一種石墨烯基高溫粘結劑的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種石墨烯基高溫粘結劑的制備方法，具體為：將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加入分散液中，加熱攪拌，得到改性石墨烯；將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱攪拌，然后加入改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮水甘油二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2?苯基?4?甲基咪唑、酒石酸、5?氟?2?甲基苯磺酰氯、環氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，攪拌；加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得。本發明制備的粘結劑的常溫粘結強度大，在高溫條件下仍然保持較高的粘結強度，耐高溫性能較佳。
【專利說明】
一種石墨烯基高溫粘結劑的制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于膠黏劑技術領域，具體涉及一種石墨烯基高溫粘結劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前，使用的耐高溫粘結劑主要有環氧樹脂類、酚醛樹脂類、聚酰亞胺類、有機硅 樹脂類、聚苯并咪唑類、聚苯基喹噁啉類等。有機硅樹脂類，雖然耐高溫，但是其粘結強度低 且固化溫度也高，不利于實際使用。聚酰亞胺類，剛性大，固化產物韌性差，熔點高，固化溫 度較高。聚苯并咪唑、聚苯基喹噁啉類，原料成本高昂，合成工藝復雜，同時固化溫度高、壓 力大、時間長，使用不方便。環氧樹脂、酚醛樹脂類是最為常用的粘結劑之一，但是由于其主 鏈為C-C結構，鍵能較低、易氧化，空氣氣氛下的使用溫度一般不超過500°C，且在高溫下使 用其粘結強度明顯低于常溫下使用的粘結強度，無法滿足高溫環境下更嚴格的應用需求。
[0003] 石墨稀作為一種新型的二維碳納米材料，其導熱性遠高于其他材料，通過石墨稀 摻雜改性的材料，可有效的改善材料的耐熱性。此外，石墨烯還具有優良的潤滑、耐腐蝕性 能，與其它材料的結合，可以大幅度改善材料的綜合性能。然而，石墨烯在許多材料中分散 性不佳，易團聚，這使得制備的材料的性能不穩定，限制實際應用。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決現有技術問題的至少一種，提供一種石墨烯基高溫粘結劑的制備 方法。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為： 一種石墨烯基尚溫粘結劑的制備方法，其制備步驟為： 1) 按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂12-22份、有機硅樹脂8-17份、石墨烯粉2-7 份、三烯丙基異三聚氰酸酯0.5-2份、聚碳化二亞胺1-3份、桉葉油0.8-2份、四縮水甘油二氨 基二苯甲烷0.5-4份、雙氰胺0.3-2份、硼酸鋅0.1-0.8份、2-苯基-4-甲基咪唑0.2-1.2份、酒 石酸0.3-2份、異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑0.2-0.8份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.4-1.1份、環 氧樹脂丁基縮水甘油醚〇 . 3-0.8份、烯丙基縮水甘油醚0.1-1份、氟硅酸鉀0.2-0.9份、六亞 甲基四胺0.2-1.4份、苯甲醇7-16份、丙酮14-25份； 2) 將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加 入分散液中，在70-90 °C下攪拌2-6小時，得到改性石墨烯； 3) 將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱至50-70°C，攪拌30-80分 鐘，然后加入步驟2)中的改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮 水甘油二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2-苯基-4-甲基咪唑、酒石酸、5-氟-2-甲基苯磺酰 氯、環氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，以300-800rpm的速度，在60-80°C溫度 條件下，攪拌2-5小時； 4) 待反應體系溫度降至室溫，加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得石墨烯基 尚溫粘結劑。
[0006] 優選的，在步驟1)中，按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂14-20份、有機硅樹 月旨11-16份、石墨烯粉3-5份、三烯丙基異三聚氰酸酯0.8-1.6份、聚碳化二亞胺1.2-2.6份、 桉葉油0.9-1.5份、四縮水甘油二氨基二苯甲烷0.7-3份、雙氰胺0.5-1.7份、硼酸鋅0.2-0.6 份、2-苯基-4-甲基咪唑0.4-1份、酒石酸0.5-1.6份、異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑0.3-0.6 份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.5-0.9份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚0.4-0.6份、烯丙基縮水甘 油醚0.3-0.8份、氟硅酸鉀0.4-0.8份、六亞甲基四胺0.5-1.2份、苯甲醇8-13份、丙酮16-22 份。
[0007] 進一步優選的，在步驟1)中，按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂18份、有機硅 樹脂14份、石墨烯粉3.8份、三烯丙基異三聚氰酸酯1.4份、聚碳化二亞胺1.8份、桉葉油1.3 份、四縮水甘油二氨基二苯甲烷2.5份、雙氰胺1.2份、硼酸鋅0.4份、2-苯基-4-甲基咪唑0.6 份、酒石酸1.1份、異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑0.5份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.8份、環氧樹 脂丁基縮水甘油醚0.5份、烯丙基縮水甘油醚0.6份、氟硅酸鉀0.7份、六亞甲基四胺0.9份、 苯甲醇12份、丙酮20份。
[0008] 優選的，在步驟2)中，在85°C下攪拌4小時。
[0009]優選的，在步驟3)中，加熱至62°C，攪拌50分鐘 優選的，在步驟3)中，以650rpm的速度，在75°C溫度條件下，攪拌3小時。
[0010]由于采用了以上技術方案，本發明與現有技術相比具有如下有益效果： 本發明制備的粘結劑的常溫粘結強度大，且在l〇〇°C和400°C溫度條件下其仍然保持較 高的粘結強度，耐高溫性能較佳，非常適宜作為高溫粘結劑在特殊領域中使用。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體實施例，對本發明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明， 但不用來限制本發明的范圍。
[0012] 實施例1 一種石墨烯基尚溫粘結劑的制備方法，其制備步驟為： 1) 按照重量份稱重:氫化雙酸A型環氧樹脂12份、有機硅樹脂8份、石墨烯粉2份、三烯丙 基異三聚氰酸酯0.5份、聚碳化二亞胺1份、桉葉油0.8份、四縮水甘油二氨基二苯甲烷0.5 份、雙氰胺〇. 3份、硼酸鋅0.1份、2-苯基-4-甲基咪唑0.2份、酒石酸0.3份、異丁基三乙氧基 硅烷偶聯劑0.2份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.4份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚0.3份、烯丙基縮 水甘油醚0.1份、氟硅酸鉀0.2份、六亞甲基四胺0.2份、苯甲醇7份、丙酮14份； 2) 將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加 入分散液中，在70°C下攪拌2小時，得到改性石墨烯； 3) 將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱至50°C，攪拌30分鐘，然后 加入步驟2)中的改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮水甘油 二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2-苯基-4-甲基咪唑、酒石酸、5-氟-2-甲基苯磺酰氯、環 氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，以300rpm的速度，在60 °C溫度條件下，攪拌2 小時； 4) 待反應體系溫度降至室溫，加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得石墨烯基 尚溫粘結劑。
[0013] 實施例2 一種石墨烯基尚溫粘結劑的制備方法，其制備步驟為： 1) 按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂22份、有機硅樹脂17份、石墨烯粉7份、三烯 丙基異三聚氰酸酯2份、聚碳化二亞胺3份、桉葉油2份、四縮水甘油二氨基二苯甲烷4份、雙 氰胺2份、硼酸鋅0.8份、2-苯基-4-甲基咪唑1.2份、酒石酸2份、異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑 0.8份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯1.1份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚0.8份、烯丙基縮水甘油醚1 份、氟硅酸鉀0.9份、六亞甲基四胺1.4份、苯甲醇16份、丙酮25份； 2) 將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加 入分散液中，在90°C下攪拌6小時，得到改性石墨烯； 3) 將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱至70°C，攪拌30-80分鐘， 然后加入步驟2)中的改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮水 甘油二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2-苯基-4-甲基咪唑、酒石酸、5-氟-2-甲基苯磺酰 氯、環氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，以SOOrpm的速度，在80°C溫度條件下， 攪拌5小時； 4) 待反應體系溫度降至室溫，加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得石墨烯基 尚溫粘結劑。
[0014] 實施例3 一種石墨烯基尚溫粘結劑的制備方法，其制備步驟為： 1) 按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂14份、有機硅樹脂11份、石墨烯粉3份、三烯 丙基異三聚氰酸酯0.8份、聚碳化二亞胺1.2份、桉葉油0.9份、四縮水甘油二氨基二苯甲烷 〇. 7份、雙氰胺0.5份、硼酸鋅0.2份、2-苯基-4-甲基咪唑0.4份、酒石酸0.5份、異丁基三乙氧 基硅烷偶聯劑0.3份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.5份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚0.4份、烯丙基 縮水甘油醚0.3份、氟硅酸鉀0.4份、六亞甲基四胺0.5份、苯甲醇8份、丙酮16份； 2) 將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加 入分散液中，在80°C下攪拌4小時，得到改性石墨烯； 3) 將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱至60°C，攪拌50分鐘，然后 加入步驟2)中的改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮水甘油 二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2-苯基-4-甲基咪唑、酒石酸、5-氟-2-甲基苯磺酰氯、環 氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，以600rpm的速度，在68 °C溫度條件下，攪拌4 小時； 4) 待反應體系溫度降至室溫，加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得石墨烯基 尚溫粘結劑。
[0015] 實施例4 一種石墨烯基尚溫粘結劑的制備方法，其制備步驟為： 1)按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂20份、有機硅樹脂16份、石墨烯粉5份、三烯 丙基異三聚氰酸酯1.6份、聚碳化二亞胺2.6份、桉葉油1.5份、四縮水甘油二氨基二苯甲烷3 份、雙氰胺1.7份、硼酸鋅0.6份、2-苯基-4-甲基咪唑1份、酒石酸1.6份、異丁基三乙氧基硅 烷偶聯劑〇. 6份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.9份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚0.6份、烯丙基縮水 甘油醚0.8份、氟硅酸鉀0.8份、六亞甲基四胺1.2份、苯甲醇13份、丙酮22份； 2) 將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加 入分散液中，在85°C下攪拌4小時，得到改性石墨烯； 3) 將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱至60°C，攪拌70分鐘，然后 加入步驟2)中的改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮水甘油 二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2-苯基-4-甲基咪唑、酒石酸、5-氟-2-甲基苯磺酰氯、環 氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，以600rpm的速度，在72 °C溫度條件下，攪拌4 小時； 4) 待反應體系溫度降至室溫，加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得石墨烯基 尚溫粘結劑。
[0016] 實施例5 一種石墨烯基尚溫粘結劑的制備方法，其制備步驟為： 1) 按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂18份、有機硅樹脂14份、石墨烯粉3.8份、三 烯丙基異三聚氰酸酯1.4份、聚碳化二亞胺1.8份、桉葉油1.3份、四縮水甘油二氨基二苯甲 烷2.5份、雙氰胺1.2份、硼酸鋅0.4份、2-苯基-4-甲基咪唑0.6份、酒石酸1.1份、異丁基三乙 氧基硅烷偶聯劑0.5份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.8份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚0.5份、烯丙 基縮水甘油醚0.6份、氟硅酸鉀0.7份、六亞甲基四胺0.9份、苯甲醇12份、丙酮20份； 2) 將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加 入分散液中，在85°C下攪拌4小時，得到改性石墨烯； 3) 將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱至62 °C，攪拌50分鐘，然后 加入步驟2)中的改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮水甘油 二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2-苯基-4-甲基咪唑、酒石酸、5-氟-2-甲基苯磺酰氯、環 氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，以650rpm的速度，在75°C溫度條件下，攪拌3 小時； 4) 待反應體系溫度降至室溫，加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得石墨烯基 尚溫粘結劑。
[0017] 對比例1 本對比例與實施例2的區別之處為:不添加石墨烯粉和硼酸鋅及其相關步驟。
[0018] 對比例2 本對比例與實施例2的區別之處為:不添加桉葉油、聚碳化二亞胺和5-氟-2-甲基苯磺 酰氯及其相關步驟。
[0019]性能測試 對以上各實施例和對比例制備的粘結劑按照行業標準進行粘結性能測試，其測試結果 見下表所示：
由以上測試結果可知，本發明制備的粘結劑的常溫粘結強度大，且在l〇〇°C和400°C溫 度條件下其仍然保持較高的粘結強度，耐高溫性能較佳，非常適宜作為高溫粘結劑在特殊 領域中使用。
【主權項】
1. 一種石墨烯基高溫粘結劑的制備方法，其特征在于，其制備步驟為： 1) 按照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂12-22份、有機硅樹脂8-17份、石墨烯粉2-7 份、三烯丙基異三聚氰酸酯0.5-2份、聚碳化二亞胺1-3份、桉葉油0.8-2份、四縮水甘油二氨 基二苯甲烷0.5-4份、雙氰胺0.3-2份、硼酸鋅0.1-0.8份、2-苯基-4-甲基咪唑0.2-1.2份、酒 石酸0.3-2份、異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑0.2-0.8份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.4-1.1份、環 氧樹脂丁基縮水甘油醚〇 . 3-0.8份、烯丙基縮水甘油醚0.1-1份、氟硅酸鉀0.2-0.9份、六亞 甲基四胺0.2-1.4份、苯甲醇7-16份、丙酮14-25份； 2) 將石墨烯粉加入丙酮和苯甲醇中，超聲分散均勻，將異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑加 入分散液中，在70-90 °C下攪拌2-6小時，得到改性石墨烯； 3) 將氫化雙酚A型環氧樹脂、有機硅樹脂加入攪拌罐中，加熱至50-70°C，攪拌30-80分 鐘，然后加入步驟2)中的改性石墨烯、三烯丙基異三聚氰酸酯、聚碳化二亞胺、桉葉油、四縮 水甘油二氨基二苯甲烷、雙氰胺、硼酸鋅、2-苯基-4-甲基咪唑、酒石酸、5-氟-2-甲基苯磺酰 氯、環氧樹脂丁基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚，以300-800rpm的速度，在60-80°C溫度 條件下，攪拌2-5小時； 4) 待反應體系溫度降至室溫，加入氟硅酸鉀和六亞甲基四胺，攪拌均勻，即得石墨烯基 尚溫粘結劑。2. 如權利要求1所述的石墨烯基高溫粘結劑的制備方法，其特征在于，在步驟1)中，按 照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂14-20份、有機硅樹脂11 -16份、石墨烯粉3-5份、三烯 丙基異三聚氰酸酯0.8-1.6份、聚碳化二亞胺1.2-2.6份、桉葉油0.9-1.5份、四縮水甘油二 氨基二苯甲烷0.7-3份、雙氰胺0.5-1.7份、硼酸鋅0.2-0.6份、2-苯基-4-甲基咪唑0.4-1份、 酒石酸0.5-1.6份、異丁基三乙氧基硅烷偶聯劑0.3-0.6份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.5-0.9 份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚〇. 4-0.6份、烯丙基縮水甘油醚0.3-0.8份、氟硅酸鉀0.4-0.8 份、六亞甲基四胺0.5-1.2份、苯甲醇8-13份、丙酮16-22份。3. 如權利要求1所述的石墨烯基高溫粘結劑的制備方法，其特征在于，在步驟1)中，按 照重量份稱重:氫化雙酚A型環氧樹脂18份、有機硅樹脂14份、石墨烯粉3.8份、三烯丙基異 三聚氰酸酯1.4份、聚碳化二亞胺1.8份、桉葉油1.3份、四縮水甘油二氨基二苯甲烷2.5份、 雙氰胺1.2份、硼酸鋅0.4份、2-苯基-4-甲基咪唑0.6份、酒石酸1.1份、異丁基三乙氧基硅烷 偶聯劑〇. 5份、5-氟-2-甲基苯磺酰氯0.8份、環氧樹脂丁基縮水甘油醚0.5份、烯丙基縮水甘 油醚0.6份、氟硅酸鉀0.7份、六亞甲基四胺0.9份、苯甲醇12份、丙酮20份。4. 如權利要求1所述的石墨烯基高溫粘結劑的制備方法，其特征在于，在步驟2)中，在 85 °C下攪拌4小時。5. 如權利要求1所述的石墨烯基高溫粘結劑的制備方法，其特征在于，在步驟3)中，加 熱至62 °C，攪拌50分鐘。6. 如權利要求1所述的石墨烯基高溫粘結劑的制備方法，其特征在于，在步驟3)中，以 650rpm的速度，在75°C溫度條件下，攪拌3小時。
【文檔編號】C09J11/04GK105950093SQ201610447404
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月21日
【發明人】彭孝茹
【申請人】蘇州法斯特信息科技有限公司