本發(fā)明涉及高分子材料的粘結(jié)劑領(lǐng)域，尤其是一種環(huán)氧粘結(jié)劑及其制備方法，以及在粘結(jié)pa6和pp薄膜中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、高分子材料在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，特別是在當(dāng)下物流高度發(fā)達的形式下，高分子包裝材料成為當(dāng)下的熱門領(lǐng)域。為了實現(xiàn)良好的包裝性能，需要將多種高分子材料薄膜、或高分子材料與金屬材料薄膜復(fù)合在一起，賦予高分子材料耐穿刺、阻隔、高強度等多種優(yōu)異的性能。多層薄膜的復(fù)合離不開粘結(jié)劑，特別是當(dāng)兩種極性差異較大的薄膜復(fù)合在一起時，難以通過聚合物自身在高溫下的粘結(jié)性實現(xiàn)良好的粘結(jié)，通常需要額外涂覆粘結(jié)劑。

2、聚丙烯(pp)是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，具有耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性和良好的耐磨加工性能等，在80℃以下能耐酸、堿、鹽液以及多種有機溶劑的腐蝕，廣泛應(yīng)用于纖維制品以及醫(yī)療器械，化工容器等的生產(chǎn)。但聚丙烯的機械強度、高溫耐熱性無法滿足工業(yè)使用的要求，所以需要其他材料對聚丙烯進行性能上的補充，以滿足工業(yè)需求。

3、聚酰胺(pa)是最早出現(xiàn)能承受較大載荷的熱塑性塑料，也是五大通用工程塑料中產(chǎn)量最大、品種最多、用途最廣的品種。pa材料在應(yīng)用中具有優(yōu)異的耐熱性能、耐低溫性能、耐沖擊性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐疲勞性，使得聚酰胺在包裝材料，尤其是工業(yè)用的包裝材料中占據(jù)重要地位。聚酰胺在包裝材料中主要起提高薄膜機械性能和耐熱性的作用，能有效提高包裝材料的應(yīng)用范圍和使用壽命。

4、因此，將pp薄膜與pa復(fù)合，制備具有高機械強度、耐熱性、耐溶劑性、電絕緣性的包裝袋。但pp與pa材料的極性相差較大，兩者之間的粘結(jié)性較差，極大的影響了復(fù)合包裝袋的性能和使用壽命。因此，在pa和pp膜之間通常采用粘結(jié)劑進行粘結(jié)。環(huán)氧型粘結(jié)劑是目前世界上應(yīng)用最廣的一種粘結(jié)劑，環(huán)氧樹脂是一種熱固性樹脂，具有良好的粘結(jié)強度、耐化學(xué)性能和電絕緣性，使用的加工工藝也很靈活。

5、本項目提供了一種可用于粘結(jié)pa6和pp薄膜的新型環(huán)氧粘結(jié)劑，極大地提升了pa6和pp薄膜之間的粘結(jié)強度，賦予復(fù)合包裝袋優(yōu)異的力學(xué)性能和使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種環(huán)氧粘結(jié)劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明環(huán)氧粘結(jié)劑能夠提高pa6和pp薄膜的粘結(jié)強度，進而提高復(fù)合膜的性能。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種環(huán)氧粘結(jié)劑，名稱：n,n-雙(4-(環(huán)氧乙烷-2-甲氧基)苯基)己二酰胺，結(jié)構(gòu)式如下所示：

4、

5、本發(fā)明所述環(huán)氧粘結(jié)劑的制備方法，包括如下步驟：

6、(1)將對氨基酚、三乙胺溶于n,n-二甲基甲酰胺中，得到對氨基酚-三乙胺混合溶液；將己二酰氯溶于n,n-二甲基甲酰胺中，得到己二酰氯溶液；將己二酰氯溶液滴入對氨基酚-三乙胺混合溶液中，在0～25℃(優(yōu)選15℃)下攪拌反應(yīng)20min～1h(優(yōu)選30min)，之后過濾，收集濾液旋蒸除去溶劑，得到n,n-雙(4-羥基苯基)己二酰胺；

7、對氨基酚、己二酰氯、三乙胺的摩爾比為1:0.4:0.9～1:0.6:1.1，優(yōu)選1:0.51:1.01；

8、反應(yīng)時，轉(zhuǎn)子攪拌速率200～500rpm，優(yōu)選300rpm；

9、反應(yīng)式如下：

10、

11、(2)將步驟(1)所得n,n-雙(4-羥基苯基)己二酰胺與環(huán)氧氯丙烷混合，并加入四丁基溴化銨，在70～100℃(優(yōu)選80℃)下攪拌反應(yīng)2.5～4h(優(yōu)選3h)，得到n,n-雙(4-(2-氯-2-羥基乙氧基)苯基)己二酰胺，無需后處理，混合體系直接用于下步反應(yīng)；

12、n,n-雙(4-羥基苯基)己二酰胺、環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:6～1:14，優(yōu)選1:10；

13、n,n-雙(4-羥基苯基)己二酰胺、四丁基溴化銨的質(zhì)量比為1:0.1～1:0.4，優(yōu)選1:0.3；

14、反應(yīng)時，機攪轉(zhuǎn)速200～350rpm，優(yōu)選300rpm；

15、反應(yīng)式如下：

16、

17、(3)將氫氧化鈉水溶液加入到步驟(2)n,n-雙(4-(2-氯-2-羥基乙氧基)苯基)己二酰胺的混合體系中，在50～80℃(優(yōu)選60℃)下攪拌反應(yīng)2.5～4h(優(yōu)選3h)，之后經(jīng)后處理，得到環(huán)氧粘結(jié)劑n,n-雙(4-(環(huán)氧乙烷-2-甲氧基)苯基)己二酰胺；

18、n,n-雙(4-(2-氯-2-羥基乙氧基)苯基)己二酰胺、氫氧化鈉的摩爾比為1:2～1:5，優(yōu)選1:3；

19、氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量分數(shù)3～7％，優(yōu)選5％；

20、反應(yīng)時，攪拌轉(zhuǎn)速200～350rpm，優(yōu)選300rpm；

21、后處理方法如下：反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng)液降至室溫，加入去離子水、環(huán)氧氯丙烷體積比1:0.8～1:2的混合液攪拌洗滌，過濾，濾液用甲苯萃取，萃取液用去離子水洗滌后旋蒸除去溶劑并干燥，得到產(chǎn)物環(huán)氧粘結(jié)劑；

22、反應(yīng)式如下：

23、

24、本發(fā)明所述環(huán)氧粘結(jié)劑可用于pa6薄膜和pp薄膜的粘結(jié)，具體的應(yīng)用方法為：

25、將本發(fā)明環(huán)氧粘結(jié)劑與環(huán)氧值0.51mol/100g的雙酚a型二縮水甘油醚混合均勻，再加入二乙烯三胺作為固化劑，得到混合粘結(jié)劑；將所得混合粘結(jié)劑均勻涂敷于膜上，使pp膜與pa6膜粘合，然后置于110℃的熱壓機中，2mpa加壓3min，得到pp/pa復(fù)合膜；

26、優(yōu)選環(huán)氧粘結(jié)劑與雙酚a型二縮水甘油醚的摩爾比為1:5.5；

27、優(yōu)選固化劑二乙烯三胺與混合粘結(jié)劑中環(huán)氧基團的摩爾比為1:2；

28、涂敷、壓片結(jié)束后，優(yōu)選膠層厚度為0.08mm。

29、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

30、本發(fā)明合成了一種具有酰胺鍵的新型環(huán)氧粘結(jié)劑，在傳統(tǒng)非極性環(huán)氧樹脂的基礎(chǔ)上，在分子內(nèi)引入了極性基團——酰胺鍵，通過分子間作用力(氫鍵)使環(huán)氧粘結(jié)劑與pa材料產(chǎn)生較強的粘結(jié)強度。

31、本發(fā)明不僅提高了粘結(jié)劑基體對pa極性材料的浸潤性，而且能夠在粘結(jié)劑與pa等極性材料之間形成大量的氫鍵，以達到增強粘結(jié)性的目的。同時，環(huán)氧粘結(jié)劑本身具有非極性，在固化過程中非極性基團與聚丙烯具有良好的相容性，通過分子鏈纏結(jié)，實現(xiàn)對pp膜的良好粘結(jié)。

32、綜上所述，本發(fā)明提供的環(huán)氧粘結(jié)劑能顯著提高pa6和pp薄膜之間的粘結(jié)強度。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)氧粘結(jié)劑，名稱：n,n-雙(4-(環(huán)氧乙烷-2-甲氧基)苯基)己二酰胺，結(jié)構(gòu)式如下所示：

2.如權(quán)利要求1所述環(huán)氧粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，對氨基酚、己二酰氯、三乙胺的摩爾比為1:0.4:0.9～1:0.6:1.1。

4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，n,n-雙(4-羥基苯基)己二酰胺、環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:6～1:14。

5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，n,n-雙(4-羥基苯基)己二酰胺、四丁基溴化銨的質(zhì)量比為1:0.1～1:0.4。

6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，n,n-雙(4-(2-氯-2-羥基乙氧基)苯基)己二酰胺、氫氧化鈉的摩爾比為1:2～1:5。

7.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量分數(shù)3～7％。

8.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，后處理方法如下：反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng)液降至室溫，加入去離子水、環(huán)氧氯丙烷體積比1:0.8～1:2的混合液攪拌洗滌，過濾，濾液用甲苯萃取，萃取液用去離子水洗滌后旋蒸除去溶劑并干燥，得到產(chǎn)物環(huán)氧粘結(jié)劑。

9.如權(quán)利要求1所述環(huán)氧粘結(jié)劑在pa6薄膜和pp薄膜的粘結(jié)中的應(yīng)用。

10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用方法如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可用于粘結(jié)PA6和PP薄膜的環(huán)氧粘結(jié)劑及其制備方法，本發(fā)明在環(huán)氧粘結(jié)劑的分子內(nèi)引入了極性基團酰胺鍵，通過分子間作用力(氫鍵)使環(huán)氧粘結(jié)劑與PA材料產(chǎn)生較強的粘結(jié)強度；本發(fā)明不僅提高了粘結(jié)劑基體對PA極性材料的浸潤性，而且能夠在粘結(jié)劑與PA等極性材料之間形成大量的氫鍵，以達到增強粘結(jié)性的目的；同時，環(huán)氧粘結(jié)劑本身具有非極性，在固化過程中非極性基團與聚丙烯具有良好的相容性，通過分子鏈纏結(jié)，實現(xiàn)對PP膜的良好粘結(jié)；本發(fā)明環(huán)氧粘結(jié)劑能顯著提高PA6和PP薄膜之間的粘結(jié)強度，進而提高復(fù)合膜的性能；

技術(shù)研發(fā)人員：施燕琴,王墉,厲豪杰,王旭,陳思,馬猛,何薈文,朱雨露
受保護的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2