一种温度敏感型变色水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于温度敏感型变色材料技术领域，具体涉及一种温度敏感型变色水凝胶及其制备方法。制备方法包括以下步骤，制备溶液A：将变色剂、聚合物溶于水中，得到溶液A；制备溶液B：将交联剂溶于水中，得到溶液B；制备水凝胶：将所述溶液A和所述溶液B混合交联，得到水凝胶。本发明专利技术采用聚合物、交联剂、变色剂为原料，通过化学交联制备出温度敏感型变色水凝胶，使得制备方法更加简便。变色剂在水中的溶解度会随着温度的变化而变化，低温时析出晶体，使水凝胶整体上呈现不透明的白色；高温时变色剂全部溶解于水中，水凝胶呈现透明颜色，并且该过程是可逆的。另外，通过调节变色剂的含量，还可以方便的控制水凝胶变色的温度范围和速度。便的控制水凝胶变色的温度范围和速度。便的控制水凝胶变色的温度范围和速度。

【技术实现步骤摘要】
一种温度敏感型变色水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于温度敏感型变色材料
，具体涉及一种温度敏感型变色水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]水凝胶是一类具有三维网状结构的亲水材料，在水中能够发生快速溶胀，并储存大量的水，已经被广泛应用于农业、医疗、建筑等领域。根据水凝胶对外界刺激的响应情况，可分为传统的水凝胶和环境敏感的水凝胶两大类。其中，对环境敏感的水凝胶通常会随着环境温度、pH、湿度等产生特定的变化，在许多领域有着重要的应用。
[0003]温度敏感型水凝胶是一类常见且十分重要的功能水凝胶，它会随着环境温度的变化，产生诸如颜色、形态的可逆变化，因此在温度检测、玻璃生产、制动器等方面有良好的应用前景。
[0004]在现有技术中公开了一种可温敏变色水凝胶及其制作方法，这种可温敏变色水凝胶包括海藻酸钠，质量百分数0.1％
‑
2％，聚合单体，质量百分数1％
‑
20％，交联剂，质量百分数0.1
‰‑
1％，引发剂，质量百分数0.1
‰‑
1％，二价金属盐，质量百分数0.1
‰‑
3％，温敏嵌段材料，质量百分数0.1
‰‑
3％，表面活性剂，质量百分数0.1
‰‑
3％，其余组分为去离子水。
[0005]但是，这种方法制备过程较为复杂，且变色剂为有机物原料，价格高，同时对环境也并不友好。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的制备方法复杂、变色剂为有机物，对环境并不友好的缺陷，从而提供一种温度敏感型变色水凝胶及其制备方法。
[0007]为此，本专利技术提供以下技术方案。
[0008]本专利技术提供一种温度敏感型变色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0009]制备溶液A：将变色剂、聚合物溶于水中，得到溶液A；
[0010]制备溶液B：将交联剂溶于水中，得到溶液B；
[0011]制备水凝胶：将所述溶液A和所述溶液B混合交联，得到水凝胶。
[0012]可选的，所述混合交联在搅拌条件下进行，搅拌时间为1
‑
30s。
[0013]可选的，所述混合交联步骤之后还包括脱气步骤；
[0014]可选的，所述脱气步骤的温度为90
‑
100℃，脱气时间为1
‑
5h。
[0015]可选的，所述溶液A中变色剂、聚合物与水的质量比为(0.1
‑
1.5)：(3
‑
6)：(80
‑
100)；所述溶液B中交联剂与水的质量比为(1
‑
10)：(90
‑
100)。
[0016]可选的，所述聚合物和交联剂的质量比为(3
‑
6)：(0.1
‑
1)。
[0017]可选的，典型非限定性的所述变色剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵中的一种。其还可以选择满足在水中具有一定的溶解度，溶解度随温度变化较大且不与聚合物、交联剂发生
反应的无机盐条件的即可。
[0018]典型非限定性的所述聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯亚胺中的一种；其还可以选择满足可以与某种交联剂反应，形成三维网格结构的多官能团有机物条件的即可。
[0019]例如，所述聚乙烯醇的型号可以为1799型。所述聚乙烯亚胺的质量分数50％的水溶液，重均分子量：50000
‑
70000。
[0020]典型非限定性的所述交联剂为硼砂、氯化镁、戊二醛中的一种。其还可以选择满足使聚合物产生交联反应，形成三维网格结构的多官能团有机物条件的即可。
[0021]可选的，所述制备溶液A步骤中的加热温度为85
‑
95℃；搅拌时间为1
‑
3h。
[0022]可选的，所述制备溶液B步骤中的加热温度为50
‑
70℃；搅拌时间为0.5
‑
1h。
[0023]本专利技术还提供了一种采用上述制备方法制得的温度敏感型变色水凝胶。
[0024]本专利技术技术方案，具有如下特点：
[0025]1.本专利技术提供的温度敏感型变色水凝胶的制备方法，包括以下步骤，制备溶液A：将变色剂、聚合物溶于水中，得到溶液A；制备溶液B：将交联剂溶于水中，得到溶液B；制备水凝胶：将所述溶液A和所述溶液B混合交联，得到水凝胶。本专利技术采用聚合物、交联剂、变色剂为原料，通过化学交联制备出温度敏感型变色水凝胶，使得制备方法更加简便。其中，聚合物和交联剂交联，形成三维网络状结构，该结构存在网格状空隙，大量的水和变色剂存在于网格中。变色剂在水中的溶解度会随着温度的变化而变化，低温时析出晶体，使水凝胶整体上呈现不透明的颜色；高温时变色剂全部溶解于水中，水凝胶呈现透明色。该过程是可逆的，且变色剂含量不同，变色的温度和速度不同，通过调节变色剂的含量，可以方便的控制水凝胶变色的温度范围和速度。
[0026]2.本专利技术提供的温度敏感型变色水凝胶的制备方法，所述混合交联步骤之后还包括脱气步骤；可选的，所述脱气步骤的温度为90
‑
100℃，脱气时间为1
‑
5h。其中，搅拌过程可以使A、B溶液混合均匀，产品各部分变色效果一致，避免因交联反应过快，变色剂无法均匀的扩散进交联网格中，从而产品各部分不均一。高温加热可以脱去产品内部混入的气泡，保证产品质量良好，颜色通透。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是实施例2制备得到的产品在90摄氏度下的图片；
[0029]图2是实施例2制备得到的产品在25摄氏度下的图片；
[0030]图3是实施例8制备得到的产物在25摄氏度下的透光率曲线；
[0031]图4是实施例8制备得到的产物在90摄氏度下的透光率曲线；
[0032]图5是实施例7制备得到的产品在90摄氏度下的图片。
具体实施方式
[0033]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方
式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0034]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0035]为了便于数据之间的对比，本专利技术以下实施例中采用的聚乙烯醇和聚乙烯亚胺采用相同的规格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度敏感型变色水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备溶液A：将变色剂、聚合物溶于水中，得到溶液A；制备溶液B：将交联剂溶于水中，得到溶液B；制备水凝胶：将所述溶液A和所述溶液B混合交联，得到水凝胶。2.根据权利要求1所述的温度敏感型变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述混合交联在搅拌条件下进行，搅拌时间为1
‑
30s。3.根据权利要求1或2所述的温度敏感型变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述混合交联步骤之后还包括脱气步骤；可选的，所述脱气步骤的温度为90
‑
100℃，脱气时间为1
‑
5h。4.根据权利要求1所述的温度敏感型变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述溶液A中变色剂、聚合物与水的质量比为(0.1
‑
1.5)：(3
‑
6)：(80
‑
100)；所述溶液B中交联剂与水的质量比为(1
‑
10)：(90
‑
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：何强，聂京凯，侯东，陈新，方玉群，秦威南，朱凯，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司金华供电公司，
类型：发明
国别省市：