[发明专利]一种含有聚羟基脂肪酸酯的水乳胶、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于水基胶粘剂领域，更具体地，本发明公开了一种含有生物聚酯的水乳胶、其制备方法及应用。

背景技术

水乳胶制品种类繁多，已广泛应用于人们的日常生活、医疗卫生、气象探测及电子工业等方面。水乳胶的制品作为高附加值的产品主要有外科医用手套、氧气袋、导液管、止血带、避孕套、具特殊功效的枕头等；同时水乳胶的浸渍品大规模应用在工业手套、家用手套、绝缘手套、气球等价格实惠的大众化商业产品，这样看来水乳胶的应用无处不在。

现时应用较为广泛的水乳胶是以天然橡胶和合成橡胶为主，天然橡胶及其制品由于乳胶中酪蛋白的存在，容易引起皮肤的过敏-接触性风疹病，而且产生不愉快的气味，所以不利于在医学方面的广泛使用(罗卫云21世纪国内外乳胶制品的展望《特种橡制品》2000年02期21卷，第60～62页)。合成橡胶主要有氯丁、氯苯、丁腈、丁基、聚氨酯、丙烯酸酯及其它们的共混和共聚物等，由于这些胶乳制品不会因蛋白的存在而引起皮肤过敏，且耐油和耐化学品性能优，耐氧和臭氧化，低渗透，杭穿透性能优于天然胶乳制品，而手感与天然胶乳制品一样，其中氯丁和丁腈胶乳与制品已产业化，但氯丁胶乳制品的回收处理困难，其中手套成分中的氯元素对环境不友好；丁腈胶乳及其制品的刺激气味等又影响了它们的推广应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的发明人利用生物聚酯PHA为主要原料得到了稳定性、成膜性好且可生物降解的对环境友好的水乳胶，达到了本发明的目的。

生物聚酯PHA，即用微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates)(以后均简称为PHA)是近二十多年迅速发展起来的生物高分子材料，它是多种微生物的细胞内聚酯，是一种天然的、结构多变的绿色高分子材料。许多著名学者对此新型材料进行深入研究，陈国强在《生物材料领域国内外前沿热点分析》(Advance Materials Industry，2004年12期，第18～23页)、《一个以可再生资源为原料的新材料产业——″生态塑料″即将诞生》(《生物加工过程》，2006年8月第4期第3卷，第9～15页)等文章中阐述了PHA兼具有良好的生物相容性能，生物可降解性和塑料的热加工性能，因此存在作为生物医用材料和生物可降解包装材料的可能。PHA结构多元化、组成结构多样性带来的性能多样化使其在应用中具有明显的优势。

在PHA中，3-羟基丁酸和4-羟基丁酸的共聚物P(3HB-co-4HB)是由3-羟基丁酸酯与4-羟基丁酸酯形成的嵌段共聚物，它的玻璃化温度Tg可在0-30℃改变，是一种半结晶或无定形的材料，质软，弹性好，断裂伸长率高达600％以上，是一种性能良好的生物可降解材料。

本发明的发明人以上述的聚羟基脂肪酸酯为主要原料，通过筛选其他辅料利用容易操作的制备方法，得到了稳定性、成膜性良好的可以完全生物降解的水乳胶。

更具体地，本发明公开了：

1.一种聚羟基脂肪酸酯水乳胶，含有聚羟基脂肪酸酯和乳化剂，其中聚羟基脂肪酸酯和乳化剂的比例按质量比为1∶0.02～0.2。

2.上述1所述的水乳胶，其中聚羟基脂肪酸酯为3-羟基丁酸酯和4-羟基丁酸酯的共聚物P(3HB-co-4HB)、3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物p(3HB-co-3HV)、3-羟基丁酸酯和3-羟基己酸酯的共聚物P(3HB-co-3HHx)、3-羟基丁酸酯和3-羟基癸酸酯的共聚物(3HB-co-3HD)之一或其组合。

3.上述1所述的水乳胶，其中乳化剂为阳离子乳化剂，阴离子乳化剂，非离子乳化剂，以及两亲性乳化剂之一或其混合物。

4.上述3所述的乳化剂，其中阳离子乳化剂为十二烷基三甲基氯化铵，阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、或是含4-18个碳的脂肪酸盐之一，非离子乳化剂为脂肪族聚氧乙烯醚系列乳化剂或食品用的乳化剂卵磷酯，蔗糖单甘油酯、单十八酸丙三醇酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯之一。

5.上述1所述的水乳胶，还含有分散剂，其中聚羟基脂肪酸酯和分散剂的质量比为1∶0.1～0.5。

6.上述5所述的分散剂为聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、黄原胶、或是由聚丙烯酸、纤维素为基础改性的聚合物之一或其混合物。

7.一种制备上述1-6任一所述的乳化剂的方法，包括如下步骤：

a)将聚羟基脂肪酸酯溶解在有机溶剂中作为油相，如果需要，将聚羟基脂肪酸酯共聚物和乳化剂一起溶解在有机溶剂中作为油相；

b)将乳化剂配成水溶液，作为水相；