一种可降解粘接剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可降解粘接剂及其制备方法，包括以下步骤：将氢键受体物、气凝胶与溶剂混合，反应得到复合物；将所述复合物与氢键供体物混合，反应后除去溶剂，得到所述可降解粘接剂。相比于传统的水性聚合物粘结剂，含气凝胶的可降解粘接剂具有良好的可生物降解性、隔热性和粘接性，不仅有效解决了气凝胶易掉粉的问题，还避免了粘接剂难以去除的问题。本发明专利技术含气凝胶的可降解粘接剂，其导热系数小于0.019W/(m

A degradable adhesive and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种可降解粘接剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其是一种可降解粘接剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]气凝胶是一种隔热性能优异的固体材料，具有高比表面积，纳米级孔洞，低密度等特殊的微观结构。气凝胶本身力学强度低、脆性大，很难作为隔热材料单独使用，需要与增强体复合出有良好力学强度和优良绝热性能的气凝胶隔热复合材料。
[0003]复合工艺尽管提高了气凝胶产品的强度、柔韧性和成形性，但由于分割或外力的作用，充斥于增强体缝隙中的气凝胶颗粒在使用过程中容易掉出，造成气凝胶材料性能下降，影响其使用效果和寿命。市场上经常使用粘接剂在气凝胶复合材料表面包裹一层包装材料来解决掉粉的问题。一方面，市场上使用的无机粘接剂本身没有隔热性，反而具有更强的导热性，造成了气凝胶复合材料整体隔热性能的下降；另一方面，市场上使用的有机粘接剂的隔热性能虽然优于无机型粘接剂，但低于气凝胶复合材料本身，仍会降低气凝胶复合材料整体的隔热性能。此外，市场上使用的有机粘接剂大多为不可生物降解，难以清洗去除，甚至含有毒成分。
[0004]专利申请CN111234733A公开了一种环保型胶黏剂，由氢键供体和氢键受体混合后加热、搅拌得到。所述氢键供体为柠檬酸、苹果酸、酒石酸中的一种，所述氢键受体为环糊精；所述环糊精为α
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环糊精、β
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环糊精、γ
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环糊精中的一种。该专利所述的环保型胶黏剂中没添加任何隔热材料，因此不具有隔热性。此外，上述环保型胶黏剂自身黏度大，气凝胶难以分散在里面。本申请专利通过让气凝胶隔热材料先进入含大孔结构的氢键受体，再通过氢键受体和氢键供体的相互作用形成中粘接剂，提高了气凝胶在粘接剂中的溶解性和分散性，赋予了粘接剂良好的隔热性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有的粘接剂存在的难以生物降解和难以清洗去除问题，提供一种可降解粘接剂，通过具有孔结构和粘接性强的氢键受体物或氢键供体物，并将气凝胶填充孔结构中，利用氢键作用原位合成出含气凝胶的粘接剂，其具有隔热性好、无毒易降解、易清洗除去的特点，适用于涂覆到金属、纤维、玻璃和塑料等材料的表面将物件粘接起来。
[0006]现有的粘接剂由于黏度大，难以直接与气凝胶进行结合。本专利技术通过氢键给体物和氢键供体物在反应形成粘接剂前，先将嵌入气凝胶到氢键受体的孔隙中，从而实现二者的结合。为了保证结合的效果，本专利技术中步骤(2)中反应温度为90～150℃，时间为3～8h，否则氢键受体物与氢键供体物之间不能形成稳定的粘接剂，体系中出现固体析出，大幅降低粘接作用强度。
[0007]气凝胶自身具有隔热性能，与粘接剂复合后隔热性得到提升；同时改变了气凝胶的分散状态，可以避免气凝胶掉粉问题。但是，气凝胶具有一定的刚性，会对粘接作用造成
不利影响，为此，优选粒径为1～50nm的气凝胶粉体材料与氢键受体物反应，且以含大孔的氢键受体物为佳，氢键受体物的孔径优选为100～500nm。
[0008]本专利技术中可降解粘接剂具有可降解性，其在自然环境中，例如在土壤中可自行降解。这里的降解是指粘接剂可以被逐步降解为碎片、颗粒物，并与自然环境相宜。
[0009]具体方案如下：
[0010]一种可降解粘接剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0011](1)将氢键受体物、气凝胶与溶剂混合，反应得到复合物；
[0012](2)将所述复合物与氢键供体物混合，反应后除去溶剂，得到所述可降解粘接剂。
[0013]进一步的，所述氢键受体物具有100～500nm的孔腔，所述复合物为孔腔被气凝胶填充的氢键受体物。
[0014]进一步的，所述氢键受体物为α
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环糊精、β
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环糊精、γ
‑
环糊精中的一种或多种混合。
[0015]进一步的，所述氢键供体物为草酸、酒石酸、柠檬酸、琥珀酸、奎宁酸、苹果酸、抗坏血酸中的一种或多种混合；
[0016]任选的，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
[0017]进一步的，所述气凝胶为SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、三聚氰胺
‑
甲醛气凝胶、间苯二酚
‑
甲醛气凝胶中的一种或多种混合。
[0018]进一步的，步骤(1)中所述氢键受体物与所述气凝胶按摩尔比为1:0.1～1:10混合；
[0019]任选的，步骤(2)中所述复合物中的氢键受体物，与所述氢键供体物的摩尔比为1:0.1～1:20。
[0020]进一步的，步骤(1)和/或步骤(2)中反应的温度为0～180℃，时间为1～10h；优选地，步骤(2)中温度为90～150℃，时间为3～8h。
[0021]本专利技术还保护所述可降解粘接剂的制备方法制备得到的可降解粘接剂，所述可降解粘接剂在土壤中完全降解的时间为15
‑
120天。
[0022]进一步的，所述可降解粘接剂的粘附强度为6
‑
8MPa；所述可降解粘接剂具有隔热性，导热系数小于0.019W/(m
·
K)；所述可降解粘接剂易清除，使用水或有机溶剂清洗所述可降解粘接剂即被去除。
[0023]本专利技术还保护所述可降解粘接剂在物件粘接领域的运用。
[0024]有益效果：1、本专利技术提供的含气凝胶的可降解粘接剂隔热性好，其导热系数小于0.019W/(m
·
K)。
[0025]2、本专利技术提供的含气凝胶的可降解粘接剂不含有毒物质、不挥发、可生物降解。
[0026]3、本专利技术提供的含气凝胶的可降解粘接剂涂覆在金属、纤维、玻璃和塑料等材质表面，粘接性强，粘附强度高达7.6MPa，用水能将粘接层清洗去除，使用安全性高。
[0027]4、本专利技术提供的含气凝胶的可降解粘接剂制备方法简单，成本低，有利于其工业推广。
具体实施方式
[0028]下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施
方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“％”均指重量百分比。
[0029]实施例中采用的环糊精为大孔环糊精，孔径为150nm。气凝胶粉体的粒径为50nm。
[0030]一、含气凝胶的可降解粘接剂的制备
[0031]实施例1：
[0032]将19.46g的α
‑
环糊精与30g的SiO2气凝胶分别加入到50mL的丙醇中，于80℃下搅拌2h，得到孔腔被气凝胶填充的氢键受体物。再向体系中加入6.79g的草酸，于90℃下搅拌4h，反应结束后，再100℃下旋蒸4h除去丙醇溶剂，即得到乳白色的含气凝胶的可降解粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解粘接剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将氢键受体物、气凝胶与溶剂混合，反应得到复合物；(2)将所述复合物与氢键供体物混合，反应后除去溶剂，得到所述可降解粘接剂。2.根据权利要求1所述可降解粘接剂的制备方法，其特征在于：所述氢键受体物具有孔径为100
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500nm的孔腔，所述复合物为孔腔被气凝胶填充的氢键受体物。3.根据权利要求2所述可降解粘接剂的制备方法，其特征在于：所述氢键受体物为α
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环糊精、β
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环糊精、γ
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环糊精中的一种或多种混合。4.根据权利要求1
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3任一项所述可降解粘接剂的制备方法，其特征在于：所述氢键供体物为草酸、酒石酸、柠檬酸、琥珀酸、奎宁酸、苹果酸、抗坏血酸中的一种或多种混合；任选的，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。5.根据权利要求1
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3任一项所述可降解粘接剂的制备方法，其特征在于：所述气凝胶为SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、三聚氰胺
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甲醛气凝胶、间苯二酚
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甲醛...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀森，陈泽清，
申请(专利权)人：欧普森厦门节能新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：