水性膠黏劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種水性膠黏劑及其制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)提供的水性膠黏劑產(chǎn)品具有可控降解的性能，具有較高的粘結(jié)性能，可用于粘結(jié)各類粉末、纖維、土壤等。膠黏劑在使用后具有可回收、可循環(huán)利用、不污染環(huán)境的特點(diǎn)。本發(fā)明專利技術(shù)的水性膠黏劑固化時(shí)間短，施工性能佳，耐水性佳，成本低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，為擴(kuò)大水性膠黏劑的生產(chǎn)和應(yīng)用起到推動(dòng)作用，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及化工領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種水性膠黏劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)的發(fā)展，膠黏劑的應(yīng)用市場(chǎng)越來(lái)越廣泛，品種也日益增多。常用的膠黏劑主要有溶劑型、水基型以及熱熔型等膠黏劑。目前市面上膠黏劑產(chǎn)品，如丙烯酸酯類膠黏劑、脲醛膠類膠黏劑等，大多不可降解，部分可降解的蛋白質(zhì)、淀粉、木質(zhì)素、生物分泌物等生物質(zhì)膠黏劑是隨使用時(shí)間延長(zhǎng)自然降解。水性膠黏劑中50％左右由水構(gòu)成，無(wú)污染且價(jià)格低廉，可以兼顧膠黏劑的性能、價(jià)格和環(huán)保各方面的要求，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益諸方面均有優(yōu)勢(shì)，因此水性膠黏劑成為世界膠黏劑工業(yè)研究重點(diǎn)之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種新型的降解性能可控的水性膠黏劑。本專利技術(shù)的目的是提供所述水性膠黏劑的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供的水性膠黏劑，可以按照如下方法進(jìn)行制備，包括以下步驟：S1、將0.001-0.5g石墨材料溶于10-100mL水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重5-60％的無(wú)水乙醇，得到A液；其中，所述石墨材料為單層氧化石墨烯、多層氧化石墨烯和鱗片石墨等中的至少一種；S2、將0.1-10g膠黏材料溶于A液中，超聲至膠黏材料完全溶解，得到B液；其中，所述膠黏材料為丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸鉀、N,N’-雙(丙烯酰)胱胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺等中的至少一種；S3、將0.1-10g多糖材料溶于A液中，得到C液；其中，所述多糖材料為多糖膠、水溶性淀粉、羧甲基纖維素、羧甲基殼聚糖和海藻酸鹽等中的至少一種；S4、將0.01-5g引發(fā)劑溶于1-50mL水中，得到E液；其中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、硝酸鈰銨和過(guò)氧化苯甲酰(BPO)等中的至少一種；S5、將B液和C液混合，加入0-0.5g碳酸鈣及0-0.5g葡萄糖酸內(nèi)酯，得到F液；S6、使用時(shí)，將0.1-10mLTEMED(四甲基乙二胺)、0.1-5mLE液和1-100mLF液混合，即得水性膠黏劑。前述的方法，S1中將0.001-0.005g石墨材料溶于10-500mL水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重1-5倍的無(wú)水乙醇，得到A液。前述的方法，S2中將0.1-5g膠黏材料溶于A液中，超聲至膠黏材料完全溶解，得到B液；其中，所述膠黏材料為丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸鉀、N,N’-雙(丙烯酰)胱胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的至少兩種。前述的方法，S3中將0.01-10g多糖材料溶于A液中，得到C液；其中，所述多糖材料為多糖膠、水溶性淀粉、羧甲基纖維素和羧甲基殼聚糖中的至少一種。前述的方法，S4中將1-5g引發(fā)劑溶于10-50mL水中，得到E液；其中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀和硝酸鈰銨中的至少一種。前述的方法，S5中將B液和C液混合，加入0.01-5g碳酸鈣及0.01-0.1g葡萄糖酸內(nèi)酯，得到F液。前述的方法，S6中使用時(shí)，將0.1-5mLTEMED、1-5mLE液和10-100mLF液混合，即得水性膠黏劑。在本專利技術(shù)的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述水性膠黏劑可以按照如下方法進(jìn)行制備，包括以下步驟：S1、將0.003g石墨材料溶于20mL水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重30％的無(wú)水乙醇，得到A液；S2、將1.5g膠黏材料溶于A液中，超聲至膠黏材料完全溶解，得到B液；其中，所述膠黏材料為丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸鉀、N,N’-雙(丙烯酰)胱胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的至少兩種；S3、將0.2g多糖材料溶于A液中，得到C液；其中，所述多糖材料為多糖膠、水溶性淀粉、羧甲基纖維素和羧甲基殼聚糖中的至少一種；S4、將1g引發(fā)劑溶于10mL水中，得到E液；其中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀；S5、將B液和C液混合，加入0.04g碳酸鈣及0.07g葡萄糖酸內(nèi)酯，得到F液；S6、使用時(shí)，將0.6mLTEMED、1.2mLE液和20mLF液混合，即得水性膠黏劑。本專利技術(shù)還提供上述制備的水性膠黏劑的可控降解方法，其是將1g所述水性膠黏劑浸泡或噴灑二硫蘇糖醇水溶液1-10mL，0.5-2h后所述膠黏劑降解液化。其中，所述二硫蘇糖醇水溶液是將0.001-0.5g二硫蘇糖醇溶于10-50ml水中制成。本專利技術(shù)提供的水性膠黏劑具有可控降解的性能，具有較高的粘結(jié)性能，可用于粘結(jié)各類粉末(木粉、草粉、植物生物質(zhì)粉末)、板材、紙張、碎屑、各類纖維等，如粘結(jié)土壤，壓縮強(qiáng)度最高可達(dá)14MPa。膠黏劑在使用后具有可回收、可循環(huán)利用、不污染環(huán)境的特點(diǎn)。本專利技術(shù)的水性膠黏劑固化時(shí)間短，施工性能佳，耐水性佳，成本低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，為擴(kuò)大水性膠黏劑的生產(chǎn)和應(yīng)用起到推動(dòng)作用，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。附圖說(shuō)明圖1顯示出本專利技術(shù)實(shí)施例1制備的水性膠黏劑對(duì)粉末狀土壤壓縮強(qiáng)度的影響。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本專利技術(shù)，但不用來(lái)限制本專利技術(shù)的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。實(shí)施例1水性膠黏劑的制備配制以下試劑：A液：將0.003g單層氧化石墨烯溶于20ml水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重30％的無(wú)水乙醇。B液：將1.0g丙烯酰胺和0.5gN,N’-雙(丙烯酰)胱胺溶解于A液中，超聲20分鐘至各單體完全溶解。C液：將0.1g多糖膠和0.1g海藻酸鹽溶于A液。D液：TEMED(四甲基乙二胺)，市售商品。E液：將1g過(guò)硫酸鉀溶于10ml水中。F液：將B、C液混合均勻，加入碳酸鈣0.04g和葡萄糖酸內(nèi)酯0.07g。G液：將0.17g二硫蘇糖醇溶于20ml水中。D液、E液、F液?jiǎn)为?dú)存放。使用時(shí)將0.6mlD液、1.2mlE液和20mlF液混合均勻得到水性膠黏劑。膠黏劑產(chǎn)品控制降解的方法：將1g膠黏劑產(chǎn)品浸泡或噴灑1mlG液，0.5h后膠黏劑降解液化。實(shí)施例2水性膠黏劑的制備配制以下試劑：A液：將0.05g多層氧化石墨烯溶于40ml水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重30％的無(wú)水乙醇。B液：將3g丙烯酰胺、0.5gN,N’-雙(丙烯酰)胱胺溶解于A液中，超聲20分鐘至各單體完全溶解。C液：將1g多糖膠和1g羧甲基纖維素溶于A液。D液：TEMED(四甲基乙二胺)，市售商品。E液：將1g過(guò)硫酸銨溶于20ml水中。F液：將B、C液混合均勻，加入碳酸鈣0.05g和葡萄糖酸內(nèi)酯0.08g。G液：將0.7g二硫蘇糖醇溶于20ml水中。D液、E液、F液?jiǎn)为?dú)存放。使用時(shí)將1mlD液、1mlE液和70mlF液混合均勻得到水性膠黏劑。膠黏劑產(chǎn)品控制降解的方法：將1g膠黏劑產(chǎn)品浸泡或噴灑10mlG液，0.5-2h后膠黏劑降解液化。實(shí)施例3水性膠黏劑的制備配制以下試劑：A液：將0.5g鱗片石墨溶于100ml水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重60％的無(wú)水乙醇溶液。B液：將10g丙烯酰胺、2.0gN,N’-雙(丙烯酰)胱胺、溶解于A液中，超聲20分鐘至各單體完全溶解。C液：將8g多糖膠、1g羧甲基殼聚糖和1g海藻酸鹽溶于A液。D液：TEMED(四甲基乙二胺)，市售商品。E液：將5g過(guò)硫酸銨溶于50ml水中。F液：將B、C液混合均勻，加入碳酸鈣0.5g和葡萄糖酸內(nèi)酯0.5g。G液：將0.05g二硫蘇糖醇溶于50ml水中。D液、E液、F液?jiǎn)为?dú)存放。使用時(shí)將10mlD液、5mlE液和100mlF液混合均勻得到水本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
水性膠黏劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、將0.001?0.5g石墨材料溶于10?100mL水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重5?60％的無(wú)水乙醇，得到A液；其中，所述石墨材料為單層氧化石墨烯、多層氧化石墨烯和鱗片石墨中的至少一種；S2、將0.1?10g膠黏材料溶于A液中，超聲至膠黏材料完全溶解，得到B液；其中，所述膠黏材料為丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸鉀、N,N’?雙(丙烯酰)胱胺和N,N?亞甲基雙丙烯酰胺中的至少兩種；S3、將0.1?10g多糖材料溶于A液中，得到C液；其中，所述多糖材料為多糖膠、水溶性淀粉、羧甲基纖維素、羧甲基殼聚糖和海藻酸鹽中的至少一種；S4、將0.01?5g引發(fā)劑溶于1?50mL水中，得到E液；其中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、硝酸鈰銨和過(guò)氧化苯甲酰中的至少一種；S5、將B液和C液混合，加入0?0.5g碳酸鈣及0?0.5g葡萄糖酸內(nèi)酯，得到F液；S6、使用時(shí)，將0.1?10mL?TEMED、0.1?5mL?E液和1?100mL?F液混合，即得水性膠黏劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.水性膠黏劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、將0.001-0.5g石墨材料溶于10-100mL水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重5-60％的無(wú)水乙醇，得到A液；其中，所述石墨材料為單層氧化石墨烯、多層氧化石墨烯和鱗片石墨中的至少一種；S2、將0.1-10g膠黏材料溶于A液中，超聲至膠黏材料完全溶解，得到B液；其中，所述膠黏材料為丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸鉀、N,N’-雙(丙烯酰)胱胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的至少兩種；S3、將0.1-10g多糖材料溶于A液中，得到C液；其中，所述多糖材料為多糖膠、水溶性淀粉、羧甲基纖維素、羧甲基殼聚糖和海藻酸鹽中的至少一種；S4、將0.01-5g引發(fā)劑溶于1-50mL水中，得到E液；其中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、硝酸鈰銨和過(guò)氧化苯甲酰中的至少一種；S5、將B液和C液混合，加入0-0.5g碳酸鈣及0-0.5g葡萄糖酸內(nèi)酯，得到F液；S6、使用時(shí)，將0.1-10mLTEMED、0.1-5mLE液和1-100mLF液混合，即得水性膠黏劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，S1中將0.001-0.005g石墨材料溶于10-500mL水中，得到石墨溶液，然后加入石墨溶液總重1-5倍的無(wú)水乙醇，得到A液。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，S2中將0.1-5g膠黏材料溶于A液中，超聲至膠黏材料完全溶解，得到B液；其中，所述膠黏材料為丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸鉀、N,N’-雙(丙烯酰)胱胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的至少兩種。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，S3中將0.01-10g多糖材料溶于A液中，得到C液；其中，所述多糖材料為多糖膠、水溶性淀粉、羧甲基纖維素和羧甲基殼聚糖中的至少...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：段久芳，蔣建新，韓春蕊，王堃，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京林業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11