本發(fā)明涉及一種新型聚丙烯酸類水凝膠黏合劑，具體為以無機(jī)材料無定型碳酸鈣為交聯(lián)劑，通過靜電作用實(shí)現(xiàn)無定型碳酸鈣與聚丙烯酸的交聯(lián)，制得水凝膠黏合劑，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近幾年來，黏合劑在人們的生產(chǎn)生活應(yīng)用中起到越來越重要的作用，包括汽車制造業(yè)、電子器件行業(yè)、生物醫(yī)療行業(yè)等等。其中，氰基丙烯酸酯類黏合劑是應(yīng)用最廣泛的黏合劑，因?yàn)樗袕?qiáng)力的黏附性能且可以快速的固化黏結(jié)。但是在它的降解過程中，部分的副產(chǎn)物對自然環(huán)境有毒害作用，一旦大量使用，將對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。所以，在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中，對新型環(huán)保黏合劑的需求越來越大。

丙烯酸類水性粘合劑環(huán)保性能好、環(huán)保性能好、技術(shù)要求低、生產(chǎn)成本也較低，市場需求逐年增加，產(chǎn)品銷量也不斷提高，是國內(nèi)黏合劑的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

研究結(jié)果表明，在常溫常壓的自然態(tài)下，存在六種相同成分但是結(jié)構(gòu)存在差異的碳酸鈣。包括無定型碳酸鈣、單水碳酸鈣、六水碳酸鈣、球霰石、文石和方解石。其中，無定型碳酸鈣在生物礦化中起著重要作用。但是，無定型碳酸鈣在無機(jī)狀態(tài)下是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，會向熱力學(xué)更穩(wěn)定的結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)化。所以無定型碳酸鈣的制備通常需要加入如鎂離子、樹狀高分子、磷酸酯等穩(wěn)定劑。聚丙烯酸也是諸多穩(wěn)定劑的一種。一定分子量的聚丙烯酸在穩(wěn)定無定型碳酸鈣的過程中可以得到凝膠類物質(zhì)，這種凝膠類物質(zhì)具有聚丙烯酸賦予的黏附性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用了一種新方法，即利用聚丙烯酸穩(wěn)定無定型碳酸鈣的過程，制備了一種新型的聚丙烯酸水凝膠黏合劑。這類黏合劑有著優(yōu)異的黏附性能，且在干燥后具有一定的光學(xué)透過性能。該制備方法易于控制，操作簡單，具有廣闊的應(yīng)用前景和研發(fā)價值。

具體技術(shù)方案如下：

一種聚丙烯酸類水凝膠黏合劑的制備方法，包括如下步驟：

配制一定濃度的paa-cacl2水溶液，在劇烈的攪拌下，將一定濃度的na2co3溶液滴加入混合溶液中，伴隨著na2co3溶液的加入，逐漸有聚丙烯酸水凝膠在磁力攪拌子周圍生成。在得到凝膠之后，經(jīng)過反復(fù)的洗滌，即得到純凈的聚丙烯酸凝膠。

所述paa分子量為100000-250000；

所述paa濃度為0.1到0.2mol/l；

所述cacl2溶液濃度為0.07-0.1mol/l；

所述na2co3溶液濃度為0.07-0.1mol/l；

所述na2co3溶液滴加速度為0.1-1ml/min。

所述na2co3溶液與paa-cacl2溶液體積比1:3-1:1。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于采用了一種新的制備方法，利用無定型碳酸鈣通過靜電作用，交聯(lián)一定分子量的聚丙烯酸，在劇烈的攪拌過程中，可以得到一種聚丙烯酸凝膠類黏合劑。以無機(jī)材料碳酸鈣納米粒子交聯(lián)聚丙烯酸制備水凝膠黏合劑。該制備方法簡便快捷且易于控制，具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其在生物醫(yī)療、光學(xué)器件等領(lǐng)域有望得到進(jìn)一步應(yīng)用。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1制備的聚丙烯酸水凝膠的紅外光譜圖；

圖2是實(shí)施例1制備的聚丙烯酸水凝膠的掃描電鏡圖；

圖3是實(shí)施例1制備的聚丙烯酸水凝膠干燥后制得的具有優(yōu)異透過性能的薄膜；

圖4是實(shí)施例1制備的聚丙烯酸水凝膠干燥后制得薄膜的光學(xué)透過性表征；

圖5是實(shí)施例1制備的聚丙烯酸水凝膠在不同基板上干燥之后的剪切強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

下面，用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于實(shí)施例。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的情況下做出的其它的變化和修改，仍包括在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

配制0.2mol/lpaa(mw＝250000)，0.1mol/lcacl2的混合水溶液20ml，在劇烈的攪拌下，將10ml0.1mol/lna2co3溶液以1ml/min的速度滴加入混合溶液中，伴隨著na2co3溶液的加入，逐漸有聚丙烯酸水凝膠在磁力攪拌子周圍生成。在得到凝膠之后，經(jīng)過反復(fù)的洗滌，即得到純凈的聚丙烯酸凝膠，紅外譜圖如圖1。

產(chǎn)品制備完成后進(jìn)行凍干，得到干燥的聚丙烯酸水凝膠，進(jìn)行掃描電鏡分析，如附圖2所示。將制得的凝膠室溫下涂膜干燥，得到的凝膠薄膜如附圖3所示。

實(shí)施例2

配制0.2mol/lpaa(mw＝100000)，0.1mol/lcacl2的混合水溶液20ml，在劇烈的攪拌下，將10ml0.1mol/lna2co3溶液以1ml/min的速度滴加入混合溶液中，伴隨著na2co3溶液的加入，逐漸有聚丙烯酸水凝膠在磁力攪拌子周圍生成。在得到凝膠之后，經(jīng)過反復(fù)的洗滌，即得到純凈的聚丙烯酸凝膠。

實(shí)施例3

配制0.1mol/lpaa(mw＝250000)，0.1mol/lcacl2的混合水溶液20ml，在劇烈的攪拌下，將10ml0.1mol/lna2co3溶液以1ml/min的速度滴加入混合溶液中，伴隨著na2co3溶液的加入，逐漸有聚丙烯酸水凝膠在磁力攪拌子周圍生成。在得到凝膠之后，經(jīng)過反復(fù)的洗滌，即得到純凈的聚丙烯酸凝膠。

實(shí)施例4

配制0.2mol/lpaa(mw＝100000)，0.1mol/lcacl2的混合水溶液20ml，在劇烈的攪拌下，將7ml0.1mol/lna2co3溶液以1ml/min的速度滴加入混合溶液中，伴隨著na2co3溶液的加入，逐漸有聚丙烯酸水凝膠在磁力攪拌子周圍生成。在得到凝膠之后，經(jīng)過反復(fù)的洗滌，即得到純凈的聚丙烯酸凝膠。

實(shí)施例5

配制0.2mol/lpaa(mw＝250000)，0.1mol/lcacl2的混合水溶液20ml，在劇烈的攪拌下，將10ml0.1mol/lna2co3溶液以0.5ml/min的速度滴加入混合溶液中，伴隨著na2co3溶液的加入，逐漸有聚丙烯酸水凝膠在磁力攪拌子周圍生成。在得到凝膠之后，經(jīng)過反復(fù)的洗滌，即得到純凈的聚丙烯酸凝膠。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種聚丙烯酸類水凝膠黏合劑的制備方法，配制一定濃度的PAA?CaCl2水溶液，在劇烈的攪拌下，將一定濃度的Na2CO3溶液滴加入混合溶液中，伴隨著Na2CO3溶液的加入，逐漸有聚丙烯酸水凝膠在磁力攪拌子周圍生成；在得到凝膠之后，經(jīng)過反復(fù)的洗滌，即得到純凈的聚丙烯酸凝膠；所述PAA分子量為100?000?250?000；所述PAA濃度為0.1到0.2mol/L。這種黏合劑在干、濕狀態(tài)下都具有很好的粘附性能。同時，在固化之后，這種水凝膠的薄膜展現(xiàn)出優(yōu)異的透光性能。這種水凝膠黏合劑制備方法簡單，原料易得，在生物醫(yī)療、光學(xué)器件黏附等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和研發(fā)價值。

技術(shù)研發(fā)人員：徐益升;郭旭虹;孫勝童;李昂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.25
技術(shù)公布日：2017.08.18