[發明專利]單組分仿生貽貝膠與利用相分離實現濕面和水下施工的方法

有效

• 申請號: 201811637223.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109762492B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 蔡聿鋒;牟辰中;郭岳峰;王新鋒;段文鋒
• 申請（專利權）人: 德愛威建設工程有限公司
• 主分類號: C09J133/02
• 分類號: C09J133/02;C09J139/00;C09J179/00;C08F220/06;C08F212/14
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發明屬于膠粘劑領域，涉及一種單組分仿生貽貝膠與利用相分離實現濕面和水下施工的方法。該單組分仿生貽貝膠含有以下組分：(1)可電離為負電荷化合物的第一聚合物；(2)帶有正電荷的第二聚合物；(3)至少一種有機溶劑，所述有機溶劑與水相容且介電常數為3?30；(4)任選的至少一種氧化劑；所述第一聚合物和/或第二聚合物的側基含有鄰苯二酚基團。本發明的單組分仿生貽貝膠無需配膠，可以直接在水下使用，在水中不流散，具有很高的實用價值。

技術領域

本發明屬于膠粘劑領域，更具體地，涉及一種單組分仿生貽貝膠，以及利用相分離實現濕面和水下施工的方法。

背景技術

利用膠粘劑在水下或潮濕基面實現快速粘接和固化一直是一個技術難題。絕大部分市售膠粘劑產品例如聚丙烯酸酯類，聚氨酯類，醋酸乙烯酯類和有機硅類在有水環境下產生的粘接強度大大低于干燥環境下固化。有些基于環氧樹脂的特種膠粘劑可以實現水下固化，但是固化劑成分復雜且粘接效果受基材種類和環境溫度影響很大。低溫下需要數天時間固化完全而且雙組分的設計也給施工時的精確配料帶來不便。

貽貝類生物因其在潮濕且構造復雜的各種表面展現出的廣譜粘附性而備受生物化學和材料學家的關注。通過化學分析，貽貝類生物絲足分泌的粘附蛋白中的含有大量的3,4-二羥基酚結構。這種鄰苯二酚結構可以和基材表面的羥基形成強氫鍵，和金屬生成絡合物，氧化成醌后能夠與很多基團形成共價鍵。氧化的同時這種結構也能夠聚合，因此在廣譜粘附的同時也增加了膠粘劑的內聚強度。相比于利用昂貴的生物基因工程技術，利用化學手段將有效粘附的鄰苯二酚基團引入膠粘劑或者非膠粘劑的高分子結構是更加現實且廉價的方案。US20030087338A1將帶有鄰苯二酚結構的分子固定在聚乙二醇/聚丙二醇等常見的主鏈含碳-氧鍵的高分子末端上。US20090036611A1和WO2007127225A9將一種包含鄰苯二酚結構的不飽和分子與苯乙烯共聚得到仿生強力膠粘劑。類似地，US8258365B2將一種包含鄰苯二酚結構的不飽和分子與丙烯酸酯類單體共聚得到防水速干膠。CN103965810B利用乙烯基吡咯烷酮和一系列含有鄰苯二酚的不飽和單體共聚得到水下和濕面粘接的仿貽貝膠。CN103289074B利用含有氧雜環的鄰苯二酚進行陽離子開環聚合得到仿生貽貝膠。最近，CN105602481B開創性地將帶有羧基的鄰苯二酚類分子接枝于聚乙烯醇上制造高強度仿生熱熔膠，使用了便宜且廣泛的高分子材料，避免了繁瑣的聚合工藝。然而，這些將鄰苯二酚結構通過化學手段引入膠粘劑的方法均不適用于水下施工。絕大部分的帶有鄰苯二酚結構的膠粘劑只能涂布在潮濕基面，然后將兩個潮濕粘接面結合固定后再放入水中固化。直接在水下涂布可能會導致膠粘劑流散、與基面接觸不好等問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有水下膠粘劑需要雙組分精確配比、在水下易流散等問題，提供一種有望大規模工業化生產，可在潮濕表面或者水下施工的單組分仿生貽貝膠，以及以該單組分仿生貽貝膠為膠粘劑的、利用相分離實現濕面和水下施工的方法。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種單組分仿生貽貝膠，該單組分仿生貽貝膠含有以下組分：

(1)可電離為負電荷化合物的第一聚合物；

(2)帶有正電荷的第二聚合物；

(3)至少一種有機溶劑，所述有機溶劑與水相容且介電常數為3-30；

(4)任選的至少一種氧化劑；

所述第一聚合物和/或第二聚合物的側基含有式I所示的鄰苯二酚基團：

式I中，R₁為化學鍵、C₁-C₄亞烷基、雜原子或羰基。