[发明专利]一种聚苯乙烯材料专一粘合剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种对聚苯乙烯材料有专一粘合作用的橘皮挥发油粘合剂及其制备方法。采用水蒸气蒸馏法，提取干橘皮中的挥发油，最佳工艺条件为：液料比8.93：1、浸泡时间199.49 min、提取时间138.77 min，提取率为47.37μL g^‑1。橘皮挥发油对聚苯乙烯材料粘合作用具有专一性，粘合过程中橘皮挥发油有较好的延展作用、对聚苯乙烯材料厚度和透光率无影响，粘合部位韧性强于未粘合区域。本发明制备的橘皮挥发油粘合剂提取自干燥的橘皮，提取成本低，原材料来源广泛，制备工艺简单，具有很高的经济、社会效益，开发运用前景广阔。

技术领域

本发明涉及天然产物开发利用、粘合剂领域，尤其涉及一种对聚苯乙烯材料有专一粘合作用的橘皮挥发油粘合剂及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯（Polystyrene，缩写PS）是指由苯乙烯单体经聚反应合成的聚合物，化学式是(C₈H₈)_n。它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。同时聚苯乙烯具有优良的光学性能，透光率达88%～92%、折射率为1.59～1.60，可以透过所有波长的可见光。聚苯乙烯易加工成型，并具有透明、廉价、刚性、绝缘、印刷性好等优点。可广泛用于轻工市场，日用装璜，照明指示和包装等方面。在电气方面更是良好的绝缘材料和隔热保温材料，可以制作各种仪表外壳、灯罩、光学化学仪器零件、透明薄膜、电容器介质层等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂等，目前报道的聚苯乙烯粘合剂包括乙酸异戊酯、三氯甲烷、丙酮、聚苯乙烯废料、氯乙烯高沸物等有机溶剂成分。橘皮挥发油是一种混合物，也是一种植物精油，无色或淡黄色，易挥发，有浓郁的香味。不溶于水，易溶于甲醇、乙醇。提取于干燥的橘皮，提取成本低，原材料来源广泛。利用橘皮挥发油粘合聚苯乙烯材料，粘合部位经粘合后韧性增强，使其在遭受比原来更大的拉力时也不易开裂，粘合剂对聚苯乙烯的透光性影响较小，且粘合专一性强。

发明内容

本发明旨在提供一种在聚苯乙烯表面有良好的延展性、能够产生较强的粘性、不影响材料透光性、具有粘合专一性的橘皮挥发油粘合剂。

为确定上述条件，本发明采用的技术方案如下：

1. 橘皮挥发油提取

利用水蒸气蒸馏法提取橘皮挥发油，称取干燥橘皮粉末（过30目筛）40.00 g，装在锥形瓶中，置于水蒸气蒸馏装置上控制单因素条件提取橘皮挥发油，智能磁力搅拌器的温度设为100℃，转速为400 r/min，按照已设计好的各组实验条件提取，提取完成后直接在索氏提取器上读取所提挥发油体积，记录数据后分别将挥发油装入玻璃样品瓶中，放入-30℃保存备用。

考查液料比、浸泡时间和蒸馏时间三个因素对于橘皮挥发油提取率的影响。液料比采用10：1、9：1、8：1、7：1和6：1等5个水平；浸泡时间采用0 min、60 min、120 min、180 min和240 min5个水平；蒸馏时间采用30 min、60 min、90 min、120 min和150 min5个水平。按照上述实验步骤进行，每组重复3次。在单因素实验基础上，依据CCD实验原理，设计40 g橘皮粉末的挥发油提取实验，以液料比（A）、浸泡时间（B）和提取时间（C）为三个变量，以橘皮挥发油的提取量为响应值，设计一个三因素五水平的响应面分析方案。优化提取条件为液料比8.93：1、浸泡时间199.49 min和蒸馏时间138.77 min，提取率为47.37 μL g^-1。

2. 橘皮挥发油粘合性能实验

从延展作用、粘合部位强度、腐蚀作用和透光性四个角度考察橘皮挥发油对聚苯乙烯材料的粘合性能；此外，研究橘皮挥发油对几种常见的塑料的粘合作用，确定橘皮挥发油作为粘合剂的专一性。

（1）延展作用：用橘皮挥发油粘合两个聚苯乙烯板后，橘皮挥发油会在两板之间形成一定的延展面积，通过实验测量不同体积的橘皮挥发油形成延展面积的大小确定粘合剂的延展作用。