阅读说明：本技术 一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法 (Preparation method of multifunctional nano material modified pressure-sensitive adhesive ) 是由 齐登武 吴卫均 于 2020-04-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法,包括将Fe系金属粉末和均苯三甲酸混合、与结晶试剂水热反应、洗涤、干燥等步骤,本发明将纳米催化材料(纳米银金属有机骨架化合物)与瓜尔胶结合,制备出纳米材料改性压敏胶,可以充分结合三种材料独特优势,克服常规压敏胶功能单一的局限性,制备出集吸附-光催化降解、抗菌、于一身的压敏胶材料；本发明采用光还原法制备纳米银相比于传统化学还原法不需要添加任何化学还原剂,更加清洁、绿色、无毒,而且反应高效,本发明借助金属有机骨架化合物多孔结构和高比表面积能够有效调控纳米银晶体的生长和分散,进一步提高反应活性。(The invention discloses a preparation method of a multifunctional nano material modified pressure-sensitive adhesive, which comprises the steps of mixing Fe metal powder and trimesic acid, carrying out hydrothermal reaction with a crystallization reagent, washing, drying and the like, wherein a nano catalytic material (a nano silver metal organic framework compound) is combined with guar gum to prepare the nano material modified pressure-sensitive adhesive, so that the unique advantages of the three materials can be fully combined, the limitation of single function of the conventional pressure-sensitive adhesive is overcome, and the pressure-sensitive adhesive material integrating adsorption-photocatalytic degradation and antibiosis is prepared; compared with the traditional chemical reduction method, the method for preparing the nano silver by adopting the photo-reduction method does not need to add any chemical reducing agent, is cleaner, green and nontoxic, has high reaction efficiency, and can effectively regulate and control the growth and dispersion of the nano silver crystal by means of the porous structure and the high specific surface area of the metal organic framework compound, thereby further improving the reaction activity.)

一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法

技术领域

本发明涉及压敏胶技术领域，具体是指一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法。

背景技术

压敏胶是一类具有对压力有敏感性的胶粘剂，主要用于制备压敏胶带，通俗地来讲：压敏胶是不需加热，溶剂或其他手段，用指压就可实行粘接的一种特殊类型胶粘剂，一般情况下，压敏胶并不直接使用于粘接，必须将其涂于带状基材上制做成各种压敏胶制品时才能使用，压敏胶粘剂在使用过程中一般不会有脱胶等现象的发生，同时无溶剂，无污染，使用比较方便，它在熔融状态下进行涂抹，冷却固化后施加轻度指压就能起到粘合作用。它的应用范围很广，可用于尿布、妇女用品、双面胶带、标签、包装、医疗卫生、书籍装订、表面保护膜、木材加工、壁纸及制鞋等方面。压敏胶发展迅速，但是目前的产品仍然存在一些缺点，因而限制其应用范围。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)取Fe系金属粉末和均苯三甲酸，将Fe系金属粉末和均苯三甲酸混合后，加入10～25ml去离子水搅拌，量取150～200μL氢氟酸和90～150μL硝酸逐滴加入上述溶液中，使用磁力搅拌器磁力搅拌15～30min；

(2)将步骤(1)制备的溶液转移到水热反应釜中，向其中加入结晶试剂，继续搅拌10～20min；随后在100～150℃温度下持续反应12～24h；反应结束后自然冷却到室温，使其在4000rpm下离心5min后用乙醇洗涤3～6次，再在100℃下真空干燥12h，得到金属有机骨架化合物产物；

(3)取0.5～2g步骤(2)制备的金属有机骨架化合物加入150～300ml乙醇和水的混合溶液当中，取Ag系金属盐加入混合溶液中，充分搅拌，然后将混合溶液转移到石英瓶当中，向石英瓶中通入N2排除瓶内空气，然后将石英瓶在紫外灯下照射20～60min；最后将石英瓶中所得物用乙醇洗涤4～6次，再在100℃下真空干燥12h，得到最终产物纳米银-金属有机骨架化合物；

(4)取1～3g步骤(3)制备的纳米银-金属有机骨架化合物置于20～60ml去离子水中，超声分散30min，然后加入0.33g～2g瓜尔胶粉末快速机械搅拌6～12h，然后加入氧化剂让上述物品氧化自交联，静置10～30分钟得到复合压敏胶。

优选地，步骤(1)中所述的Fe系金属粉末为含Fe金属盐，采用还原Fe粉、硫酸铁、硝酸铁或三氯化铁中的一种，Fe系金属粉末与均苯三甲酸的混合摩尔比为Fe：H3BTC＝0.5～2.5:0.67mol。

优选地，步骤(2)中所述的结晶试剂为十六烷基三甲基溴化铵，其与Fe元素摩尔比为0.3～1.2:1mol。

优选地，步骤(3)中所述的乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为1:2；所述的Ag系金属盐为含Ag元素的金属盐，采用硝酸银、氟化银中的一种，加入Ag系金属盐后，溶液的银离子浓度为10～80mM。

优选地，步骤(4)中所述的氧化剂为高碘酸钠NaIO4，氧化剂与瓜尔胶的质量比为0.1～0.5：1。

优选地，一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法所制备的复合压敏胶作为光催化、抗菌、油水分离剂的应用。

本发明具有如下优点：本发明将纳米催化材料(纳米银金属有机骨架化合物)与瓜尔胶结合，制备出纳米材料改性压敏胶，可以充分结合三种材料独特优势，克服常规压敏胶功能单一的局限性，制备出集吸附-光催化降解、抗菌、于一身的压敏胶材料；采用绿色、简单的光还原法在Fe系金属有机骨架化合物上原位制备分散均匀的纳米银，借助金属有机骨架化合物多孔结构和高比表面积对纳米银晶体的生长和分散进行调控，进一步提高纳米银-金属有机骨架化合物的反应活性；GG多孔水凝胶的构筑引入不仅对染料污染物和细菌具有富集作用外，还能够很好的负载和分散纳米银-金属有机骨架化合物纳米催化材料，一方面可有效避免纳米催化材料团聚而影响其催化和抗菌性能，另一方面可对催化材料进行分散和良好的固载作用，从而进一步促进了压敏胶的高效回用；其具体效果如下：

1)本发明将光催化，抗菌技术融为一体制备出纳米材料改性压敏胶，制备方法简单，成本低廉，具有很高的实用价值和应用前景。

2)本发明中纳米银的引入一方面提高了金属有机骨架化合物的电子空穴分离性能，促进纳米材料改性压敏胶的光催化效果，另一方面纳米银本身较好的抗菌效果，赋予了凝胶材料良好的抗菌效果；水体抗菌-杀菌于一体，抑菌率高于99％。

3)瓜尔胶的引入能够很好的负载和分散纳米催化材料，一方面避免其团聚影响其催化和抗菌性能，另一方面能够促进纳米粉体催化材料的高效回用。

4)该复合压敏胶为天然生物降解材料，制备方法简单，成本低廉，相比于其他金属半导体催化材料，不会对水体造成二次污染。

5)本发明采用光还原法制备纳米银相比于传统化学还原法不需要添加任何化学还原剂，更加清洁、绿色、无毒，而且反应高效，本发明借助金属有机骨架化合物多孔结构和高比表面积能够有效调控纳米银晶体的生长和分散，进一步提高反应活性。

具体实施方式

实施例一

一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)取Fe系金属粉末和均苯三甲酸，将Fe系金属粉末和均苯三甲酸混合后，加入10ml去离子水搅拌，量取150μL氢氟酸和90μL硝酸逐滴加入上述溶液中，使用磁力搅拌器磁力搅拌15min；

(2)将步骤(1)制备的溶液转移到水热反应釜中，向其中加入结晶试剂，继续搅拌10min；随后在100℃温度下持续反应12h；反应结束后自然冷却到室温，使其在4000rpm下离心5min后用乙醇洗涤3次，再在100℃下真空干燥12h，得到金属有机骨架化合物产物；

(3)取0.5g步骤(2)制备的金属有机骨架化合物加入150ml乙醇和水的混合溶液当中，取Ag系金属盐加入混合溶液中，充分搅拌，然后将混合溶液转移到石英瓶当中，向石英瓶中通入N2排除瓶内空气，然后将石英瓶在紫外灯下照射20min；最后将石英瓶中所得物用乙醇洗涤4次，再在100℃下真空干燥12h，得到最终产物纳米银-金属有机骨架化合物；

(4)取1g步骤(3)制备的纳米银-金属有机骨架化合物置于20ml去离子水中，超声分散30min，然后加入0.33gg瓜尔胶粉末快速机械搅拌6～12h，然后加入氧化剂让上述物品氧化自交联，静置10分钟得到复合压敏胶。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(1)中所述的Fe系金属粉末为含Fe金属盐，采用还原Fe粉、硫酸铁、硝酸铁或三氯化铁中的一种，Fe系金属粉末与均苯三甲酸的混合摩尔比为Fe：H3BTC＝0.5:0.67mol。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(2)中所述的结晶试剂为十六烷基三甲基溴化铵，其与Fe元素摩尔比为0.3:1mol。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(3)中所述的乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为1:2；所述的Ag系金属盐为含Ag元素的金属盐，采用硝酸银、氟化银中的一种，加入Ag系金属盐后，溶液的银离子浓度为10mM。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(4)中所述的氧化剂为高碘酸钠NaIO4，氧化剂与瓜尔胶的质量比为0.1：1。

作为本实施例较佳实施方案的是，一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法所制备的复合压敏胶作为光催化、抗菌、油水分离剂的应用。

实施例二

一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)取Fe系金属粉末和均苯三甲酸，将Fe系金属粉末和均苯三甲酸混合后，加入25ml去离子水搅拌，量取200μL氢氟酸和150μL硝酸逐滴加入上述溶液中，使用磁力搅拌器磁力搅拌30min；

(2)将步骤(1)制备的溶液转移到水热反应釜中，向其中加入结晶试剂，继续搅拌20min；随后在150℃温度下持续反应24h；反应结束后自然冷却到室温，使其在4000rpm下离心5min后用乙醇洗涤6次，再在100℃下真空干燥12h，得到金属有机骨架化合物产物；

(3)取2g步骤(2)制备的金属有机骨架化合物加入300ml乙醇和水的混合溶液当中，取Ag系金属盐加入混合溶液中，充分搅拌，然后将混合溶液转移到石英瓶当中，向石英瓶中通入N2排除瓶内空气，然后将石英瓶在紫外灯下照射60min；最后将石英瓶中所得物用乙醇洗涤6次，再在100℃下真空干燥12h，得到最终产物纳米银-金属有机骨架化合物；

(4)取3g步骤(3)制备的纳米银-金属有机骨架化合物置于60ml去离子水中，超声分散30min，然后加入2g瓜尔胶粉末快速机械搅拌12h，然后加入氧化剂让上述物品氧化自交联，静置30分钟得到复合压敏胶。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(1)中所述的Fe系金属粉末为含Fe金属盐，采用还原Fe粉、硫酸铁、硝酸铁或三氯化铁中的一种，Fe系金属粉末与均苯三甲酸的混合摩尔比为Fe：H3BTC＝2.5:0.67mol。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(2)中所述的结晶试剂为十六烷基三甲基溴化铵，其与Fe元素摩尔比为1.2:1mol。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(3)中所述的乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为1:2；所述的Ag系金属盐为含Ag元素的金属盐，采用硝酸银、氟化银中的一种，加入Ag系金属盐后，溶液的银离子浓度为80mM。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(4)中所述的氧化剂为高碘酸钠NaIO4，氧化剂与瓜尔胶的质量比为0.5：1。

作为本实施例较佳实施方案的是，一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法所制备的复合压敏胶作为光催化、抗菌、油水分离剂的应用。

实施例三

一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)取Fe系金属粉末和均苯三甲酸，将Fe系金属粉末和均苯三甲酸混合后，加入18ml去离子水搅拌，量取180μL氢氟酸和120μL硝酸逐滴加入上述溶液中，使用磁力搅拌器磁力搅拌22min；

(2)将步骤(1)制备的溶液转移到水热反应釜中，向其中加入结晶试剂，继续搅拌15min；随后在125℃温度下持续反应16h；反应结束后自然冷却到室温，使其在4000rpm下离心5min后用乙醇洗涤4次，再在100℃下真空干燥12h，得到金属有机骨架化合物产物；

(3)取1.2g步骤(2)制备的金属有机骨架化合物加入150～300ml乙醇和水的混合溶液当中，取Ag系金属盐加入混合溶液中，充分搅拌，然后将混合溶液转移到石英瓶当中，向石英瓶中通入N2排除瓶内空气，然后将石英瓶在紫外灯下照射40min；最后将石英瓶中所得物用乙醇洗涤5次，再在100℃下真空干燥12h，得到最终产物纳米银-金属有机骨架化合物；

(4)取2g步骤(3)制备的纳米银-金属有机骨架化合物置于40ml去离子水中，超声分散30min，然后加入1.4g瓜尔胶粉末快速机械搅拌9h，然后加入氧化剂让上述物品氧化自交联，静置20分钟得到复合压敏胶。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(1)中所述的Fe系金属粉末为含Fe金属盐，采用还原Fe粉、硫酸铁、硝酸铁或三氯化铁中的一种，Fe系金属粉末与均苯三甲酸的混合摩尔比为Fe：H3BTC＝1.5:0.67mol。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(2)中所述的结晶试剂为十六烷基三甲基溴化铵，其与Fe元素摩尔比为0.7:1mol。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(3)中所述的乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为1:2；所述的Ag系金属盐为含Ag元素的金属盐，采用硝酸银、氟化银中的一种，加入Ag系金属盐后，溶液的银离子浓度为45mM。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(4)中所述的氧化剂为高碘酸钠NaIO4，氧化剂与瓜尔胶的质量比为0.3：1。

作为本实施例较佳实施方案的是，一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法所制备的复合压敏胶作为光催化、抗菌、油水分离剂的应用。

实施例四

一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)取Fe系金属粉末和均苯三甲酸，将Fe系金属粉末和均苯三甲酸混合后，加入15ml去离子水搅拌，量取160μL氢氟酸和130μL硝酸逐滴加入上述溶液中，使用磁力搅拌器磁力搅拌20min；

(2)将步骤(1)制备的溶液转移到水热反应釜中，向其中加入结晶试剂，继续搅拌18min；随后在120℃温度下持续反应15h；反应结束后自然冷却到室温，使其在4000rpm下离心5min后用乙醇洗涤5次，再在100℃下真空干燥12h，得到金属有机骨架化合物产物；

(3)取1g步骤(2)制备的金属有机骨架化合物加入200ml乙醇和水的混合溶液当中，取Ag系金属盐加入混合溶液中，充分搅拌，然后将混合溶液转移到石英瓶当中，向石英瓶中通入N2排除瓶内空气，然后将石英瓶在紫外灯下照射50min；最后将石英瓶中所得物用乙醇洗涤6次，再在100℃下真空干燥12h，得到最终产物纳米银-金属有机骨架化合物；

(4)取3g步骤(3)制备的纳米银-金属有机骨架化合物置于50ml去离子水中，超声分散30min，然后加入1.7g瓜尔胶粉末快速机械搅拌10h，然后加入氧化剂让上述物品氧化自交联，静置30分钟得到复合压敏胶。

优选地，步骤(1)中所述的Fe系金属粉末为含Fe金属盐，采用还原Fe粉、硫酸铁、硝酸铁或三氯化铁中的一种，Fe系金属粉末与均苯三甲酸的混合摩尔比为Fe：H3BTC＝2:0.67mol。

优选地，步骤(2)中所述的结晶试剂为十六烷基三甲基溴化铵，其与Fe元素摩尔比为1:1mol。

优选地，步骤(3)中所述的乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为1:2；所述的Ag系金属盐为含Ag元素的金属盐，采用硝酸银、氟化银中的一种，加入Ag系金属盐后，溶液的银离子浓度为60mM。

优选地，步骤(4)中所述的氧化剂为高碘酸钠NaIO4，氧化剂与瓜尔胶的质量比为0.3：1。

优选地，一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法所制备的复合压敏胶作为光催化、抗菌、油水分离剂的应用。

一、本发明各实施例胶黏剂的性能测试结果

表一

注：上述表格中，(1)固含量：

根据GB/T 2793-1995标准，称取胶黏剂试样M1 g，精确到0.001g，置于恒重并称量过的容器中，放入105℃的鼓风恒温烘箱内加热180min，取出放入干燥器中冷却至室温，称其质量M2 g，固含量X的计算公式如下所示：

(2)初粘强度：根据GB/T 4852-2002标准，测试初粘强度；

(3)持粘强度：根据标准GB/T4851-1998测试持粘强度；

(4)剥离强度：按照GB/T 2792-1998标准，采用电子剥离机进行测定180°剥离强度；

(5)耐热剪切强度:：取各实施例中压敏胶，于180℃固化2h，于180℃按GB7124-86的方法测试剪切强度；

由上述可知，本发明一种多功能纳米材料改性压敏胶的制备方法制备出的压敏胶固含量高、粘度高，水分挥发容易、施工方便，干燥工艺时溶剂挥发很快，可以获得很好的粘接效果；剥离强度高，储存稳定性良好，固含量降低后仍然具有较强的粘接性能；制备方法简单，成本低廉，具有很高的实用价值和应用前景。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。