将配好的溶液按体积比1: 1以10mL/min的速度混合在一起，混合的过程中溶液需要充分搅拌，防止由于局部聚合物浓度过大而产生不均匀的复合物。
[0030]c.水基胶黏剂的收集:聚合物复合物混合结束后静置，使聚合物复合物水凝胶充分析出，通过离心得到致密的水凝胶，弃去上清液即得到所需要的水基胶黏剂，如图1所示，小瓶顶部部分就是刚离心得到的水基胶黏剂，这种水基胶黏剂是一种半透明状的水凝胶，即使倒立放置，水凝胶也不会流淌。这种水基胶黏剂可以很容易的取出，如图2(a)所示，用镊子可以方便的取出小块凝胶，张开镊子两脚，可发现此凝胶对不锈钢镊子有很强的粘合力，如图2(b)所示。
[0031]d.样品的粘结:将制得的水基胶黏剂取下适量的小块，如图2(a)，置于铁片一端，另一块铁片平行覆盖，如图3，粘接面积为0.5cm*lcm，对粘接部位施以5N的压力，使两条铁片紧密接触，待水基胶黏剂中的水分挥发干后即可以粘接牢固。
[0032]e.将此粘合后的铁片应用于搭接拉伸剪切测试，测试此水基胶黏剂的胶接强度。本实施例测得拉伸断裂应力Fmax = 215N，计算得到本实施例水基胶黏剂应用于铁片表面的拉伸剪切强度为Fmax/S = 4.3MPa，如图6。
[0033]实施例2
[0034]a.构筑溶液的制备:配制浓度为5mg/mL的透明质酸HA去离子水溶液10mL以及lmg/mL聚乙烯醇PVA去离子水溶液1 OmL，用1M的NaOH水溶液调节复合物溶液的pH值分别为7。配制浓度为0.12mg/mL(HA和PVA总质量的2%)的纤维素纳米晶CNC去离子水溶液10mL，超声40分钟，使其分散均匀。
[0035]b.聚合物复合物的制备:将配置好的溶液按照1: 1: 1体积比等速混合，滴速为5mL/min，混合的过程中复合物需要充分搅拌，防止局部浓度过大形成不均匀的复合物。
[0036]c.水基胶黏剂的收集:复合物混合结束后静置，使水凝胶充分析出，通过离心得到致密的水凝胶，弃去上清液得到可以应用的水基胶黏剂，此水基胶黏剂状态与图1中水基胶黏剂的状态类似。
[0037]d.样品的粘接:取下适量大小的水基胶黏剂，应用于lcm宽木条，平行覆盖另一块木条，保证粘接面积为要求水基胶黏剂均匀覆盖全部粘结面，用长尾夹固定样品，待水基胶黏剂干燥后木条可粘结牢固，如图4。
[0038]e.将此粘合后的木条应用于搭接拉伸剪切测试，测试此水基胶黏剂的胶接强度。本实施例测得拉伸断裂应力Fmax=115N，计算得本实施例水基胶黏剂应用于木条的拉伸剪切强度为FmX/S = 11.5MPa，如图6。
[0039]实施例3
[0040]a.构筑溶液的制备:配制浓度为lmg/mL的聚甲基丙烯酸PMAA去离子水溶液10mL以及9mg/mL聚乙二醇PEG去离子水溶液10mL，完全溶解后，用1M的HC1水溶液调节聚合物溶液的pH值为1。配制浓度为0.4mg/mL (PMAA和PVA总质量的4 % )的蒙脱土MMT去离子水溶液10mL，超声60分钟，使其分散均匀。
[0041 ] b.聚合物复合物的制备:将配置好的溶液按照1: 1: 1体积比等速混合，滴速为lmL/min，混合的过程中复合物需要充分搅拌，防止局部浓度过大形成不均匀的复合物。
[0042]c.水基胶黏剂的收集:复合物混合结束后静置，使水凝胶充分析出，通过离心得到致密的水凝胶，弃去上清液得到可以应用的水基胶黏剂，此水基胶黏剂状态与图1中水基胶黏剂类似。
[0043]d.样品的粘接:取下适量大小的水基胶黏剂，应用于0.5cm宽的玻璃片，平行覆盖另一块玻璃片，保证粘接面积为0.5cm*0.5cm，要求水基胶黏剂均匀覆盖全部粘结面，用长尾夹固定样品，待水基胶黏剂干燥后玻璃可粘结牢固。
[0044]e.由于玻璃没有足够的强度来做搭接拉伸剪切测试，所以在粘合后的玻璃样品的两侧表面上应用商业化的氰基丙烯酸胶水，将玻璃和铁片粘合起来，如图5。将固定有铁片的粘合玻璃应用于搭接拉伸剪切测试，在保证玻璃与玻璃之间的胶接打开的前提下采集实验数据，测得拉伸断裂应力Fmax= 172.5N，计算得本实施例水基胶黏剂应用于玻璃表面的拉伸剪切强度为FmX/S = 6.9MPa，如图6。
[0045]f.塑料材料的表面经亲水化处理后也可以应用此水基胶黏剂进行粘接。如图7所示，亲水化处理的两片聚四氟乙烯薄片(1cm宽)被本发明所制备的水基胶黏剂胶接，胶接面积1 cm*0.7cm,待水分蒸发，此胶接头可以承受约1500g的挂重。
[0046]这些实施例表明，由本发明所述制备水基胶黏剂的方法简单便捷，所使用的材料安全无毒，粘合效果好，应用范围广，具有广阔的应用前景和商业价值。
【主权项】
1.一种基于聚合物复合物制备尚粘合性能水基胶黏剂的方法，其步骤如下: (1)构筑溶液的制备:将聚合物溶于去离子水中，超声20?60分钟，加热直至完全溶解，配成浓度为1.0?10.0mg/mL的聚合物溶液，调节pH值在1?8之间；然后将纳米填料溶于去离子水中，超声20?60分钟，加热至完全溶解，配成浓度为0.01?lmg/mL的纳米填料溶液； (2)聚合物复合物溶液的制备:将步骤(1)得到的聚合物溶液及纳米填料溶液混合在一起，纳米填料质量用量是聚合物总质量用量的0?5% ； (3)水基胶黏剂的收集:将步骤(2)制得到的聚合物复合物溶液静置，使水凝胶充分析出，离心弃去上清液即得到基于聚合物复合物制备的高粘合性能水基胶黏剂。2.如权利要求1所述的一种基于聚合物复合物制备尚粘合性能水基胶黏剂的方法，其特征在于:聚合物为透明质酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡啶中任意两种或两种以上的组合。3.如权利要求2所述的一种基于聚合物复合物制备尚粘合性能水基I父黏剂的方法，其特征在于:当为两种聚合物的组合时，其质量比为1:10?10:1。4.如权利要求1所述的一种基于聚合物复合物制备尚粘合性能水基Jj父黏剂的方法，其特征在于:纳米填料为氧化石墨烯、碳纳米管、蒙脱土或纤维素纳米晶中的一种，粒径在10?50纳米之间。5.如权利要求1所述的一种基于聚合物复合物制备尚粘合性能水基Jj父黏剂的方法，其特征在于:步骤(1)中是用0.5?2M的盐酸或氢氧化钠水溶液调节pH值在1?8之间。6.如权利要求1所述的一种基于聚合物复合物制备尚粘合性能水基Jj父黏剂的方法，其特征在于:步骤(2)中聚合物溶液及纳米填料溶液混合过程充分搅拌。
【专利摘要】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，属于水基胶黏剂制备技术领域。具体涉及一种通过溶液共混形成聚合物复合物，制备具有高粘合性能的水基胶黏剂方法。本发明制备方法简便，仅通过溶液共混即可以得到聚合物复合物水凝胶，离心可得到致密的水基胶黏剂。这种水基胶黏剂是基于聚合物之间的多重弱相互作用而形成的，形成过程简单高效，不涉及复杂的仪器和设备；制备过程中无需添加有机溶剂，无异味无毒环保，所用原料常见，价格低廉。这种水基胶黏剂可以应用于光学玻璃、金属、木材、塑料等多种材料的粘合，并且具有很高的粘合强度，材料(除塑料外)表面无需进行预先处理或修饰，可直接粘接。本发明所制备的水基胶黏剂有望在广泛的领域中得到应用。
【IPC分类】C09J129/04, C09J105/08, C09J101/02, C09J133/02, C09J11/04, C09J171/02, C09J139/06
【公开号】CN105462523
【申请号】CN201610004475
【发明人】孙俊奇, 王梓霖, 李想, 李洋
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月5日