[发明专利]一种粘合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种粘合材料的制备方法。

背景技术

壁虎能够在树干、墙壁、天花板甚至垂直的光滑玻璃板上纹丝不动地停留或者轻松自如地行走，这种奇特的攀附和行走能力主要决定于壁虎脚上的多层次分级结构。研究发现，壁虎脚上有数百个凸起，称为皮瓣，每个皮瓣上生有数百万根刚毛，每根刚毛末端又分成数百个直径只有几百纳米的产状丝，正是这种独特的结构使得壁虎具有独特的攀附和行走能力。

根据壁虎脚的结构和粘合原理，人类设计了壁虎仿生干型粘合材料，即模仿壁虎脚的结构，在柔软基底上制作出大量的规整微突起结构，形成包括基底和突起结构的粘合材料，这种粘合材料具有较高的剪切粘合强度，在物体表面法向方向上容易剥离，可以多次反复使用。

现有技术公开了多种此类粘合材料的制备方法，如美国专利US2008/0280137公开了一种采用化学沉积法和催化法在基底材料上生成定向排列的碳纳米管制备粘合材料的方法，其中，碳纳米管发挥壁虎脚刚毛的作用，但是，碳纳米管不容易在共平面上排列，导致得到的粘合材料上的突起不规则，粘合性能较差，而且这种制备方法较为复杂，制备条件苛刻，难以实现工业化生产。美国专利US2010/0021647公开了一种采取纳米压印法和模板复制法制备聚合物纤维构成的粘合材料，聚合物纤维能够在基底材料上形成突起结构，但这种方法步骤繁琐，而且需要使用微米级甚至纳米级的模板，容易造成粘合材料发生结构重叠、结构缺陷等问题，降低材料的粘合性能和反复使用性。美国专利US2010/0086785采取有限去除聚合物基底的方法，制备得到了由聚合物纤维构成的粘合材料，这种方法主要采用溶剂腐蚀和溶解聚合物纤维及部分基底的方式形成突起，不仅步骤繁琐，而且对材料结构的可控性较差，得到的粘合材料粘合性能不够理想。

静电纺丝是一种利用静电力作为牵引力使高聚物溶液或熔融体产生喷射、形成纤维的技术，具有设备简单、操作简便的优点。本发明人考虑，可以采用静电纺丝的方法使聚合物纤维形成类似于壁虎脚的结构，从而得到壁虎仿生粘合材料。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种粘合材料的制备方法，本发明提供的方法制备工艺简单，得到的粘合材料具有良好的粘合性能，而且反复使用次数较多。

本发明提供了一种粘合材料的制备方法，包括以下步骤：

对聚合物进行静电纺丝，通过转盘或滚筒收集纤维，得到取向聚合物纤维；

将所述取向聚合物纤维捆扎，得到取向聚合物纤维束；

将所述取向聚合物纤维束的一端固定在基底上，另一端形成平面；

对所述取向聚合物纤维束形成平面的一端进行刻蚀形成超细纤维后，得到粘合材料。

优选的，所述聚合物为尼龙、聚氨酯、聚碳酸酯、聚砜或聚烯烃。

优选的，所述转盘或滚筒的转速为50转/s～5000转/s。

优选的，所述取向聚合物纤维的直径为10nm～10000nm。

优选的，所述取向聚合物纤维束的长度为1μm～20000μm。

优选的，所述取向聚合物纤维束的直径为50μm～30000μm。

优选的，所述超细纤维的直径为1nm～10000nm。

优选的，所述平面的面积为1mm²～40000mm²。

本发明还提供了一种粘合材料的制备方法，包括以下步骤：

对聚合物进行静电纺丝，在磁场的存在下收集纤维，得到取向聚合物纤维；

将所述取向聚合物纤维捆扎，得到取向聚合物纤维束；

将所述取向聚合物纤维束的一端固定在基底上，另一端形成平面；

对所述取向聚合物纤维束形成平面的一端进行刻蚀形成超细纤维，得到粘合材料。

优选的，所述磁场的强度为1nT～1T。