[发明专利]一种棕榈油基水下胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种棕榈油基水下胶黏剂及其制备方法，属于高分子胶黏剂技术领域。以棕榈油为原料，合成棕榈油脂肪酸丙烯酰胺乙酯，并将其与丙烯酸异冰片酯共混，在光引发剂的作用下通过405nm紫外光光固化技术制得棕榈油基水下胶黏剂。本发明制备的棕榈油基水下胶黏剂环境友好，且具有很高的拉伸强度、拉伸断裂伸长率和水下胶结强度。

技术领域

本发明属于高分子胶黏剂技术领域，具体涉及一种光固化棕榈油基水下胶黏剂及其制备方法。

背景技术

水下胶黏剂广泛用于工业和医药领域。然而，常用的水下胶黏为热固性材料，因为三维网状结构的热固性材料可以阻止水对胶黏剂胶结性能的破坏，但这也导致此类材料的胶结性能不可回复；热塑性的胶黏剂则具有可重复胶结、可瞬时胶结等优势，但此类热塑性胶黏剂存在胶结强度不够的问题；更重要的是，此类胶黏剂的胶结强度常依赖分子间作用力如氢键，容易被水破坏。基于这一类问题，本发明通过设计具有疏水分子的材料而形成疏水保护，达到保护氢键作用和水下高胶结强度的目的。

目前水下胶黏剂的制备成本高，主要采用石油基原料，这也极大地限制了其在市场上的竞争力。使用丰富、廉价的生物质资源可以解决成本高和大量使用石油基原材料的问题。近年来，由于对可再生资源的高度重视，许多生物基胶黏剂被开发应用。植物油的全球产量接近2亿吨，是一种很有应用前景的可再生资源，可用于生产低成本、高价值的生物基胶黏剂。棕榈油是世界上生产、消费和国际贸易规模最大的植物油。棕榈油原料具有可再生、来源丰富、低成本，棕榈人工林可集约栽培，因此具有良好的商业利用前景。植物油的基本结构是甘油三酯，基于此制备的胶黏剂含有较多的柔性链，导致胶黏剂的力学性能很差，即低伸长率、低强度和模量，常需要与刚性的共聚单体聚合才能满足性能要求。

因此，本发明以生物质棕榈油为原料，合成一种可光引发聚合的水下胶黏剂，此材料通过棕榈油单体与丙烯酸异冰片酯共聚，从而在胶黏剂内部构筑氢键结合，达到高的胶结强度，并设计利用棕榈油的疏水脂肪酸长链和疏水的丙烯酸异冰片酯的环状结构构建起疏水保护结构，来确保其水下胶黏性能，提供了一种生物质水下胶黏剂的制备方法，开拓了棕榈油资源的高效利用和新产品研发，可减少石油基产品的使用，有利于发展低碳经济。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种光固化棕榈油基水下胶黏剂及其制备方法，解决了热塑性水下胶黏剂胶结性能差，且植物油胶黏剂力学性能差、制备工艺复杂等问题；制得的棕榈油基水下胶黏剂环境友好，且具有很高的拉伸强度、拉伸断裂伸长率和水下胶结强度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种棕榈油基水下胶黏剂的原料组成按摩尔份数计包括：丙烯酸异冰片酯（IBOA）4~5份、棕榈油丙烯基单体1份，光引发剂为混合物总质量的1~2%。

所述的棕榈油丙烯基单体是棕榈油脂肪酸丙烯酰胺乙酯(Palm oil fatty acid-ethyl acrylamide, POFA-EA)。

所述的棕榈油脂肪酸丙烯酰胺乙酯的分子结构式为：

所述的光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。

所述的棕榈油脂肪酸丙烯酰胺乙酯是由环保、绿色的原料合成得到，合成过程为：将150g棕榈油和150ml四氢呋喃置于三口烧瓶；随后加入115g N-羟乙基丙烯酰胺、0.1g 2,6二甲基苯酚、5g氢氧化钠；随后，将烧瓶置于水浴锅中并磁力搅拌（转速150 r/min）、40℃反应16 h；反应产物分别经饱和食盐水反复提纯3~5次后，经旋转蒸发提纯，即得棕榈油脂肪酸丙烯酰胺乙酯。

一种棕榈油基水下胶黏剂的具体制备步骤如下：将IBOA、POFA-EA和光引发剂均匀混合后倒入四氟乙烯模具，在波长为405nm的紫外光照射下15~30s即可得到所述的胶黏剂。

本发明的有益效果在于：