[发明专利]一种用于粘结水凝胶材料与固体材料的粘结剂以及粘结方法

说明书

本发明提供了一种用于粘结水凝胶材料与固体材料的粘结剂，为纳米颗粒分散于溶剂中形成的分散液；所述溶剂为可以溶胀所述水凝胶的溶剂。本发明采用纳米颗粒作为水凝胶材料与固体材料的粘接介质，可以将界面剥离韧性提升几十倍。这种方法在对界面基础研究方面有着重要意义，对高分子材料在不同尺度的组装应用也具有重要意义，同时对开发新型、应对多种环境的特种胶水、胶布体系有重要意义。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种用于粘结水凝胶材料与固体材料的粘结剂以及粘结方法。

背景技术

水凝胶由于其独特的表面性质，例如含有丰富的水份，溶胀状态的分子链等，而与许多粘合剂无法亲和、成键，从而形成有效、牢固的粘结面。

因此，水凝胶材料与固体材料的粘结十分困难。

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用于粘结水凝胶材料与固体材料的粘结剂以及粘结方法，能够将水凝胶材料与固体材料牢固的粘结。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种用于粘结水凝胶与固体材料的粘结剂，为纳米颗粒分散于溶剂中形成的分散液；

所述溶剂为可以溶胀所述水凝胶的溶剂，即被粘结水凝胶材料的良性溶剂。

本发明所粘结的水凝胶材料优选为合成高分子水凝胶材料和自然衍生高分子水凝胶中的任意一种或多种。

本发明所粘结的固体材料优选为塑料材料、橡胶材料、无机非金属材料、金属材料、生物组织、生物材料中的任意一种或多种。

优选的，所述水凝胶材料与固体材料不同。

由于水凝胶材料性能类似，在本发明的一些具体实施例中，以丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和琼脂糖配制成的水凝胶材料为例。

在本发明的另外一些具体实施例中，以N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和琼脂糖配制成的水凝胶材料为例。

本发明所述的水凝胶材料不限于此，可以为本领域技术人员熟知的水凝胶材料。

在本发明的一些具体实施例中，所述固体材料为不锈钢、铝、钛、铜、玻璃、氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、石英、硅晶片、砷化镓晶片、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、VHB胶带、聚氨酯橡胶、硅橡胶、皮肤、肝脏、肾脏、心脏、骨骼、肌肉等几乎所有种类材质的基底。

所述粘结剂采用纳米颗粒，分散于溶剂中，形成纳米颗粒分散液。

所述溶剂能够溶胀所述水凝胶，优选的，所述溶剂为能够与水互溶的溶剂。进一步优选的，所述溶剂为水、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或多种；更优选为去离子水和/或乙醇。

所述纳米颗粒的粒径优选为15～100nm，进一步优选为30～70nm；所述分散液中，纳米颗粒的浓度优选为10wt％～30wt％，进一步优选为15wt％～25wt％。

其中，所述纳米颗粒优选为金属纳米颗粒、半导体纳米颗粒、陶瓷纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、碳基纳米颗粒和脂质体纳米颗粒中的一种或多种。

本发明中，所述金属纳米颗粒优选为金纳米颗粒、银纳米颗粒和铜纳米颗粒等本领域技术人员熟知的金属纳米颗粒中的一种或多种。

所述陶瓷纳米颗粒优选为氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化锌、硫酸钡、碳酸钙、磷酸钙和硅酸钙纳米颗粒等本领域技术人员熟知的陶瓷纳米颗粒中的一种或多种。