一种环保抗菌粘合剂及其制备方法和应用技术

技术编号：42509173 阅读：21 留言：0更新日期：2024-08-22 14:25

本发明专利技术属于粘合剂技术领域，具体涉及一种环保抗菌粘合剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将一定量壳聚糖、有机弱酸溶于水中，添加柠檬酸溶液调pH值至4‑6，再加入单宁酸水溶液，分散均匀，得到改性壳聚糖溶液；（2）将一定量碳材料加入到改性壳聚糖溶液中，分散均匀，得到环保抗菌粘合剂。本发明专利技术具有操作方便、反应活性高、固化速度快、粘接性能好、无臭、贮存稳定等优点，加入碳纳米材料提高交联程度和缩短固化时间，得到的粘合剂具有简单易得、快速固化、耐水性好、粘接性能大幅提升的优点，满足球拍手柄手胶的黏贴。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粘合剂，具体涉及一种环保抗菌粘合剂及其制备方法和在球类上的应用。

技术介绍

1、挥拍类运动为了提高握拍的舒适感会在手柄的外层在缠一层手胶，需要用粘合剂粘在一起，手胶材质主要有橡胶、pu等。现有粘结剂是以牺牲环境保护为代价，来实现高性能和低成本。如常用的油性粘合剂，不仅具有较高的voc（挥发性有机化合物），释放致癌物，危害人体健康，更严重的是废弃后会污染环境。同时，在使用时，雨水、汗液等都会浸湿手胶，使得外层脱胶，降低手胶的耐用性。另外，汗液中含有盐分和微生物，长时间浸湿在汗液中的球拍可能会产生异味，并且有可能成为细菌滋生的温床，影响卫生安全。因此，提高球类粘合剂的粘接性、耐水性和抗菌性等是目前粘合剂最重要的挑战。生物基粘合剂采用天然原料或可再生资源作为主要成分，具有良好的环保性、可降解性和低挥发性，被视为传统胶粘剂的一种理想替代品。首先，生物基胶粘剂的生产过程大大减少了对非可再生资源的依赖，有助于减少对自然资源的过度开采和破坏，从而降低了环境负荷。其次，生物基胶粘剂通常具有良好的可生物降解性，能够在使用寿命结束后自然降解成无害的物质，减少了对垃圾填埋场的负荷，有助于缓解固体废物处理的压力。此外，生物基胶粘剂还具有低挥发性和优异的粘接性能。由于其成分中含有较低水平的挥发性有机化合物（vocs），在使用过程中释放的有害气体大大减少，有助于改善室内空气质量，保护人类健康。随着社会对于环保意识的逐渐提高，人们更倾向于选择既对环境健康友好，又能带来良好经济效益的产品，绿色环保的生物基产品更受人们的欢迎，市场规模正逐渐扩大。</p>

2、中国专利cn108902179a 公开了一种银-壳聚糖复合抗菌材料的制备方法，包括步骤：（1）将壳聚糖溶于质量分数为5～15％的乙酸中，磁力搅拌1～2h，调节溶液的ph值为6～7，再加入柠檬酸钠溶液，于50～60℃水浴条件下搅拌1～3h，得到壳聚糖溶胶；（2）将单宁酸与碳酸钠溶液于60℃水浴条件下搅拌均匀，以20～40滴/min的滴加速度加入硝酸银溶液，至混合物为橙红色时停止滴加，得到银溶胶，其中，所述硝酸银溶液的浓度为0.001～0.01mol/l；（3）在搅拌条件下，向上述壳聚糖溶胶中加入上述新制备的银溶胶，静置5～15min后倒入模具中，静置陈化48～96h，真空过滤，干燥12～24h，冷却，研磨，得到银-壳聚糖复合抗菌材料。但是该材料并没有胶粘性能，同时加入的硝酸银溶液价格高，制备复杂，并且固化时间长。

技术实现思路

1、基于以上问题，本专利技术制备一种环保抗菌粘合剂，环保、粘结能力优异、耐水性好、抗菌性好，尤其可以用以改善目前球类粘合剂的性能。

2、为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现：

3、一种环保抗菌粘合剂的制备方法，包括如下步骤：

4、（1）将一定量壳聚糖、有机弱酸溶于水中，添加柠檬酸溶液调ph值至4-6，再加入单宁酸水溶液，分散均匀，得到改性壳聚糖溶液；

5、（2）将一定量碳材料加入到改性壳聚糖溶液中，分散均匀，得到环保抗菌粘合剂。

6、优选的，步骤（1）中壳聚糖溶于水后的浓度为10-50mg/ml ；所述有机弱酸为乙酸、苹果酸、乳酸中的至少一种，有机弱酸的加入量为壳聚糖质量的2%-4%。

7、优选的，所述柠檬酸溶液的浓度为5-20mmol/l。

8、优选的，所述单宁酸水溶液的浓度为10-50mg/ml，加入量与壳聚糖溶液的质量比为1：（8-12），壳聚糖和单宁酸的反应时间为10~30min。

9、壳聚糖中具有丰富的氨基和羟基，壳聚糖中的氨基在有机弱酸中被质子化，被质子化后的氨基与柠檬酸形成强的非共价键相互作用，同时，壳聚糖中的羟基与柠檬酸形成氢键，形成交联三维网络结构。

10、优选的，所述碳材料为多壁碳纳米管、石墨烯、炭黑纳米颗粒中的至少一种，用量为改性壳聚糖溶液质量的0.5-2%，与改性壳聚糖的反应时间为10~30min。碳材料在此是起到吸热作用，加速粘合剂的粘接速度，因为壳聚糖固化的温度较高，固化时间较长，会影响到皮革等软材料的性能，因此，加入适量碳材料吸热后加速壳聚糖改性溶液变干。

11、本专利技术先利用有机弱酸水溶液溶解壳聚糖，然后用柠檬酸对壳聚糖进行修饰，壳聚糖中丰富的氨基和羟基可以和柠檬酸中的羧基和羟基互相作用，增强壳聚糖三维网络的机械互锁和交联，接着，仿生天然贻贝粘合剂，将改性壳聚糖与单宁酸的分子络合，模拟贻贝粘合剂中的多巴-赖氨酸协同作用，单宁酸中具有丰富的邻苯二酚基团，既可以和壳聚糖形成可逆的离子键、π-π键和氢键，也可以通过氢键和金属配位促进与基材的相互作用。最后，得到的壳聚糖改性粘合剂在70℃固化6h，对基材来说固化时间较慢，为了加快粘接速度，添加少量具有吸热效应的碳纳米材料，在70℃中只需要固化3h，同时碳材料也有利于增强网络的机械互锁，有利于提高剪切强度。

12、本专利技术具有以下积极有益效果：

13、本专利技术制备了一种环保抗菌粘合剂，具有操作方便、反应活性高、固化速度快、粘接性能好、无臭、贮存稳定等优点，选用安全环保、材料易得、具有粘接性能和抗菌性的壳聚糖,用柠檬酸和单宁酸对壳聚糖进行改性，且加入碳纳米材料提高交联程度和缩短固化时间，得到的粘合剂具有简单易得、快速固化、耐水性好、粘接性能大幅提升的优点，满足球类之间的粘接性能。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种环保抗菌粘合剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中壳聚糖溶于水后的浓度为10-50mg/mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述有机弱酸为乙酸、苹果酸、乳酸中的至少一种，有机弱酸的加入量为壳聚糖质量的2%-4%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述柠檬酸溶液的浓度为5-20mmol/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述单宁酸水溶液的浓度为10-50mg/mL，加入量与壳聚糖溶液的质量比为1：（8-12），壳聚糖和单宁酸的反应时间为10~30min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳材料为多壁碳纳米管、石墨烯、炭黑纳米颗粒中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述碳材料用量为改性壳聚糖溶液质量的0.5-2%，与改性壳聚糖的反应时间为10~30min。

8.权利要求1-7任一项权利要求所制备的环保抗菌粘合剂。

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【技术特征摘要】

1.一种环保抗菌粘合剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中壳聚糖溶于水后的浓度为10-50mg/ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述有机弱酸为乙酸、苹果酸、乳酸中的至少一种，有机弱酸的加入量为壳聚糖质量的2%-4%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述柠檬酸溶液的浓度为5-20mmol/l。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述单宁酸水溶液的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈应华，林星月，王瑶芝，付志成，张历峰，刘从雁，
申请(专利权)人：肇庆市华莱特复合新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：

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