CN113214762A - 一种高分子黏结剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于黏结剂技术领域，具体涉及一种高分子黏结剂及其应用。本发明提供的高分子黏结剂为聚(甲基丙烯酸‑甲基丙烯酸甲酯)共聚物，所述聚(甲基丙烯酸‑甲基丙烯酸甲酯)共聚物中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为50～99:1～50。本发明通过限定高分子黏结剂中亲水基团(羧基)和疏水基团(甲酯基和/或甲基)的含量，从而调控黏结剂中的内聚力和黏附力，达到内聚力和黏附力之间的平衡，使黏结剂达到最佳的黏附强度。以本发明提供的高分子黏结剂作为高强黏结剂的黏附强度为0.45～7.06MPa。本发明以废旧有机玻璃为原料，通过水解得到所述高分子黏结剂，极大的降低了黏结剂的生产成本，同时实现了废物的资源化。

Description

一种高分子黏结剂及其应用
技术领域
本发明属于黏结剂技术领域，具体涉及一种高分子粘结剂及其应用。
背景技术
黏结剂是一种被广泛应用的材料，在木材加工、建筑、装饰、医疗、汽车、电子等领域扮演着重要角色。目前常用的黏结剂多数为有机溶剂型黏结剂，尽管这些商品化胶水具有黏附力强、黏结基底种类适应性强等优点，但是由于有机溶剂的使用，黏结剂在使用过程中会产生有机挥发物(volatile organic compounds VOC)，危害人体健康。
与有机溶剂型黏结剂相比，水系黏结剂无毒、安全、环境友好。水系黏结剂的开发和应用可以有效地解决有机溶剂型黏结剂在使用过程中会产生VOC的问题。现有的水系黏结剂包括天然高分子水系黏结剂和合成类水系黏结剂，其中天然高分子水系黏结剂包括糊精、皮胶、骨胶、蛋白胶、树脂胶或天然橡胶浆，然而天然高分子水系黏合剂的黏附强度普遍较低，只能应用于弱基底表面，不能满足生活中大范围应用的需求。合成类水系黏结剂的黏附强度较天然高分子水系黏结剂的黏附强度有所提高，但是现有的合成类水系黏结剂的黏附强度通常只在kPa级。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高分子黏结剂及其应用。本发明提供的高分子黏结剂具有较高的黏附强度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高分子黏结剂，所述高分子黏结剂为聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物；
所述聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为50～99:1～50。
优选的，所述甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为66～99：1～34。
优选的，所述高分子黏结剂由废旧有机玻璃在碱性条件不完全水解得到。
本发明还提供了上述技术方案所述高分子黏结剂在高强黏结剂中的应用。
优选的，所述应用为将所述高分子黏结剂和水混合后直接作为高强黏结剂。
优选的，所述高强黏结剂用于的黏结基底包括金属、木材或聚合物材料。
优选的，所述金属包括铁、不锈钢、铜或铝。
优选的，所述聚合物材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚氯乙烯。
本发明提供了一种高分子黏结剂，所述高分子黏结剂为聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物，所述聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为50～99:1～50。本发明通过限定高分子黏结剂中亲水基团(羧基)和疏水基团(甲酯基和/或甲基)的含量，从而调控黏结剂中的内聚力和黏附力，达到内聚力和黏附力之间的平衡，使黏结剂达到最佳的黏附强度。由本发明的实施例可知，以本发明提供的高分子黏结剂作为高强黏结剂的黏附强度为0.45～7.06MPa。
本发明以废旧有机玻璃为原料，通过水解得到所述高分子黏结剂，极大的降低了黏结剂的生产成本，同时实现了废物的资源化。
附图说明
图1为高分子黏结剂中疏水结构域作用的原理示意图，其中(a)为高分子黏结剂中疏水基团(甲基和甲酯基)间形成疏水结构域的示意图，(b)为疏水结构域在应力作用下打开耗散部分应力的示意图；
图2为高分子黏结剂作为高强黏结剂时与不同黏结基底之间存在的作用力的示意图，其中Wood为木材，M为金属；
图3为废旧有机玻璃的核磁谱图；
图4为实施例1制备得到的高分子黏结剂P66的核磁谱图；
图5为实施例2制备得到的高分子黏结剂P99的核磁谱图，其中B为A中c～a部分的局部放大图；
图6为对比例1制备得到的高分子黏结剂P37的核磁谱图；
图7为将实施例1、2和对比例1得到的高分子黏结剂作为高强黏结剂的原子力显微镜形貌图；
图8为实施例1制备得到的高强黏结剂的黏附强度的柱状图；
图9为实施例2制备得到的高强黏结剂的黏附强度的柱状图；
图10为对比例1制备得到的高强黏结剂的黏附强度的柱状图；
图11为对比例2制备得到的黏结剂的黏附强度的柱状图。
具体实施方式
本发明提供了一种高分子黏结剂，所述高分子黏结剂为聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物；
所述聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为50～99:1～50，优选为66～99:1～34。
在本发明中，所述高分子黏结剂的制备方法优选包括：将废旧有机玻璃原料在碱性条件不完全水解，得到所述高分子黏结剂。本发明的方法可以充分利用废旧有机玻璃，减少了资源浪费。
在本发明中，当所述高分子黏结剂中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为50～93：7～50时，所述高分子黏结剂的制备方法优选包括以下步骤：
将废旧有机玻璃溶解于1，4-二氧六环中，得到废旧有机玻璃溶液；
将所述废旧有机玻璃溶液和饱和强碱甲醇溶液混合，进行不完全水解反应，得到所述高分子黏结剂。
本发明将废旧有机玻璃溶解于1，4-二氧六环中，得到废旧有机玻璃溶液。在本发明中，所述废旧有机玻璃溶液的质量浓度优选为8～12％，更优选为10％。在本发明中，所述溶解的温度优选为85～95℃，更优选为88～90℃。本发明对所述溶解无特殊要求，只要能够溶解完全即可。
在本发明中，所述溶解后还优选包括：将溶解后的溶液降温后进行过滤。在本发明中，所述降温后溶液的温度的优选为室温，更优选为20～30℃。本发明对所述降温的方式无特殊限定，只要能够达到所述温度即可。在本发明中，所述过滤优选为减压过滤，所述减压过滤的压力优选为-0.08～-0.1MPa，更优选为-0.085～-0.90MPa。本发明采用减压过滤能够去除不溶于1，4二氧六环的杂质。
得到废旧有机玻璃溶液后，本发明将所述废旧有机玻璃溶液和饱和强碱甲醇溶液混合，进行不完全水解反应，得到所述高分子黏结剂。在本发明中，所述饱和强碱甲醇溶液中的强碱优选包括可溶性氢氧化物，更优选包括氢氧化钠或氢氧化钾，最优选为氢氧化钾。在本发明中，所述废旧有机玻璃和饱和强碱甲醇溶液中的强碱的质量比优选为1:1～1.5，更优选为1:1.2。
本发明对所述混合无特殊限定，只要混合均匀即可。在本发明中，所述不完全水解反应的温度优选为80～120℃，更优选为90～100℃；时间优选为24～72h，更优选为48～60h。
在本发明中，所述不完全水解反应后还优选包括：
将不完全水解反应得到的反应液静置除去上清液，得到水解反应析出物；
将所述水解反应析出物溶解水中，得到水溶液；
将所述水溶液滴加至乙醇中，得到沉淀；
将所述沉淀重新溶解在水中后依次进行透析和干燥，得到所述高分子黏结剂。
本发明将不完全水解反应得到的反应液静置除去上清液，得到水解反应析出物。本发明对所述静置的时间无特殊限定，只要能够使水解反应后产物分层即可。本发明通过静置除去上清液能够去除溶解在1,4-二氧六环中未与碱反应的杂质。
得到水解反应析出物后，本发明将所述水解反应析出物溶解于水中，得到水溶液。在本发明中，所述水解反应析出物和水的质量比优选为1：20～30，更优选为1：23～25。本发明对所述溶解的方式无特殊限定，采用本领域常规的技术手段即可。
得到水溶液后，本发明将所述水溶液滴加至乙醇中，得到沉淀。在本发明中，所述水溶液和乙醇的体积比优选为1：10～30，更优选为1：15～20。在本发明中，所述滴加的速率优选为10～50滴/min，更优选为20～30滴/min。在本发明中，所述滴加优选伴随着搅拌，所述搅拌的转速转速优选为500～1000r/min，更优选为600～850r/min。
在本发明中，将所述水溶液滴加至乙醇后还优选包括：将滴加完成后的产物进行固液分离，将固液分离得到的固体进行干燥，得到所述沉淀。本发明对所述固液分离的方式无特殊限定，只要能够将固体分离出来即可。在本发明中，所述的温度优选为50～90℃，更优选为70～85℃；时间优选为8～24h，更优选为12～15h。
得到沉淀后，本发明将所述沉淀重新溶解在水中后依次进行透析和干燥，得到所述高分子黏结剂。在本发明中，所述沉淀和水的质量比优选为1：50～200，更优选为1：80～120。在本发明中，所述透析用透析袋的截留分子量优选为8000～14000g·mol-1；所述透析的时间优选为2～4天，更优选为2.5～3天。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～85℃，更优选为70～80℃；时间优选为8～24h，更优选为12～15h。在本发明中，所述干燥优选为搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为400～1000r/min，更优选为500～800r/min。
在本发明中，当所述高分子黏结剂中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为93～99:1～7时，所述高分子黏结剂的制备方法优选包括：
将废旧有机玻璃溶解于1，4-二氧六环中，得到废旧有机玻璃溶液；
将所述废旧有机玻璃溶液、去离子水和饱和强碱甲醇溶液混合，进行第一不完全水解，得到第一水解产物；
将所述第一水解产物和强碱溶液混合后进行第二不完全水解，得到所述高分子黏结剂。
本发明将废旧有机玻璃溶解于1，4-二氧六环中，得到废旧有机玻璃溶液。在本发明中，所述废旧有机玻璃溶液的质量浓度优选为8～12％，更优选为10％。在本发明中，所述溶解的温度优选为85～95℃，更优选为88～90℃。本发明对所述溶解无特殊要求，只要能够溶解完全即可。
在本发明中，所述溶解后还优选包括：将溶解后得到的溶液依次进行冷却和过滤。在本发明中，所述冷却后的温度优选为20～30℃。在本发明中，所述过滤优选为减压过滤，所述减压过滤的压力优选为-0.08～-0.1MPa，更优选为-0.085～-0.90MPa。本发明通过减压过滤能够除去不溶于1，4-二氧六环的杂质。
得到废旧有机玻璃溶液后，本发明将所述废旧有机玻璃溶液、去离子水和饱和强碱甲醇溶液混合，进行第一不完全水解，得到第一水解产物。在本发明中，所述饱和强碱甲醇溶液中的强碱优选包括可溶性氢氧化物，更优选包括氢氧化钠或氢氧化钾，最优选为氢氧化钾。在本发明中，所述废旧有机玻璃和饱和强碱甲醇溶液中的强碱的质量比优选为1:1～1.5，更优选为1:1.2。在本发明中，所述去离子水和饱和强碱甲醇溶液的体积比优选为2.8～3.2:100，更优选为3:100。
本发明对所述混合无特殊限定，只要混合均匀即可。在本发明中，所述第一不完全水解的温度优选为80～120℃，更优选为90～100℃；时间优选为24～72h，更优选为48～60h。
在本发明中，所述第一不完全水解后还优选包括：
将第一不完全水解得到的反应液静置除去上清液，得到第一不完全水解析出物；
将所述第一不完全水解析出物溶解于水中，得到水溶液；
将所述水溶液滴加至乙醇中，得到沉淀；
将所述沉淀重新溶解于水中后依次进行透析和干燥，得到第一水解产物。
本发明将第一不完全水解得到的反应液静置除去上清液，得到第一不完全水解析出物。本发明对所述静置的时间无特殊限定，只要能够使水解反应后产物分层即可。本发明通过静置除去上清液能够去除溶解在1,4-二氧六环中未与碱反应的杂质。
得到第一不完全水解析出物后，本发明将所述第一不完全水解析出物溶解于水中，得到水溶液。在本发明中，所述第一不完全水解析出物和水的质量比优选为1：20～30，更优选为1：23～25。本发明对所述溶解的方式无特殊限定，采用本领域常规的技术手段即可。
得到水溶液后，本发明将所述水溶液滴加至乙醇中，得到沉淀。
在本发明中，所述水溶液和乙醇的体积比优选为1：10～30，更优选为1：15～20。在本发明中，所述滴加的速率优选为10～50滴/min，更优选为20～30滴/min。在本发明中，所述滴加优选伴随着搅拌，所述搅拌的转速转速优选为500～1000r/min，更优选为600～850r/min。
在本发明中，将所述水溶液滴加至乙醇后还优选包括：将滴加完成后的产物进行固液分离，将固液分离得到的固体进行干燥，得到所述沉淀。本发明对所述固液分离的方式无特殊限定，只要能够将固体分离出来即可。在本发明中，所述的温度优选为50～90℃，更优选为70～85℃；时间优选为8～24h，更优选为11～15h。
得到沉淀后，本发明将所述沉淀重新溶解于水中后依次进行透析和干燥，得到第一水解产物。在本发明中，所述沉淀和水的质量比优选为1：50～200，更优选为1：80～120。在本发明中，所述透析用透析袋的截留分子量优选为8000～14000g·mol-1；所述透析的时间优选为2～4天，更优选为2.5～3天。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～85℃，更优选为70～80℃；时间优选为8～24h，更优选为12～15h。在本发明中，所述干燥优选为搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为400～1000r/min，更优选为500～800r/min。
得到第一水解产物后，本发明将所述第一水解产物和强碱溶液混合后进行第二不完全水解，得到所述高分子黏结剂。在本发明中，所述强碱溶液中的强碱优选包括可溶性氢氧化物，更优选包括氢氧化钠或氢氧化钾，最优选为氢氧化钠。在本发明中，所述强碱溶液的摩尔浓度优选为0.8～1.2mol/L，更优选为1mol/L；所述氢氧化钠溶液和1，4-二氧六环的体积比优选为0.8～1.2:1，更优选为1:1。本发明对所述混合无特殊限定，只要能够混合均匀即可。在本发明中，所述第二不完全水解优选在回流的条件下进行，所述回流的温度优选为110～130℃，更优选为120～125℃；时间优选为22～26h，更优选为23～24h。
在本发明中，所述第二不完全水解后还优选包括以下步骤：
将第二不完全水解得到反应液冷却至室温后依次进行透析和干燥，得到高分子黏结剂。
在本发明中，所述透析用透析袋的截留分子量优选为8000～14000g·mol-1；所述透析的时间优选为2～4天，更优选为2.5～3天。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～85℃，更优选为70～80℃；时间优选为8～24h，更优选为12～15h。在本发明中，所述干燥优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为400～1000r/min，更优选为500～800r/min。
本发明提供的所述高分子黏结剂的制备方法简便，只需要通过对废旧有机玻璃在碱性条件下进行水解，得到不完全水解产物即可直接作为高强黏结剂直接使用，无需复杂处理。在本发明中，所述高分子黏结剂的成产成本低廉，制备所述高分子黏结剂的原料为废旧有机玻璃，是一种工业化生产的聚合物材料，因其可塑性、高透明性、高强度等优点，在生活中常用作广告牌、钥匙扣、工艺装饰等，回收价格约为4元/公斤；溶剂为1，4-二氧六环；水解过程中使用的原料均为化工实验中的常见原料，且水解步骤无需精密仪器。
本发明还提供了上述技术方案所述高分子黏结剂在高强黏结剂中的应用。在本发明中，所述应用优选为将所述高分子黏结剂和水混合后直接作为高强黏结剂。在本发明中，利用所述高分子黏结剂进行黏结时，优选包括以下步骤：
将所述高分子黏结剂和水混合，得到高强黏结剂；
在待黏结基底任一表面涂抹所述高强黏结剂，得到涂有高强黏结剂的基底；
将另一黏结基底与涂有高强黏结剂的基底进行搭接后进行固化。
本发明将所述高分子黏结剂和水混合，得到黏结剂。在本发明中，所述高分子黏结剂和水的质量比优选为1:0.5～2，更优选为1～0.8：1.2。本发明对所述混合无特殊限定，只要能够混合均匀即可。
本发明在待黏结基底任一表面涂抹所述高强黏结剂，得到涂有高强黏结剂的基底。在本发明中，所述待黏结基底优选包括金属、木材(Wood)或聚合物材料；所述金属优选包括铁、不锈钢(SS)、铜或铝；所述聚合物材料优选包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)。在本发明中，所述涂抹的涂抹量优选为0.5～3μL/cm2，更优选为1.0～1.8μL/cm2。当所述黏结基底为金属或聚合物材料时，优选对涂抹所述高强黏结剂的表面进行打磨。所述打磨用砂纸的目数优选为360目，所述打磨的时间优选为28～32s，更优选为30s。
得到涂有高强黏结剂的基底后，本发明将另一待黏结基底与涂有高强黏结剂的基底进行搭接后进行固化。在本发明中，所述涂有高强粘结剂的基底和另一待黏结基底的材质优选为同一种材质。在本发明中，当所述黏结基底为金属或聚合物材料时，优选对待搭接的黏结基底的搭接表面进行打磨。所述打磨用砂纸的目数优选为360目，所述打磨的时间优选为28～32s，更优选为30s。
在本发明中，所述搭接的搭接面积优选为0.8～1.2cm2，更优选为1cm2。在本发明中，所述搭接完成后优选在搭接表面施加8～12kPa的压力。在本发明中，所述固化优选在室温条件下进行，所述固化的时间优选为2～5天，更优选为3～4天。
在本发明中，所述高分子黏结剂作为高强黏结剂时的黏附强度优选为0.45～7.06MPa。本发明通过限定高分子黏结剂中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比，控制高分子黏结剂中亲水基团(羧基)和疏水基团(甲酯基和/或甲基)的含量，从而调控黏结剂中的内聚力和黏附力，从而达到内聚力和黏附力之间的平衡，使高强黏结剂达到最佳的黏附强度。在本发明中，所述高分子黏结剂中疏水基团会形成疏水结构域，从而提高黏结剂的黏附强度。
在本发明中，所述高分子黏结剂中疏水结构域作用的原理示意图如图1所示；其中(a)为聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物中疏水基团(甲基和甲酯基)间形成疏水结构域的示意图，(b)为疏水结构域在应力作用下打开，耗散部分应力的示意图。
在本发明中，所述高分子黏结剂作为黏结剂时与不同黏结基底之间存在的作用力的示意图如图2所示；当所述黏结基底为木材时，图中Wood为木材，所述木材中的木质素与纤维素中的羟基与高分子黏结剂中的羧基或甲酯基上的羰基形成氢键，提高了木材与聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物之间的黏附力；
当待黏结基底为金属时，图中M为金属，如Fe、Cu、Al或SS，金属材料与高分子黏结剂中的羧基形成配位键，提高了高分子黏结剂和金属材料之间的黏附力；
当待黏结基底为聚合物材料时，如PMMA、PET、PVC或PP时，图中R为聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物中疏水基团形成的疏水结构域，聚合物材料与聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物中的疏水结构域之间形成疏水-疏水相互作用，提高了黏附强度。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明的实施例中废旧有机玻璃购自废品回收站；1，4-二氧六环购自天津市鑫铂特化工有限公司；氢氧化钾购自天津市光复科技发展有限公司；氢氧化钠购自国药集团化学试剂有限公司。
实施例1
将10g废旧有机玻璃在90℃的条件下溶解于100mL1，4-二氧六环中，将溶解后的溶液降温至25℃后进行减压(-0.09MPa)过滤，得到废旧有机玻璃溶液；
将100mL废旧有机玻璃溶液与30mL饱和氢氧化钾甲醇溶液(废旧有机玻璃和氢氧化钾的质量比为1:1.2)混合，将混合得到的混合溶液在90℃进行48h水解反应；
将所述水解反应产物静置后除去上清液，得到水解反应析出物；将9.2g水解反应析出物溶解于200mL水中，得到水溶液；将所述水溶液按照25滴/min滴加速率滴加(伴随600r/min的搅拌)到1.5L乙醇中，进行固液分离，将固液分离得到的固体75℃干燥12h，得到沉淀；将8g沉淀重新溶解在500mL水中后，在截留分子量为8000～14000g·mol-1的透析袋中透析3天，在温度为80℃，转速为600r/min的条件下干燥12h，得到高分子黏结剂，记为P66。
实施例2
将10g废旧有机玻璃在90℃的条件下溶解于100mL1，4-二氧六环中，将溶解后的溶液降温至25℃后进行减压(-0.09MPa)过滤，得到废旧有机玻璃溶液；
将100mL废旧有机玻璃溶液与30mL饱和氢氧化钾甲醇溶液(废旧有机玻璃和氢氧化钾的质量比为1:2)混合，向混合得到的混合溶液添加3mL去离子水后在90℃进行48h第一不完全水解；
将所述第一不完全水解产物静置后除去上清液，得到第一不完全水解的析出物；将9.5g第一不完全水解的析出物溶解于200mL水中，得到水溶液；将所述水溶液按照30滴/min的滴加速率滴加(伴随转速为850r/min的搅拌)至3L乙醇中，进行固液分离，将固液分离得到的固体80℃干燥11h，得到沉淀；将9g沉淀溶解于500g水中后在截留分子量为8000～14000g·mol-1的透析袋中透析3天；将透析得到的水溶液在温度为85℃，转速为650r/min的条件下干燥12h，得到第一水解产物；
将10g第一水解产物和100mL摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠混合后在120℃回流24h，将回流后产物冷却至室温后在截留分子量为8000～14000g·mol-1的透析袋中透析3天；将透析得到的水溶液在温度为90℃，转速为650r/min的条件下干燥12h，得到高分子黏结剂，记为P99。
对比例1
将10g废旧有机玻璃在90℃的条件下溶解于100mL1，4-二氧六环中，降温至25℃后进行减压(-0.09MPa)过滤，得到废旧有机玻璃溶液；
将所述有机玻璃溶液与饱和氢氧化钾甲醇溶液(废旧有机玻璃和氢氧化钾的质量比为1:0.84)混合，将混合得到的混合溶液在90℃进行48h水解反应；
将所述水解反应产物静置后除去上清液，得到水解反应析出物；将所述水解反应析出物置于水中，得到水凝胶；将所述水凝胶在截留分子量为8000～14000g·mol-1的透析袋中透析3天后在温度为80℃，转速为500r/min的条件下干燥10h，得到高分子黏结剂，记为P37。
对比例2
将相对分子质量为450000的聚丙烯酸(PAA)溶解于水中得到质量浓度为50mg/ml的溶液后，利用氢氧化钠调整溶液的pH值为10；将溶液中水分挥发，得到聚甲基丙烯酸钠固体。
测试例
实施例1制备得到的P66代表高分子黏结剂中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为66:34；实施例2制备得到的P99代表高分子黏结剂中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为99:1；对比例1制备得到的P37代表高分子黏结剂中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为37:63。
分别对废旧有机玻璃、实施例1、2和对比例1制备得到的高分子黏结剂进行核磁检测，得到核磁共振谱图，如图3～6所示。其中，图3为废旧有机玻璃的核磁谱图；图4为P66的核磁谱图；图5为P99的核磁谱图，其中B为A中c～a部分的局部放大图；图6为P37的核磁谱图。
由图3可知废旧有机玻璃中的亚甲基(-CH2-)在a处有一个单峰，废旧有机玻璃中甲酯基上的甲基在c处有一个单峰，其对应相对积分面积分别为3和2，其余峰为杂质峰。结合图4～6可知，由于水解的进行，图4～6中c峰逐渐降低，其相对应的相对积分面积也随之降低，且经过除杂后，杂质峰消失。在设定a峰的相对积分面积为2的情况下，计算出c峰的相对应的相对积分面积d，水解度x％＝(1-d/3)*100。即在此共聚物中，有x％的羧基和(100-x)％的甲酯；经过计算，三种共聚物中羧基的含量分别为66％、99％和37％。
将实施例1、2和对比例1制备得到的0.5g高分子黏结剂和0.5mL水混合后，得到高强黏结剂。将对比例2的聚甲基丙烯酸钠固体0.5g和0.5mL水混合后，得到黏结剂。
分别对实施例1、2和对比例1得到的黏结剂进行原子力显微镜检测，得到原子力显微镜高度图，如图7所示。由图7可知高分子黏结剂中亲水基团羧基含量越低，疏水基团甲酯基含量越高，形成的疏水结构域就越大。证明分子间作用力越强。
检测黏附强度：
利用目数为360目的砂纸分别对铁片、不锈钢片、铜片、铝片、PMMA、PET、PP和PVC的任一表面打磨30s；
分别在1cm2打磨后的表面涂抹黏结剂(涂抹量为1μL)，得到涂有黏结剂的基底；
将另一相同材质的黏结基底的打磨面与涂有黏结剂的基底进行搭接(搭接面积为1cm2)后在搭接表面施加10kPa的压力，在室温条件下固化2天，得到黏结物；
对所述黏结物的黏结基底两侧施加平行方向上的应力，不断增大应力至黏结出断开，得到最大应力；最大应力除以搭接面积得到黏结剂的黏附强度。
测定任一黏结剂对不同黏结基底的黏附强度时平行测试5次，取平均值列于表1中。
表1实施例1、2和对比例1、2的黏结剂在不同黏附基底中的黏附强度
Figure BDA0003073509270000131
根据表1中的数据绘制实施例1、2和对比例1、2的黏结剂在不同黏附基底中的黏附强度的柱状图，如图8～11所示，图8为实施例1制备得到的黏结剂的黏附强度的柱状图；图9为实施例2制备得到的黏结剂的黏附强度的柱状图；图10为对比例1制备得到的黏结剂的黏附强度的柱状图；图11为对比例2制备得到的黏结剂的黏附强度的柱状图。
结合表1和图8～11可知将本发明提供的高分子黏结剂作为高强黏结剂，对不同的黏结基底均具有较高的黏附强度。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (8)

1.一种高分子黏结剂，所述高分子黏结剂为聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物；
所述聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯)共聚物中甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为50～99:1～50。
2.根据权利要求1所述高分子黏结剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸基团和甲基丙烯酸甲酯基团的摩尔比为66～99：1～34。
3.根据权利要求1所述高分子黏结剂，其特征在于，所述高分子黏结剂由废旧有机玻璃在碱性条件不完全水解得到。
4.权利要求1～3任一项所述高分子黏结剂在高强黏结剂中的应用。
5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述应用为将所述高分子黏结剂和水混合后直接作为高强黏结剂。
6.根据权利要求5所述应用，其特征在于，所述高强黏结剂用于的黏结基底包括金属、木材或聚合物材料。
7.根据权利要求6所述应用，其特征在于，所述金属包括铁、不锈钢、铜或铝。
8.根据权利要求6所述应用，其特征在于，所述聚合物材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚氯乙烯。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1580170A (zh) * 2003-08-01 2005-02-16 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 制作粘带钎料用粘结剂
CN104673102A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 青岛水世界环保科技有限公司 一种环保型强粘性有机玻璃胶粘剂
CN104673145A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 青岛水世界环保科技有限公司 长效环保有机玻璃胶粘剂
CN105018007A (zh) * 2015-08-04 2015-11-04 铱格斯曼航空科技集团有限公司 一种航空有机玻璃液体灌注胶的制备方法
CN105462523A (zh) * 2016-01-05 2016-04-06 吉林大学 一种基于聚合物复合物制备高粘合性能水基胶黏剂的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1580170A (zh) * 2003-08-01 2005-02-16 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 制作粘带钎料用粘结剂
CN104673102A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 青岛水世界环保科技有限公司 一种环保型强粘性有机玻璃胶粘剂
CN104673145A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 青岛水世界环保科技有限公司 长效环保有机玻璃胶粘剂
CN105018007A (zh) * 2015-08-04 2015-11-04 铱格斯曼航空科技集团有限公司 一种航空有机玻璃液体灌注胶的制备方法
CN105462523A (zh) * 2016-01-05 2016-04-06 吉林大学 一种基于聚合物复合物制备高粘合性能水基胶黏剂的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CLAUDIA R.E.MANSUR等: "Characterization of Methacrylic Polymers by Calorimetry and Infrared Analyses", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 *
CLAUDIA R.E.MANSUR等: "Thermal analysis and NMR studies of methyl methacrylate (MMA)-methacrylic acid copolymers synthesized by an unusual polymerization of MMA", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 *
张凌 等: "一种超分子弹性体的制备及其自修复性能的研究——大学化学综合实验设计", 《大学化学》 *
徐丹: "凝胶渗透色谱用聚甲基丙烯酸标样的制备方法", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)》 *
王善勤 主编: "《塑料配方手册》", 31 July 1997, 北京：中国轻工业出版社 *

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