[发明专利]一种基于巯基-环氧反应的胶黏剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种基于巯基‑环氧反应的胶黏剂及其制备方法与应用。所述胶黏剂包括生物质环氧化物和铋试剂I。本发明的胶黏剂对于各种基材均具有高的胶接强度，并且在各种溶液环境中强度变化不大，同时，该胶黏剂对于高温环境仍具有较高的水下胶合强度，本发明的胶黏剂可用作水下修补剂。本发明选用的原料价廉易得，制备工艺简单，无需复杂合成，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种基于巯基-环氧反应的胶黏剂及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，水下胶黏剂由于其在生物医疗、海洋船舶、材料工程等领域的潜在应用价值而得到人们的广泛关注。然而，制备高强度的水下胶接材料一直是该领域的研究难点和热点。传统胶黏剂多数在空气中具有优异的粘接强度，但在水中却迅速丧失效果，这主要是因为水分子进入粘合界面处形成水化膜，阻碍胶黏剂与基材的接触，同时对胶黏剂分子产生水化、溶胀、降解作用，最终使得粘接性能快速下降甚至完全丧失。

天然水生生物，如贻贝、沙滩蠕虫、藤壶等，能实现水下涂覆、原位固化及长期稳定的水下黏附。受海洋生物启发，科研人员通过仿生多巴胺、界面超分子作用、聚电解质络合作用等手段发展了不同类型的水下黏附材料，但均很难以获得高胶接强度的水下胶黏剂，且多数存在儿茶酚易氧化、操作步骤复杂、制备成本高昂、需要有机溶剂和外界刺激等一系列问题，因而极大限制其实际应用和工业化发展。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于巯基-环氧反应的胶黏剂及其制备方法的应用。

本发明提供的基于巯基-环氧反应的胶黏剂，包括：生物质环氧化物和铋试剂I。

本发明发现，铋试剂I中的巯基与环氧化合物中的环氧基团在室温条件下可自发地产生巯基-环氧反应，两者混合可生成一种粘稠状胶体，具有水下强黏附性能。其中，铋试剂I作为黏附基团，具有多个活性官能团，可与被胶接基材产生多种作用机制，比如配位作用、氢键作用、疏水作用、π-π堆积作用等，赋予胶黏剂广泛多效的黏附力；与此同时，生物质环氧化物作为疏水骨架网络，可形成疏水体系，使胶黏剂在水下环境中获得稳固的内聚力。铋试剂I和生物质环氧化物的协同作用使其形成具有超高强度、适用性广、耐久稳定的胶黏剂，特别适合用作水下胶黏剂。

进一步地，所述生物质环氧化物和铋试剂I的重量比为100：(0.1-100)。

进一步优选地，所述生物质环氧化物和铋试剂I的重量比为100：(10-60)。

进一步地，所述生物质环氧化物包括植物源环氧化物和动物源环氧化物。

具体地，所述植物源环氧化物选自环氧大豆油、山梨醇缩水甘油醚、环氧蓖麻油、环氧花生油、环氧菜籽油、环氧葵花籽油、环氧玉米油、环氧棉籽油中的一种或多种。

所述动物源环氧化物选自环氧鱼油、环氧牛油、环氧羊油、环氧猪油、环氧鸭油、环氧鸡油、环氧蝉蛹油中的一种或多种。

进一步优选地，所述生物质环氧化物的纯度为60％以上，工业级；

所述铋试剂I的纯度为90％以上，化学纯或工业级。

本发明还提供上述的基于巯基-环氧反应的胶黏剂的制备方法，室温条件下，将铋试剂I和生物质环氧化物进行混合并搅拌，直至形成黄色黏稠态胶体。在一些具体的实施例中，所得胶体粘度过高时，可以在反应体系中添加适量的稀释剂，如乙醇，以便于施胶。进一步地，所述搅拌时间为1-8分钟。

本发明还提供上述的基于巯基-环氧反应的胶黏剂在水下胶黏剂中的应用。

进一步地，所述应用包括在水下对木材、金属、玻璃、树脂进行修补。

本发明的有益效果在于：