光热可转换黏合剂

本发明涉及一种可通过用光照激活的可逆黏合剂及其制造。黏合强度可以通过改变化学交联的数量来调节。黏附释放的光热效应来自于黏合剂中分散的光热剂。

背景技术：

1、本说明书中对在先公开的文献的列举或讨论不应必然地被视为承认该文献是现有技术的一部分或者是公知常识。

2、黏合剂在我们的日常生活和工业中发挥着重要作用，从“强力胶”到胶带，形式多种多样。通常，这些黏合剂可以被分类为永久的或临时的；其中前者显示出具有最小可重用性的高黏合力(例如环氧化物)，而后者具有较低的黏合力但可以被轻易去除(例如压敏胶带)。然而，考虑到日益增长的工业需求，诸如增加的自动化系统，可转换黏合剂已被设计为响应外部触发进行粘合和脱粘。虽然已经使用了各种触发物诸如电和磁刺激，但光辐照因其可空间控制的非接触刺激，为实现黏合剂转换提供了一种有吸引力的方法。此外，可以调节辐照波长、强度和时间以控制黏合剂转换性能。然而，在黏合剂的设计中所面临的主要挑战之一是将黏合剂从基底去除所需的力。该临界力取决于界面强度、接触面积和顺应性。

3、因此，存在发现能够实现黏合剂转换的光热黏合剂的需要。

技术实现思路

1、现在将通过参照以下编号的条款来讨论本发明的各个方面和实施方式。

2、1.一种光热黏合剂，包括：

3、通过以下的无规嵌段共聚形成的交联的聚合物基质：

4、具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚氨酯丙烯酸酯聚合物材料；

5、和

6、具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚合物或低聚物交联剂材料；

7、和

8、光热剂，其中所述光热剂分散在所述交联的聚合物基质内。

9、2.根据条款1所述的光热黏合剂，其中，所述光热剂能够吸收光以产生热，从而通过热膨胀和/或烧蚀引起黏合剂释放。

10、3.根据条款2所述的光热黏合剂，其中，所述光热剂选自由吸收uv的光热剂，更特别地，多壁碳纳米管(mwcnt)、单壁碳纳米管(swcnt)、mxene、石墨、氧化石墨烯、液态金属和炭黑组成的组中的一种或多种，任选地其中，所述光热剂为2-(2h-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(bzt)或，更特别地，是mwcnt。

11、4.根据前述条款中任一项所述的光热黏合剂，其中其中，所述光热剂以相对于所述光热黏合剂的总重量的0.1至10wt％，诸如1至5wt％的量存在于所述光热黏合剂中。

12、5.根据前述条款中任一项所述的光热黏合剂，其中其中，所述具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚氨酯丙烯酸酯聚合物材料是具有两个丙烯酸酯端基的脂肪族丙烯酸酯聚合物材料。

13、6.根据条款5所述的光热黏合剂，其中，所述具有两个丙烯酸酯端基的脂肪族丙烯酸酯聚合物材料选自以下中的一种或多种：cn310、cn8881、cn8884、cn8888、cn9004、cn9014、cn9028、cn9031、cn9002、cn966j75、cn9018、cn9021、cn3108、cn3211和cn8004。

14、7.根据条款6所述的光热黏合剂，其中，所述具有两个丙烯酸酯端基的脂肪族丙烯酸酯聚合物材料是cn9021。

15、8.根据前述条款中任一项所述的光热黏合剂，其中，所述具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚氨酯丙烯酸酯聚合物材料的数均分子量大于20,000道尔顿，诸如20,001至50,000道尔顿。

16、9.根据前述条款中任一项所述的光热黏合剂，其中，所述具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚合物或低聚物交联剂材料选自以下中的一种或多种：1,6-己二醇二丙烯酸酯、四(乙二醇)二丙烯酸酯，或者更特别地，聚(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-co-二甲基丙烯酸乙二酯)、聚(乙二醇)二丙烯酸酯(pegda)、聚(己内酯)二甲基丙烯酸酯和聚(丙二醇)二甲基丙烯酸酯。

17、10.根据条款9所述的光热黏合剂，其中，具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚合物或低聚物交联剂材料是聚(乙二醇)二丙烯酸酯(pegda)。

18、11.根据前述条款中任一项所述的光热黏合剂，其中，所述具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚合物或低聚物交联剂材料的数均分子量为200至1,000道尔顿。

19、12.根据条款11所述的光热黏合剂，其中，所述具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚合物或低聚物交联剂材料的数均分子量为250至750道尔顿，诸如400至600道尔顿，诸如575道尔顿。

20、13.根据前述条款中任一项所述的光热黏合剂，其中，所述具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚合物或低聚物交联剂材料以相对于所述交联的聚合物基质的总重量的5到30wt％的量存在，诸如10到20wt％。

21、14.根据前述条款中任一项所述的光热黏合剂，其中，所述光热黏合剂以膜的形式提供和/或所述光热黏合剂是透明的。

22、15.根据条款1至14中任一项所述的形成光热黏合剂的方法，所述方法包括以下步骤：

23、(a)提供混合物，包括：

24、具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚氨酯丙烯酸酯聚合物材料；

25、和

26、具有两个或更多个丙烯酸酯端基的聚合物或低聚物交联剂材料；

27、光热剂；和

28、自由基引发剂；

29、(b)在50至100℃的温度下加热所述混合物一段时间以提供所述光热黏合剂。

30、16.根据条款15所述的方法，其中，所述温度为70至90℃和/或所述一段时间为15分钟至1小时，诸如30至45分钟。

31、17.根据条款15或条款16所述的方法，其中，所述聚合发生在不暴露于环境大气条件的容器中，任选地其中所述容器是封闭的模具。

32、18.根据条款1至14中任一项所述的光热黏合剂在物体的拾取和放置操作中的用途，任选地其中，所述物体为微米或毫米级。

33、19.一种拾取和放置物体的方法，所述方法包括：

34、(i)将待放置的物体黏附到光热黏合剂的膜，其中所述光热黏合剂是如条款1至14中任一项所述的，以形成黏附物体；和

35、(ii)将所述黏附物体放置在期望位点处，并通过以下将所述物体从所述光热黏合剂的膜释放：将来自光源的光施加到所述膜，从而引起所述膜的热膨胀或烧蚀，以实现所述黏附物体的释放，任选地其中所述物体为微米或毫米级。

36、20.根据条款19所述的方法，其中，所述光源是波长为500至1,080nm的ir激光光源或波长小于500nm，诸如488nm的激光，条件是所述光热剂选自由多壁碳纳米管(mwcnt)、单壁碳纳米管(swcnt)、mxene、石墨、氧化石墨烯、液态金属和炭黑组成的组中的一种或多种。

37、21.根据条款20所述的方法，其中，具有500至1,080nm的波长的所述ir激光光源或具有小于500nm的波长(诸如488nm或诸如355nm)的所述激光的脉冲能量为大于0至500μj。

38、22.根据条款19所述的方法，其中，所述光源是具有10至400nm的波长的uv光源或具有小于400nm，诸如200nm的波长的激光，条件是所述光热剂是吸收uv的光热剂，任选地其中，所述光热剂选自4-苯基偶氮苯酚，和更特别地，2-(2h-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚中的一种或两种。

39、23.根据条款22所述的方法，其中，具有10至400nm的波长的所述uv激光光源或具有小于400nm(诸如200nm)的波长的所述激光的脉冲能量为大于0至500μj。