【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压敏胶，具体地说，涉及一种生物基丙烯酸压敏胶及其制备方法。
技术介绍
1、压力敏感型胶粘剂，简称压敏胶(pressure-sensitive adhesive,psa)又称为不干胶，是一类具有长期粘接性能的聚合物材料，这种材料无需加热、溶剂及化学反应只需要施加轻微的压力，就能迅速与基材形成稳定的粘接。由于压敏胶具有易于粘接、揭开不难、可以反复粘接且在常规甚至苛刻环境下能稳定使用的优点，因此psa在日用品、电子电气、建筑、化工、医药、汽车和航空航天业都有广泛的应用。
2、目前除了橡胶压敏胶和硅橡胶基压敏胶外，丙烯酸压敏胶是最为常用的类型。丙烯酸压敏胶常以石油基单体制备，然而随着工业化进程的加速，人类对于石油这一重要资源的需求也在不断攀升。石油不仅是日常生活中不可或缺的燃料来源，更是化工、交通等多个关键行业的基础。但近几十年间，全球石油资源逐渐枯竭已成为不争的事实，这不仅限制了石油的供应量，同时也推高了其市场价格。受石油价格波动的影响，依赖于石化产品所制备的丙烯酸压敏胶价格也随之增长，且石油单体合成的丙烯酸化合物往往难降解、对环境污染大，从长远的发展角度来看，可持续发展的新型材料更具有发展前景。
3、生物质资源因其储量丰富且可再生的特点，正逐渐成为获取清洁能源和高价值化学品的重要原料，受到了越来越多的关注。目前，科研人员已经开始探索利用生物质资源来制备压敏胶的方法，旨在开发出更加环保和可持续的新材料。这一研究方向不仅有助于减少对传统石化资源的依赖，同时也为压敏胶行业提供了新的发展机会。如授权公告
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种生物基丙烯酸压敏胶及其制备方法。该生物基丙烯酸压敏胶不仅使用生物基原料替代了石油基制备方法简单、易于操作
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种生物基丙烯酸压敏胶，按重量份计数，包括45～90份生物基软单体、15～35份生物基硬单体、10～20份生物基功能单体、5～15份改性生物基纳米纤维、3～6份天然交联剂、80～150份溶剂和0.05～1份引发剂；
4、其中，所述改性生物基纳米纤维为通过纳米银改性的蛛丝纳米纤维；所述天然交联剂为环烯醚萜类化合物。
5、本专利技术以生物基软单体、生物基硬单体和生物基功能单体作为生物基丙烯酸压敏胶的主要组分，生物基软单体选自具有较长侧链的丙烯酸酯单体，长侧链增加了聚合物的柔韧性，且降低了聚合物的玻璃化转变温度(tg),使得胶粘剂在较低温度下仍能保持良好的黏附性能；生物基硬单体选自较短侧链或无侧链的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体，硬单体的加入可以显著提高压敏胶的内聚力，使其在高温条件下不易发生内聚破坏，且硬单体的短侧链或无侧链结构提高了聚合物的刚性；生物基功能单体含双键、羧基基团的单体，使其更好地与交联剂反应。
6、优选的，所述生物基软单体为丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸2-辛基酯、丙烯酸正丁酯中的任意一种；所述生物基硬单体选自甲基丙烯酸异冰片酯或丙烯酸甲酯；生物基功能单体为丙烯酸。
7、优选的，所述环烯醚萜类化合物为京尼平；所述溶剂为二甲基亚砜、乙酸乙酯、异丙醇中的任意一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
8、蜘蛛丝或者简称蛛丝以其惊人的强度和弹性著称，享有“生物钢”的美誉。蛛丝非常坚固却异常轻盈，使其在航空、军事装备和个人防护等领域具有巨大应用价值。蛛丝的颜色多呈现金黄色、透明状、光滑闪亮，物理密度约为1.13～1.29g/cm3，断裂能大、耐紫外线能力强，不仅耐高温还耐低温。经科研人员热分析表明，络新妇属蜘蛛丝在200℃以下热稳定性良好、300℃以上才变硬、零下40℃仍有弹性，仅仅在极低温度时才脆变。作为一种天然产物，蛛丝可以完全生物降解，非常符合目前绿色环保的理念。蛛丝的主要成分是由一系列不同类型的蛋白质组成，统称为蛛丝蛋白(spidroins)。蛛丝蛋白主要由甘氨酸(gly)、丙氨酸(al a)、丝氨酸(ser)和脯氨酸(pro)等氨基酸组成。它包含高度重复的氨基酸序列，这些序列通常由丙氨酸组成的β-折叠和富含脯氨酸的a-螺旋构成单元组成。这些重复序列使得蛛丝蛋白具有高弹性和高强度。目前利用基因重组技术也可以获得重组蛛丝，但其力学性能无法与天然蛛丝相比。本专利技术选用的蛛丝选自金纺蜘蛛，金纺蜘蛛属络新妇属蛛科，节肢动物门体大型，雌蛛体长35～50mm，结网很大，直径可超过1米。蛛丝本身优异的力学性能就可以增强压敏胶的抗撕裂性能，使其在受到外力作用时不易破裂。
9、纳米银具有优异的光谱抗菌性，能够有效抑制多种细菌、真菌和病毒的繁殖，使用纳米银对蛛丝进行改性，再用改性后的溶液通过静电纺丝技术制得纳米纤维膜，使得纳米银填充到蛛丝纳米纤维的微小空隙中，增强纳米纤维整体的致密度，进一步提升蛛丝纳米纤维的强度和耐磨性能。改性后的蛛丝纳米纤维不仅改性后可以显著提高压敏胶的内聚强度，还能使得压敏胶具有良好的抗菌性，进而延长了使用寿命。
10、京尼平(genipin)即5-羟基-1,4-萘醌-2-β-d-葡萄糖苷是从栀子果实中提取的一种天然化合物，属于环烯醚萜类化合物。含有多个羟基基团的京尼平具有广泛的生物活性，可作为一种优良的天然交联剂，可以与蛋白质、明胶、壳聚糖等材料交联作为生物材料运用于医疗卫生等领域。本专利技术将京尼平用作为丙烯酸压敏胶的交联剂，京尼平中的羟基基团可以与生物基丙烯酸功能单体中的羧基发生反应，形成酯键，从而在压敏胶中形成密集的交联网络，增强了内部的结合紧密度，提高了内聚力，其中涉及的简要反应方程式如下所示：
11、
12、作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种生物基丙烯酸压敏胶的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
13、步骤(1)，在含有第一部分溶剂的反应器中加入生物基软单体、生物基硬单体、生物基功能单体和第一部分引发剂，第一部分溶剂占溶剂总量的50～70％，第一部分引发剂占引发剂总量的35～65％，加热并搅拌10～30min后冷凝，随后回流保温得到溶液a；
14、步骤(2)，将京尼平、改性的天然蛛丝纳米纤维加入剩余溶剂中，超声搅拌得到溶液b；
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【技术保护点】
1.一种生物基丙烯酸压敏胶，其特征在于，所述丙烯酸压敏胶，按重量份计数，包括45～90份生物基软单体、15～35份生物基硬单体、10～20份生物基功能单体、5～15份改性生物基纳米纤维、3～6份天然交联剂、80～150份溶剂和0.05～1份引发剂；
2.根据权利要求1所述的一种生物基丙烯酸压敏胶，其特征在于，所述生物基软单体为丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸2-辛基酯、丙烯酸正丁酯中的任意一种；所述生物基硬单体选自甲基丙烯酸异冰片酯或丙烯酸甲酯；生物基功能单体为丙烯酸。
3.根据权利要求1所述的一种生物基丙烯酸压敏胶，其特征在于，所述环烯醚萜类化合物为京尼平；所述溶剂选自二甲基亚砜、乙酸乙酯、异丙醇中的任意一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
4.一种基于如权利要求1～3任一项所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加热温度为68～94℃，回流保温时长为3～8h。
6.根据权利要求4所述的一种生物基丙烯酸
7.根据权利要求4所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，所述改性的天然蛛丝纳米纤维的制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，干燥温度为40～60℃，干燥时间为3～8h；所述氟化溶剂为六氟异丙醇，用量为10～30mL，搅拌时间为6～10h。
9.根据权利要求7所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硝酸银用量为天然蛛丝质量的4～8％，搅拌时间为1～4h。
10.根据权利要求7所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，静电纺丝的各项参数为：电压12～20kV，接收距离为6～18cm，注入速度为40～80μL/min。
...【技术特征摘要】
1.一种生物基丙烯酸压敏胶，其特征在于，所述丙烯酸压敏胶，按重量份计数，包括45～90份生物基软单体、15～35份生物基硬单体、10～20份生物基功能单体、5～15份改性生物基纳米纤维、3～6份天然交联剂、80～150份溶剂和0.05～1份引发剂；
2.根据权利要求1所述的一种生物基丙烯酸压敏胶，其特征在于，所述生物基软单体为丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸2-辛基酯、丙烯酸正丁酯中的任意一种；所述生物基硬单体选自甲基丙烯酸异冰片酯或丙烯酸甲酯；生物基功能单体为丙烯酸。
3.根据权利要求1所述的一种生物基丙烯酸压敏胶，其特征在于，所述环烯醚萜类化合物为京尼平；所述溶剂选自二甲基亚砜、乙酸乙酯、异丙醇中的任意一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
4.一种基于如权利要求1～3任一项所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种生物基丙烯酸压敏胶制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加热温度为68～94℃，回流保温时长为...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴明江，
申请(专利权)人：萍乡高恒材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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