用于湿基材上具有改善粘结性能的粘结材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于湿基材上具有改善粘结性能的粘结材料，该粘结材料包括选自聚硅氧烷粘合剂或聚氨酯粘合剂的第一组分；以及具有含邻苯二酚的聚合物添加剂的第二组分，其包括一种经聚乙烯吡咯烷酮与3,4

【技术实现步骤摘要】
用于湿基材上具有改善粘结性能的粘结材料及其制备方法


[0001]本专利技术总体上涉及一种含邻苯二酚的聚合物添加剂及其在聚合物粘合剂和密封剂中的应用，可适用于干燥或潮湿的表面。更具体地，可將由含邻苯二酚的化合物和聚合物制成的粘合剂添加至各种聚合物粘合剂体系中，其在建筑领域具有广泛的应用。

技术介绍

[0002]粘合剂广泛用于各种领域，例如用于结构或非结构应用的建筑和构造领域中。合成粘合剂可以简单地归类为以下几个类别：弹性体、热塑性塑料、乳液以及热固性塑料。一般来说，为了获得良好的附着力，必须于经干燥清洁的基材上进行作业。然而，在许多情况下仍可能需要于潮湿的表面上进行作业，例如需要在室外潮湿的条件、雨后的地面、潮湿的管道表面或水下作业等情况下固化混凝土。在这样的情况下，大多数传统粘合剂只能提供非常弱的粘合力，甚至会有脱胶问题，因为当将粘合剂施加到湿的基材上时，粘合剂中的官能基团可能与水相互作用而非与基材表面进行粘结结合。
[0003]贻贝及其类似物种在干燥和潮湿条件下可粘附于许多不同的表面上。贻贝的足丝所制备的蛋白质含有大量的邻苯二酚基团，这些基团被认为可能与贻贝的特殊粘附力有关。在过去十年中，通过利用邻苯二酚官能基团的粘合特性，已开发了制备多功能水下粘合剂的新策略。此類蛋白质
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蛋白质之间相互作用的确切性质仍然未知，但大多数研究认为其中所含的一种不常见的胺基酸
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3,4
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二羟苯丙氨酸(DOPA)可能是贻贝粘附蛋白固化的关键。因此，贻贝足丝所产的蛋白质可能可以作为一种生物粘合剂。但是，直接从贻贝获取这种蛋白质非常困难，且成本效益不高。
[0004]与使用重组技术生产贻贝粘附蛋白的方法相比，化学合成可能是可能大规模生产的另一种方法，可以通过各种化学反应将邻苯二酚官能基团与聚合物偶联来制备粘合剂。基于这种方法，所合成的含邻苯二酚化合物和聚合物可用作生物表面上的生物粘合剂或生物密封剂。
[0005]美国专利公开申请号US9644368公开了一种化学合成方法，用于合成具有至少一个胺基的受丙酮保护的邻苯二酚化合物。该含儿茶酚的化合物包括3,4
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二羟基苯丙氨酸、受9
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芴基甲氧基羰基保护基(fmoc)保护的多巴胺、受三氟乙酰基(TFA)保护的多巴胺及丙酮化物保护的4
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(2
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氨基乙基)苯
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1,2
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二醇。
[0006]美国专利公开申请号US7622533公开了一种合成具有表面活性作用的聚合化合物如二羟苯基衍生物(DHPD)的方法。该聚合物的主链具有可以调节以控制物理特性的结构或性能特征。
[0007]美国专利公开申请号US6506577公开了含邻苯二酚的共聚多肽的交联机理，其中所得到的水性的网络表现出对湿材料(例如:生物组织)的粘合能力。
[0008]美国专利公开申请号US20030087338公开了一种将DOPA与各种聚合物体系偶联的途径，该体系包括聚(乙二醇)或聚(环氧烷)体系，例如聚(环氧乙烷)
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聚(环氧丙烷)
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聚(环氧乙烷)嵌段共聚物。所得的聚合物可应用于生物医学中作为仿生粘胶。
[0009]美国专利公开申请号US20050201974公开了一种含有芳族基团的化合物，其包含一个或多个接枝到聚合物上或与各个单体偶联的羟基。该化合物具有生物粘附特性，可用于治疗和诊断应用。
[0010]美国专利公开申请号US7943703公开了一种在基本含水的环境中制造生物粘合剂的方法。该方法包括使嵌段共聚物聚(甲基丙烯酸甲酯
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甲基丙烯酸
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甲基丙烯酸甲酯)与3,4
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二羟基苯基丙氨酸反应，得到含邻苯二酚的共聚物。通过将溶液暴露于饱和水蒸气中以在水性环境中提供生物粘合剂，形成水凝胶。
[0011]美国专利公开申请号US20180256777涉及在潮湿条件下密封患者组织的组合物和方法，特别是涉及一种用于外科手术粘合剂和密封剂的粘合剂，以改善对湿表面的附着力。
[0012]然而，复杂的制造工艺使得上述已知的粘合剂难以应用至实际应用中，尤其是将它们与现有体系集成十分困难。因此，上述材料大多数仅限用于医疗应用中，例如用于药物输送和手术修复。现有技术尚未能解决诸如建筑中的大规模应用的需求，因此在本领域中需要一种新的粘合产品，其在潮湿表面上具有改善的粘合性能，满足建筑应用中高粘合力的要求。

技术实现思路

[0013]以下实施例或实施方案仅用于举例说明本
技术实现思路
，本专利技术的保护范围不受以下任何描述的限制。
[0014]本专利技术提供了一种将生物启发性聚合物添加剂用于密封剂和粘合剂中的新颖方法，可应用于建筑领域中。
[0015]本专利技术的第一方面，提供一种用于湿基材上具有改善粘结性能的粘结材料，其包括选自聚硅氧烷粘合剂或聚氨酯粘合剂的第一组分；以及具有含邻苯二酚的聚合物添加剂的第二组分，所述含邻苯二酚的聚合物添加剂包括一种经聚乙烯吡咯烷酮与3,4
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二羟基
‑2‑
氯苯乙酮反应后的反应产物，其中聚乙烯吡咯烷酮与3,4
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二羟基
‑2‑
氯苯乙酮的重量比为10:1至1:1。该粘结材料是一种包含至少一个所述第一组分和所述第二组分的混合物，其中所述第二组分的含量占所述第一组分的重量百分浓度1％至10％。优選地，所述第二组分的含量占所述第一组分的重量百分浓度1％至5％。
[0016]在本专利技术的第二方面，提供一种在湿基材上制备具有改善粘结性能的硅酮密封胶的方法，该方法包括：(1)使聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与3,4
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二羟基
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氯苯乙酮反应合成含邻苯二酚的聚合物添加剂；(2)将含邻苯二酚的聚合物添加剂与液体聚有机硅氧烷聚合物以及支链硅油混合形成一种基材，其中聚合物粘合剂的含量占基材的重量百分浓度1％至10％；以及(3)将该基材与交联剂和催化剂混合，以在湿基材上合成具有改善粘结性能的硅酮密封胶。
附图说明
[0017]从以下参考附图中列举的示例性实施例的描述，将更容易理解本专利技术，其中：
[0018]图1展示了花岗岩板和水泥板的含水率曲线图。
[0019]图2展示了含邻苯二酚的聚合物添加剂的合成示意图。
[0020]图3展示了仿生聚合物粘合剂的生产过程。
[0021]图4展示了将生物启发性聚合物添加剂用于合成密封剂产品的过程。
[0022]图5展示了具有生物启发性聚合物添加剂的粘结材料的合成过程。
[0023]图6展示了在邻苯二酚的聚合物粘合剂存在或不存在的情况下，硅酮密封胶的拉伸粘合强度。
[0024]图7展示了在干或湿基材上，存在或不存在邻苯二酚的聚合物粘合剂的剪切粘合强度。
[0025]图8展示了生物启发性聚合物添加剂与湿基材之间相互作用的机制。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于湿基材上具有改善粘结性能的粘结材料，其特征在于，所述粘结材料包括：选自聚硅氧烷粘合剂或聚氨酯粘合剂的第一组分；以及具有含邻苯二酚的聚合物添加剂的第二组分，所述含邻苯二酚的聚合物添加剂包括一种经聚乙烯吡咯烷酮与3,4
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二羟基
‑2‑
氯苯乙酮反应后的反应产物，所述聚乙烯吡咯烷酮与3,4
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二羟基
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氯苯乙酮的重量比为10:1至1:1；所述粘结材料是一种包含至少一个所述第一组分和所述第二组分的混合物，其中所述第二组分的含量占所述第一组分的重量百分浓度1％至10％。2.根据权利要求1所述的粘结材料，其中所述粘结材料进一步包括一种重量百分浓度30％至70％的无机填料。3.根据权利要求2所述的粘结材料，其中所述无机填料是一种或多种选自由以下化合物组成的组：气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、纳米碳酸钙、沉淀碳酸钙、碳酸钙粉、氧化铁、二氧化钛、碳烟、云母、和氧化铝。4.根据权利要求1所述的粘结材料，其中所述第二组分可以由式(I)表示：其中m/n的比率在14/1至2/1之间，且m+n的总值在30至16000之间。5.根据权利要求1所述的粘结材料，其中所述粘结材料进一步包括一种或多种选自氧化钙、氧化镁、无水氯化钙、无水氯化镁、无水硫酸钠及无水硫酸镁的粘合剂。6.根据权利要求1所述的粘结材料，其中所述聚硅氧烷粘合剂具有式[R2SiO]n,其中R是一种选自乙基、甲基或苯基的有机基团；n是介乎200到500之间的一整数。7.根据权利要求1所述的粘结材料，其中所述第二组分的含量占所述第一组分的重量百分浓度1％至5％。8.一种在湿基材上制备具有改善粘结性能的硅酮密封胶的方法，其特征在于，所述方法包括：使聚乙烯吡咯烷酮与3,4
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二羟基
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氯苯乙酮反应合成含邻苯二酚的聚合物添加剂；将所述含邻苯二酚的聚合物添加剂与液体聚有机硅氧烷聚合物以及支链硅油混合形成一种基材，其中所述聚合物粘合剂的含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，鲍素萍，沈文龙，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：