本发明属于胶带,尤其涉及一种石墨烯增强防腐胶带及其制备方法。
背景技术:
1、金属箔胶带将胶带的持久品质与各种金属(包括铅、铜、钢、铝和镀锡)无缝融合。这些胶带以其多功能性、延展性和导电性而闻名,具有易撕、防潮性能、优异的贴合性和更高的防火性。这些胶带可用于航空航天和汽车行业,亦可用于暖气、通风和空调 (hvac),在建筑及工业生产中都具有重要作用。
2、无论是用于建筑外墙达到防火防潮的目的,还是应用物质运输领域,均需要胶带具备良好的耐腐蚀性能。但是,目前,金属箔胶带粘性有待提高,在具有良好导电导热性能的同时不能更好的兼顾其力学性能,其耐腐蚀的性能更需要关注。
3、中国专利cn115975536a中公开了一种耐腐蚀胶带及其制备方法,其采用氧化石墨烯和经硅烷偶联剂处理的氧化石墨烯作为防腐剂,获得了具有耐腐蚀、耐水、自愈合的优点的胶带,但是其存在延展性差,易断裂的缺陷。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种石墨烯增强防腐胶带及其制备方法。本发明制备的防腐胶带既保证了胶带能够具有良好的耐腐蚀性能,同时又保证了胶带本身的延展性,且该方法制备工艺简单,制备方法高效,对制品的工业化生产具有良好的推广意义。
2、为实现上述目的,本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案:
3、本发明的第一方面,提供一种石墨烯增强防腐胶带,其包括环氧树脂50-70份、石墨烯3-8份、碳纳米管1-3份、增粘剂1-3份、偶联剂1-3份、增塑剂2-5份、抗氧化剂1-3份、防老剂1-2份、固化剂3-5份、溶剂30-50份。
4、优选地,环氧树脂为双酚a型环氧树脂,其环氧当量为178-188g/eq。
5、本发明中,片层结构的石墨烯作为导热和导电增强材料,石墨烯片层之间的堆叠和交错排列形成有效的热和电传导路径,提高了胶带的整体性能;氧化石墨烯具有更优异的分散性、溶解性和导电性;在此基础上,本发明中还添加了碳纳米管(cnts),纳米材料的添加,能够有效结合石墨烯,填充石墨烯片之间的间隙,从而减少材料内部的孔隙和缺陷,这种结构类似于经典的“砖-砂浆”结构,其中石墨烯片作为“砖”,而cnts作为“砂浆”;此外,cnts不仅能够填充间隙,还能够在相邻的石墨烯片之间形成桥梁,构建一个更加连续的空间网络。这种结构的致密化和空间网络有助于提高材料的整体电导率和热导率,有效的提高胶带对于耐腐性。
6、本发明中,环氧树脂作为粘合剂存在,其与碳纳米管经过超声分散混合,降低了环氧树脂对碳纳米管的结构、分散性、导电性的影响,并证明,碳纳米管结合固化剂进一步可以增强环氧树脂的粘性和防腐蚀性能。
7、在本发明的具体实施方式中,所述增粘剂为c5石油树脂;所述c5石油树脂的tg为48℃,相对分子量为2000。
8、在本发明的具体实施方式中,所述偶联剂为硅烷偶联剂、羧酸类偶联剂或烯烃类偶联剂的任意一种;
9、优选地,所述偶联剂为硅烷偶联剂;硅烷偶联剂能够促使更多的碳纳米管结合到环氧树脂上,进一步提高粘结剂的强度、密度和防腐性能。
10、在本发明的具体实施方式中,所述固化剂为甲苯二异氰酸酯或4,4-二氨基二苯砜;
11、优选地,所述固化剂为甲苯二异氰酸酯。甲苯二异氰酸酯能够有效提高环氧树脂的粘结度,更快成型,具有一定的可塑性,同时与环氧树脂、碳纳米管和石墨烯的结合,形成网络结构,更加致密,提高防腐性能,同时具有一定的韧性。
12、在本发明的具体实施方式中,增塑剂、抗氧化剂、防老剂可以直接购买获得,为任意一种能够达到此功能的物质,如,邻苯二甲酸二辛酯、双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸酯、n-苯基-n'-异丙基-p-苯胺。增塑剂的存在降低了胶带的硬度,提高了其在不同温度条件下的适应性,使得胶带更容易贴合和密封;抗氧化剂的存在减缓了胶带因氧化作用而导致的性能下降,延长了胶带的使用寿命;防老剂能有效防止胶带因紫外线、臭氧等环境因素引起的老化和性能退化。
13、在本发明的具体实施方式中,所述溶剂包含甲苯10份、乙酸乙酯20份和丙酮10份。溶剂的选择和使用对于确保胶带中各组分的均匀分散和最终性能的实现至关重要。通过上述材料的相互配合和协同作用,本发明成功制备了一种具有优异导热导电性能、良好的机械稳定性和耐老化性能的石墨烯基胶带。
14、本发明的第二方面,提供一种石墨烯增强防腐胶带的制备方法,包括:
15、s1:原材料:环氧树脂50-70份、石墨烯3-8份、碳纳米管1-3份、增粘剂1-3份、偶联剂1-3份、增塑剂2-5份、抗氧化剂1-3份、防老剂1-2份、固化剂3-5份、溶剂30-50份;
16、s2:将60℃预热的环氧树脂、固化剂溶于30份溶剂中,混合均匀后加热至75℃;
17、s3:石墨烯、碳纳米管分散后加入到10份溶剂中,混合后,加入到s2所得,继续滴加偶联剂、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂和防老剂,搅拌均匀后超声分散、消泡,得到胶粘剂;
18、s4:将胶粘剂涂覆于铝箔表面,进行热固化,热固化温度为130-180℃,时间为30-60s,形成胶粘层;
19、s3、将离型层覆盖于粘胶层的表面,得到耐腐蚀胶带。
20、其中,超声分散条件为:在200-400w、频率为10-30khz的超声波下搅拌2-4h。
21、为了防止石墨烯、碳纳米管团聚,使用前,将其分别用超声或震荡混合,混合均匀即可。
22、在本发明的具体实施方式中,步骤s1中,环氧树脂60份、石墨烯5份、碳纳米管2份、增粘剂1.5份、偶联剂1.5份,增塑剂3份、抗氧化剂1.5份、防老剂1.5份、固化剂3份、溶剂40份。
23、在本发明的具体实施方式中,基材为铝箔,可以为,厚度根据所用场景进行选择,10-500μm。
24、在本发明的具体实施方式中,离型膜为硅胶离型膜或非硅离型膜,厚度50-100μm。
25、在本发明的具体实施方式中,胶粘剂涂覆为100-500μm。
26、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:
27、本发明提供了一种石墨烯增强防腐胶带的制备方法,所述组合物具备了良好的导电性、导热性、防腐蚀性及优异的力学性能,从而可以促使产品能够应用于更多的场景,并且避免了防腐胶带在追求粘性与致密性的过程中产生力学性能下降,易断裂的缺陷。
28、本发明所提供的制备方法简单,工艺方法高效,对工业化生产具有很好的推广意义。
29、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种石墨烯增强防腐胶带,其特征在于,包括环氧树脂50-70份、石墨烯3-8份、碳纳米管1-3份、增粘剂1-3份、偶联剂1-3份、增塑剂2-5份、抗氧化剂1-3份、防老剂1-2份、交联剂1-3份、固化剂3-5份、溶剂30-50份。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯增强防腐胶带,其特征在于,所述环氧树脂的环氧当量为160~300g/eq。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯增强防腐胶带,其特征在于,所述环氧树脂的环氧当量为178-188g/eq。
4.如权利要求1所述的一种石墨烯增强防腐胶带,其特征在于,所述增粘剂为c5石油树脂;
5.如权利要求1所述的一种石墨烯增强防腐胶带,其特征在于,所述偶联剂为硅烷偶联剂、羧酸类偶联剂或烯烃类偶联剂的任意一种。
6.如权利要求1所述的一种石墨烯增强防腐胶带,其特征在于,所述固化剂为甲苯二异氰酸酯或4,4-二氨基二苯砜。
7.权利要求1-6任一项所述的石墨烯增强防腐胶带的制备方法,其特征在于,
8.如权利要求7所述的石墨烯增强防腐胶带的制备方法,其特征在于,步骤s1中,环氧树脂60份、石墨烯5份、碳纳米管2份、增粘剂1.5份、偶联剂1.5份,增塑剂3份、抗氧化剂1.5份、防老剂1.5份、交联剂1.5份、固化剂3份、溶剂40份。
9.如权利要求7所述的石墨烯增强防腐胶带的制备方法,其特征在于,步骤s2中,超声分散条件为:在200-400w、频率为10-30khz的超声波下搅拌2-4h。
