CN107815292A - 一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂及其制备方法，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡60‑90份、纳米铜粉15‑25份、纳米氧化锌10‑20份、纳米二氧化钛10‑18份、纳米碳化硅9‑15份、乙烯‑丙烯酸共聚物8‑15份、松香酯5‑10份、萜烯树脂6‑13份、硅烷偶联剂4‑8份、聚乙烯吡咯烷酮3‑7份、抗坏血酸棕榈酸酯8‑14份、特丁基对苯二酚7‑16份、十八烷醇基聚氧乙烯醚9‑16份、溶剂10‑18份。本发明制备的粘结剂具有良好的粘结强度和耐受性，同时，纳米材料的掺杂对粘结剂的抗断粘结强度、剪切粘结强度和剥离粘结强度起到了重要的作用。

Description

一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粘结剂，具体涉及一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂及其制备方法。
背景技术
随着我国材料领域的迅猛发展，大量具有优异性能的新型复合材料被广泛的应用于楼宇、铁路、公路等基础设施，航空航天、医疗、家电等各个领域。但是相应的适用于各种新材料的具有特殊功能和用途的新型粘结剂的研发却明显滞后。传统的粘结剂往往适用于单一材料，对于新型复合材料以及不同类型材料间的粘结效果差，强度低，韧性差，这严重制约了新型复合材料的使用。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡60-90份、纳米铜粉15-25份、纳米氧化锌10-20份、纳米二氧化钛10-18份、纳米碳化硅9-15份、乙烯-丙烯酸共聚物8-15份、松香酯5-10份、萜烯树脂6-13份、硅烷偶联剂4-8份、聚乙烯吡咯烷酮3-7份、抗坏血酸棕榈酸酯8-14份、特丁基对苯二酚7-16份、十八烷醇基聚氧乙烯醚9-16份、溶剂10-18份。
优选的，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡75份、纳米铜粉20份、纳米氧化锌15份、纳米二氧化钛14份、纳米碳化硅12份、乙烯-丙烯酸共聚物12份、松香酯7份、萜烯树脂10份、硅烷偶联剂6份、聚乙烯吡咯烷酮5份、抗坏血酸棕榈酸酯11份、特丁基对苯二酚13份、十八烷醇基聚氧乙烯醚13份、溶剂14份。
优选的，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物。
优选的，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为（1-3）：1。
本发明所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤： （1）将纳米铜粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米碳化硅加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在35-45℃的温度下将混合物搅拌15-30min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应20-40min，冷却后即得粘结剂。
优选的，所述搅拌过程使用的搅拌转速为400-600r/min。
优选的，所述步骤（2）中混合物的搅拌温度为40℃，搅拌时间为20min。
优选的，所述步骤（3）中搅拌反应时间为30min。
有益效果：本发明公开了一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂及其制备方法，本发明制备的粘结剂抗断粘结强度达到了15.2MPa以上，剪切粘结强度达到了14.7MPa以上，剥离粘结强度达到了42.1MPa以上，从而表明本发明制备的粘结剂具有良好的粘结强度和耐受性。同时，纳米材料的掺杂对粘结剂的抗断粘结强度、剪切粘结强度和剥离粘结强度起到了重要的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡75份、纳米铜粉20份、纳米氧化锌15份、纳米二氧化钛14份、纳米碳化硅12份、乙烯-丙烯酸共聚物12份、松香酯7份、萜烯树脂10份、硅烷偶联剂6份、聚乙烯吡咯烷酮5份、抗坏血酸棕榈酸酯11份、特丁基对苯二酚13份、十八烷醇基聚氧乙烯醚13份、溶剂14份。
优选的，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为2：1。
本发明所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤： （1）将纳米铜粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米碳化硅加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在40℃的温度下将混合物搅拌20min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应30min，冷却后即得粘结剂。
优选的，所述搅拌过程使用的搅拌转速为500r/min。
实施例2
一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡60份、纳米铜粉15份、纳米氧化锌10份、纳米二氧化钛10份、纳米碳化硅9份、乙烯-丙烯酸共聚物8份、松香酯5份、萜烯树脂6份、硅烷偶联剂4份、聚乙烯吡咯烷酮3份、抗坏血酸棕榈酸酯8份、特丁基对苯二酚7份、十八烷醇基聚氧乙烯醚9份、溶剂10份。
优选的，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为1：1。
本发明所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤： （1）将纳米铜粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米碳化硅加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在35℃的温度下将混合物搅拌15min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应20min，冷却后即得粘结剂。
优选的，所述搅拌过程使用的搅拌转速为400r/min。
实施例3
一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡90份、纳米铜粉25份、纳米氧化锌20份、纳米二氧化钛18份、纳米碳化硅15份、乙烯-丙烯酸共聚物15份、松香酯10份、萜烯树脂13份、硅烷偶联剂8份、聚乙烯吡咯烷酮7份、抗坏血酸棕榈酸酯14份、特丁基对苯二酚16份、十八烷醇基聚氧乙烯醚16份、溶剂18份。
优选的，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为3：1。
本发明所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤： （1）将纳米铜粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米碳化硅加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在45℃的温度下将混合物搅拌30min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应40min，冷却后即得粘结剂。
优选的，所述搅拌过程使用的搅拌转速为600r/min。
实施例4
一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡70份、纳米铜粉18份、纳米氧化锌13份、纳米二氧化钛12份、纳米碳化硅11份、乙烯-丙烯酸共聚物10份、松香酯7份、萜烯树脂9份、硅烷偶联剂5份、聚乙烯吡咯烷酮4份、抗坏血酸棕榈酸酯10份、特丁基对苯二酚10份、十八烷醇基聚氧乙烯醚12份、溶剂13份。
优选的，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为2：1。
本发明所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤： （1）将纳米铜粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米碳化硅加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在38℃的温度下将混合物搅拌20min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应25min，冷却后即得粘结剂。
优选的，所述搅拌过程使用的搅拌转速为550r/min。
对比例1
一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡75份、纳米二氧化钛14份、纳米碳化硅12份、乙烯-丙烯酸共聚物12份、松香酯7份、萜烯树脂10份、硅烷偶联剂6份、聚乙烯吡咯烷酮5份、抗坏血酸棕榈酸酯11份、特丁基对苯二酚13份、十八烷醇基聚氧乙烯醚13份、溶剂14份。
优选的，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为2：1。
本发明所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤： （1）将纳米二氧化钛、纳米碳化硅加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在40℃的温度下将混合物搅拌20min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应30min，冷却后即得粘结剂。
优选的，所述搅拌过程使用的搅拌转速为500r/min。
对比例2
一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡75份、纳米铜粉20份、纳米氧化锌15份、乙烯-丙烯酸共聚物12份、松香酯7份、萜烯树脂10份、硅烷偶联剂6份、聚乙烯吡咯烷酮5份、抗坏血酸棕榈酸酯11份、特丁基对苯二酚13份、十八烷醇基聚氧乙烯醚13份、溶剂14份。
优选的，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为2：1。
本发明所述的粘结剂的制备方法，包括以下步骤： （1）将纳米铜粉、纳米氧化锌加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在40℃的温度下将混合物搅拌20min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应30min，冷却后即得粘结剂。
优选的，所述搅拌过程使用的搅拌转速为500r/min。
将实施例1-4和对比例1-2制备的粘结剂进行性能测试，测试结果如表1所示，本发明制备的粘结剂抗断粘结强度达到了15.2MPa以上，剪切粘结强度达到了14.7MPa以上，剥离粘结强度达到了42.1MPa以上，从而表明本发明制备的粘结剂具有良好的粘结性能和耐受性。
表1

Claims (8)

1.一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，其特征在于，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡60-90份、纳米铜粉15-25份、纳米氧化锌10-20份、纳米二氧化钛10-18份、纳米碳化硅9-15份、乙烯-丙烯酸共聚物8-15份、松香酯5-10份、萜烯树脂6-13份、硅烷偶联剂4-8份、聚乙烯吡咯烷酮3-7份、抗坏血酸棕榈酸酯8-14份、特丁基对苯二酚7-16份、十八烷醇基聚氧乙烯醚9-16份、溶剂10-18份。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，其特征在于，所述粘结剂由以下重量份的原料制备而成：石蜡75份、纳米铜粉20份、纳米氧化锌15份、纳米二氧化钛14份、纳米碳化硅12份、乙烯-丙烯酸共聚物12份、松香酯7份、萜烯树脂10份、硅烷偶联剂6份、聚乙烯吡咯烷酮5份、抗坏血酸棕榈酸酯11份、特丁基对苯二酚13份、十八烷醇基聚氧乙烯醚13份、溶剂14份。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，其特征在于，所述溶剂为异丙醇和二甲基亚砜的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种基于纳米材料掺杂的蜡基粘结剂，其特征在于，所述异丙醇和二甲基亚砜的质量比为（1-3）：1。
5. 权利要求4所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： （1）将纳米铜粉、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米碳化硅加入混料机中进行混合；
（2）随后将石蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、松香酯、萜烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸棕榈酸酯、特丁基对苯二酚、十八烷醇基聚氧乙烯醚、异丙醇、二甲基亚砜的混合物加入步骤（1）中的混合物中，在35-45℃的温度下将混合物搅拌15-30min；
（3）向步骤（2）的混合物中加入硅烷偶联剂继续搅拌反应20-40min，冷却后即得粘结剂。
6.根据权利要求5所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌过程使用的搅拌转速为400-600r/min。
7.根据权利要求5所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合物的搅拌温度为40℃，搅拌时间为20min。
8.根据权利要求5所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中搅拌反应时间为30min。
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