[发明专利]一种包含芳香型氨基酸与杂多酸的复合水基黏合剂及其制备方法

说明书

一种包含芳香型氨基酸与杂多酸的复合水基黏合剂及其制备方法，属于材料科学技术领域。按重量之和100％计算，由21％～41％的芳香型氨基酸和余量的杂多酸组成。本发明以芳香型氨基酸为原料，通过与杂多酸固相研磨制备了具有三维交联结构的复合黏合剂。杂多酸与芳香型氨基酸间的静电力、氢键及电荷转移作用的协同组装所形成的交联结构增加了黏合剂的体相强度及机械拉伸强度。此外，三维交联结构中芳香型氨基酸主链上的羧基、氨基等极性基团的高密度富集极大增加了黏合剂与不同固体表面的浸润性及化学键合能力。上述粘合剂适用于在潮湿环境中黏合不同的固体材料，包括天然固体基材和人造固体基材。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种包含芳香型氨基酸与杂多酸的复合水基黏合剂及其制备方法。上述黏合剂适用于潮湿条件下实现对多种天然固体材料及人造固体基底材料的有效粘结。

背景技术

黏合剂在国防、航天航空、汽车加工、机械制造、材料、电子电器、印刷装订、纺织以及日常生活等诸多领域都有广泛的应用。黏合剂种类繁多，性能各异。按照溶剂类型来分，主要分为有机和水基黏合剂两大类[黄世强，“胶粘剂及其应用”机械工业出版社，2011]。有机黏合剂具有成本低、种类多、粘接能力强等优点，但其主要的缺点是易燃,溶剂易挥发，毒性大,污染严重。水基黏合剂以水作为溶剂，被认为是一类绿色、环保的粘接材料，它的优点在于能有效降低环境污染及对人类健康的不利影响。近年来，随着人们环保意识的提高，水基黏合剂越来越受到各界的青睐[邓桂芳，“车用水基聚氨酯胶粘剂快速发展引领绿色未来”《聚氨酯工业》,2015,(5):66-72]。一些合成树脂、改性天然高分子及仿贻贝类合成高分子等水基黏合材料应运而生[李均明，张姣，王爱娟，刘林涛，范晓杰，等“医用骨粘合剂粘接性能研究进展”，《材料导报》，2013，27(7)，145；]。然而，制约人造水基黏合剂发展的主要技术瓶颈是材料的种类相对较少，成本高，制备工艺复杂。合成高分子水基黏合剂往往需要经历多步有机偶联反应，这不但需要较长的生产周期，而且在材料制备过程中带来了新的环境污染问题[N.Artzi,T.Shazly,A.B.Baker,A.Bon,E.R.Edelman,Adv.Mater.2009,21,3399；D.-A.Wang,S.Varghese,B.Sharma,I.Strehin,S.Fermanian,J.Gorham,D.H.Fairbrother,B.Cascio,J.H.Elisseeff,Nat.Mater.2007,6,385]。当前，以天然的生物小分子为原料、研发简单的加工工艺是降低成本，推动水基黏合剂发展的有效途径。

氨基酸是构成生物体蛋白质的基本原料，其价格低廉，环境友好，生物相容性优良，是制备水基黏合剂的理想原材料。基于氨基酸小分子的水基黏合剂的研发有望在降低成本，拓展材料种类方面作出重要贡献。近来，我们发展了基于天然氨基酸与多金属氧簇水相共混制备质子导电型黏合剂的新方法(专利申请号：2016102662208)。这种方法操作简单，且都在水溶液中进行，有效避免了水基黏合剂合成周期长，工艺复杂，及有机物排放等不利因素。然而，这种方法只局限于碱性氨基酸，且在制备过程中需要大量水作为反应溶剂，水资源没有得到有效利用，有待进一步改进。

发明内容

本发明公开了一种基于芳香型氨基酸与杂多酸通过固相研磨反应形成的水基黏合剂及其制备工艺。所得黏合剂可以在潮湿环境下实现对多种固体基材的有效粘接。

本发明所述的一种包含芳香型氨基酸与杂多酸的复合黏合剂固体粉末，按重量之和100％计算，由21％～41％的芳香型氨基酸和余量的杂多酸组成。