一種保水凝膠的合成方法
2023-06-20 15:21:31
專利名稱：一種保水凝膠的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種水凝膠的合成方法，具體地說，涉及的是一種可以長期保持吸水和失水平衡的保水凝膠的合成方法。
背景技術：
所謂保水凝膠，即在高溼的情況下可以吸收空氣中的水蒸氣，而在低溼的情況下失去自身的水分，在自然的環境中，可以長期保持吸水和失水的平衡，從而將自身克重維持在相對穩定的範圍。現在國內外都是以水為分散介質的凝膠，長時間存放會失去大量的水。具有交聯結構的水溶性高分子中引入一部分疏水基團而形成能遇水膨脹的交聯聚合物，是一種高分子網絡體系，性質柔軟，能保持一定的形狀，能吸收大量的水，同時也會失去大量的水。凡是水溶性或親水性的高分子，通過一定的化學交聯或物理交聯，都可以形成水凝膠。這些高分子按其來源可分為天然和合成兩大類。天然的親水性高分子包括多糖類(澱粉、纖維素、海藻酸、透明質酸，殼聚糖等)和多肽類(膠原、聚L-賴氨酸、聚L-谷胺酸等)。合成的親水高分子包括丙烯酸及其衍生物類(聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯醯胺，聚N-聚代丙烯醯胺等)。現有技術中已有很多水凝膠的製備方法，比如中國專利申請號01106587. 7，申請日2001-03-30，專利名稱一種保水凝膠的製法，該專利自述為先將氫氧化鈉溶於水中， 並加入丙烯酸進行預處理；再依次加入玉米澱粉、丙烯醯胺和碳酸鈣，攪拌加溫反應後，力口入引發劑進行接枝聚合反應；然後將反應後的液體倒入模具中，恆溫乾燥即可。其產品組分(重量百分比)包括玉米澱粉4. 5-4. 7，丙烯酸21. 4-22. 5，丙烯醯胺9-9. 5，過硫酸銨 32-4. 5，碳酸鈣4. 5-4. 7，氫氧化鈉9. 5-9. 9，水餘量。有工藝簡單，產品無毒、可生物降解和應用廣闊等優點。作為一種高吸水高保水材料，水凝膠被廣泛用於多種領域，如乾旱地區的抗旱， 農用薄膜、建築中的結露防止劑、調溼劑、石油化工中的堵水調劑，原油或成品油的脫水，在礦業中的抑塵劑，食品中的保鮮劑、增稠劑，醫療中的藥物載體等等。但是現有水凝膠會存在保水性能不好的問題，這樣會導致水凝膠因失水而不能廣泛地應用到家庭居室，人體理療，保溼，醫療等行業。
發明內容
本發明的目的在於解決現有技術中的上述不足，提供一種保水凝膠的合成方法， 得到的水凝膠可以長期保持吸水和失水的平衡，解決了水凝膠因失水而不能廣泛地應用到家庭居室，人體理療，保溼，醫療等行業的難題，延長水凝膠的使用周期。為實現上述的目的，本發明所述的一種保水凝膠的合成方法，包括下列步驟第一步，將鹼溶於溶劑水中，攪拌使其完全溶解，冷卻；第二步，待鹼溶液的溫度低到室溫，向鹼溶液中加入保水因子；攪拌混合直到溶液變的澄清透明；第三步，將第二步得到的溶液中加入單體，攪拌混合均勻，冷卻溶液到25°C以下， 得到的液體以下簡稱為「母液」；第四步，測量母液的PH值，並調節pH = 6. 5 6. 7 ；第五步，向第四步的母液中加入交聯劑，攪拌使其完全溶解；第六步，向第五步的溶液中加入引發劑；第七步，倒入固定的容器中，加熱成型或採用紫外交聯成型。以上步驟中第一步中，所述溶劑水，其用量為整個反應體系總質量的10% 30%。第一步中，所述鹼為氫氧化鈉、或氫氧化鉀；其用量為整個反應體系總質量的 5% 20%。第二步中，所述保水因子為甘油(丙三醇)，丁三醇，其用量為整個反應體系總質量的20% 60%。第三步中，所述單體，結構如下
權利要求
1.一種保水凝膠的合成方法，其特徵在於包括下列步驟第一步，將鹼溶於溶劑水中，攪拌使其完全溶解，冷卻；第二步，待鹼溶液的溫度低到室溫，向鹼溶液中加入保水因子；攪拌混合直到溶液變的澄清透明；第三步，將第二步得到的溶液中加入單體，攪拌混合均勻，冷卻溶液到25°C以下，得到的液體以下簡稱為「母液」；第四步，測量母液的PH值，並調節pH = 6. 5 6.7 ；第五步，向第四步的母液中加入交聯劑，攪拌使其完全溶解；第六步，向第五步的溶液中加入引發劑；第七步，倒入固定的容器中，加熱成型或採用紫外交聯成型。
2.根據權利要求1所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於第一步中，所述溶劑水， 其用量為整個反應體系總質量的10% 30%。
3.根據權利要求1所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於第一步中，所述鹼為氫氧化鈉，或氫氧化鉀；其用量為整個反應體系總質量的5% 20%。
4.根據權利要求1所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於第二步中，所述保水因子為甘油，或丁三醇，其用量為整個反應體系總質量的20% 60%。
5.根據權利要求1所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於第三步中，所述單體，結構如下
6.根據權利要求1或5所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於所述單體用量為整個反應體系總質量的5% 20%。
7.根據權利要求1所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於第五步中，所述交聯劑採用雙烯類單體，其用量為整個反應體系總質量的0. 0. 3%。
8.根據權利要求1所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於所述交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯醯胺，或二乙烯苯。
9.根據權利要求1所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於第六步中，所述引發劑採用高低溫復和引發體系，低溫引發體系採用的是氧化還原體系，過硫酸鉀或銨/亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀或銨/亞硫酸亞鐵；高溫引發體系，過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫；光引發劑。
10.根據權利要求1或9所述的保水凝膠的合成方法，其特徵在於第六步中，所述引發劑用量為整個反應體系總質量的0. 01% 0. 1%。
全文摘要
本發明公開一種保水凝膠的合成方法，步驟第一步，將鹼溶於溶劑水中，攪拌使其完全溶解，冷卻；第二步，待鹼溶液的溫度低到室溫，向鹼溶液中加入保水因子；攪拌混合直到溶液變的澄清透明；第三步，將第二步得到的溶液中加入單體，攪拌混合均勻，冷卻溶液到25℃以下，得到母液；第四步，測量母液的pH值；第五步，向母液中加入交聯劑、快速攪拌，使其完全溶解；第六步，向第五步的溶液中加入引發劑；第七步，倒入固定的容器中，加熱成型或採用紫外交聯成型。本發明得到的水凝膠可以長期保持吸水和失水的平衡，解決了水凝膠因失水而不能廣泛地應用到家庭居室，人體理療，保溼，醫療等行業的難題，延長水凝膠的使用周期。
文檔編號C08F220/06GK102532392SQ201110436959
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者範立濤 申請人:上海創始實業有限公司