本技術(shù)涉及化工材料領(lǐng)域，特別是一種利用丙交酯(la)化學(xué)合成產(chǎn)物制備得到的可生物降解的膠粘劑材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上膠黏劑的類型比較多，在膠帶、文具、手工飾品等各種行業(yè)中都發(fā)揮了極其重大的作用。大多數(shù)產(chǎn)品雖然在初粘性、持粘性、剝離強(qiáng)度等方面符合要求，但在環(huán)保安全等方面卻存在較大隱患。由于傳統(tǒng)的膠粘劑在自然環(huán)境中很難降解，被應(yīng)用于塑料、皮革、紙張等制品后，隨這些制品被廢棄后而進(jìn)入環(huán)境，由于不能降解造成了“污染”，已成為自然環(huán)境保護(hù)的重大隱患，解決此方面問(wèn)題逐漸成為當(dāng)前研發(fā)的熱點(diǎn)。
近年來(lái)，少數(shù)研究人員開(kāi)始研究可降解膠粘劑，例如，cn00128743.5報(bào)道了由聚天冬氨酸、其鹽及其衍生物與天然增稠劑樹(shù)脂的混合物制成的水溶性膠黏劑。雖然該專利中描述為可生物降解，但并沒(méi)有具體說(shuō)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(qiáng)度等性能較差，且根據(jù)合成工藝分析，其成本也很高。
總的來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)簡(jiǎn)單、易操作、成本低、可生物降解的膠粘劑的研制仍是很少見(jiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種利用丙交酯(la)化學(xué)合成產(chǎn)物制備得到的可生物降解的膠粘劑材料，該膠粘劑具有制備簡(jiǎn)單、相對(duì)分子量和粘度可控的特點(diǎn)，可用于膠帶、皮革、貼紙、文具、辦公、電子、汽車邊飾固定、鞋業(yè)、手工飾品粘貼固定等領(lǐng)域。
本發(fā)明所述的生物降解膠粘劑，其原料按組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括以下組分：
丙交酯(la)化學(xué)合成產(chǎn)物10-90份；
溶劑10-90份。
本發(fā)明所述的生物降解膠粘劑，黏度為50-5000mpa·s，剝離強(qiáng)度≥2.5(n/cm)，初粘力(球號(hào))≥5，持粘力≥0.8h，相對(duì)生物分解率≥90％。
本發(fā)明所述的生物降解膠粘劑中的丙交酯(la)化學(xué)合成產(chǎn)物的制備方法，包括以下步驟：將la材料按溶劑質(zhì)量的5％-50％比例，倒入裝有溶劑的反應(yīng)容器中，反應(yīng)器帶攪拌與控溫功能，控制反應(yīng)器在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，控制一定反應(yīng)溫度，同時(shí)進(jìn)行攪拌，la完全熔融后，加入催化劑，反應(yīng)一段時(shí)間后，停止攪拌，進(jìn)行提純離心，即獲得la化學(xué)合成產(chǎn)物。
根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求3所述的化學(xué)合成反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)器溫度可以為30℃～75℃區(qū)間內(nèi)的任一溫度，化學(xué)合成反應(yīng)時(shí)間可以為3h～12h。
根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的生物降解膠粘劑制備方法，其特征在于，將la化學(xué)合成產(chǎn)物用乙酸乙酯進(jìn)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，可用于膠帶、皮革、貼紙、文具、辦公、電子、汽車邊飾固定、鞋業(yè)、手工飾品粘貼固定等方面。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)膠粘劑的制備初始原料為可生物降解的生物制造丙交酯(la)，使得最終產(chǎn)物膠粘劑的生物降解性可以保證；
(2)由于采取合成la的方法進(jìn)行方案處理，所以可以通過(guò)控制催化劑的使用量、化學(xué)合成反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間來(lái)控制合成產(chǎn)物的相對(duì)分子量，從而來(lái)控制產(chǎn)物的粘度，使得最終膠粘劑粘度可控；
(3)由于是采取乙酸乙酯溶解稀釋la化學(xué)合成產(chǎn)物，乙酸乙酯毒性小且溶于水，所以相對(duì)于傳統(tǒng)苯系溶劑型膠粘劑更加環(huán)保安全；
(4)膠黏劑產(chǎn)物加工工藝簡(jiǎn)單、不用添加其它助劑，可以進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)、效率高；
(5)目前由于在發(fā)明的生物降解膠粘劑中，丙交酯(la)化學(xué)合成產(chǎn)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。
由于具備了上述優(yōu)點(diǎn)，使得生物降解膠粘劑可用于膠帶、貼紙、文具、辦公、電子、汽車邊飾固定、鞋業(yè)、手工飾品粘貼固定等領(lǐng)域，不僅具有環(huán)保意義，而且具有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1～4
(1)實(shí)施例中l(wèi)a化學(xué)合成產(chǎn)物制備
在四個(gè)反應(yīng)器中分別加入乙酸乙酯溶液，然后按乙酸乙酯溶液質(zhì)量的25％的比例加入la粉料，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，控制溫度在60℃，攪拌速度為150r/min，la完全溶解后，加入2.12g辛酸亞錫，分別反應(yīng)2.5h、4h、6h、9h后時(shí)取出反應(yīng)物，用無(wú)水乙醇進(jìn)行提純離心，得到la化學(xué)合成產(chǎn)物。
(2)實(shí)施例中l(wèi)a化學(xué)合成產(chǎn)物性能表征
①核磁共振測(cè)試
核磁共振實(shí)驗(yàn)條件為，溶劑是重水，內(nèi)標(biāo)四甲基硅烷。核磁圖中有pla的次甲基基團(tuán)的四重峰中心在5.2ppm，甲基位移峰值為1.5ppm，說(shuō)明清洗后的共聚物中有l(wèi)a大分子產(chǎn)物。
②gpc分析
gpc實(shí)驗(yàn)條件為，四氫呋喃流動(dòng)相，樣品濃度2-3mg/ml，流速1ml/min，檢測(cè)溫度30℃，標(biāo)準(zhǔn)樣品聚苯乙烯(ps)。不同反應(yīng)時(shí)間gpc分析la化學(xué)合成產(chǎn)物數(shù)均分子量結(jié)果見(jiàn)表1。
表1
實(shí)例5～8
將實(shí)例4得到la化學(xué)合成產(chǎn)物用乙酸乙酯進(jìn)行稀釋，得到的生物降解膠粘劑。依據(jù)溶液的固含量，取定量溶液用刮刀均勻涂刮于牛皮紙上，放入烘箱里烘10min，制得含膠量為12mg/cm2的壓敏膠帶。其中初粘力測(cè)試采取國(guó)標(biāo)gb/t4852-2002中斜面滾球法(傾斜角度30°，試樣長(zhǎng)250mm以上，寬10-80mm)，檢測(cè)規(guī)定長(zhǎng)度的粘性面能夠粘住的最大鋼球尺寸。持粘力測(cè)試采取國(guó)標(biāo)gb/t4851-2014中膠粘帶對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試鋼板的測(cè)試方法(試樣長(zhǎng)150mm，寬12±0.5mm)，通過(guò)膠粘帶的失效時(shí)間來(lái)測(cè)量膠粘帶對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋼板的持粘性；根據(jù)國(guó)標(biāo)gb/t2792-2014中膠粘帶與不銹鋼板的180°剝離試驗(yàn)測(cè)得剝離強(qiáng)度。根據(jù)國(guó)標(biāo)gb/t2754-95測(cè)得粘度。生物降解膠粘劑的各項(xiàng)性能見(jiàn)表2。
表2
用實(shí)例8得到生物降解膠粘劑，以雙向拉伸聚乳酸薄膜為基材，制備郵政快遞封裝用透明膠帶，制備得到透明膠帶的性能如表3所示。
表3
注：根據(jù)郵政業(yè)封裝用膠帶(生物降解帶)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得。其中初粘力國(guó)標(biāo)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(zhǎng)100mm以上，寬25mm)測(cè)量其在水平板上的膠粘帶粘性面上滾動(dòng)的距離。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。