一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂及其制备方法，所述方法将丙烯酰胺和N,N

【技术实现步骤摘要】
一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于丙烯酸树脂粘结剂制备领域，特别涉及一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]丙烯酸树脂粘结剂是一种不需要借助光或者热等外加条件即可被粘物粘合固定的粘结剂。这类粘结剂因制备和使用安全，具有良好的成膜性，柔韧性、耐候性和卓越的机械性能而获得广泛应用。
[0003]但由于丙烯酸聚合物分子主链和侧基基团所具有的自身结构特点，导致该类粘结剂存在透气性差，附着力不足，低温下变脆变硬，高温发粘以及低耐水性问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂及其制备方法，将聚乙烯醇与五种丙烯酸功能单体进行交联聚合，形成互穿网络结构，辅以有机硼改性，增加了粘结剂的固含量和粘着力。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：将丙烯酰胺和N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液、第一混合液、第二混合液同时加入到80
‑
90℃聚乙烯醇和有机硼的混合溶液中，得到混合体系；
[0008]所述第一混合液和第二混合液依次按如下过程得到：
[0009]将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸混合均匀，得到第一混合液；将引发剂与碳酸氢钠溶解在去离子水中，得到第二混合液；<br/>[0010]所述聚乙烯醇、丙烯酸和丙烯酸功能单体的质量比为(1
‑
20)：(0.1
‑
1):10，丙烯酸功能单体为丙烯酰胺、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甘油酯，引发剂的质量为丙烯酸的1％
‑
10％；
[0011]步骤2：将混合体系在60
‑
120℃下保温0.5
‑
3小时，得到反应液，将反应液pH调为中性，得到具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂。
[0012]优选的，步骤1中所述聚乙烯醇的聚合度为300
‑
3000，醇解度为88％
‑
98％。
[0013]优选的，步骤1中所述丙烯酸功能单体中，丙烯酰胺占丙烯酸功能单体总质量的15％
‑
24％，N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺丙烯酸功能单体总质量的0.1％
‑
1％，甲基丙烯酸甲酯丙烯酸功能单体总质量的15％
‑
30％，丙烯酸丁酯丙烯酸功能单体总质量的15％
‑
30％，甲基丙烯酸甘油酯丙烯酸功能单体总质量的15％
‑
30％。
[0014]优选的，步骤1中所述的引发剂为过硫酸盐。
[0015]优选的，步骤1先将有机硼加入到60
‑
120℃聚乙烯醇的水溶液中，聚乙烯醇的水溶液中聚乙烯醇的质量浓度为5％
‑
20％。
[0016]进一步，所述有机硼和聚乙烯醇的水溶液质量比为(4
‑
8)：100。
[0017]优选的，步骤1中丙烯酰胺和N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液中，丙烯酰胺、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和去离子水的质量比为(4
‑
5)：(0.1
‑
0.2)：(20
‑
30)。
[0018]优选的，步骤1所述的第二混合液中，引发剂、碳酸氢钠和去离子水的质量比为1：1：(30
‑
40)。
[0019]优选的，步骤1中，将丙烯酰胺和N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液、第一混合液、第二混合液通过滴定的方式加入到所述的混合溶液中，滴定时间为30
‑
150min，得到混合体系。
[0020]一种由上述任意一项所述的具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂的制备方法得到的具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0022]本专利技术一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂的制备方法，以聚乙烯醇为基体，同时加入丙烯酸、丙烯酰胺、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甘油酯为交联单体，辅以有机硼试剂改性，通过自由基聚合和接枝共聚形成具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂。通过互穿网络的形成，显著提升了其粘合强度，而且具有良好的生物相容性及粘着性。聚乙烯醇力学性能较高，也可增加粘合强度。不同软硬单体比例会对粘结剂性能产生影响，软单体丙烯酸丁酯玻璃化温度低，可以使聚合物长链柔顺性变好，易于粘结，硬单体甲基丙烯酸甲酯玻璃化温度高，使聚合物长链活动性减弱，会提高聚合物的拉伸强度。丙烯酸为亲水性功能单体，丙烯酸的加入会使体系亲水性增加，提高粘结剂的交联性能。甲基丙烯酸甘油酯中的环氧基团在80
‑
90℃的高温和碳酸氢钠提供的碱性条件下，会发生了开环反应，产生自交联，形成自交联网络结构，得到的丙烯酸树脂粘结剂乳液可进一步与天然纤维(如纸张等)上的羟基发生交联反应，形成互穿网络结构，并增强纤维之间的黏合力。本专利技术使用的原料无毒无污染，更利于工业化生产，引入交联剂有机硼，可以促进互穿网络的形成，还可以增加其与纤维的粘着力，提高其粘合强度，因此在造纸化学品领域有着广泛的应用前景。
[0023]本专利技术具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂具有固含量高，粘度低，流动性好，成膜均匀，粘结力强，与各种合成胶乳相溶性好，从理论上讲抗霉变性好，可稳定存放0.5
‑
1个月，性能稳定，干燥速度快，使用方便，成本低廉优点。原料无毒无污染，符合当前绿色化学的发展趋势，更适合用于工业化生产。
附图说明
[0024]图1为本专利技术所述的丙烯酸树脂粘结剂的反应式图；
[0025]图2a为本专利技术丙烯酰胺(AM)不同用量的粘结剂红外谱图；
[0026]图2b为本专利技术丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)不同比例的粘结剂红外谱图；
[0027]图2c为本专利技术甲基丙烯酸甘油酯(GMA)不同用量的粘结剂红外谱图；
[0028]图2d为本专利技术丙烯酸(AA)不同用量的粘结剂红外谱图；
[0029]图2e为本专利技术N,N
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亚甲基双丙烯酰胺(MBA)不同用量的粘结剂红外谱图；
[0030]图2f为本专利技术聚乙烯醇(PVA)不同质量浓度为的粘结剂红外谱图；
[0031]图3a为本专利技术丙烯酰胺(AM)不同用量的粘结剂粒径(DLS)测试图；
[0032]图3b为本专利技术丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)不同比例的粘结剂粒径(DLS)测试图；
[0033]图3c为本专利技术甲基丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将丙烯酰胺和N,N
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亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液、第一混合液、第二混合液同时加入到80
‑
90℃聚乙烯醇和有机硼的混合溶液中，得到混合体系；所述第一混合液和第二混合液依次按如下过程得到：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸混合均匀，得到第一混合液；将引发剂与碳酸氢钠溶解在去离子水中，得到第二混合液；所述聚乙烯醇、丙烯酸和丙烯酸功能单体的质量比为(1
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20)：(0.1
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1):10，丙烯酸功能单体为丙烯酰胺、N,N
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亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甘油酯，引发剂的质量为丙烯酸的1％
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10％；步骤2：将混合体系在60
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120℃下保温0.5
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3小时，得到反应液，将反应液pH调为中性，得到具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂。2.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤1中所述聚乙烯醇的聚合度为300
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3000，醇解度为88％
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98％。3.根据权利要求1所述的具有互穿网络结构的丙烯酸树脂粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤1中所述丙烯酸功能单体中，丙烯酰胺占丙烯酸功能单体总质量的15％
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24％，N,N
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亚甲基双丙烯酰胺丙烯酸功能单体总质量的0.1％
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1％，甲基丙烯酸甲酯丙烯酸功能单体总质量的15％
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30％，丙烯酸丁酯丙烯酸功能单体总质量的15％
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30％，甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：费贵强，解攀，杨晨榕，王海花，刘倩，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：