本發明屬于粘合劑材料，具體涉及一種生物基粘合劑及其制備方法與應用。

背景技術：

1、粘合劑作為一種重要的、必不可少的材料，在日常生活和工業生產中，如食品包裝、電子、航空航天、汽車工業、醫療工業等領域均得到了廣泛的應用，。然而，現代工業粘合劑通常依賴石化資源，缺點包括復雜的合成工藝、毒性和不可生物降解性，這激發了研究人員從可再生和天然原料中獲得新型高性能生物基粘合劑。

2、最近，nature報道了一類由環氧大豆油、天然有機酸和天然酚類等可持續來源的物質作為原料制備的粘合劑，為傳統環氧基粘合劑提供了一種有前景的替代方案。盡管該粘合劑體系采用了天然生物基原料，但其制備過程仍需在高溫條件下進行不可逆化學反應，這不僅消耗大量能量，還可能產生對環境不利的副產品。

3、cn118126678a公開了一種高強度生物基粘合劑及其制備方法。該生物基粘合劑通過以下步驟制備：首先，將木質素與單寧混合并加入水，調節混合物的ph值，在第一溫度條件下反應；其次，加入乙二醛溶液，在第二溫度條件下反應，反應結束后將反應產物過濾，獲得乙二醛化木質素和單寧的混合物；然后，加入納米纖維素，并在一定轉速下攪拌均勻，形成含納米纖維素的粘合劑體系；最后，向該粘合劑體系中加入己胺和淀粉進行固化處理，固化后得到高強度生物基粘合劑。該技術方案制備的生物基粘合劑具有優異的粘接強度，但不具備可回收性能。

4、cn117510886a公開了一種生物基超分子粘合劑及其制備方法和應用。該超分子粘合劑通過開環反應將苯甲酸和苯硼酸接枝到環氧大豆油分子鏈上，隨后通過加熱去除溶劑，使苯硼酸基團逐步脫水并交聯形成硼氧六環結構，從而獲得生物基超分子粘合劑。該技術方案提供的生物基超分子粘合劑具有高粘接強度、良好的耐水性能，并且可回收循環使用。然而，該粘合劑不具備耐溶劑性，當其暴露于有機溶劑環境中時，粘合劑可能會溶解，導致粘合劑強度降低。

5、因此，有必要開發一種通過簡便方法制備的、具有耐溶劑、可重復使用、高粘接強度的生物基粘合劑。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題，本發明提供一種生物基粘合劑及其制備方法與應用，所述生物基粘合劑由季銨鹽化合物和多酚類化合物為原料制得，具有耐溶劑、可重復使用、高粘接強度等特點。

2、為達此目的，本發明采用以下技術方案：

3、第一方面，本發明提供了一種生物基粘合劑，所述生物基粘合劑的制備原料包括季銨鹽化合物和多酚化合物。

4、本發明以季銨鹽化合物和多酚化合物作為原料制得的生物基粘合劑，具有超強的粘接強度和優異的重復使用性，且經過長期有機溶劑浸泡，仍然保持較高的粘接強度，耐有機溶劑性能性較好。

5、以下作為本發明的優選技術方案，但不作為對本發明提供的技術方案的限制，通過以下優選的技術方案，可以更好的達到和實現本發明的目的和有益效果。

6、優選地，所述季銨鹽化合物和多酚化合物的質量比為1:(0.5-2)，例如可以是1:0.5、1:0.75、1:1、1:1.25、1:1.5、1:1.75或1:2等。

7、優選地，所述季銨鹽化合物具有如下結構的化合物：

8、

9、其中，r1、r2、r3、r4各自獨立地選自取代或未取代的c1-c30直鏈或支鏈脂肪烴基、取代或未取代的c3-c30脂環烴基、取代或未取代的c6-c30芳基中的任意一種；所述取代的取代基包括酰胺基、酯基、羧基、羥基或烷氧基中的任意一種或至少兩種的組合。

10、其中，x-選自鹵素陰離子或酸根。

11、優選地，所述季銨鹽化合物包括dl-肉堿鹽酸鹽、甜菜堿鹽酸鹽、氯化膽堿或四乙基氯化銨中的任意一種或至少兩種的組合。

12、優選地，所述多酚類化合物為具有如下結構的化合物：

13、

14、其中，所述r1-r5各自獨立地選自氫或羥基，r2選自氨基、羥基、羧基、氫、鹵素或c1-c70的有機基團中的任意一種；所述r1-r5至少包括兩個羥基。

15、優選地，所述多酚類化合物包括單寧酸、表沒食子兒茶素沒食子酸酯或焦性沒食子酸中的任意一種或至少兩種的組合。

16、第二方面，本發明提供一種如第一方面所述的生物基粘合劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將季銨鹽類化合物、多酚類化合物與溶劑混合，加熱去除溶劑，得到所述生物基粘合劑。

17、優選地，所述溶劑包括水、甲醇或乙醇中的任意一種或至少兩種的組合。

18、優選地，所述加熱的溫度為60-100℃(例如可以是60℃、70℃、80℃、90℃或100℃等)，加熱的時間為2-10h(例如可以是2h、4h、6h、8h或10h等)。

19、第三方面，本發明提供一種粘合劑材料，所述粘合劑材料包括如第一方面所述的生物基粘合劑。

20、與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：

21、(1)本發明通過將季銨鹽化合物和多酚化合物混合后加入溶劑溶解，加熱除去溶劑后制備得到生物基粘合劑，制備工藝簡單，綠色環保，所述生物基粘合劑對各種材料具有超強的粘接強度和優異的重復使用性，且經過長期有機溶劑浸泡，仍然保持較高的粘接強度，耐有機溶劑性能性較好。

22、(2)本發明優選技術方案制得的生物基粘合劑對玻璃的粘接強度可達8.15mpa，對不銹鋼的粘接強度可達8.11mpa，對陶瓷的粘接強度可達14.41mpa。

技術特征：

1.一種生物基粘合劑，其特征在于，所述生物基粘合劑的制備原料包括季銨鹽類化合物和多酚類化合物。

2.根據權利要求1所述的生物基粘合劑，其特征在于，所述季銨鹽類化合物和多酚類化合物的質量比為1:(0.5-2)。

3.根據權利要求1或2所述的生物基粘合劑，其特征在于，所述季銨鹽類化合物為具有如下結構的化合物：

4.根據權利要求1-3任一項所述的生物基粘合劑，其特征在于，所述季銨鹽類化合物包括dl-肉堿鹽酸鹽、甜菜堿鹽酸鹽、氯化膽堿或四乙基氯化銨中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求1-4任一項所述的生物基粘合劑，其特征在于，所述多酚類化合物為具有如下結構的化合物：

6.根據權利要求1-5任一項所述的生物基粘合劑，其特征在于，所述多酚類化合物包括單寧酸、表沒食子兒茶素沒食子酸酯或焦性沒食子酸中的任意一種或至少兩種的組合。

7.一種如權利要求1-6任一項所述的生物基粘合劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：將季銨鹽類化合物、多酚類化合物與溶劑混合，加熱去除溶劑，得到所述生物基粘合劑。

8.根據權利要求7所述的生物基粘合劑的制備方法，其特征在于，所述溶劑包括水、甲醇或乙醇中的任意一種或至少兩種的組合。

9.根據權利要求7所述的生物基粘合劑的制備方法，其特征在于，所述加熱的溫度為60-100℃，加熱的時間為2-10h。

10.一種粘合劑材料，其特征在于，所述粘合劑材料包括如權利要求1-6任一項所述的生物基粘合劑。

技術總結
本發明涉及一種生物基粘合劑及其制備方法與應用，所述生物基粘合劑的制備原料包括季銨鹽化合物和多酚化合物。本發明涉及的生物基粘合劑對各種材料均具有超強的粘接強度，對玻璃的粘接強度為0.41?8.15MPa，對不銹鋼的粘接強度為0.35?8.11MPa，對陶瓷的粘接強度為0.45?14.41MP，優異的重復使用性，重復使用5次后粘接強度無大幅下降，優良的耐有機溶劑性能，經過有機溶劑長期浸泡，仍然保持較高的粘接強度。

技術研發人員：王利國,曾憲強,李會泉,曹妍,賀鵬
受保護的技術使用者：中國科學院過程工程研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24