一种石墨烯增韧环氧树脂-丙烯酸酯橡胶基胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种石墨烯增韧环氧树脂

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯增韧环氧树脂
‑
丙烯酸酯橡胶基胶粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于胶粘剂
，具体来说涉及一种石墨烯增韧环氧树脂/丙烯酸酯橡胶基胶粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]胶粘剂是一种能够通过表面粘附力将工件粘接并构成高剪切强度搭接结构的聚合物基复合材料。目前，国内外胶粘剂品种牌号多于5000种，合成型胶粘剂随着市场对于各类性能需求的增加而迅猛发展。
[0003]环氧树脂是一种热固性粘结剂，具有强粘接性、稳定性以及耐腐蚀性能。但是由于环氧树脂交联固化物质质地硬且脆，耐冲击性以及耐剥离性能较差，因此期望对环氧树脂粘接材料进行增韧，同时有效控制其粘结性、耐热性以及机械性能等。
[0004]丙烯酸酯橡胶是一种柔性大分子，其分子极性强，具有优异的耐油性能、力学性能以及抗热氧化性能。环氧树脂与丙烯酸酯橡胶共混的交联固化过程中，随着组分分子量的提高，两组分的相容性变差发生相分离。研究表明，微观结构的形态可以影响改性材料的力学和增韧性能。通过控制材料的微观形态，制备高性能的环氧树脂改性材料。但是，这种胶粘剂的强度以及增韧效果较差，限制了胶粘剂的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种石墨烯增韧环氧树脂一丙烯酸酯橡胶基胶粘剂及其制备方法，利用石墨烯对环氧树脂/丙烯酸酯橡胶基聚合物进行改性，提升胶粘剂的粘结强度和柔韧性，扩展其在口腔模型领域的应用。
[0006]本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现。/>[0007]一种石墨烯增韧环氧树脂一丙烯酸酯橡胶基胶粘剂及其制备方法，其原料配方由环氧树脂50
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100重量份、丙烯酸酯橡胶50
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100重量份、固化剂5
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7.5重量份和石墨烯1
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5 重量份组成，并按照下述步骤进行制备：首先将石墨烯均匀分散在溶剂中，再依次加入环氧树脂、丙烯酸酯橡胶以及固化剂并均匀分散，得到分散液，再将分散液进行真空干燥，去除溶剂即可，其中采用机械搅拌、磁力搅拌或者超声分散以实现均匀分散，时间为20
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60min。
[0008]原料配方优选由环氧树脂50
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80重量份、丙烯酸酯橡胶60
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80重量份、固化剂5
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7重量份和石墨烯3
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5重量份组成。
[0009]所述环氧树脂为双酚A类环氧树脂或者缩水甘油酯类环氧树脂的一种。
[0010]所述丙烯酸酯橡胶为丙烯腈，丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸环氧丙酯组成的无规共聚物。
[0011]所述固化剂为4，4
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二氨基二苯基甲烷或者六氢哌啶的一种。
[0012]所述溶剂为丙酮、四氢呋喃、甲酰胺或者乙酰胺的一种。
[0013]所述真空干燥时间为8
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12小时。
[0014]采用机械搅拌、磁力搅拌或者超声分散以实现均匀分散，时间为30
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50min。
[0015]本专利技术制备的胶粘剂采用复配的增韧体系，利用石墨烯与丙烯酸酯橡胶微观结构的形态很好的解决环氧树脂韧性不足的问题并有效降低热膨胀；石墨烯片的脱粘/脱层和拔出有效的改善界面粘接强度。本专利技术的技术方案利用石墨烯片的脱粘/脱层和拔出的原理，利用石墨烯与丙烯酸酯橡胶的优势，有效的提高聚合物的断裂韧性，解决了环氧树脂韧性不足的问题，使胶粘剂在快速固化的同时具有优异的力学性能，有望应用于口腔模型领域。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例中通过Hummers方法剥离天然石墨粉获得石墨烯的TEM照片。
[0017]图2为本专利技术实施例中所得胶粘剂与铜片粘附的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例进一步对本专利技术的技术方案予以说明。对实施例使用的药品进行基本说明如下：
[0019](1)双酚A型(DGEBA，Ev＝0.51)：分析纯，上海树脂有限责任公司，结构式如下所示
[0020][0021](2)丙烯酸酯橡胶(ACM，Tg＝38℃，Mw＝3.5
×
105g/mol)：分析纯，日本长产业株式会社，由丙烯腈(AN)，丙稀酸丁酯(EA)，丙烯酸乙酯(BA)和甲基丙烯酸环氧丙酯组成的无规共聚物，结构以下式为例
[0022][0023](3)固化剂4，4
’‑
二氨基二苯基甲烷(DDM)：分析纯，上海树脂有限公司，结构式如下所示
[0024][0025](4)石墨烯为自制，如附图1所示，具有石墨烯片结构，通过Hummers方法剥离天然石墨粉获得，举例来说如下：将天然石墨粉加入0℃，230mL的高浓度H2SO4(98 wt％)中，缓慢加入高锰酸钾并持续搅拌。随后将混合物加热至35℃并搅拌30min，缓慢加入去离子水，并加热至90℃搅拌15min，随后加入去离子水和双氧水(30wt％)。将混合物进行抽滤并使用盐酸水溶液(5wt％)进行清洗，加入BaCl2检测硫酸根离子完全清洗赶紧。最后将抽滤物放置在真空干燥箱内加热60℃干燥获得棕色粉末，随后将粉末放置于马弗炉加热700℃加热30s获得所需石墨烯(片)。
[0026]在下述制备的实施例中选择丙酮作为溶剂，选择超声分散和磁力搅拌，超声功率选择500w，磁力搅拌速度为每分钟200转，每一份为0.1g。
[0027]实施例1
[0028](1)取料：称取环氧树脂50份、丙烯酸酯橡胶50份、固化剂5份，天然石墨粉1 份；
[0029](2)石墨烯增韧环氧树脂/丙烯酸酯橡胶基胶粘剂样品的制备：首先将石墨烯片在丙酮溶剂中超声进行分散，随后按照比例加入环氧树脂、丙烯酸酯橡胶以及固化剂，使用磁力搅拌持续搅拌20min获得石墨烯均匀分散的环氧树脂/丙烯酸酯橡胶的丙酮溶液，将溶解好的溶液缓慢倒入聚四氟乙烯模具中，室温下在真空干燥箱中抽真空8h去除溶剂获得成品。
[0030]实施例2
[0031](1)取料：称取环氧树脂100份、丙烯酸酯橡胶50份、固化剂7.5份，天然石墨粉 1份；
[0032](2)石墨烯增韧环氧树脂/丙烯酸酯橡胶基胶粘剂样品的制备：首先将石墨烯片在丙酮溶剂中超声进行分散，随后按照比例加入环氧树脂、丙烯酸酯橡胶以及固化剂，使用磁力搅拌持续搅拌30min获得石墨烯均匀分散的环氧树脂/丙烯酸酯橡胶的丙酮溶液。将溶解好的溶液缓慢倒入聚四氟乙烯模具中，室温下在真空干燥箱中抽真空10h去除溶剂获得成品。
[0033]实施例3
[0034](1)取料：称取环氧树脂50份、丙烯酸酯橡胶100份、固化剂7.5份，天然石墨粉 1份；
[0035](2)石墨烯增韧环氧树脂/丙烯酸酯橡胶基胶粘剂样品的制备：首先将石墨烯片在丙酮溶剂中超声进行分散，随后按照比例加入环氧树脂、丙烯酸酯橡胶以及固化剂，使用磁力搅拌持续搅拌50min获得石墨烯均匀分散的环氧树脂/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯增韧环氧树脂
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丙烯酸酯橡胶基胶粘剂，其特征在于，原料配方由环氧树脂50
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100重量份、丙烯酸酯橡胶50
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100重量份、固化剂5
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7.5重量份和石墨烯1
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5重量份组成，并按照下述步骤进行制备：首先将石墨烯均匀分散在溶剂中，再依次加入环氧树脂、丙烯酸酯橡胶以及固化剂并均匀分散，得到分散液，再将分散液进行真空干燥，去除溶剂即可，其中采用机械搅拌、磁力搅拌或者超声分散以实现均匀分散，时间为20
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60min。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯增韧环氧树脂
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丙烯酸酯橡胶基胶粘剂，其特征在于，原料配方由环氧树脂50
‑
80重量份、丙烯酸酯橡胶60
‑
80重量份、固化剂5
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7重量份和石墨烯3
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5重量份组成。3.根据权利要求1或者2所述的一种石墨烯增韧环氧树脂
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丙烯酸酯橡胶基胶粘剂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A类环氧树脂或者缩水甘油酯类环氧树脂的一种；所述丙烯酸酯橡胶为丙烯腈，丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸环氧丙酯组成的无规共聚物；所述固化剂为4，4
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二氨基二苯基甲烷或者六氢哌啶的一种；所述溶剂为丙酮、四氢呋喃、甲酰胺或者乙酰胺的一种。4.根据权利要求1或者2所述的一种石墨烯增韧环氧树脂
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丙烯酸酯橡胶基胶粘剂，其特征在于，所述真空干燥时间为8
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12小时。5.根据权利要求1或者2所述的一种石墨烯增韧环氧树脂
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丙烯酸酯橡胶基胶粘剂，其特征在于，采用机械搅拌、磁力搅拌或者超声分散以实现均匀分散，时间为30
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50min。6.一种石墨烯增韧环氧树...

【专利技术属性】
技术研发人员：李睿，张文怡，马士卿，
申请(专利权)人：天津医科大学口腔医院，
类型：发明
国别省市：