基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法

本发明属于聚合物粘附剂，具体涉及一种基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法。

背景技术：

1、胶粘剂因为能够轻易地粘合基材而不造成严重损害而得到了广泛的使用。传统的热固型胶水能够通过其状态从液体到固体的转变形成不可逆共价键实现高强度粘合，但其难以按需脱附，并且由于其固态的特征，很容易发生脆性断裂。聚合物胶粘剂作为准固态弹性材料可以通过耗散机械应力来维持粘接稳定，近些年受到了广泛关注。聚合物胶粘剂作为一种软材料，能够适应粗糙的表面，通过与基底表面的氢键、静电、π-π、离子-偶极、偶极-偶极、阳离子-π以及疏水相互作用等物理相互作用力实现可逆的粘附性。然而，这些胶粘剂大多数表现出与玻璃和金属的高性能粘接，对于惰性低表面能底物(如聚四氟乙烯)的粘附一直是一个挑战，因为这种底物抗润湿并具有有限的官能团与粘合剂形成界面相互作用。并且，由于氢键的亲水作用、表面水化作用、聚合物网络的不稳定以及水合离子向周围水中的不必要扩散，会导致聚合物胶粘剂在水中的粘接强度明显下降甚至彻底丧失。

2、疏水聚合物网络为聚合物胶粘剂提供一种能适应水下和高湿度环境下粘附的策略。疏水聚合物中的疏水官能团可以有效阻止周围的水分子进入胶粘剂本体，使粘附界面能够在水中保持稳定。疏水官能团还可以与聚四氟乙烯等低表面能基底形成疏水相互作用力，从而达到对这些材质的粘附。然而疏水聚合物胶粘剂中缺乏氢键相互作用，通常对亲水表面(如玻璃、金属、木材等)的粘合力不理想。因此，设计具有高粘合力、可按需脱附、适应不同材质和水下粘附性的聚合物胶粘剂仍然是一种挑战。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种基于疏水低共熔溶剂的具有高粘合力、可按需脱附、适应不同材质和防水性的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法。

2、本发明的技术方案：

3、一种基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将疏水氢键供体和氢键受体按比例混合，加热搅拌至澄清，得到疏水低共熔溶剂；

5、s2、向疏水低共熔溶剂中加入丙烯酸酯类疏水单体，超声混合均匀；

6、s3、向s2制备的混合物中加入化学交联剂；

7、s4、最后加入光引发剂，在超声溶解后置于365nm紫外灯下光引发，得到聚合物胶粘剂。

8、优选的，s1加热温度为50℃到150℃。s1加热可使聚合物胶粘剂与粘附基地充分接触并可以此按需脱附。

9、优选的，s1中所述的疏水氢键供体为正丁醇、正己醇、布洛芬、对羟基苯甲酸、羟苯乙酯、薄荷醇、百里香酚、百里酚、冰片和樟脑中的任一种；氢键受体包括四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基六氟磷酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、正庚酸、正辛酸、癸酸和月桂酸中的任一种；疏水氢键供体和氢键受体的摩尔比为1：4-4：1。

10、优选的，s2中所述的丙烯酸酯类疏水单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片脂、2,2,3,4,4,4,-六氟丁基丙烯酸酯、丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸叔丁酯中的任一种。

11、优选的，s3中所述的化学交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯苯和聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯中的任一种。

12、优选的，s4中所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、安息香双甲醚和2,4-二羟基二苯甲酮中任一种。

13、优选的，疏水低共熔溶剂：丙烯酸酯类单体：交联剂：光引发剂质量比为(100-300)：600：1：2。

14、优选的，s4紫外灯下光引发时间为1-5分钟。

15、本发明的有益效果：

16、本发明将由疏水氢键供体和疏水氢键受体组成的疏水低共熔溶剂引入疏水聚合物骨架网络中，使用化学交联剂有效增加聚合物骨架的强度。疏水低共熔溶剂和疏水聚合物网络能够排斥胶粘剂界面的水分子，避免水分子的渗入和对粘附界面的损害，达到长时间水下或其他潮湿环境下的粘附。疏水链段与粘附基底的疏水相互作用以及疏水低共熔溶剂提供的氢键相互作用，使所制备的聚合物胶粘剂能适应不同基底材质，对亲水基底(如玻璃、金属、木材)和疏水基底(如聚四氟乙烯)均表现出高粘附性。此外，所制备的胶粘剂材料还具备空气中/水下自修复能力，证明其可重复使用。

17、用本发明方法制备得到的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂具有热敏性能，在高温下50-150℃内聚力急剧降低，表现出高界面粘性，有助于胶粘剂与粘附基底表面作用，实现强粘附。并且，可利用此性质轻松实现按需脱附。

技术特征：

1.一种基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，s1加热温度为50℃到150℃。

3.根据权利要求1所述的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，s1中所述的疏水氢键供体为正丁醇、正己醇、布洛芬、对羟基苯甲酸、羟苯乙酯、薄荷醇、百里香酚、百里酚、冰片和樟脑中的任一种；

4.根据权利要求1所述的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，s2中所述的丙烯酸酯类疏水单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片脂、2,2,3,4,4,4,-六氟丁基丙烯酸酯、丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和丙烯酸叔丁酯中的任一种。

5.根据权利要求1所述的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，s3中所述的化学交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯苯和聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯中的任一种。

6.根据权利要求1所述的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，s4中所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、安息香双甲醚和2,4-二羟基二苯甲酮中任一种。

7.根据权利要求1所述的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，疏水低共熔溶剂：丙烯酸酯类单体：化学交联剂：光引发剂的质量比为100-300：600：1：2。

8.根据权利要求1所述的基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，其特征在于，s4紫外灯下光引发时间为1-5分钟。

技术总结本发明涉及一种基于疏水低共熔溶剂的全疏水聚合物胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将疏水氢键供体和氢键受体按比例混合，加热搅拌至澄清，得到疏水低共熔溶剂；S2、向低共熔溶剂中加入丙烯酸酯类疏水单体，超声混合均匀；S3、向S2制备的混合物中加入化学交联剂；S4、最后加入光引发剂，在超声溶解后置于365nm紫外灯下光引发，得到全疏水聚合物胶粘剂。本发明制备的聚合物胶粘剂具有空气中/水下自修复性、不溶胀性、环境稳定性、对多种材质强粘附。所制备的胶粘剂具有环境耐受性，在空气中、水下、海水中、盐酸溶液和氢氧化钠溶液中长时间浸泡后，粘附力均无衰减。技术研发人员：庞雪蕾,吴浩然,李亚娟,余旭东受保护的技术使用者：河北科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29