[发明专利]一种石墨烯型耐高温磷酸盐胶粘剂及制备方法

说明书

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。

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，