本发明涉及高分子材料领域,具体地,本发明涉及一种可回收的环氧树脂类玻璃高分子固体胶黏剂及其制备方法。
背景技术:
1、人们的日常生活与生产离不开使用各种各样的胶黏剂。其中,环氧树脂胶黏剂是众多胶黏剂当中比较经典的一类。因其力学性能优异,在日常生活生产被广泛使用。然而,传统环氧树脂胶黏剂往往需要通过两组分反应获得,这使得最终粘合效果对反应条件极为敏感,比例、温度、时间、搅拌等条件都会对最终的粘合效果造成影响。其次,固化过程往往会造成大约4%的体积收缩,也会在一定程度上产生内应力,影响最终的粘合效果。另外,产品中往往含有溶剂等挥发分会对身体健康造成一定影响;并且,最终产物的不可逆交联结构导致其无法被再塑性、回收,对环境保护造成了压力。对此,固体胶黏剂不仅不存在溶剂的影响,也不会由于固化过程导致体积收缩,并且不存在挥发分,同时使用非常简单。而相对的,固体胶黏剂往往存在粘合效果不好的问题。
2、因此,急需设计一种高性能的、环境友好的、可持续发展的、低成本可回收的固体胶黏剂。
技术实现思路
1、本发明针对现有传统胶黏剂的不足之处,利用传统商业可得原料,设计了一种不需要溶剂且可以多次回收使用可降解的高性能固体胶黏剂。推动了可持续,可回收的技术发展,也为设计制备新型可回收环保材料提供了新思路。
2、在本发明的一方面,本发明提出了一种制备可回收的玻璃高分子固体胶黏剂的方法。根据本发明的实施例,所述方法包括:
3、s1:将二缩水甘油醚与二酸或酸酐加入四氟乙烯模具中,进行第一加热处理,得到混合物;
4、s2:将所述混合物与催化剂进行第二加热处理以及冷却处理,得到聚合物;
5、s3:将所述聚合物进行切片处理,得到所述固体胶黏剂。根据本发明实施例的方法不需要溶剂,操作简单,且根据本发明实施例的方法制备获得的固体胶黏剂性能高,且可以多次回收使用可降解。根据本发明实施例的方法是通过高温下激发热固性高分子材料的交换反应(酯交换反应),当交换反应发生足够长的时间后,材料的交联网络在交联密度不变的情况下发生了改变,从而实现了对热固性高分子材料的直接变形加工和直接回收利用。根据本发明实施例的方法制备的可回收的类玻璃高分子固体胶黏剂包括但不限于环氧树脂等。
6、根据本发明的实施例,上述方法还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一:
7、根据本发明的实施例,所述二缩水甘油醚为双酚a二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二环氧甘油醚或1,4-二羟基联苯二缩水甘油醚。
8、根据本发明的实施例,所述双酚a二缩水甘油醚的结构为
9、
10、根据本发明的实施例,所述二酸为脂肪族二酸、芳基二酸或聚乙二醇二酸。
11、根据本发明的实施例,所述二酸为己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸及十二烷基二酸、十六烷基二酸、十八烷基二酸、十六烷基二酸、十八烷基二酸、二十烷基二酸、二十二烷基二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸或聚乙二醇二羧酸。
12、根据本发明的实施例,所述脂肪族二酸为n1选自1-22。
13、根据本发明的实施例,所述芳基二酸为对苯二甲酸、邻苯二甲酸或间苯二甲酸。
14、根据本发明的实施例,所述聚乙二醇二酸为分子量范围为400-2000。
15、根据本发明的实施例,所述酸酐为戊二酸酐、己二酸酐或丁二酸酐。
16、根据本发明的实施例,所述二缩水甘油醚与二酸或酸酐的摩尔比为2:1-1:2。
17、根据本发明的实施例,所述聚合物的结构为
18、
19、r为n1为1-22;或所在的聚乙二醇二酸分子量范围为400-2000。
20、根据本发明的实施例,所述催化剂的用量相对于所述二酸或酸酐的物质的量的比例为2-10mol%。根据本发明的实施例,该比例意味着,假如二酸的用量为100mol,那么催化剂的用量为2-10mol。根据本发明的实施例,催化效果高,且能得到具有较好的力学性能的材料。
21、根据本发明的实施例,所述有机胺催化剂为四甲基胍、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯或1,5,7-三氮杂双环-[4.4.0]-癸烯-5-烯。
22、根据本发明的实施例,所述有机金属盐催化剂为醋酸锌,醋酸铝,醋酸铅,乙酰丙酮锌,乙酰丙酮铁,乙酰丙酮铝或乙酰丙酮铅。
23、根据本发明的实施例,所述第一加热处理的温度为80-200℃。发明人发现,温度过低会导致原料不熔融,使反应不均匀。
24、根据本发明的实施例,所述第一加热处理时间为5-20分钟。发明人发现,时间过短会导致原料没有彻底熔融混匀,使反应不均匀。
25、根据本发明的实施例,所述第二加热处理的温度为80-200℃。
26、根据本发明的实施例,所述第二加热处理的时间为5-20分钟。发明人发现,时间过短会导致粘度不够较难进行后续热压。
27、根据本发明的实施例,所述切片处理是在温度为80-200℃、压力2-10mpa的条件下进行的。发明人发现,如果温度或压力不在该范围内,则可能造成交换反应效率不够快,导致加热时间过长。
28、根据本发明的实施例,所述切片处理后得到的薄片的厚度为0.03~10mm。发明人发现,该厚度体现出产品可以被加工成自定义厚度,表现优异的利用效率。
29、在本发明的另一方面,本发明还提出了一种制备可回收的玻璃高分子固体胶黏剂的方法。根据本发明的实施例,所述方法包括:
30、s1:将双酚a二缩水甘油醚与二酸或酸酐按摩尔比为2:1-1:2加入四氟乙烯模具中,加热熔融并搅拌充分后,得到混合物;
31、s2:在所述混合物中加入相对于所述二酸或酸酐的物质的量2-10mol%的1,5,7-三丙基庚氧基三甲基铵盐,继续加热搅拌5-20分钟后体系逐渐粘稠直至可以拉丝后停止加热,得到聚合物;
32、s3:将冷却后的所述聚合物在温度80-200℃,压力2-10mpa的条件下热压加工成0.03~10mm的薄片,将所述薄片裁剪成合适尺寸,得到所述固体胶黏剂。根据本发明实施例的方法不需要溶剂,操作简单,且根据本发明实施例的方法制备获得的固体胶黏剂性能高,且可以多次回收使用可降解。
33、在本发明的再一方面,本发明还提出了一种可回收的玻璃高分子固体胶黏剂。根据本发明的实施例,所述固体胶黏剂是通过前面所述的方法制备得到的。
34、本发明具有如下技术效果至少之一:
35、1)根据本发明实施例的制备方法过程中不需要使用溶剂,成本低廉;
36、2)根据本发明实施例的制备方法工艺参数易于控制;
37、3)根据本发明实施例的制备方法的简单:
38、4)根据本发明实施例的固体胶黏剂可重复使用;
39、5)根据本发明实施例的固体胶黏剂降解。
1.一种制备可回收的玻璃高分子固体胶黏剂的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二缩水甘油醚为双酚a二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二环氧甘油醚或1,4-二羟基联苯二缩水甘油醚;
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二酸为脂肪族二酸、芳基二酸或聚乙二醇二酸;
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述聚合物的结构为
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化剂的用量相对于所述二酸或酸酐的物质的量的比例为2-10mol%;
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一加热处理的温度为80-200℃;
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二加热处理的温度为80-200℃;
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述切片处理是在温度为80-200℃、压力2-10mpa的条件下进行的;
9.一种制备可回收的玻璃高分子固体胶黏剂的方法,其特征在于,包括:
10.一种可回收的玻璃高分子固体胶黏剂,其特征在于,所述固体胶黏剂是通过权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的。