一种压敏性水凝胶粘合剂及其制备方法与应用

本发明涉及一种压敏性水凝胶粘合剂及其制备方法与应用，属于聚合物粘合剂。

背景技术：

1、粘合剂广泛应用于我们的日常生活和工业。许多工业应用都需要永久性、可重复使用的湿粘合剂。湿粘附粘合剂大致可分为两类：胶型和胶带型粘合剂。水凝胶作为一种胶带型粘合剂是即时且可重复使用的。水凝胶粘合剂已被广泛地研究并应用在各种工业如水下修复、转移打印、植入式装置、伤口敷料、软机器人、组织工程、和海洋防污材料等。但是常见的湿粘合剂大都局限于水下的粘附，因此，急需开发能适用于多种液体环境下的水凝胶粘合剂。

2、水凝胶粘合剂因其天生的亲水性，在水环境中极易溶胀导致湿粘附失效。常见的湿粘附和抗溶胀水凝胶制备策略有：疏水组分引入、静电相互作用、微纳尺度的排水结构、吸水填料引入等。然而，水凝胶在油或者有机溶剂环境中也难以粘附，因为有机溶液的表面能低，使得水凝胶与靶材之间无法产生有效粘合。文献(adv.funct.mater.2021，31，2104296)报道了在水凝胶粘合层添加聚四氟乙烯，利用聚四氟乙烯的低表面能来实现在油下的粘附。然而，所采用的策略需要额外加入低表面能材料，无法同时实现同一种水凝胶在水、油多种液体的粘附。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种压敏性水凝胶粘合剂及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

2、为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明实施例提供了一种压敏性水凝胶粘合剂的制备方法，其包括：

4、使包含疏水有机单体、表面活性剂、亲水有机单体、热引发剂、多金属氧酸和/或多金属氧酸盐、水的均匀混合反应体系进行热引发聚合反应，得到块状水凝胶；

5、以包含多价金属阳离子的多价金属溶液浸润所述块状水凝胶，得到压敏性水凝胶粘合剂。

6、本发明实施例还提供了所述制备方法制得的压敏性水凝胶粘合剂。

7、此外，本发明还提供了所述压敏性水凝胶粘合剂于制备粘合剂材料中的应用。

8、与现有技术相比较，本发明的有益效果至少在于：

9、1)本发明制备所得的压敏性水凝胶粘合剂通过利用亲水有机单体和疏水有机单体合成水凝胶主体，用多金属氧酸盐作为交联剂，通过多价金属离子溶液浸泡，水凝胶表面的亲、疏水基团进行迁移和重排，具有排除界面液体的功能。

10、2)本发明制备所得的压敏性水凝胶粘合剂通过对水凝胶外层的亲水、疏水基团的调控实现，使其可以在水、油、有机溶剂等多种液体环境中均能对基底保持有效的粘附效果。

技术特征：

1.一种压敏性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述透明乳液中疏水有机单体的物质的量浓度为0.5～1.0mol/l；

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述均匀混合反应体系中亲水有机单体的浓度为0.1～0.5g/ml；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述疏水有机单体为带有长链烷烃的甲基丙烯酸类有机单体，包括甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十六酯，甲基丙烯酸十八酯中的任意一种或两种以上的组合；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多价金属溶液中多价金属阳离子包括钙离子、镁离子、锌离子、铜离子、铝离子、铁离子、镧离子、铬离子中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述热引发聚合反应的温度为30～100℃，时间为10～60min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述浸润的时间为10～120min。

9.由权利要求1-8中任一项所述制备方法制得的压敏性水凝胶粘合剂。

10.权利要求9所述的压敏性水凝胶粘合剂于制备粘合剂材料中的应用。

技术总结本发明提供了一种压敏性水凝胶粘合剂及其制备方法与应用。所述制备方法包括：使包含疏水有机单体、表面活性剂、亲水有机单体、热引发剂、多金属氧酸和/或多金属氧酸盐、水的均匀混合反应体系进行热引发聚合反应，得到块状水凝胶；然后以包含多价金属阳离子的多价金属溶液浸润所述块状水凝胶，得到压敏性水凝胶粘合剂。本发明通过利用亲水有机单体和疏水有机单体合成水凝胶主体，用多金属氧酸盐作为交联剂，再通过多价金属离子溶液浸泡，水凝胶表面的亲、疏水基团进行迁移和重排，具有排除界面液体的功能，制备得到的水凝胶粘合剂在多种有机、无机液体环境下具有强粘附性。技术研发人员：王刚,曾志翔,付超受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/26