本發(fā)明屬于納米材料制備，具體涉及一種韌性納米粘接劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、粘結(jié)劑隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展，已愈發(fā)重要，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療、國防和人們?nèi)粘Ｉ钪卸茧x不開粘接劑的影子。我國粘接劑起步于20世紀(jì)50年代，進(jìn)入90年代后，粘接劑工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，由于粘接劑具有：方便、應(yīng)用領(lǐng)域廣、節(jié)能環(huán)保、成本低廉、安全等突出優(yōu)點(diǎn)，目前其已成為一類重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，是人們在生活、現(xiàn)代化工業(yè)中不可缺少的材料。但目前的粘結(jié)劑粒度大、用量多、性能不夠穩(wěn)定、粒度不易調(diào)控，不能很好地應(yīng)用于上述領(lǐng)域；而且韌性低，于精細(xì)電子產(chǎn)品的電化學(xué)性能不利，故開發(fā)韌性納米粘接劑在拓展粘接劑的應(yīng)用領(lǐng)域方面具有重大意義，其吸附表面積增大、粘結(jié)力增強(qiáng)、柔韌性提升可以應(yīng)用于更為精細(xì)的電子產(chǎn)品中，而且用量更少更為節(jié)能環(huán)保。

2、環(huán)氧樹脂種類繁多應(yīng)用廣泛，有許多其他樹脂不具備的優(yōu)異性能：(1)耐化學(xué)品性優(yōu)良，尤其是耐堿性；(2)附著力強(qiáng)，特別是對金屬；(3)具有較好的耐熱性；(4)來源廣泛易得到。環(huán)氧粘接劑是粘接劑的重要品種，其中tde-85環(huán)氧樹脂為三官能團(tuán)環(huán)氧樹脂，兼有脂環(huán)族環(huán)氧和縮水甘油酯的雙重特性，環(huán)氧值較高，因而反應(yīng)活性比一般的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂大，固化后得到的粘接劑可用于航空、航天、核動(dòng)力、電子等多個(gè)領(lǐng)域。胺類固化劑聚醚胺種類繁多，可以通過選擇不同種類的聚醚胺，來調(diào)節(jié)聚醚胺的反應(yīng)活性、韌性、粘度以及親水性等一系列性能，而胺基提供給聚醚胺與多種化合物反應(yīng)的可能性。

3、以上兩種原材料價(jià)格低廉、容易獲取，種類繁多便于調(diào)節(jié)反應(yīng)產(chǎn)物特性，具有良好的力學(xué)性能以及粘結(jié)強(qiáng)度，可以在低溫下發(fā)生反應(yīng)。固化后得到的粘接劑可用于航空、航天、核動(dòng)力、電子等多個(gè)領(lǐng)域。制備成納米乳液后由于吸附表面積增大，粘結(jié)能力進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大可用于電池材料的粘接劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對制備韌性納米粘接劑現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種韌性納米粘接劑及其制備方法，所制備的環(huán)氧樹脂納米乳液粘接劑韌性高、粒徑小且具有優(yōu)異的中子/γ射線屏蔽能力。

2、本發(fā)明通過調(diào)配乳化劑的hlb值、調(diào)配ph值、高速分散與超聲協(xié)同、引入重金屬合金量子點(diǎn)，得到了具有納米粒徑的穩(wěn)定乳液；并通過調(diào)配固化劑的比值改變該納米粘接劑的粒度及強(qiáng)度，且本粘接劑具有良好韌性及優(yōu)異的中子/γ射線屏蔽能力。

3、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

4、一種韌性納米粘接劑的制備方法，所述方法為：

5、s1.分散液的制備：常溫下將乳化劑、分散劑、納米碳化硼、石墨烯與固化劑的混合物用高速分散機(jī)均勻分散于去離子水中，加入ph緩沖液，得到具有一定ph值的功能型固化劑分散液；

6、s2.稀釋液的制備：通過輔熱攪拌方法將環(huán)氧樹脂、重金屬合金量子點(diǎn)與稀釋劑均勻混合，得到功能型環(huán)氧樹脂稀釋液；

7、s3.韌性納米乳液的制備：常溫下將功能型環(huán)氧樹脂稀釋液緩慢勻速的滴加至功能型固化劑分散液中，并利用高速攪拌分散與超聲協(xié)同方法實(shí)現(xiàn)均勻分散。稀釋液中的環(huán)氧樹脂在s3.的高速分散過程中分散成納米球，通過吸附與靜電組裝作用制備核-殼結(jié)構(gòu)，表面化學(xué)接枝高含量聚醚胺鏈段，構(gòu)筑超親水表面結(jié)構(gòu)，使其實(shí)現(xiàn)超細(xì)粒徑乳化和長期穩(wěn)定，完成直徑≤10nm自增韌性的球形納米粘接劑合成。

8、進(jìn)一步地，步驟s1和s2中，包括以下重量百分比的原料組成：親水性乳化劑6.83％-7.65％、親油性乳化劑0.46％-0.51％、分散劑0.34％-0.38％、納米碳化硼0.15％-0.17％、石墨烯0.15％-0.17％、固化劑1.72％-12.15％、去離子水75.49％-84.96％、環(huán)氧樹脂3.04％-3.40％、重金屬合金量子點(diǎn)0.03％、稀釋劑0.91％-1.02％。

9、進(jìn)一步地，步驟s1和s2中，包括以下三種重量百分比的原料組成：

10、(1)固化劑為聚醚胺d2000，親水性乳化劑6.83％、親油性乳化劑0.46％、分散劑0.34％、納米碳化硼0.15％、石墨烯0.15％、固化劑12.15％、去離子水75.94％、環(huán)氧樹脂3.04％、重金屬合金量子點(diǎn)0.03％、稀釋劑0.91％；

11、(2)固化劑為聚醚胺d400，親水性乳化劑7.54％、親油性乳化劑0.50％、分散劑0.38％、納米碳化硼0.17％、石墨烯0.17％、固化劑3.02％、去離子水83.83％、環(huán)氧樹脂3.35％、重金屬合金量子點(diǎn)0.03％、稀釋劑1.01％；

12、(3)固化劑為聚醚胺d230，親水性乳化劑7.65％、親油性乳化劑0.51％、分散劑0.38％、納米碳化硼0.17％、石墨烯0.17％、固化劑31.70％、去離子水84.97％、環(huán)氧樹脂3.40％、重金屬合金量子點(diǎn)0.03％、稀釋劑1.02％。

13、進(jìn)一步地，步驟s1中，所述乳化劑為親水性乳化劑op-10和親油性乳化劑span-80；分散劑為十二烷基硫酸鈉；所述固化劑為聚醚胺d2000、聚醚胺d400或聚醚胺d230中的一種或多種；ph緩沖液為nh3·h2o-nh4cl。

14、進(jìn)一步地，步驟s1中，所述高速分散的攪拌速度為2000rmp，時(shí)間為5-10min。

15、進(jìn)一步地，步驟s2中，所述環(huán)氧樹脂為4，5-環(huán)氧己烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯(tde-85)；所述重金屬合金量子點(diǎn)為pb-cd-ag合金量子點(diǎn)，所述稀釋劑為聚丙二醇二縮水甘油醚。

16、進(jìn)一步地，步驟s2中，所述攪拌速度為100rmp，時(shí)間為5-10min，溫度為40℃。

17、進(jìn)一步地，步驟s3中，所述功能型環(huán)氧樹脂稀釋液的滴加速度為1d/s。

18、進(jìn)一步地，步驟s3中，所述高速攪拌分散的速度為3000-4000rmp，時(shí)間為30-35min；所述超聲的照射時(shí)間為10-15min，功率頻率為10khz-15?khz，輸出功率為150w-200w，超聲處理為油浴，超聲使用鈦(ti)尖端的超聲處理器。

19、一種上述制備方法制備的韌性納米粘接劑。

20、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為：

21、1、本發(fā)明采用一步法制備，形成核殼結(jié)構(gòu)，制備方法簡單無需任何復(fù)雜的步驟和反應(yīng)條件。

22、2、本發(fā)明方法所采用的原料tde-85環(huán)氧樹脂以及聚醚胺固化劑成本低廉，易獲得且綠色環(huán)保，所得固化產(chǎn)物因固化后形成三維孔狀結(jié)構(gòu)，具有粘彈性，解決了其他樹脂固化后硬度高彈性低的問題，且擁有優(yōu)異的中子/γ射線屏蔽能力，性能優(yōu)越擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。

23、3、本發(fā)明可以通過調(diào)配乳液的hlb、調(diào)節(jié)ph值、高速分散與超聲協(xié)同、加入重金屬合金量子點(diǎn)引入電荷、改變固化劑的比例來控制粒徑大小。

技術(shù)特征：

1.一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：所述方法為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s1和s2中，包括以下重量百分比的原料組成：親水性乳化劑6.83％-7.65％、親油性乳化劑0.46％-0.51％、分散劑0.34％-0.38％、納米碳化硼0.15％-0.17％、石墨烯0.15％-0.17％、固化劑1.72％-12.15％、去離子水75.49％-84.96％、環(huán)氧樹脂3.04％-3.40％、重金屬合金量子點(diǎn)0.03％、稀釋劑0.91％-1.02％。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s1和s2中，包括以下三種重量百分比的原料組成：

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s1中，所述乳化劑為親水性乳化劑op-10和親油性乳化劑span-80；分散劑為十二烷基硫酸鈉；所述固化劑為聚醚胺d2000、聚醚胺d400或聚醚胺d230中的一種或多種；ph緩沖液為nh3·h2o-nh4cl。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s1中，所述高速分散的攪拌速度為2000rmp，時(shí)間為5-10min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s2中，所述環(huán)氧樹脂為4，5-環(huán)氧己烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯(tde-85)；所述重金屬合金量子點(diǎn)為pb-cd-ag合金量子點(diǎn)，所述稀釋劑為聚丙二醇二縮水甘油醚。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s2中，所述攪拌速度為100rmp，時(shí)間為5-10min，溫度為40℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s3中，所述功能型環(huán)氧樹脂稀釋液的滴加速度為1d/s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種韌性納米粘接劑的制備方法，其特征在于：步驟s3中，所述高速攪拌分散的速度為3000-4000rmp，時(shí)間為30-35min；所述超聲的照射時(shí)間為10-15min，功率頻率為10khz-15?khz，輸出功率為150w-200w，超聲處理為油浴，超聲使用鈦(ti)尖端的超聲處理器。

10.一種權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述制備方法制備的韌性納米粘接劑。

技術(shù)總結(jié)
一種韌性納米粘接劑及其制備方法，涉及納米乳液制備領(lǐng)域。所述方法為：用高速分散機(jī)將乳化劑、分散劑、納米碳化硼、石墨烯與復(fù)合固化劑的混合物均勻分散于去離子水中，加入pH緩沖液，得到功能型固化劑分散液；通過輔熱攪拌方法將環(huán)氧樹脂、重金屬合金量子點(diǎn)與稀釋劑均勻混合，得到功能型環(huán)氧樹脂稀釋液；將功能型環(huán)氧樹脂稀釋液緩慢勻速的滴加至功能型固化劑分散液中，并利用高速攪拌分散與超聲協(xié)同方法實(shí)現(xiàn)均勻分散，通過吸附與靜電組裝作用制備核?殼結(jié)構(gòu)(環(huán)氧樹脂為核、固化劑為殼)的環(huán)氧納米乳液粘接劑。本發(fā)明中，該方法通過調(diào)配各種影響乳液粒徑的因素，得到了粒徑最小可達(dá)10nm的均勻乳液，該納米粘接劑具有優(yōu)異的中子/γ射線屏蔽能力。

技術(shù)研發(fā)人員：黎俊,魯新茹,鄭偉,趙蕾,賀金梅,朱平委,白永平,黃玉東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19