一種可生物降解丙交酯低聚物膠粘劑及其製備方法和用途與流程
2023-04-27 02:35:51 1
本技術涉及化工材料領域，特別是一種利用丙交酯(la)化學合成產物製備得到的可生物降解的膠粘劑材料及其製備方法。
背景技術：
目前，市場上膠黏劑的類型比較多，在膠帶、文具、手工飾品等各種行業中都發揮了極其重大的作用。大多數產品雖然在初粘性、持粘性、剝離強度等方面符合要求，但在環保安全等方面卻存在較大隱患。由於傳統的膠粘劑在自然環境中很難降解，被應用於塑料、皮革、紙張等製品後，隨這些製品被廢棄後而進入環境，由於不能降解造成了「汙染」，已成為自然環境保護的重大隱患，解決此方面問題逐漸成為當前研發的熱點。
近年來，少數研究人員開始研究可降解膠粘劑，例如，cn00128743.5報導了由聚天冬氨酸、其鹽及其衍生物與天然增稠劑樹脂的混合物製成的水溶性膠黏劑。雖然該專利中描述為可生物降解，但並沒有具體說清楚混合物膠黏劑的生物降解率到底是多少。另外，水性膠黏劑的耐水性、耐溶劑性、膠膜強度等性能較差，且根據合成工藝分析，其成本也很高。
總的來說，生產簡單、易操作、成本低、可生物降解的膠粘劑的研製仍是很少見。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種利用丙交酯(la)化學合成產物製備得到的可生物降解的膠粘劑材料，該膠粘劑具有製備簡單、相對分子量和粘度可控的特點，可用於膠帶、皮革、貼紙、文具、辦公、電子、汽車邊飾固定、鞋業、手工飾品粘貼固定等領域。
本發明所述的生物降解膠粘劑，其原料按組分質量分數計，包括以下組分：
丙交酯(la)化學合成產物10-90份；
溶劑10-90份。
本發明所述的生物降解膠粘劑，黏度為50-5000mpa·s，剝離強度≥2.5(n/cm)，初粘力(球號)≥5，持粘力≥0.8h，相對生物分解率≥90％。
本發明所述的生物降解膠粘劑中的丙交酯(la)化學合成產物的製備方法，包括以下步驟：將la材料按溶劑質量的5％-50％比例，倒入裝有溶劑的反應容器中，反應器帶攪拌與控溫功能，控制反應器在氮氣保護下，控制一定反應溫度，同時進行攪拌，la完全熔融後，加入催化劑，反應一段時間後，停止攪拌，進行提純離心，即獲得la化學合成產物。
根據權利要求1-3所述的催化劑為辛酸亞錫，所述的溶劑為乙酸乙酯。
根據權利要求3所述的化學合成反應時的反應器溫度可以為30℃～75℃區間內的任一溫度，化學合成反應時間可以為3h～12h。
根據權利要求1-5所述的生物降解膠粘劑製備方法，其特徵在於，將la化學合成產物用乙酸乙酯進行稀釋到合適粘度，即獲得生物降解膠粘劑。
上述的生物降解膠粘劑，可用於膠帶、皮革、貼紙、文具、辦公、電子、汽車邊飾固定、鞋業、手工飾品粘貼固定等方面。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
(1)膠粘劑的製備初始原料為可生物降解的生物製造丙交酯(la)，使得最終產物膠粘劑的生物降解性可以保證；
(2)由於採取合成la的方法進行方案處理，所以可以通過控制催化劑的使用量、化學合成反應溫度、反應時間來控制合成產物的相對分子量，從而來控制產物的粘度，使得最終膠粘劑粘度可控；
(3)由於是採取乙酸乙酯溶解稀釋la化學合成產物，乙酸乙酯毒性小且溶於水，所以相對於傳統苯系溶劑型膠粘劑更加環保安全；
(4)膠黏劑產物加工工藝簡單、不用添加其它助劑，可以進行連續化生產、效率高；
(5)目前由於在發明的生物降解膠粘劑中，丙交酯(la)化學合成產物的濃度在很低情況下，即可滿足膠粘劑所需的粘性，因此，使得膠粘劑成本較低。
由於具備了上述優點，使得生物降解膠粘劑可用於膠帶、貼紙、文具、辦公、電子、汽車邊飾固定、鞋業、手工飾品粘貼固定等領域，不僅具有環保意義，而且具有廣泛的應用前景。
具體實施方式
下面對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
實施例1～4
(1)實施例中la化學合成產物製備
在四個反應器中分別加入乙酸乙酯溶液，然後按乙酸乙酯溶液質量的25％的比例加入la粉料，在氮氣保護下，控制溫度在60℃，攪拌速度為150r/min，la完全溶解後，加入2.12g辛酸亞錫，分別反應2.5h、4h、6h、9h後時取出反應物，用無水乙醇進行提純離心，得到la化學合成產物。
(2)實施例中la化學合成產物性能表徵
①核磁共振測試
核磁共振實驗條件為，溶劑是重水，內標四甲基矽烷。核磁圖中有pla的次甲基基團的四重峰中心在5.2ppm，甲基位移峰值為1.5ppm，說明清洗後的共聚物中有la大分子產物。
②gpc分析
gpc實驗條件為，四氫呋喃流動相，樣品濃度2-3mg/ml，流速1ml/min，檢測溫度30℃，標準樣品聚苯乙烯(ps)。不同反應時間gpc分析la化學合成產物數均分子量結果見表1。
表1
實例5～8
將實例4得到la化學合成產物用乙酸乙酯進行稀釋，得到的生物降解膠粘劑。依據溶液的固含量，取定量溶液用刮刀均勻塗刮於牛皮紙上，放入烘箱裡烘10min，製得含膠量為12mg/cm2的壓敏膠帶。其中初粘力測試採取國標gb/t4852-2002中斜面滾球法(傾斜角度30°，試樣長250mm以上，寬10-80mm)，檢測規定長度的粘性面能夠粘住的最大鋼球尺寸。持粘力測試採取國標gb/t4851-2014中膠粘帶對標準測試鋼板的測試方法(試樣長150mm，寬12±0.5mm)，通過膠粘帶的失效時間來測量膠粘帶對標準鋼板的持粘性；根據國標gb/t2792-2014中膠粘帶與不鏽鋼板的180°剝離試驗測得剝離強度。根據國標gb/t2754-95測得粘度。生物降解膠粘劑的各項性能見表2。
表2
用實例8得到生物降解膠粘劑，以雙向拉伸聚乳酸薄膜為基材，製備郵政快遞封裝用透明膠帶，製備得到透明膠帶的性能如表3所示。
表3
註：根據郵政業封裝用膠帶(生物降解帶)標準測得。其中初粘力國標gb/t4852-2002中斜面滾球法(方法同上)和斜槽滾球法(傾斜角21°30′長100mm以上，寬25mm)測量其在水平板上的膠粘帶粘性面上滾動的距離。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。