[发明专利]一种石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂及其制备方法和在高温传感器中的应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂及其制备方法和在高温传感器中的应用，所述复合粘接剂主要由固化剂粉末混合物和液态磷酸盐胶黏剂制成，所述固化剂粉末混合物包括金属氢氧化物主料、金属氧化物辅料和石墨烯浆料；所述固化剂粉末混合物与液态磷酸盐胶黏剂的质量比为1:1～3。首先将主料、辅料与石墨烯浆料经球磨混合，通过真空干燥、高温煅烧后得到固化剂粉末混合物，再与液态磷酸盐胶黏剂混合得到复合粘接剂产品。应用时将复合粘接剂均匀涂抹于待粘结表面，恒温固化。本发明的石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂具有粘结强度高、耐高温、抗腐蚀、导热性好等特点，适用于高温传感器、高温热电偶等耐温元件的封装及金属材料的粘结。

技术领域

本发明属于复合粘接剂技术领域，特别涉及一种石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂及其制备方法和在高温传感器中的应用。

背景技术

高温传感器是航空航天领域的关键核心器件，在实现航空发动机状态监测与故障诊断、飞行器结构健康监测等方面具有重要价值，是航空航天领域中急需解决的难题。在航空航天领域中，高温传感器需长期在500–800℃的高温，10-100MPa压力以及0–100Pa的低氧分压气氛环境中使用，因此选择合适的高温粘接剂是一个关键问题，既要保障高温、高压条件下的粘接强度，又要适合在常温和真空环境下灌封的操作条件。目前高温传感器常用的粘接剂主要有氧化铜无机胶、传热水泥、高温磷酸盐复合粘接剂等，这些材料目前在高温环境下还存在导热低、耐酸碱性差，粘结强度和抗冲击性能不足等问题，已无法满足航天航天、核电及高端制造等领域的应用需求。

发明内容

发明目的：针对目前高温复合粘结剂存在的导热性、耐酸碱性差等问题，本发明提供了一种石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂及其制备方法和在高温传感器中的应用。

技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂，其主要由固化剂粉末混合物和液态磷酸盐胶黏剂制成，所述固化剂粉末混合物包括金属氢氧化物主料、金属氧化物辅料和石墨烯浆料；所述固化剂粉末混合物与液态磷酸盐胶黏剂的质量比为1:1～3。

作为优选：

所述的金属氢氧化物主料为氢氧化铜、氢氧化锌、氢氧化锰中的一种；所述金属氧化物辅料为氧化镁、氧化铝、氧化钙中的一种或几种的组合；金属氢氧化物主料、金属氧化物辅料与石墨烯浆料的质量比为1:(0.01～0.1):(0.5～1)。

所述的石墨烯浆料中的石墨烯的含量为0.2～1％。

所述的石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂的制备方法，包括以下步骤：A将金属氢氧化物主料、金属氧化物辅料与石墨烯浆料通过球磨混合，球磨速率为50～500r/min，球磨时间为2～10h；

B将步骤A得到的球磨产物进行真空干燥，在80～100℃下保持2～5h；

C将步骤B得到的干燥产物在惰性气氛或真空环境中高温煅烧，煅烧温度为400～900℃，煅烧时间为1～10h，得固化剂粉末混合物；

D将步骤C得到的固化剂粉末混合物与液态磷酸胶黏剂按比例混合均匀，即得。

优选，步骤B真空干燥的真空条件为0.1Pa；步骤C中惰性气氛为N₂或Ar气氛。

所述的石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂作为高温传感器用复合粘结剂的应用。

应用时，按以下步骤进行：

a将需粘结的表面清理干净，将石墨烯改性磷酸盐复合粘接剂均匀涂抹于待粘结表面上，厚度为0.5～1mm；

b固定好粘结面，将其进行恒温固化，固化温度为70～130℃，时间为5～20h。

优选，步骤b中所述固化温度为90～120℃，时间为10～20h。