CN108264851A - 一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法 - Google Patents

一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108264851A
CN108264851A CN201810116941.XA CN201810116941A CN108264851A CN 108264851 A CN108264851 A CN 108264851A CN 201810116941 A CN201810116941 A CN 201810116941A CN 108264851 A CN108264851 A CN 108264851A
Authority
CN
China
Prior art keywords
high temperature
preparation
type high
temperature resistant
graphite ene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810116941.XA
Other languages
English (en)
Inventor
田幼华
侯胜华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanyuan Zhongxin Nano Science And Technology (beijing) Co Ltd
Original Assignee
Yanyuan Zhongxin Nano Science And Technology (beijing) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanyuan Zhongxin Nano Science And Technology (beijing) Co Ltd filed Critical Yanyuan Zhongxin Nano Science And Technology (beijing) Co Ltd
Priority to CN201810116941.XA priority Critical patent/CN108264851A/zh
Publication of CN108264851A publication Critical patent/CN108264851A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J1/00—Adhesives based on inorganic constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂，具体涉及一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法。所述的石墨烯型耐高温防腐涂料由改性的磷酸二氢铝和固化剂制成，具体地由以下组分及组分质量百分比原料制成：磷酸溶液10‑50％；氢氧化铝0.5‑15％；钨酸钠0.5‑10％；氧化锆0.3‑15％；氧化石墨烯溶液0.1‑8.0％；固化剂10‑80％。本发明中一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂在室温(大于20℃)下30‑40h固化或在120℃下4h固化，固化后长期在高温1300℃下(短期在温度1800℃下)胶粘剂的剪切强度不会发生改变，由于添加了氧化石墨烯，胶粘剂固化后当使用温度大于400℃时，氧化石墨烯会被还原为石墨烯。石墨烯的存在可以提高胶粘剂在高温下的剪切强度，并可以缩短固化时间。本发明可用于粘接金属、陶瓷、玻璃等，也可以用作复合材料、耐火材料、涂料的基体。

Description

一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂，具体涉及一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法。
背景技术
胶黏剂是通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质。耐高温胶粘剂可以分为有机胶粘剂和无机胶粘剂两类。
无机胶粘剂具备无机材料的突出优点，即耐高温性能优异，可在一个很宽的温度范围内使用，除此之外，它还具有耐久性好、固化收缩率小，对环境无污染，生产成本低，制备工艺简单，使用方便等优点，相较于有机耐高湿胶粘剂，无机耐高温胶粘剂更适用于在高温环境中应用。但是它的缺点也很明显，脆性大，耐溶剂性差，耐冲击性差，粘接强度不够高，难以达到工程上的要求，并且耐老化不够理想，这些都制约了无机胶粘剂的广泛使用。
目前，耐高温1000℃以上的胶粘剂主要有磷酸-氧化铜胶粘剂体系、硅酸盐胶粘剂体系和磷酸盐胶粘剂体系，且相关研究主要集中在其中的前两类胶粘剂。磷酸-氧化铜胶粘剂体系室温下很难固化，通常需要加热才能固化；硅酸盐胶粘剂尽管可以室温固化，但在高温1000℃以上条件下力学性能较低，剪切强度低，因此，耐热性能和耐水性能差，而且粘稠度大，不易搅拌及操作，无法满足粘接部件的对力学性能的要求。且现有制备方法的工艺复杂，不易于操作。
石墨烯是由碳原子紧密堆积成的二维蜂巢六角结构，并且各个碳原子均为SP2杂化，碳原子之间连接柔韧性好，当受到外力时，碳原子面变形弯曲，但碳原子的位置不会发生重新排列，这就保持了其结构的稳定性。正是由于石墨烯的这种晶格使其具有良好的柔韧性和附着力等性能。石墨烯是具有二维片层结构的纳米材料，比表面积很大，其加入胶粘剂中层层叠加可以增加得固化后的致密性，提高胶粘剂的粘接强度。但由于石墨烯片层之间的作用力较大，在水或溶剂中分散时极易团聚。而氧化石墨烯是在石墨烯片层上引入了羟基、环氧基等官能团，使得其具有一定的极性，能很好的分散于水中。并且氧化石墨烯在大于400℃的温度下，可以被脱氧还原为石墨烯。除此之外，作为纳米材料的氧化石墨烯也具有一定的吸水性能，可以吸收固化过程中产生的部分水分，从而促进固化反应的进行，从而有利于较快固化速度，降低固化温度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂，加入氧化石墨烯，既能利用其在水中良好的分散性，又能利用其吸水性，加快固化速度。并且根据氧化石墨烯高温下被还原的性质，又可在高温下得到石墨烯均匀分散的石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂。石墨烯在绝氧条件下可以耐热2500℃以上，石墨烯的存在可以使本发明的胶粘剂固化后更加致密，高温下的粘结强度提高，耐热温度有所提高，达到1300℃。
为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案为：
一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂由以下重量百分数的原料制成：
其中，
磷酸溶液的质量百分数为85％，纯度大于98％，氢氧化铝为纯度大于95％的粉体，钨酸钠、氧化锆为纯度大于98％的粉体，粒度小于800目，氧化石墨烯溶液采用的是本公司自己生产，型号为ZXGO-II。固化剂为氧化铜、氧化铝、四氧化三铁中的一种或多种，为纯度大于98％的粉体，粒度270-325目。
所述的石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法制备步骤为：
a.改性的磷酸二氢铝的制备：称取质量分数10-50％的磷酸溶液、质量分数0.5-15％的氢氧化铝、质量分数0.5-10％的钨酸钠、质量分数0.3-15％的氧化锆和质量分数0.1-8.0％的氧化石墨烯溶液；将所称取的原料加入反应瓶中，置于80-100℃恒温油浴中反应1-2h，反应过程中要不断搅拌；
b.固化剂的制备：称取质量分数10-80％的氧化铜、氧化铝、四氧化三铁中的一种或多种，均匀混合，即得所需固化剂；
c.石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂的制备：将上述制备的改性的磷酸二氢铝和固化剂混合均匀。本发明的技术方案优点为：
(1)采用石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂缩短常温固化时间，在室温(大于20℃)下固化时间30-40h，在120℃下固化时间4h。
(2)采用石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂，固化后长期在高温1300℃下(短期在温度1800℃下)胶粘剂的剪切强度不会发生改变
(3)石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂固化后更加致密，高温下粘结强度大。
(4)本发明所述的石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂对陶瓷和金属等材料都有很好的粘结强度。
具体实施方式
下面结合具体的实例，对本发明进一步的理解，但具体实例并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法由以下重量百分数的原料制成：
制备过程：按上述比例称取上述反应原料加入反应瓶中，置于80-100℃恒温油浴中反应1-2h，反应过程中要不断搅拌，反应完成即得改性的磷酸二氢铝；按比例称取本实施例中的固化剂氧化铜；将上述制备的改性的磷酸二氢铝和固化剂混合均匀即得石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂。
实施例2
本实施例所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法由以下重量百分数的原料制成：
其中固化剂为氧化铜，制备过程同于实施例1。
实施例3
本实施例所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法由以下重量百分数的原料制成：
其中固化剂为氧化铜，制备过程同于实施例1。
实施例4
本实施例所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法由以下重量百分数的原料制成：
其中固化剂为氧化铜，制备过程同于实施例1。
对所得磷酸盐胶粘剂样品和不加氧化石墨烯的磷酸盐胶粘剂对比样品依据GB/T7124-1986标准进行力学性能测试，测试长度24mm，宽度24mm，厚度5mm的陶瓷片。采用120℃，4h的快速固化条件对实施例1-4的样品进行固化处理。测试结果如下：
从剪切强度的测试结果我们可以看出，加入氧化石墨烯后，磷酸盐胶粘剂的剪切强度增大，尤其在1000℃以上时剪切强度增加明显。随着氧化石墨烯加入量的增加，磷酸盐胶粘剂样品在不同温度下的剪切强度有增加的趋势，且在1000℃左右剪切强度最大。
按照GB 7124-86《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》标准，测定实施例1-4所得石墨烯型磷酸盐胶粘剂与不加氧化石墨烯的磷酸盐胶粘剂对比样品用于粘结金属时的拉伸剪切强度。固化条件为120℃，4h，测试结果如下：
从剪切强度测试结果可以看出，本发明所述石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂对金属的粘结强度大于对陶瓷的粘结强度，且由于氧化石墨烯的加入，粘结强度增大，尤其是大于400℃时的粘结强度增加明显。
在室温条件下，测定所得磷酸盐胶粘剂样品的固化性能，间隔一定时间测定样品的剪切强度，当两次测定的剪切强度基本保持不变，则认为样品已固化。测试结果如下：
从表中可以看出，不加氧化石墨烯的胶粘剂固化时间为42h，实施例1-4的固化时间分别为：38h，34h，30h和36h，因此加入氧化石墨烯后，胶粘剂样品的常温固化时间缩短，实施例3的固化时间最短。
实施例5
本实施例所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法由以下重量百分数的原料制成：
其中固化剂为氧化铝，制备过程同于实施例1。
实施例6
本实施例所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法由以下重量百分数的原料制成：
其中固化剂为四氧化三铁，制备过程同于实施例1。
对实施例4-6所得石墨烯型磷酸盐胶粘剂样品进行剪切强度(对陶瓷片)和固化时间测定，所得结果如下：
由表可见，固化剂的种类对剪切强度和固化时间都有一定的影响，其中实施例4中用氧化铜作为固化剂时固化时间最短，实施例5中氧化铝最为固化剂固化时间最长，但是其在1000℃时的剪切强度最大。
申请人声明，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：由改性的磷酸二氢铝和固化剂制成，具体的由以下组分及组分重量百分比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：所述的磷酸溶液的质量百分数为85％，纯度大于98％。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：所述氢氧化铝为纯度大于95％的粉体。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：所述的钨酸钠为纯度大于98％的粉体，粒度小于800目。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：所述的氧化锆为纯度大于98％的粉体，粒度小于800目。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：所述的氧化石墨烯溶液为纯度大于98％的石墨粉经浓硫酸和高锰酸钾氧化后的氧化石墨烯水溶液，其中氧化石墨烯的质量百分数为2-3％。氧化石墨烯的氧含量为40-70％。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：所述的氧化石墨烯在水溶液中良好的分散性，当温度大于400℃时被还原为石墨烯，增加胶粘剂固化后的致密度，高温下的剪切强度。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：所述的固化剂为氧化铜、氧化铝、四氧化三铁中的一种或多种，为纯度大于98％的粉体，粒度270-325目。
9.根据权利要求1所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：操作步骤如下：
a.改性的磷酸二氢铝的制备：称取质量分数10-50％的磷酸溶液、质量分数0.5-15％的氢氧化铝、质量分数0.5-10％的钨酸钠、质量分数0.3-15％的氧化锆和质量分数0.1-8.0％的氧化石墨烯溶液；将所称取的原料加入反应瓶中，置于80-100℃恒温油浴中反应1-2h，反应过程中要不断搅拌；
b.固化剂的制备：称取质量分数10-80％的氧化铜、氧化铝、四氧化三铁中的一种或多种，均匀混合，即得所需固化剂；
c.石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂的制备：将上述制备的改性的磷酸二氢铝和固化剂混合均匀。
10.根据权利要求9所述的一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法，其特征在于：在室温(大于20℃)下固化时间30-40h，在120℃下固化时间4h，涂料固化后最高耐热温度达到1300℃。
CN201810116941.XA 2018-01-31 2018-01-31 一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法 Pending CN108264851A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810116941.XA CN108264851A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810116941.XA CN108264851A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108264851A true CN108264851A (zh) 2018-07-10

Family

ID=62773621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810116941.XA Pending CN108264851A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108264851A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109057173A (zh) * 2018-07-26 2018-12-21 界首市成龙塑业有限公司 一种隔热高强度的复合彩钢瓦
CN109057174A (zh) * 2018-07-26 2018-12-21 界首市成龙塑业有限公司 一种低噪音抗老化的复合彩钢瓦
CN109575819A (zh) * 2018-12-25 2019-04-05 中国人民解放军海军工程大学 一种船用耐高温无机胶粘剂
CN109913135A (zh) * 2019-02-18 2019-06-21 安徽鸿智菱科技有限公司 一种缆式液位浮球开关耐高温粘合剂
CN110218469A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种耐高温石墨烯导电水性防腐涂料
CN110330242A (zh) * 2019-07-05 2019-10-15 安徽工业大学 一种复合碱激发固废型高性能无机胶及其制备方法
CN110591566A (zh) * 2019-10-11 2019-12-20 福建农林大学 一种人造板用氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂及其制备方法
CN112592664A (zh) * 2020-11-13 2021-04-02 常州晶泰新材料科技有限公司 一种石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂及其制备方法和在高温传感器中的应用
CN114864946A (zh) * 2022-05-27 2022-08-05 哈尔滨工程大学 一种改性还原氧化石墨烯粘结剂及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275542A (zh) * 2013-04-01 2013-09-04 宁波墨西科技有限公司 一种石墨烯无机涂料及其使用方法
CN105798284A (zh) * 2014-12-30 2016-07-27 深圳振华富电子有限公司 用于金属软磁粉芯的无机粘结剂、金属软磁粉芯
CN108250985A (zh) * 2018-01-29 2018-07-06 黑龙江省科学院石油化学研究院 一种室温快速固化耐高温胶黏剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275542A (zh) * 2013-04-01 2013-09-04 宁波墨西科技有限公司 一种石墨烯无机涂料及其使用方法
CN105798284A (zh) * 2014-12-30 2016-07-27 深圳振华富电子有限公司 用于金属软磁粉芯的无机粘结剂、金属软磁粉芯
CN108250985A (zh) * 2018-01-29 2018-07-06 黑龙江省科学院石油化学研究院 一种室温快速固化耐高温胶黏剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘志甫等: "用无机胶粘接金属和陶瓷", 《北京科技大学学报》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109057173A (zh) * 2018-07-26 2018-12-21 界首市成龙塑业有限公司 一种隔热高强度的复合彩钢瓦
CN109057174A (zh) * 2018-07-26 2018-12-21 界首市成龙塑业有限公司 一种低噪音抗老化的复合彩钢瓦
CN109057173B (zh) * 2018-07-26 2020-11-10 安徽成龙塑业科技有限公司 一种隔热高强度的复合彩钢瓦
CN109575819A (zh) * 2018-12-25 2019-04-05 中国人民解放军海军工程大学 一种船用耐高温无机胶粘剂
CN109913135A (zh) * 2019-02-18 2019-06-21 安徽鸿智菱科技有限公司 一种缆式液位浮球开关耐高温粘合剂
CN110218469A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种耐高温石墨烯导电水性防腐涂料
CN110218469B (zh) * 2019-06-25 2021-04-20 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种耐高温石墨烯导电水性防腐涂料
CN110330242A (zh) * 2019-07-05 2019-10-15 安徽工业大学 一种复合碱激发固废型高性能无机胶及其制备方法
CN110330242B (zh) * 2019-07-05 2021-07-23 安徽工业大学 一种复合碱激发固废型高性能无机胶及其制备方法
CN110591566A (zh) * 2019-10-11 2019-12-20 福建农林大学 一种人造板用氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂及其制备方法
CN112592664A (zh) * 2020-11-13 2021-04-02 常州晶泰新材料科技有限公司 一种石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂及其制备方法和在高温传感器中的应用
CN114864946A (zh) * 2022-05-27 2022-08-05 哈尔滨工程大学 一种改性还原氧化石墨烯粘结剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108264851A (zh) 一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法
CN102329595B (zh) 一种高强度聚硫密封胶
CN103881341B (zh) 桐油衍生物改性不饱和聚酯树脂组合物及其制备方法
CN103468154B (zh) 一种耐高温室温固化磷酸盐胶粘剂及其制备方法
CN103642400B (zh) 一种太阳能晶托-玻璃临时粘接胶及其制备方法
CN105400133A (zh) 有机改性纳米粒子增强碳纤维树脂基复合材料的方法
CN102250578A (zh) 一种硅橡胶粘合剂及其制备方法
CN108083665A (zh) 一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂及其制备方法
CN110606769A (zh) 一种具有电磁屏蔽和吸收效能的轻质高强石膏复合材料
CN113845752B (zh) 一种热阳离子固化led用改性环氧组合物
CN108250985B (zh) 一种室温快速固化耐高温胶黏剂及其制备方法
KR101146253B1 (ko) 탄소나노튜브를 포함하는 아크릴계 점착제 및 그 제조방법
CN111791563B (zh) 一种电热纸面石膏板及其制备方法
CN112574568B (zh) 一种相变控温型硅橡胶组合物及其制备方法
CN108658596B (zh) 石墨板材及其制造方法
CN104893649A (zh) 一种耐热固体复合胶
CN114276047B (zh) 一种高强耐磨摩擦材料及其制备方法
CN110330900A (zh) 一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法
CN109912962A (zh) 一种氧化铝/聚氨酯/氧化石墨烯耐高温复合材料的制备方法
CN108624270A (zh) 一种铝基覆铜板用高性能胶体及其制备方法
CN103755305A (zh) 一种保温板材及其制作工艺
KR19990047224A (ko) 도전성 흑연 시멘트판 및 그 제조 방법
CN112142364A (zh) 一种新型混凝土外加剂
CN107142072A (zh) 一种含氟耐腐蚀有机硅胶黏剂及其制备方法
CN106947421B (zh) 一种室温固化单组份环氧胶及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180710

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication