CN106753153A - 一种基于石墨烯改性的胶水 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于石墨烯改性的胶水，包括：聚氨酯、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯、石墨烯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙二胺、正丁醇、甲苯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N‑苯基‑β‑萘胺；制备方法，如下：步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中反应，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N‑苯基‑β‑萘胺依次加入反应器中反应得混合物B；步骤（3）停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，制得基于石墨烯改性的胶水。本发明制备的胶水在高温条件下仍能保持较高的粘结性，耐高温性能较佳，非常适宜作为高温胶水使用。

Description

一种基于石墨烯改性的胶水
技术领域
本发明涉及一种胶水，特别是涉及一种基于石墨烯改性的胶水。
背景技术
胶水是连接两种材料的中间体，多以水剂出现，属于精细化工类，种类繁多，主要以粘料、物理形态、硬化方法和被粘物材质分类。常见的有瞬间胶如 502α- 氰基丙烯酸乙酯、环氧树脂粘结类、厌氧胶水、UV 胶水，热熔胶、压敏胶、乳胶类等。虽然胶水的作用很大，但是也有许多缺点，环氧树脂类的胶水固化物一般偏脆，抗剥离、抗开裂、抗冲击性能差，原材料中含有不同程度的毒性和刺激性 ；硅胶胶水对于大面积粘结的固化时间过久。
石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。
石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收 2.3% 的光，导热系数高达 5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。
发明内容
本发明的有益效果：在现有的胶水中加入石墨烯以改性胶水的耐高温性，提高其粘结性。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种基于石墨烯改性的胶水，按重量份数计算包括：
聚氨酯12-30份，氯丁橡胶15-30份，聚丙烯酸酯15-30份，石墨烯2-12份，三烯丙基异氰脲酸酯0.8-1.6份，乙二胺1-6份，正丁醇2-10份，甲苯2-8份，硬脂酸钾0.8-3份，聚乙烯吡络烷酮2-8份，N-苯基-β-萘胺1-5份；
所述基于石墨烯改性的胶水的制备方法，如下：
步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；
步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中，温度调升至80-105℃，反应1-3小时，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反应器中，反应温度调节至150-360℃，反应2-5小时，得混合物B；
步骤（3）停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，静置1天，制得基于石墨烯改性的胶水。
进一步地，所述胶水按重量份数计算包括：聚氨酯16-25份，氯丁橡胶16-25份，聚丙烯酸酯16-25份，石墨烯6-10份，三烯丙基异氰脲酸酯1-1.2份，乙二胺2-5份，正丁醇4-8份，甲苯4-6份，硬脂酸钾1-2.4份，聚乙烯吡络烷酮4-6份，N-苯基-β-萘胺2-4份。
进一步地，所述胶水按重量份数计算包括：聚氨酯20份，氯丁橡胶18份，聚丙烯酸酯22份，石墨烯8份，三烯丙基异氰脲酸酯1.1份，乙二胺3.5份，正丁醇6份，甲苯5份，硬脂酸钾2份，聚乙烯吡络烷酮5份，N-苯基-β-萘胺3份。
进一步地，所述反应器包括反应罐，所述反应罐的底部设有排料口和排污口，所述反应罐的顶端设有入料口；
还包括压力感应器，所述压力感应器用于测量液位，置于反应罐的内部的一侧，所述反应罐的另一侧设置有管状电加热元件；
所述反应罐的底部一侧安装有数字温度感应器，所述反应罐内部的中心位置设有搅拌机。
进一步地，所述的反应器的壁上设有挂梯。
进一步地，所述反应罐的外壳由两层不锈钢板构成，两不锈钢板之间为真空结构。
进一步地，所述数字温度感应器的外部设有保护套，用于放置因挤压冲击而损坏数字温度感应器。
本发明采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明制备的胶水的常温粘结强度大，且在高温条件下仍能保持较高的粘结性，耐高温性能较佳，非常适宜作为高温胶水使用。
使用的反应器均采用电控，体高了精度、操作方便。
附图说明
图1是本发明反应器的结构示意图。
图1的各标注为：1反应罐，2排料口，3排污口，4入料口，5压力感应器，6管状电加热元件，7数字温度感应器，8搅拌机，9挂梯。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做具体的介绍。
实施例1
一种基于石墨烯改性的胶水，按重量份数计算包括：
聚氨酯30份，氯丁橡胶15份，聚丙烯酸酯30份，石墨烯2份，三烯丙基异氰脲酸酯1.6份，乙二胺1份，正丁醇10份，甲苯2份，硬脂酸钾3份，聚乙烯吡络烷酮2份，N-苯基-β-萘胺5份；
所述基于石墨烯改性的胶水的制备方法，如下：
步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；
步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中，温度调升至80℃，反应3小时，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反应器中，反应温度调节至150℃，反应5小时，得混合物B；
步骤（3）停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，静置1天，制得基于石墨烯改性的胶水。
所述反应器包括反应罐1，所述反应罐1的底部设有排料口2和排污口3，所述反应罐1的顶端设有入料口4；
还包括压力感应器5，所述压力感应器5用于测量液位，置于反应罐1的内部的一侧，所述反应罐1的另一侧设置有管状电加热元件6；
所述反应罐1的底部一侧安装有数字温度感应器7，所述反应罐1内部的中心位置设有搅拌机8；所述数字温度感应器7的外部设有保护套，用于放置因挤压冲击而损坏数字温度感应器7。
所述的反应器的壁上设有挂梯9。
所述反应罐1的外壳由两层不锈钢板构成，两不锈钢板之间为真空结构。
实施例2
一种基于石墨烯改性的胶水，按重量份数计算包括：
聚氨酯12份，氯丁橡胶30份，聚丙烯酸酯15份，石墨烯12份，三烯丙基异氰脲酸酯0.8份，乙二胺6份，正丁醇2份，甲苯8份，硬脂酸钾0.8份，聚乙烯吡络烷酮8份，N-苯基-β-萘胺1份；
所述基于石墨烯改性的胶水的制备方法，如下：
步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；
步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中，温度调升至105℃，反应1小时，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反应器中，反应温度调节至360℃，反应2小时，得混合物B；
步骤（3）停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，静置1天，制得基于石墨烯改性的胶水。
所述反应器包括反应罐1，所述反应罐1的底部设有排料口2和排污口3，所述反应罐1的顶端设有入料口4；
还包括压力感应器5，所述压力感应器5用于测量液位，置于反应罐1的内部的一侧，所述反应罐1的另一侧设置有管状电加热元件6；
所述反应罐1的底部一侧安装有数字温度感应器7，所述反应罐1内部的中心位置设有搅拌机8；所述数字温度感应器7的外部设有保护套，用于放置因挤压冲击而损坏数字温度感应器7。
所述的反应器的壁上设有挂梯9。
所述反应罐1的外壳由两层不锈钢板构成，两不锈钢板之间为真空结构。
实施例3
一种基于石墨烯改性的胶水，按重量份数计算包括：
聚氨酯16份，氯丁橡胶25份，聚丙烯酸酯16份，石墨烯10份，三烯丙基异氰脲酸酯1份，乙二胺5份，正丁醇4份，甲苯6份，硬脂酸钾1份，聚乙烯吡络烷酮6份，N-苯基-β-萘胺2份；
所述基于石墨烯改性的胶水的制备方法，如下：
步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；
步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中，温度调升至100℃，反应2小时，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反应器中，反应温度调节至200℃，反应4小时，得混合物B；
步骤（3）停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，静置1天，制得基于石墨烯改性的胶水。
所述反应器包括反应罐1，所述反应罐1的底部设有排料口2和排污口3，所述反应罐1的顶端设有入料口4；
还包括压力感应器5，所述压力感应器5用于测量液位，置于反应罐1的内部的一侧，所述反应罐1的另一侧设置有管状电加热元件6；
所述反应罐1的底部一侧安装有数字温度感应器7，所述反应罐1内部的中心位置设有搅拌机8；所述数字温度感应器7的外部设有保护套，用于放置因挤压冲击而损坏数字温度感应器7。
所述的反应器的壁上设有挂梯9。
所述反应罐1的外壳由两层不锈钢板构成，两不锈钢板之间为真空结构。
实施例4
一种基于石墨烯改性的胶水，按重量份数计算包括：
聚氨酯20份，氯丁橡胶18份，聚丙烯酸酯22份，石墨烯8份，三烯丙基异氰脲酸酯1.1份，乙二胺3.5份，正丁醇6份，甲苯5份，硬脂酸钾2份，聚乙烯吡络烷酮5份，N-苯基-β-萘胺3份；
所述基于石墨烯改性的胶水的制备方法，如下：
步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；
步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中，温度调升至80℃，反应3小时，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反应器中，反应温度调节至150℃，反应5小时，得混合物B；
步骤（3）停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，静置1天，制得基于石墨烯改性的胶水。
所述反应器包括反应罐1，所述反应罐1的底部设有排料口2和排污口3，所述反应罐1的顶端设有入料口4；
还包括压力感应器5，所述压力感应器5用于测量液位，置于反应罐1的内部的一侧，所述反应罐1的另一侧设置有管状电加热元件6；
所述反应罐1的底部一侧安装有数字温度感应器7，所述反应罐1内部的中心位置设有搅拌机8；所述数字温度感应器7的外部设有保护套，用于放置因挤压冲击而损坏数字温度感应器7。
所述的反应器的壁上设有挂梯9。
所述反应罐1的外壳由两层不锈钢板构成，两不锈钢板之间为真空结构。
实施例5
一种基于石墨烯改性的胶水，按重量份数计算包括：
聚氨酯25份，氯丁橡胶16份，聚丙烯酸酯25份，石墨烯6份，三烯丙基异氰脲酸酯1.2份，乙二胺2份，正丁醇8份，甲苯4份，硬脂酸钾2.4份，聚乙烯吡络烷酮4份，N-苯基-β-萘胺4份；
所述基于石墨烯改性的胶水的制备方法，如下：
步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；
步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中，温度调升至80℃，反应3小时，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反应器中，反应温度调节至150℃，反应5小时，得混合物B；
步骤（3）停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，静置1天，制得基于石墨烯改性的胶水。
所述反应器包括反应罐1，所述反应罐1的底部设有排料口2和排污口3，所述反应罐1的顶端设有入料口4；
还包括压力感应器5，所述压力感应器5用于测量液位，置于反应罐1的内部的一侧，所述反应罐1的另一侧设置有管状电加热元件6；
所述反应罐1的底部一侧安装有数字温度感应器7，所述反应罐1内部的中心位置设有搅拌机8；所述数字温度感应器7的外部设有保护套，用于放置因挤压冲击而损坏数字温度感应器7。
所述的反应器的壁上设有挂梯9。
所述反应罐1的外壳由两层不锈钢板构成，两不锈钢板之间为真空结构。
总而言之，本发明制备的胶水的常温粘结强度大，且在高温条件下仍能保持较高的粘结性，耐高温性能较佳，非常适宜作为高温胶水使用；使用的反应器均采用电控，体高了精度、操作方便。

Claims (7)

1.一种基于石墨烯改性的胶水，其特征在于，按重量份数计算包括：
聚氨酯12-30份，氯丁橡胶15-30份，聚丙烯酸酯15-30份，石墨烯2-12份，三烯丙基异氰脲酸酯0.8-1.6份，乙二胺1-6份，正丁醇2-10份，甲苯2-8份，硬脂酸钾0.8-3份，聚乙烯吡络烷酮2-8份，N-苯基-β-萘胺1-5份；
所述基于石墨烯改性的胶水的制备方法，如下：
步骤（1）：将石墨烯加入正丁醇和甲苯中，超声分散均匀，得到混合溶液A；
步骤（2）：将聚氨酯、氯丁橡胶和聚丙烯酸酯加入反应器中，温度调升至80-105℃，反应1-3小时，再将步骤（1）中的混合溶液A、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钾、聚乙烯吡络烷酮和N-苯基-β-萘胺依次加入反应器中，反应温度调节至150-360℃，反应2-5小时，得混合物B；
步骤（3）：停止上述反应，待温度降至80℃，向反应器中加入乙二胺，搅拌均匀，静置1天，制得基于石墨烯改性的胶水。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述胶水按重量份数计算包括：聚氨酯16-25份，氯丁橡胶16-25份，聚丙烯酸酯16-25份，石墨烯6-10份，三烯丙基异氰脲酸酯1-1.2份，乙二胺2-5份，正丁醇4-8份，甲苯4-6份，硬脂酸钾1-2.4份，聚乙烯吡络烷酮4-6份，N-苯基-β-萘胺2-4份。
3.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述胶水按重量份数计算包括：聚氨酯20份，氯丁橡胶18份，聚丙烯酸酯22份，石墨烯8份，三烯丙基异氰脲酸酯1.1份，乙二胺3.5份，正丁醇6份，甲苯5份，硬脂酸钾2份，聚乙烯吡络烷酮5份，N-苯基-β-萘胺3份。
4.根据权利要求1所述的基于石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述反应器包括反应罐，所述反应罐的底部设有排料口和排污口，所述反应罐的顶端设有入料口；
还包括压力感应器，所述压力感应器用于测量液位，置于反应罐的内部的一侧，所述反应罐的另一侧设置有管状电加热元件；
所述反应罐的底部一侧安装有数字温度感应器，所述反应罐内部的中心位置设有搅拌机。
5.根据权利要求4所述的基于石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述的反应器的壁上设有挂梯。
6.根据权利要求4所述的基于石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述反应罐的外壳由两层不锈钢板构成，两不锈钢板之间为真空结构。
7.根据权利要求4所述的基于石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述数字温度感应器的外部设有保护套，用于放置因挤压冲击而损坏数字温度感应器。
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