[发明专利]一种石墨烯基丁基橡胶热熔胶及制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯基丁基橡胶热熔胶及制备方法，通过加热有机过氧化物产生自由基，促使石墨烯和丁基橡胶发生自由基反应生成石墨烯基丁基橡胶，其中石墨烯和丁基橡胶分子通过化学键有效结合起来形成一个有机整体分子；由于丁基橡胶与石蜡油、EVA树脂、聚异丁烯、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂的相容性非常好，因此石墨烯基丁基橡胶与石蜡油、EVA树脂、聚异丁烯、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂的相容性也非常好，从而使石墨烯基丁基橡胶分子在丁基橡胶类热熔胶中得到有效均一的分散效果，大幅提高了丁基橡胶类热熔胶的剪切强度和剥离强度。本发明制备方法，操作步骤简单，便于在现有热熔胶生产线中直接实施生产。

技术领域

本发明涉及热熔胶技术领域，具体涉及一种石墨烯基丁基橡胶热熔胶及制备方法。

背景技术

丁基橡胶类热熔胶是一种可塑性的粘合剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。因其产品本身系半固体，便于包装、运输、存储、无溶剂、无污染、无毒性，以及生产工艺简单、高附加值、黏合强度大、黏合速度快等优点而备受青睐。

丁基橡胶类热熔胶与其他热熔胶相比，其柔韧性、弹性、耐低温性能和耐老化性能远高于其他热熔胶，从而在包装、建筑、汽车等行业得到了越来越广泛的应用。但是，由于丁基橡胶类热熔胶的剪切强度和剥离强度一般，导致丁基橡胶类热熔胶的粘接强度较低、防水密封性能不佳，从而导致丁基橡胶类热熔胶容易剥离和漏水，严重影响丁基橡胶类热熔胶的产品质量。所以如何提高丁基橡胶类热熔胶的剪切强度和剥离强度，是迫切需要解决的问题。

复合材料一般由连续相(又称为基体)和分散相组成，具有低维化，复合化，高性能化以及特殊功能化等特点。尤其值得关注的是，当某一个组分的尺度进入纳米级后，复合材料将在力、热、光、电、声、磁等一个或多个领域显示出新奇的功能特征。产生新奇功能特征的原因是复合材料中纳米级尺度的组分处在原子簇和宏观物体交界的过渡区，既非典型的微观系统，又非普通宏观系统，而是一种特殊的介观体系。该组分的尺寸与原子的德布罗意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、超顺磁性临界尺寸等许多物质的特征长度相当，并且其表面原子比例极大，表面层的实际状态更接近气态。这些特性赋予该组分小尺寸效应、表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应、库仑堵塞与量子隧穿效应和介电限域效应等许多神奇的物理化学特性，与其他组分的相互作用也会产生巨大的变化，从而赋予了复合材料独特的性能。

石墨烯作为一种新型的碳纳米材料，正引领新一轮碳材料制备和应用的潮流，引发一场全球性的技术革命。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排列而成的二维晶体物质。结构完整的石墨烯几乎不具有溶解性，并且，由于强烈的π-π相互作用，石墨烯层间有很强的结合趋势，因此在水和有机溶剂等分散介质中容易聚集并沉淀，不利于复合材料的制备。由于石墨烯这种特性，使石墨烯在材料中很难有效均一分散，导致石墨烯的优异性能难以在材料中完全体现。目前，石墨烯在其他材料中应用有两种方法：一是简单的物理搅拌，即把石墨烯和材料原料一起混合搅拌，由于石墨烯与其他材料原料的相容性比较差，简单的物理搅拌无法使石墨烯在材料原料中有效均一分散；二是用溶剂分散石墨烯，然后将分散有石墨烯的溶剂倒入其他材料原料中混合搅拌，操作过程中溶剂存在挥发性，导致生产过程环保性差，并且溶剂以气体形式挥发逸出，会使得材料内部产生部分多孔结构，导致材料内部质地均匀性差，影响产品质量，而且溶剂分散的石墨烯，虽然有一定的分散性，但分散效果很有限。

为了解决这一问题，本发明专利申请采用化学反应的方法通过活性官能团把石墨烯分子引入到丁基橡胶分子结构中，通过这一方法，不仅能够改善其相容性，而且可以使石墨烯对丁基橡胶类热熔胶进行功能化，从而改变丁基橡胶类热熔胶的力学特性，大幅提高了丁基橡胶类热熔胶的剪切强度和剥离强度。

发明内容