉及一種基于石墨烯改性的膠水。
背景技術:
膠水是連接兩種材料的中間體,多以水劑出現,屬于精細化工類,種類繁多,主要以粘料、物理形態、硬化方法和被粘物材質分類。常見的有瞬間膠如 502α- 氰基丙烯酸乙酯、環氧樹脂粘結類、厭氧膠水、UV 膠水,熱熔膠、壓敏膠、乳膠類等。雖然膠水的作用很大,但是也有許多缺點,環氧樹脂類的膠水固化物一般偏脆,抗剝離、抗開裂、抗沖擊性能差,原材料中含有不同程度的毒性和刺激性 ;硅膠膠水對于大面積粘結的固化時間過久。
石墨烯已經成為材料科學領域極受關注的研究熱點之一。石墨烯,實際上就是單原子層的石墨,它擁有獨特的二維結構和優異的力學、熱力學、光學和電學性能。
石墨烯是目前世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,至吸收 2.3% 的光,導熱系數高達 5300W/m·k,高于碳納米管和金剛石。石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,具有強度高,比表面積大,高化學反應活性,高填充性的特點。
技術實現要素:
本發明的有益效果:在現有的膠水中加入石墨烯以改性膠水的耐高溫性,提高其粘結性。
為了解決上述技術問題,本發明的技術方案為:
一種基于石墨烯改性的膠水,按重量份數計算包括:
聚氨酯12-30份,氯丁橡膠15-30份,聚丙烯酸酯15-30份,石墨烯2-12份,三烯丙基異氰脲酸酯0.8-1.6份,乙二胺1-6份,正丁醇2-10份,甲苯2-8份,硬脂酸鉀0.8-3份,聚乙烯吡絡烷酮2-8份,N-苯基-β-萘胺1-5份;
所述基于石墨烯改性的膠水的制備方法,如下:
步驟(1):將石墨烯加入正丁醇和甲苯中,超聲分散均勻,得到混合溶液A;
步驟(2):將聚氨酯、氯丁橡膠和聚丙烯酸酯加入反應器中,溫度調升至80-105℃,反應1-3小時,再將步驟(1)中的混合溶液A、三烯丙基異氰脲酸酯、硬脂酸鉀、聚乙烯吡絡烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反應器中,反應溫度調節至150-360℃,反應2-5小時,得混合物B;
步驟(3)停止上述反應,待溫度降至80℃,向反應器中加入乙二胺,攪拌均勻,靜置1天,制得基于石墨烯改性的膠水。
進一步地,所述膠水按重量份數計算包括:聚氨酯16-25份,氯丁橡膠16-25份,聚丙烯酸酯16-25份,石墨烯6-10份,三烯丙基異氰脲酸酯1-1.2份,乙二胺2-5份,正丁醇4-8份,甲苯4-6份,硬脂酸鉀1-2.4份,聚乙烯吡絡烷酮4-6份,N-苯基-β-萘胺2-4份。
進一步地,所述膠水按重量份數計算包括:聚氨酯20份,氯丁橡膠18份,聚丙烯酸酯22份,石墨烯8份,三烯丙基異氰脲酸酯1.1份,乙二胺3.5份,正丁醇6份,甲苯5份,硬脂酸鉀2份,聚乙烯吡絡烷酮5份,N-苯基-β-萘胺3份。
進一步地,所述反應器包括反應罐,所述反應罐的底部設有排料口和排污口,所述反應罐的頂端設有入料口;
還包括壓力感應器,所述壓力感應器用于測量液位,置于反應罐的內部的一側,所述反應罐的另一側設置有管狀電加熱元件;
所述反應罐的底部一側安裝有數字溫度感應器,所述反應罐內部的中心位置設有攪拌機。
進一步地,所述的反應器的壁上設有掛梯。
進一步地,所述反應罐的外殼由兩層不銹鋼板構成,兩不銹鋼板之間為真空結構。
進一步地,所述數字溫度感應器的外部設有保護套,用于放置因擠壓沖擊而損壞數字溫度感應器。
本發明采用了上述技術方案,本發明與現有技術相比具有如下有益效果:
本發明制備的膠水的常溫粘結強度大,且在高溫條件下仍能保持較高的粘結性,耐高溫性能較佳,非常適宜作為高溫膠水使用。
使用的反應器均采用電控,體高了精度、操作方便。
附圖說明
圖1是本發明反應器的結構示意圖。
圖1的各標注為:1反應罐,2排料口,3排污口,4入料口,5壓力感應器,6管狀電加熱元件,7數字溫度感應器,8攪拌機,9掛梯。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明做具體的介紹。
實施例1
一種基于石墨烯改性的膠水,按重量份數計算包括:
聚氨酯30份,氯丁橡膠15份,聚丙烯酸酯30份,石墨烯2份,三烯丙基異氰脲酸酯1.6份,乙二胺1份,正丁醇10份,甲苯2份,硬脂酸鉀3份,聚乙烯吡絡烷酮2份,N-苯基-β-萘胺5份;
所述基于石墨烯改性的膠水的制備方法,如下:
步驟(1):將石墨烯加入正丁醇和甲苯中,超聲分散均勻,得到混合溶液A;
步驟(2):將聚氨酯、氯丁橡膠和聚丙烯酸酯加入反應器中,溫度調升至80℃,反應3小時,再將步驟(1)中的混合溶液A、三烯丙基異氰脲酸酯、硬脂酸鉀、聚乙烯吡絡烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反應器中,反應溫度調節至150℃,反應5小時,得混合物B;
步驟(3)停止上述反應,待溫度降至80℃,向反應器中加入乙二胺,攪拌均勻,靜置1天,制得基于石墨烯改性的膠水。
所述反應器包括反應罐1,所述反應罐1的底部設有排料口2和排污口3,所述反應罐1的頂端設有入料口4;
還包括壓力感應器5,所述壓力感應器5用于測量液位,置于反應罐1的內部的一側,所述反應罐1的另一側設置有管狀電加熱元件6;
所述反應罐1的底部一側安裝有數字溫度感應器7,所述反應罐1內部的中心位置設有攪拌機8;所述數字溫度感應器7的外部設有保護套,用于放置因擠壓沖擊而損壞數字溫度感應器7。
所述的反應器的壁上設有掛梯9。
所述反應罐1的外殼由兩層不銹鋼板構成,兩不銹鋼板之間為真空結構。
實施例2
一種基于石墨烯改性的膠水,按重量份數計算包括:
聚氨酯12份,氯丁橡膠30份,聚丙烯酸酯15份,石墨烯12份,三烯丙基異氰脲酸酯0.8份,乙二胺6份,正丁醇2份,甲苯8份,硬脂酸鉀0.8份,聚乙烯吡絡烷酮8份,N-苯基-β-萘胺1份;
所述基于石墨烯改性的膠水的制備方法,如下:
步驟(1):將石墨烯加入正丁醇和甲苯中,超聲分散均勻,得到混合溶液A;
步驟(2):將聚氨酯、氯丁橡膠和聚丙烯酸酯加入反應器中,溫度調升至105℃,反應1小時,再將步驟(1)中的混合溶液A、三烯丙基異氰脲酸酯、硬脂酸鉀、聚乙烯吡絡烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反應器中,反應溫度調節至360℃,反應2小時,得混合物B;
步驟(3)停止上述反應,待溫度降至80℃,向反應器中加入乙二胺,攪拌均勻,靜置1天,制得基于石墨烯改性的膠水。
所述反應器包括反應罐1,所述反應罐1的底部設有排料口2和排污口3,所述反應罐1的頂端設有入料口4;
還包括壓力感應器5,所述壓力感應器5用于測量液位,置于反應罐1的內部的一側,所述反應罐1的另一側設置有管狀電加熱元件6;
所述反應罐1的底部一側安裝有數字溫度感應器7,所述反應罐1內部的中心位置設有攪拌機8;所述數字溫度感應器7的外部設有保護套,用于放置因擠壓沖擊而損壞數字溫度感應器7。
所述的反應器的壁上設有掛梯9。
所述反應罐1的外殼由兩層不銹鋼板構成,兩不銹鋼板之間為真空結構。
實施例3
一種基于石墨烯改性的膠水,按重量份數計算包括:
聚氨酯16份,氯丁橡膠25份,聚丙烯酸酯16份,石墨烯10份,三烯丙基異氰脲酸酯1份,乙二胺5份,正丁醇4份,甲苯6份,硬脂酸鉀1份,聚乙烯吡絡烷酮6份,N-苯基-β-萘胺2份;
所述基于石墨烯改性的膠水的制備方法,如下:
步驟(1):將石墨烯加入正丁醇和甲苯中,超聲分散均勻,得到混合溶液A;
步驟(2):將聚氨酯、氯丁橡膠和聚丙烯酸酯加入反應器中,溫度調升至100℃,反應2小時,再將步驟(1)中的混合溶液A、三烯丙基異氰脲酸酯、硬脂酸鉀、聚乙烯吡絡烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反應器中,反應溫度調節至200℃,反應4小時,得混合物B;
步驟(3)停止上述反應,待溫度降至80℃,向反應器中加入乙二胺,攪拌均勻,靜置1天,制得基于石墨烯改性的膠水。
所述反應器包括反應罐1,所述反應罐1的底部設有排料口2和排污口3,所述反應罐1的頂端設有入料口4;
還包括壓力感應器5,所述壓力感應器5用于測量液位,置于反應罐1的內部的一側,所述反應罐1的另一側設置有管狀電加熱元件6;
所述反應罐1的底部一側安裝有數字溫度感應器7,所述反應罐1內部的中心位置設有攪拌機8;所述數字溫度感應器7的外部設有保護套,用于放置因擠壓沖擊而損壞數字溫度感應器7。
所述的反應器的壁上設有掛梯9。
所述反應罐1的外殼由兩層不銹鋼板構成,兩不銹鋼板之間為真空結構。
實施例4
一種基于石墨烯改性的膠水,按重量份數計算包括:
聚氨酯20份,氯丁橡膠18份,聚丙烯酸酯22份,石墨烯8份,三烯丙基異氰脲酸酯1.1份,乙二胺3.5份,正丁醇6份,甲苯5份,硬脂酸鉀2份,聚乙烯吡絡烷酮5份,N-苯基-β-萘胺3份;
所述基于石墨烯改性的膠水的制備方法,如下:
步驟(1):將石墨烯加入正丁醇和甲苯中,超聲分散均勻,得到混合溶液A;
步驟(2):將聚氨酯、氯丁橡膠和聚丙烯酸酯加入反應器中,溫度調升至80℃,反應3小時,再將步驟(1)中的混合溶液A、三烯丙基異氰脲酸酯、硬脂酸鉀、聚乙烯吡絡烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反應器中,反應溫度調節至150℃,反應5小時,得混合物B;
步驟(3)停止上述反應,待溫度降至80℃,向反應器中加入乙二胺,攪拌均勻,靜置1天,制得基于石墨烯改性的膠水。
所述反應器包括反應罐1,所述反應罐1的底部設有排料口2和排污口3,所述反應罐1的頂端設有入料口4;
還包括壓力感應器5,所述壓力感應器5用于測量液位,置于反應罐1的內部的一側,所述反應罐1的另一側設置有管狀電加熱元件6;
所述反應罐1的底部一側安裝有數字溫度感應器7,所述反應罐1內部的中心位置設有攪拌機8;所述數字溫度感應器7的外部設有保護套,用于放置因擠壓沖擊而損壞數字溫度感應器7。
所述的反應器的壁上設有掛梯9。
所述反應罐1的外殼由兩層不銹鋼板構成,兩不銹鋼板之間為真空結構。
實施例5
一種基于石墨烯改性的膠水,按重量份數計算包括:
聚氨酯25份,氯丁橡膠16份,聚丙烯酸酯25份,石墨烯6份,三烯丙基異氰脲酸酯1.2份,乙二胺2份,正丁醇8份,甲苯4份,硬脂酸鉀2.4份,聚乙烯吡絡烷酮4份,N-苯基-β-萘胺4份;
所述基于石墨烯改性的膠水的制備方法,如下:
步驟(1):將石墨烯加入正丁醇和甲苯中,超聲分散均勻,得到混合溶液A;
步驟(2):將聚氨酯、氯丁橡膠和聚丙烯酸酯加入反應器中,溫度調升至80℃,反應3小時,再將步驟(1)中的混合溶液A、三烯丙基異氰脲酸酯、硬脂酸鉀、聚乙烯吡絡烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反應器中,反應溫度調節至150℃,反應5小時,得混合物B;
步驟(3)停止上述反應,待溫度降至80℃,向反應器中加入乙二胺,攪拌均勻,靜置1天,制得基于石墨烯改性的膠水。
所述反應器包括反應罐1,所述反應罐1的底部設有排料口2和排污口3,所述反應罐1的頂端設有入料口4;
還包括壓力感應器5,所述壓力感應器5用于測量液位,置于反應罐1的內部的一側,所述反應罐1的另一側設置有管狀電加熱元件6;
所述反應罐1的底部一側安裝有數字溫度感應器7,所述反應罐1內部的中心位置設有攪拌機8;所述數字溫度感應器7的外部設有保護套,用于放置因擠壓沖擊而損壞數字溫度感應器7。
所述的反應器的壁上設有掛梯9。
所述反應罐1的外殼由兩層不銹鋼板構成,兩不銹鋼板之間為真空結構。
總而言之,本發明制備的膠水的常溫粘結強度大,且在高溫條件下仍能保持較高的粘結性,耐高溫性能較佳,非常適宜作為高溫膠水使用;使用的反應器均采用電控,體高了精度、操作方便。