一种石墨胶带及其制备工艺的制作方法

文档序号:15207869发布日期:2018-08-21 12:12阅读:318来源:国知局

本发明涉及胶带及其制备工艺领域,具体涉及一种石墨胶带及其制备工艺。



背景技术:

1928年在美国明尼苏达圣保罗,理查·德鲁发明了透明胶带。胶带按他的功效可分为:高温胶带、双面胶带、绝缘胶带、特种胶带、压敏胶带、模切胶带,不同的功效适合不同的行业需求。胶带表面上涂有一层粘着剂,才能令胶带粘住物品,最早的粘着剂来自动物和植物,在十九世纪,橡胶是粘着剂的主要成份;而现代则广泛使用各种聚合物。胶带是由基材和粘结剂两部分组成,通过粘接使两个或多个不相连的物体连接在一起。其表面上涂有一层粘着剂。最早的粘着剂来自动物和植物,在十九世纪,橡胶是粘着剂的主要成份;而现代则广泛应用各种聚合物。粘着剂可以粘住东西,是由于本身的分子和欲连接物品的分子间形成键结,这种键结可以把分子牢牢地黏合在一起。粘着剂的成份,依不同厂牌、不同种类,有各种不同的聚合物。

石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。石墨及碳素制品具备优良的性能,应用日益广泛,产能及效益呈快速增长趋势。2011年,中国石墨及碳素制品行业发展迅速,行业内企业对成本费用的管理控制能力较高,盈利能力较强。国家统计局数据显示,2011年,我国石墨及碳素制品行业实现工业总产值1675.64亿元;实现销售收入1677.65亿元,同比增长40.58%;实现利润总额109.59亿元,同比增长50.87%。随着应用的不断推广,看中国石墨及碳素制品行业的竞争也日趋激烈。

目前市面上可见的胶带大多不能遇水,胶带遇水后会降低胶带本身的粘合度,使胶带从粘附的物体上脱落,物体可能会松开导致物体掉落或破坏,且胶带在制备的过程中,往往因为加工精度或原材料融合时间不足,导致胶带本身使用寿命较短,导致使用成本较高。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种石墨胶带及其制备工艺,它能够保证自身不被水溶解,且具有高韧性和高抗氧化性,能够保证长时间的有效使用,不易脱落,使用寿命长,使用成本低,且其制备工艺可用于批量化的工业生产,生产效率较高。

为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种石墨胶带由以下重量份数的原料组成:原料布80-85份、石墨粉65-75份、天然橡胶50-60份、氨丁橡胶30-40份、离型纸40-45份、丙烯酸丁酯10-20份、聚氨酯树脂15-20份、醇酸树脂10-12份、乙酸乙烯4-8份、辅助剂2-4份。它的制备工艺包括以下步骤:一、精选原料布,将原料布放置于高温的真空容器中静置,并放置在容器中以备用;二、取适量的天然橡胶、氨丁橡胶加入高温反应炉中熔炼,且熔炼过程中先将熔炼温度控制在300-320℃,放置40-50分钟,将温度降至150-180℃;三、往反应炉中加入丙烯酸丁酯、聚氨酯树脂、乙酸乙烯,与天然橡胶、氨丁橡胶搅拌融合,将温度升至200-240℃,搅拌时间为60-70分钟;四、反应炉内的混合物自然冷却,冷却过程中加入辅助剂,加入的同时加入石墨粉,充分搅拌50-60分钟,形成最终混合粘剂;五、在原料布上涂抹混合粘剂,离型纸贴在粘剂的上表面,粘贴完成后的原料布放置于热压机中压成薄片,由烘干机烘干后再由切条机切条,即可形成石墨胶带。

所述的原料布为碳纤维与涤纶纤维混合的原料布,原料布的线条丝径约为0.12mm,机织布的密度为252*230;基材层的成型厚度约为0.2mm。采用碳纤维与涤纶纤维混合的原料布可进一步加强胶带的韧性,不易损坏。

所述的离型纸为双向拉伸的pet薄膜。在原料布上粘贴双向拉伸的pet薄膜,配合石墨本身的性质,充分保证胶带的高抗氧化性。

所述的辅助剂包括增粘剂、抗氧化剂。在加工过程中加入适量的增粘剂、抗氧化剂,不仅能够防止原料加工时被氧化,还能增加成品的粘度和抗氧化性。

采用上述技术方案后,本发明有益效果为:它能够保证自身不被水溶解,且具有高韧性和高抗氧化性,能够保证长时间的有效使用,不易脱落,使用寿命长,使用成本低,且其制备工艺可用于批量化的工业生产,生产效率较高。

具体实施方式

实施例1

本具体实施方式采用的技术方案是:一种石墨胶带由以下重量份数的原料组成:原料布80份、石墨粉65份、天然橡胶50份、氨丁橡胶30份、离型纸40份、丙烯酸丁酯10份、聚氨酯树脂15份、醇酸树脂10份、乙酸乙烯4份、辅助剂2份。它的制备工艺包括以下步骤:一、精选原料布,将原料布放置于高温的真空容器中静置,并放置在容器中以备用;二、取适量的天然橡胶、氨丁橡胶加入高温反应炉中熔炼,且熔炼过程中先将熔炼温度控制在300-320℃,放置40-50分钟,将温度降至150-180℃;三、往反应炉中加入丙烯酸丁酯、聚氨酯树脂、乙酸乙烯,与天然橡胶、氨丁橡胶搅拌融合,将温度升至200-240℃,搅拌时间为60-70分钟;四、反应炉内的混合物自然冷却,冷却过程中加入辅助剂,加入的同时加入石墨粉,充分搅拌50-60分钟,形成最终混合粘剂;五、在原料布上涂抹混合粘剂,离型纸贴在粘剂的上表面,粘贴完成后的原料布放置于热压机中压成薄片,由烘干机烘干后再由切条机切条,即可形成石墨胶带。

石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm,同一网层中碳原子的间距为142pm;。属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:(1)耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。(2)导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。(3)润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。(4)化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。(5)可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。(6)抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。

天然橡胶具有优异的综合物理机械性能天然橡胶在常温下具有很好的弹性。这是由于天然橡胶分子链在常温下呈无定形状态,分子链柔性好的缘故。其密度为0.913g/cm,弹性模量为2-4mpa,约为钢铁的三万分之一,而伸长率为钢铁的300倍,最大可达1000%。在0-100度范围内,天然橡胶的回弹性可达到50%-85%以上。且具有良好的加工工艺性能天然橡胶由于相对分子质量高、相当分子质量分布宽,分子链易于断裂,再加上生胶中存在一定数量的凝胶分子,因此很容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型等。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于它由由以下重量份数的原料组成:原料布82份、石墨粉70份、天然橡胶55份、氨丁橡胶35份、离型纸43份、丙烯酸丁酯16份、聚氨酯树脂18份、醇酸树脂11份、乙酸乙烯6份、辅助剂3份。

其它原料组成、制备工艺均与实施例1相同。

实施例3

本实施例与实施例1的不同点在于它由以下重量份数的原料组成:原料布85份、石墨粉75份、天然橡胶60份、氨丁橡胶40份、离型纸45份、丙烯酸丁酯20份、聚氨酯树脂20份、醇酸树脂12份、乙酸乙烯8份、辅助剂4份。

其它原料组成、制备工艺均与实施例1相同。

采用上述技术方案后,本发明有益效果为:它能够保证自身不被水溶解,且具有高韧性和高抗氧化性,能够保证长时间的有效使用,不易脱落,使用寿命长,使用成本低,且其制备工艺可用于批量化的工业生产,生产效率较高。

以上所述,仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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