一种生物基可降解压敏胶及其制备方法与流程

本发明涉及压敏胶材料，具体为一种生物基可降解压敏胶及其制备方法。

背景技术：

1、压敏胶凭借“轻压即粘、剥离无残胶”的特性，在多个领域实现规模化应用。随着环保政策收紧，生物基可降解压敏胶逐步替代石油基产品，但现有技术仍存在两大核心瓶颈亟待突破；

2、一方面，交联体系的可降解性与无残留性难以兼顾，现有生物基压敏胶多采用多异氰酸酯、金属盐类传统交联剂，此类交联剂形成的共价键或配位键稳定性极强，在自然环境中无法被微生物降解，易残留惰性碎片，不仅破坏材料整体降解完整性，还可能对土壤、水体造成二次污染，尤其不适用于医疗、食品接触类场景，部分方案尝试采用单一天然交联剂，但存在交联密度不足、内聚强度差的问题，导致压敏胶持粘性与耐老化性能大幅下降；

3、另一方面，耐候性与抗菌防霉能力薄弱制约应用场景，生物基材料自身分子链易受紫外线、高低温环境影响发生断裂降解，导致压敏胶粘接性能衰减、变色发黄；同时，生物基组分易滋生大肠杆菌、霉菌等微生物，在潮湿、高温环境下使用寿命显著缩短，无法满足户外、医用等复杂场景的使用需求。现有技术多通过添加化学抗氧剂、抗菌剂改善性能，但此类添加剂与生物基体系相容性差，且部分成分不可降解，违背环保初衷。

4、因此，开发一种兼具无残留完全降解性、高效交联增强效果，同时具备优异耐候性与抗菌防霉性能的生物基压敏胶，成为本领域的核心研发方向。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物基可降解压敏胶及其制备方法，解决了上述问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物基可降解压敏胶，按重量份计，包括以下组分：生物基单体组合物65~88份、复合天然可降解交联剂4~8份、改性耐候抗菌增强相6~14份、可降解接枝改性剂22~38份、生物基引发剂0.2~0.6份、绿色共溶剂75~105份、生物基抗老化助剂1~3份；

5、所述生物基单体组合物由生物基软单体、生物基硬单体、生物基交联功能单体按质量比6~8:2~3.5:0.8~2.0组成。

6、优选的，所述复合天然可降解交联剂由京尼平与原花青素按质量比2~3:1~2复配而成，京尼平纯度≥98%，原花青素提取自葡萄籽且纯度≥95%。

7、优选的，所述改性耐候抗菌增强相为纳米氧化锌包覆竹纤维纳米粉，纳米氧化锌负载量为1.5~3.0wt%，竹纤维纳米粉粒径为80~150nm；所述改性耐候抗菌增强相经硅烷偶联剂kh-550改性处理。

8、优选的，所述可降解接枝改性剂由聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物与聚己内酯丙烯酸酯按质量比1~1.5:2~3组成；

9、可降解接枝改性剂由聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物数均分子量为300~500，聚己内酯丙烯酸酯重均分子量为280~420。

10、优选的，所述生物基软单体为生物基丙烯酸异辛酯或生物基丙烯酸丁酯；

11、生物基引发剂为过氧化月桂酰或偶氮二异庚腈；

12、绿色共溶剂为生物基乙酸乙酯与乳酸乙酯的混合溶剂，混合体积比4~6:1。

13、一种生物基可降解压敏胶及其制备方法，包括以下步骤：

14、s1、单体预聚体系制备：将绿色共溶剂加入反应釜，升温至62~72℃，氮气置换空气后，加入生物基单体组合物与可降解接枝改性剂，搅拌分散30~40min，得到预聚液；

15、s2、分段引发聚合：将生物基引发剂溶于绿色共溶剂配制成引发剂溶液，分三次滴加入预聚液，依次保温反应，形成线性聚合物基体；

16、s3、交联与功能改性：加入改性耐候抗菌增强相与生物基抗老化助剂，超声分散后加入复合天然可降解交联剂，降温保温反应，形成三维可降解交联网络；

17、s4、后处理优化：降温后加入生物基消泡剂，搅拌后降温至室温，过滤、真空脱泡，得到目标压敏胶。

18、优选的，步骤s2中所述引发剂溶液的滴加及反应条件为：

19、第一次滴加50%引发剂溶液，保温72~76℃反应2~2.5h；

20、第二次滴加30%引发剂溶液，升温至80~84℃反应1.5~2h；

21、第三次滴加剩余20%引发剂溶液，恒温82℃反应2.5~3h。

22、优选的，步骤s3中所述超声分散功率为250~350w，分散时间50~70min，分散温度78~85℃；交联反应温度为68~72℃，反应时间1.5~2h。

23、优选的，所述生物基可降解压敏胶中生物基碳含量≥78%，堆肥环境下3~5个月降解率≥92%，初粘性≥20#钢球，持粘性（70℃，1kg砝码）≥28h，对细菌抗菌率≥99.5%，防霉等级为0级。

24、优选的，所述生物基可降解压敏胶经紫外线照射200h后粘接性能衰减率≤15%，在-40℃~80℃环境下长期放置无脆化、开裂现象，voc含量≤5g/l。

25、（三）有益效果

26、与现有技术相比，本发明提供了一种生物基可降解压敏胶及其制备方法，具备以下有益效果：

27、1、该生物基可降解压敏胶及其制备方法，复合天然可降解交联剂（京尼平-原花青素）形成的交联键可被微生物完全降解为小分子有机物（如葡萄糖、酚类物质），无任何惰性碎片残留；配合可降解接枝改性剂与生物基单体体系，材料生物基碳含量≥78%，堆肥环境下3~5个月降解率≥92%，土壤环境下6~8个月降解率≥88%，彻底解决传统交联剂二次污染问题。

28、2、该生物基可降解压敏胶及其制备方法，改性耐候抗菌增强相中竹纤维纳米粉的天然抗紫外线、耐高低温特性，结合生物基抗老化助剂的协同作用，使压敏胶经紫外线照射200h后粘接性能衰减率≤15%，在-40℃~80℃环境下长期放置（30天）无脆化、开裂现象，适应户外复杂环境。

29、3、该生物基可降解压敏胶及其制备方法，纳米氧化锌与竹纤维的协同抗菌作用，可有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌等常见微生物，对细菌抗菌率≥99.5%，对霉菌防霉等级达到0级（gb/t 24346-2009），适用于医用、食品包装等高卫生要求场景。

30、4、该生物基可降解压敏胶及其制备方法，复合交联体系可精准调控交联密度，使压敏胶初粘性≥20#钢球（gb/t 4852-2002），持粘性（70℃，1kg砝码）≥28h，180°剥离强度≥3.5n/25mm（gb/t 2792-2014），同时具备良好的储存稳定性（室温储存6个月，性能衰减≤8%）。

31、5、该生物基可降解压敏胶及其制备方法，全程采用生物基溶剂与助剂，无有毒有害挥发物（voc含量≤5g/l），反应条件温和易控，无需高温高压设备，可直接适配现有规模化生产线，符合绿色制造标准。

1.一种生物基可降解压敏胶，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：生物基单体组合物65~88份、复合天然可降解交联剂4~8份、改性耐候抗菌增强相6~14份、可降解接枝改性剂22~38份、生物基引发剂0.2~0.6份、绿色共溶剂75~105份、生物基抗老化助剂1~3份；

2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解压敏胶，其特征在于：所述复合天然可降解交联剂由京尼平与原花青素按质量比2~3:1~2复配而成，京尼平纯度≥98%，原花青素提取自葡萄籽且纯度≥95%。

3.根据权利要求1所述的一种生物基可降解压敏胶，其特征在于：所述改性耐候抗菌增强相为纳米氧化锌包覆竹纤维纳米粉，纳米氧化锌负载量为1.5~3.0wt%，竹纤维纳米粉粒径为80~150nm；所述改性耐候抗菌增强相经硅烷偶联剂kh-550改性处理。

4.根据权利要求1所述的一种生物基可降解压敏胶，其特征在于：所述可降解接枝改性剂由聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物与聚己内酯丙烯酸酯按质量比1~1.5:2~3组成；

5.根据权利要求1所述的一种生物基可降解压敏胶，其特征在于：所述生物基软单体为生物基丙烯酸异辛酯或生物基丙烯酸丁酯；

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种生物基可降解压敏胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种生物基可降解压敏胶的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述引发剂溶液的滴加及反应条件为：

8.根据权利要求1所述的一种生物基可降解压敏胶的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述超声分散功率为250~350w，分散时间50~70min，分散温度78~85℃；交联反应温度为68~72℃，反应时间1.5~2h。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种生物基可降解压敏胶，其特征在于：所述生物基可降解压敏胶中生物基碳含量≥78%，堆肥环境下3~5个月降解率≥92%，初粘性≥20#钢球，持粘性（70℃，1kg砝码）≥28h，对细菌抗菌率≥99.5%，防霉等级为0级。

10.根据权利要求1-5任一项所述的一种生物基可降解压敏胶，其特征在于：所述生物基可降解压敏胶经紫外线照射200h后粘接性能衰减率≤15%，在-40℃~80℃环境下长期放置无脆化、开裂现象，voc含量≤5g/l。