[發明專利]石墨烯水性膠黏劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201811117750.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109401635A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 陳衛豐;李德江;李永雙;代忠旭;陳少娜;胡玉林;申佳露;呂果
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: C09J1/00
• 分類號: C09J1/00;C09J11/06;C09J11/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種新型石墨烯水性膠黏劑及其制備方法。該膠黏劑的制備方法主要分為兩步：（1）采用羧甲基纖維素通過水熱合成法制備出石墨烯溶液；（2）在所制備的石墨烯溶液中加入水性增粘乳液，增稠劑，消泡劑，成膜劑，pH調節劑，防霉劑等助劑，攪拌均勻得到水性膠黏劑。本發明所制備出的新型石墨烯水性膠黏劑具有固化快、初粘力強和綠色環保等優點。

技術領域

本發明涉及一種水性膠黏劑及其制備方法，更具體指一種新型石墨烯水性膠黏劑及其制備方法。

背景技術

2004年，英國科學家首次制備出了由碳原子以sp²雜化連接的單原子層構成的新型二維原子晶體-石墨烯，其厚度只有0.3354nm，是目前世界上發現最薄的材料。石墨烯具有特殊的單原子層結構和新奇的物理性質:熱導率約5000J/(m·K·s)、禁帶寬度幾乎為零、高透明度(約97.7％)、特別是其強度高達130Gpa，其楊氏模量(1100GPa)和斷裂強度(125GPa)與碳納米管相當。目前制備石墨烯的傳統方法主要為強酸氧化還原法，對環境有一定的影響。而且，在氧化反應之后，對產物的后續處理過程復雜。另一方面，隨著人們環保意識的普遍提高，采用更加環保的水性膠黏劑逐步取代現有的溶劑型膠黏劑是膠黏劑產業發展的必然趨勢。但是目前現有的水性膠黏劑存在初粘力不足、固化速度慢等缺點，不能很好地滿足使用要求。

發明內容

本發明的目的在于解決目前水性膠黏劑所存在的上述缺點，制備出一種新型石墨烯水性膠黏劑，并提供其制備方法。

采用羧甲基纖維素作為原材料，通過水熱合成法制備出納米材料石墨烯，再進一步利用石墨烯水溶液作為主要成分，在溶液中添加合適比例的水性增粘乳液，增稠劑，消泡劑，成膜劑，pH調節劑，防霉劑等助劑，制備出新型石墨烯水性膠黏劑。本方法制備的水性膠黏劑，綠色環保，初粘力強，固化速度快，有良好的應用前景。其技術方案如下：

(1)在帶有攪拌裝置的容器內加入一定質量的去離子水，再根據配比加入羧甲基纖維素，攪拌15-30min使之完全溶解；(2)將上述得到的溶液加入水熱釜反應器，逐漸升溫至130-260℃，保持壓力在8Mpa以內，進行水熱反應，反應2-12h后出料；(3)將第(2) 步得到的黑褐色物料在離心機中以5000-15000r/min的速度進行離心分離，得到淡黃色透明液體，即為氧化石墨烯的水溶液。

(2)首先計量稱取氧化石墨烯水溶液40-90份、水性增粘乳液8-25份、消泡劑0.1-0.8份，加入高速攪拌機內分散均勻，高速攪拌機的轉速為180-350r/min，攪拌時間為8-15min；(2) 然后保持轉速不變，依次加入成膜劑0.1-0.6份、防霉劑0.1-0.4份，繼續攪拌6min-12min；(3) 接著降低轉速到100-180r/min，加入增稠劑0.1-1.0份，繼續攪拌6min-12min，最后加入pH 調節劑0.1-0.5份，調節pH值為6.6-6.8，攪拌5-10min使之分散均勻后出料。

上述中進一步優選為各原料的重量份為烯水溶液50份；水性增粘乳液10份；增稠劑0.3份；消泡劑0.1份；成膜劑0.1份；pH調節劑0.2份；防霉劑0.2份。

其中，所述的去離子水與羧甲基纖維素的質量比例為40～220：4～40，優選值為70～100： 10～25。

所述的水性增粘乳液為甲基丙烯酸改性松香增粘乳液。

所述的增稠劑為羧甲基纖維素。

所述的消泡劑為聚氧丙烯甘油醚。

所述的成膜劑為聚氨酯改性硝酸纖維成膜劑。

所述的pH調節劑為檸檬酸鈉。

所述的防霉劑為溴乙酸芐酯。