一种胶黏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种胶黏剂及其制备方法和应用。一种胶黏剂，主要包括高分子化合物，生物质石墨烯，水，其中：按重量计，高分子化合物100份，生物质石墨烯占高分子化合物的0.2wt～10wt％，高分子化合物固含30wt～70wt％；所述高分子化合物选自天然橡胶、改性天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯类胶中的一种或多种，优选改性天然橡胶/聚氨酯类胶。本发明专利技术的胶黏剂解决了现有胶黏剂功能单一的问题，显示出优良的低温远红外功能、抑菌抗菌功能，以及较强的牢固度。

【技术实现步骤摘要】
一种胶黏剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及化工
，尤其是涉及一种胶黏剂及其制备方法和应用。
技术介绍
我国是制鞋大国，胶黏剂的用量十分巨大。橡胶胶黏剂是以橡胶为基料配置而成的胶黏剂，几乎所有的天然橡胶和合成橡胶都可以用于配置胶黏剂，按照橡胶基料的组成，可分为天然橡胶胶黏剂和合成橡胶胶黏剂两大类。鞋用胶黏剂的需求随着制鞋工业的发展呈上升趋势。现有技术对胶黏剂的开发都只专注粘结力的改善，因此市场上的胶黏剂仅有粘结功能，功能单一。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种胶黏剂，所述的胶黏剂解决了现有胶黏剂功能单一的问题，显示出优良的低温远红外功能、抑菌抗菌功能，以及较强的牢固度。本专利技术的第二目的在于提供上述胶黏剂的制备方法，所述的制备方法流程简单、条件温和，极易推广。本专利技术的第三目的在于提供上述胶黏剂的应用，其应用广泛，可以用于鞋类胶黏剂，鞋垫胶黏剂，木器、胶合板、水泥砂浆、纸张、布、皮革等的黏结。为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种胶黏剂，主要包括高分子化合物，生物质石墨烯，水，其中：按重量计，高分子化合物100份，生物质石墨烯占高分子化合物的0.2wt～10wt％，高分子化合物固含30wt～70wt％；所述高分子化合物选自天然橡胶、改性天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯类胶中的一种或多种，优选改性天然橡胶/聚氨酯类胶。与现有技术相比，本专利技术的主要区别在于引入生物质石墨烯，使其与高分子化合物通过交联反应形成粘合性能良好且内聚力增强的胶黏剂，并且增加了低温远红外功能和抑菌抗菌功能。因此，本专利技术的胶黏剂适用范围更广，不仅可以用于制鞋，从足部促进人体血液微循环，发挥良好的保健功效，而且可以用于其它服饰领域以及其它工业领域。本专利技术所述的生物质石墨烯区别于石墨烯，其具有1-10层碳的六元环蜂窝状片层结构；利用生物质作为原料制得，由于原料来自于植物，植物自身需要从土壤中吸收矿质元素，这些矿质元素在制备生物质石墨烯过程中得到了选择性的保留，矿质元素至少为Fe、Si、Al，还可含有K、Na、Ca、Mg、P、Mn和Co中的一种或几种。其主要采用以下方法制得(也可采用现有技术中生物质石墨烯的制备方法制备，也可以采用济南圣泉集团生产的生物质石墨烯)：先制备纤维素：(1)将小麦秸杆粉碎预处理后，使用总酸浓为80wt％的甲酸和乙酸的有机酸液对处理后的小麦秸杆进行蒸煮，本实施例的有机酸液中乙酸与甲酸的质量比为1:12，并在加入原料前加入占小麦秸杆原料1wt％的过氧化氢(H2O2)作为催化剂，控制反应温度120℃，反应30min，固液质量比为1:10，并将得到的反应液进行第一次固液分离；(2)将第一次固液分离得到的固体加入总酸浓为75wt％的甲酸和乙酸的有机酸液进行酸洗涤，其中上述总酸浓为75wt％的有机酸液中加入了占小麦秸杆原料8wt％的过氧化氢(H2O2)作为催化剂，且乙酸与甲酸的质量比为1:12，控制温度为90℃，洗涤时间1h，固液质量比为1:9，并将反应液进行第二次固液分离；(3)收集第一次和第二次固液分离得到的液体，于120℃，301kPa下进行高温高压蒸发，直至蒸干，将得到的甲酸和乙酸蒸气冷凝回流至步骤(1)的反应釜中作为蒸煮液，用于步骤(1)的蒸煮；(4)收集第二次固液分离得到的固体，并进行水洗，控制水洗温度为80℃，水洗浆浓度为6wt％，并将得到的水洗浆进行第三次固液分离；(5)收集第三次固液分离得到的液体，进行水、酸精馏，得到的混合酸液回用于步骤(1)的反应釜中作为蒸煮液用于步骤(1)的蒸煮，得到的水回用于步骤(5)作用水洗用水；(6)收集第三次固液分离得到的固体并进行筛选得到所需的细浆纤维素。然后以上文制备的纤维素为原料制备石墨烯：(1)在催化剂的作用下，将生物质碳源进行催化处理，得到前驱体；(2)在保护性气体的条件下，将所述前驱体在140℃～180℃保温1.5h～2.5h，得到第一中间体；(3)在保护性气体的条件下，将所述第一中间体升温至350℃～450℃保温3h～4h，得到第二中间体；(4)在保护性气体的条件下，将所述第二中间体升温至1100℃～1300℃保温2h～4h，得到第三中间体；(5)将所述第三中间体依次碱洗、酸洗、水洗，得到复合物；所述步骤(3)、(4)中的升温速率为14℃/min～18℃/min。本专利技术所述粘结基材指起粘结作用的基本组分。上文所述的胶黏剂还可以进一步改进，例如：优选地，生物质石墨烯占高分子化合物的1.5wt～5wt％，例如2wt％，2.5wt％，3wt％，3.5wt％，4wt％等。优选地，所述改性天然橡胶选自烯酸接枝改性的天然橡胶；所述烯酸优选选自甲基丙烯酸、丙烯酸、顺丁烯二酸中的一种或多种，更优选甲基丙烯酸。天然橡胶经过烯酸改性后，粘结强度和稳定性提高，而且与生物质石墨烯的交联作用增强，融合性更高，有利于改善胶黏剂的远红外、抑菌功能以及力学性能。优选地，所述烯酸接枝改性的天然橡胶中所述烯酸段的占比为2-10wt％。优选地，所述生物质石墨烯为均一化处理的，即：D90指标控制在100μm以下，D10指标控制在20μm以下；D90指标控制在D10指标的20倍以下，优选10倍以下，更优选为5倍以下；优选地，对所述生物质石墨烯进行官能团化改性；优选地，所述官能团化生物质石墨烯包括接枝有羟基、羧基或氨基中的任意一种或多种官能团的生物质石墨烯；以上改性生物质石墨烯连接有更多活性高的功能学基团，既利于与粘结基材的交联，又利于提高胶黏剂的内聚力，同时在水中分散度更好，因此性能更稳定。优选地，生物质石墨烯羧基化改性方法包括：将生物质石墨烯在TEMPO催化氧化体系的作用下，进行催化氧化反应，直至反应体系的pH恒定或加入醇类物质终止反应，洗涤干燥即得；优选地，所述催化氧化反应的pH控制在2-13之间，优选3.5-6之间或9.5-11.5之间；优选地，TEMPO催化氧化体系包括含有TEMPO和/或其衍生物、次氯酸钠、溴化钠的水溶液体系；更优选为含有TEMPO、次氯酸钠、溴化钠的水溶液体系；所述催化氧化反应的pH优选为10-11；优选地，所述TEMPO衍生物选自2-氮杂金刚烷-N-氧基、1-甲基-2-氮杂金刚烷-N-氧基、1，3-二甲基-2-氮杂金刚烷-N-氧基、4-羟基TEMPO衍生物中的一种或多种；优选地，TEMPO和/或其衍生物的加入量是所述生物质石墨烯重量的0.05％～5％，优选0.1％～3％，再优选0.3％～2％，更优选0.5％-1％；具体的加入量可以是0.1％、0.3％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、2.5％、3.5％、4％、4.5％等；优选地，次氯酸钠的加入量是所述生物质石墨烯重量的10％～500％，优选30％～95％，再优选40％-75％，具体的可以是50％、70％、100％、120％、135％、160％、200％、300％、400％、450％等。优选地，溴化钠的加入量是所述生物质石墨烯重量的0.5％～50％，优选10％～30，再优选3％～20％，更优选5％～10％，具体的可以是3％、8％、10％、12％、15％、18％、25％、35％、45％等。具体操作步骤如下：将TEMPO和/或其衍生物和与NaBr配成水溶液，搅拌溶解完，得到混合液，随后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶黏剂，其特征在于，主要包括高分子化合物，生物质石墨烯，水，其中：按重量计，高分子化合物100份，生物质石墨烯占高分子化合物的0.2wt～10wt％，高分子化合物固含30wt～70wt％；所述高分子化合物选自天然橡胶、改性天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯类胶中的一种或多种，优选改性天然橡胶/聚氨酯类胶。

【技术特征摘要】
1.一种胶黏剂，其特征在于，主要包括高分子化合物，生物质石墨烯，水，其中：按重量计，高分子化合物100份，生物质石墨烯占高分子化合物的0.2wt～10wt％，高分子化合物固含30wt～70wt％；所述高分子化合物选自天然橡胶、改性天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯类胶中的一种或多种，优选改性天然橡胶/聚氨酯类胶。2.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，生物质石墨烯占高分子化合物的1.5wt～5wt％。3.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述改性天然橡胶选自烯酸接枝改性的天然橡胶；所述烯酸优选选自甲基丙烯酸、丙烯酸、顺丁烯二酸中的一种或多种，更优选甲基丙烯酸；所述烯酸接枝改性的天然橡胶中所述烯酸段的占比为2wt～10wt％。4.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述生物质石墨烯粒径为：D90指标控制在100μm以下，D10指标控制在20μm以下；D90指标控制在D10指标的20倍以下，优选10倍以下，更优选为5倍以下；优选地，对所述生物质石墨烯进行改性处理，具体为官能团化生物质石墨烯；优选地，所述官能团化生物质石墨烯包括接枝有羟基、羧基或氨基中的任意一种或多种官能团的生物质石墨烯；优选地，生物质石墨烯羧基化改性方法包括：将生物质石墨烯在TEMPO催化氧化体系的作用下，进行催化氧化反应，直至反应体系的pH恒定或加入醇类物质终止反应，洗涤干燥即得；优选地，所述催化氧化反应的pH控制在2-13之间，优选3.5-6之间或9.5-11.5之间；优选地，TEMPO催化氧化体系包括含有TEMPO和/或其衍生物、次氯酸钠、溴化钠的水溶液体系；更优选为含有TEMPO、次氯酸钠、溴化钠的水溶液体系；所述催化氧化反应的pH优选为10-11；优选地，所述TEMPO衍生物选自2-氮杂金刚烷-N-氧基、1-甲基-2-氮杂金刚烷-N-氧基、1，3-二甲基-2-氮杂金刚烷-N-氧基、4-羟基TEMPO衍生物中的一种或多种；优选地，TEMPO和/或其衍生物的加入量是所述生物质石墨烯重量的0.05％～5％，优选0.1％～3％，再优选0.3％～2％，更优选0.5％-1％；优选地，次氯酸钠的加入量是所述生物质石墨烯重量的10％～500％，优选30％～95％，再优选40％-75％；优选地，溴化钠的加入量是所述生物质石墨烯重量的0.5％～50％，优选10％～30，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐一林，彭文杰，袁善菊，
申请(专利权)人：济南圣泉集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37