一种石墨烯改性的胶水的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种胶水，特别涉及一种弹性好、耐高温、超强粘接力、抗冲击性能强、 抗震动性能高、成本低，绿色环保的石墨烯改性的胶水。
【背景技术】
[0002] 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502a-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。
[0003] 2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了 独立存在的二维石墨稀（Gra_phene，GN)晶体以来，石墨稀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。
[0004] 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。石墨稀是一种由碳原子 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。
[0005] 中国专利公布号CN102732181A，公布号2012年10月17日，名称为一种胶水，该申 请案公开了一种胶水，由下述重量份数的原料：淀粉15-25份、水100-160份、树脂1-1. 78 份、硼砂1_2. 5份、片喊1. 5-2. 8份以及辅料：氧化水0. 4-0. 6份和消泡剂0. 6-1. 2份按照 100:0.6的比例混合调制而成。其不足之处在于，该配方制的的胶水提高了粘结性能，但是 弹性较差、耐高温性低、抗冲击性能差。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于为了解决现有胶水弹性较差、耐高温性低、抗冲击性能差的缺 陷而提供一种弹性好、耐高温、超强粘接力、抗冲击性能强、抗震动性能高、成本低，绿色环 保的石墨烯改性的胶水。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种石墨烯改性的胶水，包括溶剂、高分子化合物与常用助剂，胶水中加入用于改性的 石墨烯，每100份胶水中加入18-25份的石墨烯，胶水中还加入辅助添加剂，每100份胶水 中加入5-10份的辅助添加剂。在本技术方案中，石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结 构的新材料，具有强度尚，比表面积大，尚化学反应活性，尚填充性的特点；在现有的胶水中 加入石墨烯用以改性胶水的弹性、耐高温性能、粘接力、抗冲击性能、抗震动性能。
[0008] 作为优选，所述石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为 碳原子sp2杂化轨道组成六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以31键结合。
[0009] 作为优选，所述石墨烯以粉末或浆料的形式添加。
[0010] 作为优选，辅助添加剂为贝壳粉、硅藻土与纤维素，贝壳粉、硅藻土与纤维素的质 量比为1 :1-3:2-4。在本技术方案中，在胶水中加入贝壳粉用以提高耐冲击性能，提高胶水 的抗冻性、抗腐蚀性、坚韧性和密实性、降低胶水的透气性；在胶水中加入纤维素，进一步增 加胶水的韧性，提高胶水的耐冲击性能，提高抗裂性能；在胶水中加入硅藻土可以去除胶水 中的有害物质，使得胶水绿色环保。
[0011] 作为优选，胶水为丙烯酸酯胶、复合型结构胶、水基胶粘剂、无机胶粘剂、聚合物胶 粘剂、热固性高分子胶或溶剂型胶中的一种，纤维素为木质素纤维。
[0012] 作为优选，所述石墨烯中，碳元素与非碳元素质量比大于4:1，非碳元素选自氟、 氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种。
[0013] 作为优选，所述石墨烯还包含有各种官能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮 基、氨基中的一种或几种。
[0014] 作为优选，石墨烯在加入前，在磁场强度5000-5250GS，同时超声波条件下超声分 散 30-45min。
[0015] 本发明的有益效果是，在现有的胶水中加入石墨烯用以改性胶水的弹性、耐高温 性能、粘接力、抗冲击性能、抗震动性能；在胶水中加入贝壳粉用以提尚耐冲击性能，提尚月父 水的抗冻性、抗腐蚀性、坚韧性和密实性、降低胶水的透气性；在胶水中加入纤维素，进一步 增加胶水的韧性，提高胶水的耐冲击性能，提高抗裂性能；在胶水中加入硅藻土是为了去除 胶水中的有害物质，使得胶水绿色环保。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合具体实施例，对本发明作进一步的解释： 本发明中，若非特指，所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的，下述实施例中 的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0017] 本发明中涉及到的胶水为现有市售的胶水。
[0018] 木质素纤维购自河南省惠康实业总公司。
[0019] 硅藻土、贝壳粉为市售材料。
[0020] 石墨烯原料，石墨烯粉、石墨烯浆料为市售，购自宁波墨西科技有限公司。
[0021] 石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为碳原子sp2杂化 轨道组成六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以键结合；碳元素与非碳元素质量比大于 4:1，非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种；所述石墨烯还包含有各种官 能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一种或几种。
[0022] 实施例1 在丙烯酸酯胶水中加入石墨烯粉末，搅拌均匀后静置2h，贝壳粉、硅藻土与木质素纤维 先与水混合均匀，55°C下超声振荡lh，然后离心分离并在120°C下烘干；然后将烘干后的贝 壳粉、硅藻土与木质素纤维加入到胶水中，搅拌均匀后得到石墨烯改性的胶水。其中，每100 份胶水中加入18份的石墨烯，所述辅助添加剂为贝壳粉、硅藻土与木质素纤维，每100份胶 水中加入5份的辅助添加剂，其中贝壳粉、硅藻土与木质素纤维的质量比为1 :3 :2,贝壳粉 的粒径大小为200目，木质素纤维的粒径大小为100目。其中，石墨烯在加入前，在磁场强 度5000GS，同时超声波条件下超声分散30min。
[0023] 实施例2 在环氧树脂胶水中加入石墨烯浆料，搅拌均匀后静置2h;贝壳粉、硅藻土与木质素纤 维先与水混合均匀，在95°C下处理4. 2h，然后离心分离并在130°C下烘干；然后将烘干后的 贝壳粉、硅藻土与木质素纤维加入到胶水中，搅拌均匀后得到石墨烯改性的胶水。其中，每 100份胶水中加入20份的石墨烯，所述辅助添加剂为贝壳粉、硅藻土与木质素纤维，每100 份胶水中加入8份的辅助添加剂，其中贝壳粉、硅藻土与木质素纤维的质量比为1 :2 :3,贝 壳粉的粒径大小为300目，木质素纤维的粒径大小为200目。石墨烯在加入前，在磁场强度 5150GS，同时超声波条件下超声分散35min。
[0024] 实施例3 在橡胶溶液胶水中加入石墨烯粉末，搅拌均匀后静置2h，贝壳粉、硅藻土与木质素纤 维先与水混合均匀，在l〇〇°C下处理5h，然后离心分离并在150°C下烘干；然后将烘干后的 贝壳粉、硅藻土与木质素纤维加入到胶水中，搅拌均匀后得到石墨烯改性的胶水。其中，每 100份胶水中加入25份的石墨烯，所述辅助添加剂为贝壳粉、硅藻土与木质素纤维，每100 份胶水中加入15份的辅助添加剂，其中贝壳粉、硅藻土与木质素纤维的质量比为1 :1 :4,贝 壳粉的粒径大小为400目，木质素纤维的粒径大小为300目。石墨烯在加入前，在磁场强度 5250GS，同时超声波条件下超声分散45min。
[0025] 对比例1，胶水为市售的环氧树脂胶水，购自深圳市盛世晨晖胶粘制品有限公司， 产品名称E-10AB胶。
[0026]对比例2,所用配方与制法与实施例1相同，唯一区别是没有加入石墨烯。
[0027]对实施例1-6与对比例1-2的胶水分散均匀后即刻进行粘接，并保持至硬化为止， 干燥后测试其拉伸强度、剪切强度。
[0028]表1、测试结号_
由表1可见，本发明得到的胶水的剪切强度、拉伸强度明显优于对比例1-2得到的胶 水，在现有的胶水中加入石墨烯用以改性胶水的弹性、耐高温性能、粘接力、抗冲击性能、抗 震动性能；在胶水中加入贝壳粉用以提高耐冲击性能，提高胶水的抗冻性、抗腐蚀性、坚韧 性和密实性、降低胶水的透气性；在胶水中加入纤维素，进一步增加胶水的韧性，提高胶水 的耐冲击性能，提高抗裂性能；在胶水中加入硅藻土是为了去除胶水中的有害物质，使得胶 水绿色环保。
[0029] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限 制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【主权项】
1. 一种石墨烯改性的胶水，包括溶剂、高分子化合物与常用助剂，其特征在于，胶水中 加入用于改性的石墨烯，每100份胶水中加入18-25份的石墨烯，胶水中还加入辅助添加 剂，每100份胶水中加入5-10份的辅助添加剂。2. 根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述石墨烯为单层片 状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为碳原子Sp 2杂化轨道组成六角形蜂巢状晶 格、层间为碳原子以键结合。3. 根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述石墨烯以粉末 或浆料的形式添加。4. 根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性的胶水，其特征在于，辅助添加剂为贝壳 粉、硅藻土与纤维素，贝壳粉、硅藻土与纤维素的质量比为1 :1-3:2-4。5. 根据权利要求4所述的一种石墨烯改性的胶水，其特征在于，胶水为丙烯酸酯胶、复 合型结构胶、水基胶粘剂、无机胶粘剂、聚合物胶粘剂、热固性高分子胶或溶剂型胶中的一 种，纤维素为木质素纤维。6. 根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述石墨烯中，碳 元素与非碳元素质量比大于4:1，非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种或几种。7. 根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性的胶水，其特征在于，所述石墨烯还包含 有各种官能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一种或几种。8. 根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性的胶水，其特征在于，石墨烯在加入前， 在磁场强度5000-5250GS，同时超声波条件下超声分散30-45min。
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯改性的胶水，包括溶剂、高分子化合物与常用助剂，胶水中加入用于改性的石墨烯，每100份胶水中加入18-25份的石墨烯，胶水中还加入辅助添加剂，每100份胶水中加入5-10份的辅助添加剂。在现有的胶水中加入石墨烯用以改性胶水的弹性、耐高温性能、粘接力、抗冲击性能、抗震动性能；在胶水中加入贝壳粉用以提高耐冲击性能，提高胶水的抗冻性、抗腐蚀性、坚韧性和密实性、降低胶水的透气性；在胶水中加入纤维素，进一步增加胶水的韧性，提高胶水的耐冲击性能，提高抗裂性能；在胶水中加入硅藻土是为了去除胶水中的有害物质，使得胶水绿色环保。
【IPC分类】C09J11/04
【公开号】CN105111964
【申请号】CN201510211540
【发明人】张慧波
【申请人】宁波职业技术学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年4月29日