CN112940669A - 一种荧光聚酰胺热熔胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种荧光聚酰胺热熔胶及其制备方法，原料主要包括以下两类化合物：二元伯胺化合物和双丙烯酰胺化合物；具体合成步骤为：将二元伯胺与双丙烯酰胺在甲醇与水的混合溶剂中溶解后，在室温下搅拌20h～30h后结束反应；将反应得到的高分子溶液在丙酮中沉淀，得到聚酰胺；将聚酰胺用甲醇进行重新溶解后，流延成膜，即得到聚酰胺热熔胶；将制得的热熔胶薄膜夹在需要粘接的材料表面间，在140℃～160℃下固化15min～120min，冷却后粘接结束；聚酰胺热熔胶薄膜本征的荧光性可用于对被粘接处的精确定位，同时粘接失效后的热熔胶，采用乙醇对其进行高效的擦拭清除，本发明所得产物具有较强的粘接性能，透明、易清除的特点和荧光性能。

Description

一种荧光聚酰胺热熔胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，特别涉及一种荧光聚酰胺热熔胶及其制备方法。

背景技术

热熔胶是一种可塑性的粘接剂，在一定温度范围内，其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，属环保型化学产品。热熔胶中常用的主要有环氧树脂类热熔胶和聚氨酯类热熔胶。环氧树脂类热熔胶由于其由含有环氧基团的聚合物、含有氨基的固化剂以及溶剂等组成，交联固化以后具有优异的粘接强度和机械强度，但因为其交联固化之后很难溶于普通溶剂，所以很难剥离和清除，同时会对粘接物造成污染和破坏。聚氨酯类热熔胶由于其坚韧耐磨，耐冲击的特点，适用于各种粘合领域。游正伟课题组报道了一种固化速度快的自愈合聚氨酯热熔胶，但该热熔胶的粘接强度较小，对铝材的粘接强度仅为4MPa左右(Mater.Chem.Front.2019,3(9),1833-1839.)。

线性的聚酰胺如尼龙66，具有结构规整、对称、空间位阻小的特点。由于酰胺基的极性大，导致线性的聚酰胺一般具有易结晶、熔点高和溶解性差等特点，因此很难用作热熔胶。而超支化聚酰胺由于含有众多的末端基团(氨基、羧基、羟基等)，因此可能会具有较好的溶解性。同时，超支化聚酰胺分子链中的酰胺基或者极性端基具有较大的极性，对许多极性材料的表面具有较好的粘接性能，有助于提供较大的粘接强度。

发明内容

针对一般热熔胶难以剥离和清除从而导致粘接物表面被污染和破坏的技术问题，本发明的目的在于提供一种荧光聚酰胺热熔胶及其制备方法，本发明所得产物具有较强的粘接性能，透明、易清除的特点和荧光性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种荧光聚酰胺热熔胶，其原料组分为：二元伯胺、双丙烯酰胺，其中二元伯胺与双丙烯酰胺的摩尔比为1:(1～1.5)。

所述的二元伯胺为乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-已二胺、1.8-辛二胺、萘乙二胺、月桂胺二亚丙基二胺、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺、四甲基乙二胺、N,N’-二甲基乙二胺、N,N’-二叔丁基乙二胺、N,N’-二异丙基乙二胺、芴二胺、N,N’-二胺乙基-1,3-丙二胺、2,2’-二吡啶-6,6’-二胺、十二烷二胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

所述的双丙烯酰胺为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、双丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羟基乙烯)双丙烯酰胺、酒石酸双丙烯酰胺、N,N’-乙烯基双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

一种荧光聚酰胺热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

将二元伯胺与双丙烯酰胺按摩尔比1:(1～1.5)在甲醇与水的混合溶液中完全溶解后混合均匀，甲醇与水体积比为2:1；在室温下搅拌20～30h至完全反应；将反应后的高分子溶液在不良溶剂中沉淀，其中甲醇与不良溶剂的体积比例为1:(8～12)，得到超支化聚酰胺；将超支化聚酰胺重新在甲醇中溶解，保证溶解后的质量浓度为10％～20％，将聚合物溶液流延成膜即得到超支化聚酰胺热熔胶。

所述的二元伯胺为乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-已二胺、1.8-辛二胺、萘乙二胺、月桂胺二亚丙基二胺、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺、四甲基乙二胺、N,N’-二甲基乙二胺、N,N’-二叔丁基乙二胺、N,N’-二异丙基乙二胺、芴二胺、N,N’-二胺乙基-1,3-丙二胺、2,2’-二吡啶-6,6’-二胺、十二烷二胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

所述的双丙烯酰胺为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、双丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羟基乙烯)双丙烯酰胺、酒石酸双丙烯酰胺、N,N’-乙烯基双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

所述的不良溶剂为丙酮、乙醚中任意一种或其任意比例的混合物。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1)本发明制备的超支化聚酰胺热熔胶使用场景广泛，其固化温度为140℃～160℃，固化时间为15min～120min。

2)本发明制备的超支化聚酰胺热熔胶由于其较高的氢键密度而具有强的粘接性能，粘接强度可达12MPa左右。

3)本发明制备的超支化聚酰胺热熔胶在较短的固化时间内便可以具有较好的粘接性能，在15min时，粘接强度即可达到10MPa左右。

4)超支化聚酰胺由于较多的富电子基团，存在簇聚诱导发光行为。所制备的超支化聚酰胺热熔胶在365nm紫外灯照射下发出强烈的蓝色荧光，荧光可应用于对粘接位置的精确定位。

5)超支化聚合物具有较好的溶解性。本发明制备的超支化聚酰胺热熔胶粘接失效后的参与胶水可用环保的乙醇进行擦拭而实现便捷清理。

本发明的热熔胶由于在环保的乙醇中具有较好的溶解性，将超支化聚酰胺溶解于乙醇中，流延成膜，待溶剂挥发后可得到热熔胶。同时粘接失效后的样品，在保证不对粘接物造成损伤的情况下，采用乙醇对残余热熔胶可进行高效便捷地擦拭清除。另外，所制备的超支化聚酰胺由于含有大量富电子基团而具有簇聚诱导发光的现象。365nm紫外灯下热熔胶强烈的蓝色荧光特性可用于对被粘接处位置的精确定位。

附图说明

图1为粘接与单搭接剪切拉断过程示意图。

图2是本发明实施例一的超支化聚酰胺热熔胶粘接的单搭接剪切强度-位移曲线(以1.8-辛二胺作为二元伯胺组分，以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺作为双丙烯酰胺组分，以铝板为粘接材料为例)。

图3为本发明实施例一的粘接的单搭接剪切强度与固化时间的关系图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要再次指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进或调整。

实施例一

本实施例一种荧光聚酰胺热熔胶，其原料组分为：二元伯胺、双丙烯酰胺，其中二元伯胺与双丙烯酰胺的摩尔比为1:1.125。

本实施例的制备方法：

将12.33g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在60mL甲醇和30mL水中后加入12.98g1.8-辛二胺，其中N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与1.8-辛二胺的摩尔比为1:1.125。将混合后的溶液在30℃下搅拌24h，随后将反应后的溶液在丙酮中沉淀得到白色固体，所得的白色固体即为超支化聚酰胺。将其溶于甲醇，保证溶解后的超支化聚酰胺溶液的质量浓度为15％，室温流延成膜。

所得薄膜在365nm紫外光下发蓝色荧光。将透明薄膜夹于两块铝板之间，在160℃下加热45min铝板实现高效粘接，粘接的单搭接剪切强度-位移曲线如图2所示。粘接处被拉开后的铝板在乙醇中浸泡后，铝板表面残余的热熔胶可被便捷清除。

本实施例制备的超支化聚酰胺热熔胶由于其较高的氢键密度而具有强的粘接性能，粘接强度可达11.8MPa。见图1和图2。

本实施例制备的超支化聚酰胺热熔胶在较短的固化时间内便可以具有较好的粘接性能，在15min时，粘接强度即可达到9.97MPa。见图3。

实施例二

本实施例一种荧光聚酰胺热熔胶，其原料组分为：二元伯胺、双丙烯酰胺，其中二元伯胺与双丙烯酰胺的摩尔比为1:1。

本实施例的制备方法：

将12.33g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在60mL甲醇和30mL水中后加入7.05g 1，4-丁二胺。N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与1，4-丁二胺的摩尔比为1:1。将混合后的溶液在30℃下搅拌20h，随后将反应后的溶液在丙酮中沉淀得到淡黄色固体，所得的淡黄色固体即为超支化聚酰胺。将其溶于甲醇，保证溶解后的超支化聚酰胺溶液的质量浓度为20％，室温流延成膜。

所得薄膜在365nm的紫外光下发蓝色荧光。将透明薄膜夹于两块铝板之间，在160℃下加热30min铝板实现高效粘接。粘接处被拉开后的铝板在乙醇中浸泡后，铝板表面残余的热熔胶可被便捷清除。

实施例三

一种荧光聚酰胺热熔胶，其原料组分为：二元伯胺、双丙烯酰胺，其中二元伯胺与双丙烯酰胺的摩尔比为1:1.5。

将13.46g N,N’-乙烯基双丙烯酰胺溶解在70mL甲醇和35mL水中后加入44.1g 4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺。N,N’-乙烯基双丙烯酰胺与4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺的摩尔比为1:1.5。将混合后的溶液在30℃下搅拌30h，随后将反应后的溶液在丙酮中沉淀得到白色固体，所得到的白色固体即为超支化聚酰胺，将其溶于甲醇，保证溶解后的超支化聚酰胺溶液的质量浓度为15％，室温流延成膜。

所得薄膜在365nm的紫外光下发蓝色荧光。将透明薄膜夹于两块铝板之间，在160℃下加热60min铝板实现高效粘接。粘接处被拉开后的铝板在乙醇中浸泡后，铝板表面残余的热熔胶可被便捷清除。

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (7)

1.一种荧光聚酰胺热熔胶，其特征在于，其原料组分为：二元伯胺、双丙烯酰胺，其中二元伯胺与双丙烯酰胺的摩尔比为1:(1～1.5)。

2.根据权利要求1所述的一种荧光聚酰胺热熔胶，其特征在于，所述的二元伯胺为乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-已二胺、1.8-辛二胺、萘乙二胺、月桂胺二亚丙基二胺、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺、四甲基乙二胺、N,N’-二甲基乙二胺、N,N’-二叔丁基乙二胺、N,N’-二异丙基乙二胺、芴二胺、N,N’-二胺乙基-1,3-丙二胺、2,2’-二吡啶-6,6’-二胺、十二烷二胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种荧光聚酰胺热熔胶，其特征在于，所述的双丙烯酰胺为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、双丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羟基乙烯)双丙烯酰胺、酒石酸双丙烯酰胺、N,N’-乙烯基双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

4.一种荧光聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将二元伯胺与双丙烯酰胺按摩尔比1:(1～1.5)在甲醇与水的混合溶液中完全溶解后混合均匀，甲醇与水体积比为2:1；在室温下搅拌20～30h至完全反应；将反应后的高分子溶液在不良溶剂中沉淀，其中甲醇与不良溶剂的体积比例为1:(8～12)，得到超支化聚酰胺；将超支化聚酰胺重新在甲醇中溶解，保证溶解后的质量浓度为10％～20％，将聚合物溶液流延成膜即得到超支化聚酰胺热熔胶。

5.根据权利要求4所述的一种荧光聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，所述的二元伯胺为乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-已二胺、1.8-辛二胺、萘乙二胺、月桂胺二亚丙基二胺、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺、四甲基乙二胺、N,N’-二甲基乙二胺、N,N’-二叔丁基乙二胺、N,N’-二异丙基乙二胺、芴二胺、N,N’-二胺乙基-1,3-丙二胺、2,2’-二吡啶-6,6’-二胺、十二烷二胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

6.根据权利要求4所述的一种荧光聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，所述的双丙烯酰胺为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、双丙烯酰胺、N,N’-(1,2-二羟基乙烯)双丙烯酰胺、酒石酸双丙烯酰胺、N,N’-乙烯基双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺中任意一种或多种任意比例的混合物。

7.根据权利要求4所述的一种荧光聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，所述的不良溶剂为丙酮、乙醚中任意一种或其任意比例的混合物。

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