一种多彩吸水凝胶及其制备方法技术

一种多彩吸水凝胶及其制备方法，属于吸水凝胶技术领域，可解决现有的水凝胶材料对人体刺激性大、吸水性差及对环境产生污染的问题，包括如下质量份数的组分：植物油60~3000份、分散剂0.6~150份、丙烯酰氧丁基磺酸10份、水20~600份、氢氧化钠1.5~2份、N‑辛基丙烯酰胺10~60份、交联剂0.002~0.07份、引发剂0.02~0.7份，山梨糖醇0.05~0.5份、季铵盐1~5份、食用色素0.0005~0.007份、碳酸钠0.1~1份。本发明专利技术所用的植物油和色素都是食品级，保证了吸水凝胶的安全卫生，无刺激性。

Multicolor absorbent gel and preparation method thereof

A colorful absorbent gel and its preparation method, which belongs to the field of water absorbing gel, can solve the problems of large irritation, poor water absorption and environmental pollution of the existing hydrogel materials, including the following components of mass fraction: vegetable oil 60~3000 parts, dispersant 0.6~ 150 parts, acryl oxide butyl sulphonic acid 10 parts, water 20~600 parts, sodium hydroxide 1.5~2 parts, N octylene propylene 10-60 parts of amide, 0.002-0.07 parts of crosslinker, 0.02-0.7 parts of initiator, 0.05-0.5 parts of sorbitol, 1-5 parts of quaternary ammonium salt, 0.0005-0.007 parts of edible pigment, 0.1-1 part of sodium carbonate. The vegetable oils and pigments used in the invention are food grade, ensuring the safety and hygiene of the absorbent gel and no irritation.

【技术实现步骤摘要】
一种多彩吸水凝胶及其制备方法
本专利技术属于吸水凝胶
，具体涉及一种多彩吸水凝胶及其制备方法。
技术介绍
水凝胶是一种结构中含有羧基、羟基、酰胺基、磺酸基等亲水基团的聚合物材料，通常可以吸收多倍于自身重量的水，吸水能力取决于亲水基团与水分子间形成的氢键的强弱。相对于传统的天然吸水材料，吸水凝胶多由物理交联或化学交联形成的三维网状结构，表现出良好的保水性能。分子链上的亲水基团与水分子之间的氢键吸附，作用力远远大于水分子之间的范德华力，在常温常压下，水分不易散失。因此在医疗、农林、食品、环保、建筑等领域具有广泛的应用前景。目前制备水凝胶的原料主要为丙烯酸类、淀粉、纤维素、木质素等，其中聚丙烯酸的吸水效果较好，但酸性不易控制，用于医疗卫生产品时，对人体刺激性很大，而淀粉、纤维素、木质素等原料价格便宜，吸水性较差。在制备水凝胶的过程中，为了使色彩艳丽，颜色多样性，往往选择添加工业染料，比如直接黄、酸性红、氧化铁蓝、活性黑等。经过长时间使用后，彩色染料渗出对环境产生污染，无法达到国家的环保要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有的水凝胶材料对人体刺激性大、吸水性差及对环境产生污染的问题，提供一种多彩吸水凝胶及其制备方法。本专利技术采用如下技术方案：一种多彩吸水凝胶，包括如下质量份数的组分：植物油60~3000份、分散剂0.6~150份、丙烯酰氧丁基磺酸10份、水20~600份、氢氧化钠1.5~2份、N-辛基丙烯酰胺10~60份、交联剂0.002~0.07份、引发剂0.02~0.7份，山梨糖醇0.05~0.5份、季铵盐1~5份、食用色素0.0005~0.007份、碳酸钠0.1~1份。所述植物油包括蓖麻油、亚麻籽油、棉籽油和葵花籽油中的任意一种。所述植物油为亚麻籽油。所述分散剂包括三聚甘油单硬脂酸酯和六聚甘油单硬脂酸酯中的任意一种或两种。所述交联剂包括甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇双丙烯酸酯和丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种。所述引发剂包括2,2-偶氮双（2-咪唑啉丙烷）盐酸盐和2,2-偶氮（2-甲基丙基咪）二盐酸盐中的任意一种或两种。所述季铵盐包括丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或多种。所述食用色素包括苋菜红、胭脂红、诱惑红、赤藓红、柠檬黄、日落黄、果绿、亮蓝、靛蓝、葡萄紫、巧克力棕和可可棕中的一种或多种。一种多彩吸水凝胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1、在装有冷凝装置、搅拌装置的反应容器内，加入植物油、分散剂，升温至40-80℃混匀，得到物料A；步骤2、将丙烯酰氧丁基磺酸溶解于水中，用氢氧化钠调节pH值，控制在1~9范围内，将N-辛基丙烯酰胺加入，溶解后得到物料B；步骤3、将交联剂、引发剂、山梨糖醇、季铵盐、食用色素溶解于水中，得到物料C；步骤4、将碳酸钠溶解于水中，得到溶液D；步骤5、将物料B、C先后依次加入物料A中，反应0.5~4h得到粘稠状的产物，在反应过程中滴加溶液D；步骤6、将产物过滤，去除植物油，用乙醇洗涤数次；步骤7、将所得凝胶破碎成2~3mm的方块，干燥至含水量为10~20%。本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术所选的植物油都是可食用油类，安全无毒，合成过程中不使用有机溶剂。2.所选色素都是食用色素，添加量都在国家法规规定用量范围内。3.交联剂为甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇双丙烯酸酯，丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种，同时作为反应单体，嵌入到分子链中，提高凝胶的机械强度。4.季铵盐为丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或多种，既是阳离子型的反应单体，又具有抑菌效果，保证了凝胶的安全卫生。5.碳酸钠的加入可以很好的控制体系的pH值，同时作为致孔剂，保证凝胶的通透性。附图说明图1为实施例1吸水凝胶在25℃下的保水率。图2为实施例2吸水凝胶在25℃下的保水率。图3为实施例3吸水凝胶在25℃下的保水率。图4为实施例4吸水凝胶在25℃下的保水率。具体实施方式实施例1一种多彩吸水凝胶，其组成的质量份数为：亚麻籽油6kg、分散剂六聚甘油单硬脂酸酯0.06kg、丙烯酰氧丁基磺酸1kg、水2kg、氢氧化钠0.2kg、N-辛基丙烯酰胺1kg、交联剂丙烯酸二乙二醇酯0.2g、引发剂2,2-偶氮双（2-咪唑啉丙烷）盐酸盐2g，山梨糖醇5g、丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵0.1kg、食用色素巧克力棕0.05g、碳酸钠0.01kg。一种多彩吸水凝胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1、在装有冷凝装置、搅拌装置的反应容器内，加入亚麻籽油、分散剂，升温至40-80℃混匀，得到物料A；步骤2、将丙烯酰氧丁基磺酸溶解于水中，用氢氧化钠调节pH值，控制在1~9范围内，将N-辛基丙烯酰胺加入，溶解后得到物料B；步骤3、将交联剂、引发剂、山梨糖醇、季铵盐、食用色素溶解于水中，得到物料C；步骤4、将碳酸钠溶解于水中，得到溶液D；步骤5、将物料B、C先后依次加入物料A中，反应0.5h得到粘稠状的产物，在反应过程中滴加溶液D；步骤6、将产物过滤，去除植物油，用乙醇洗涤数次；步骤7、将所得凝胶破碎成2~3mm的方块，干燥至含水量为10~20%。实施例2一种多彩吸水凝胶，其组成的质量份数为：亚麻籽油3kg、分散剂六聚甘油单硬脂酸酯150g、丙烯酰氧丁基磺酸10g、水600g、氢氧化钠1.5g、N-辛基丙烯酰胺60g、交联剂丙烯酸二乙二醇酯0.07g、引发剂2,2-偶氮双（2-咪唑啉丙烷）盐酸盐0.7g，山梨糖醇0.5g、丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵5g、食用色素巧克力棕0.007g、碳酸钠1g。一种多彩吸水凝胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1、在装有冷凝装置、搅拌装置的反应容器内，加入植物油、分散剂，升温至40-80℃混匀，得到物料A；步骤2、将丙烯酰氧丁基磺酸溶解于水中，用氢氧化钠调节pH值，控制在1~9范围内，将N-辛基丙烯酰胺加入，溶解后得到物料B；步骤3、将交联剂、引发剂、山梨糖醇、季铵盐、食用色素溶解于水中，得到物料C；步骤4、将碳酸钠溶解于水中，得到溶液D；步骤5、将物料B、C先后依次加入物料A中，反应4h得到粘稠状的产物，在反应过程中滴加溶液D；步骤6、将产物过滤，去除植物油，用乙醇洗涤数次；步骤7、将所得凝胶破碎成2~3mm的方块，干燥至含水量为10~20%。实施例3一种多彩吸水凝胶，其组成的质量份数为：亚麻籽油800g、分散剂六聚甘油单硬脂酸酯32g、丙烯酰氧丁基磺酸10g、水200g、氢氧化钠1.9g、N-辛基丙烯酰胺40g、交联剂丙烯酸二乙二醇酯0.025g、引发剂2,2-偶氮双（2-咪唑啉丙烷）本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多彩吸水凝胶，其特征在于：包括如下质量份数的组分：植物油60~3000份、分散剂0.6~150份、丙烯酰氧丁基磺酸10份、水20~600份、氢氧化钠1.5~2份、N-辛基丙烯酰胺10~60份、交联剂0.002~0.07份、引发剂0.02~0.7份，山梨糖醇0.05~0.5份、季铵盐1~5份、食用色素0.0005~0.007份、碳酸钠0.1~1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种多彩吸水凝胶，其特征在于：包括如下质量份数的组分：植物油60~3000份、分散剂0.6~150份、丙烯酰氧丁基磺酸10份、水20~600份、氢氧化钠1.5~2份、N-辛基丙烯酰胺10~60份、交联剂0.002~0.07份、引发剂0.02~0.7份，山梨糖醇0.05~0.5份、季铵盐1~5份、食用色素0.0005~0.007份、碳酸钠0.1~1份。


2.根据权利要求1所述的一种多彩吸水凝胶，其特征在于：所述植物油包括蓖麻油、亚麻籽油、棉籽油和葵花籽油中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的一种多彩吸水凝胶，其特征在于：所述植物油为亚麻籽油。


4.根据权利要求1所述的一种多彩吸水凝胶，其特征在于：所述分散剂包括三聚甘油单硬脂酸酯和六聚甘油单硬脂酸酯中的任意一种或两种。


5.根据权利要求1所述的一种多彩吸水凝胶，其特征在于：所述交联剂包括甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇双丙烯酸酯和丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的一种多彩吸水凝胶，其特征在于：所述引发剂包括2,2-偶氮双（2-咪唑啉丙烷）盐酸盐和2,2-偶氮（2-甲基丙基咪）二盐酸盐中的任意一种或两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚成新，张锋伟，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14