导电水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了导电水凝胶及其制备方法和应用。该制备方法包括：将聚乙烯醇、水分保湿剂与水混合并搅拌，得到第一混合液；将聚合单体、交联剂、光引发剂、可溶于水的无机盐与第一混合液混合并搅拌，得到第二混合液；对第二混合液进行紫外交联成膜处理，得到前驱体膜；对前驱体膜进行冷冻处理，保持前驱体膜的一侧为常温环境、另一侧为低温环境，使前驱体膜的冷冻从低温侧向常温侧进行，得到导电水凝胶。采用该方法不仅可以实现导电水凝胶纵向导电和横向导电的差异化，而且制得的导电水凝胶强度非常好，不需要额外的无纺布或是其他材料来增加强度，将其用于按摩仪中时可以一次性解决安装问题，不仅方便快捷，而且体验力度也更舒适。而且体验力度也更舒适。而且体验力度也更舒适。

【技术实现步骤摘要】
导电水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于材料领域，具体而言，涉及导电水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]传统的导电水凝胶主要是利用水分和掺杂一定的无机盐来实现导电功能性，属于均质材料，其横向和纵向导电性相差不大，且导电性较弱。然而，当将导电水凝胶用在按摩仪上时，人们更希望在按摩仪使用的方向上水凝胶的导电性更为显著，各向导电差异化，从而产生更舒服的体验力度，加上传统水凝胶材料大部分是以聚丙烯酰胺为主要成分，其力学性能差，强度低，使用过程操作不便，因此，导电水凝胶的性能仍有待进一步改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出导电水凝胶及其制备方法和应用。采用该制备方法不仅可以实现导电水凝胶纵向导电和横向导电的差异化，而且制得的导电水凝胶强度非常好，不需要额外的无纺布或是其他材料来增加强度，将其用于按摩仪中时可以一次性解决安装问题，不仅方便快捷，而且体验力度也更舒适。
[0004]本申请主要是基于以下问题提出的：
[0005]市面现有的水凝胶是均质体，即横纵导电是一致的，无法在按摩仪的使用方向上获得更显著的导电性；且材料强度较差，用在四电极的按摩头上时需要一个骨架来支撑(如无纺布)或增加强度，或在使用时需要一块块拆卸，操作非常不便。
[0006]为此，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种制备导电水凝胶方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：
[0007](1)将聚乙烯醇、水分保湿剂与水混合并搅拌，以便得到第一混合液；
[0008](2)将聚合单体、交联剂、光引发剂、可溶于水的无机盐与所述第一混合液混合并搅拌，以便得到第二混合液；
[0009](3)对所述第二混合液进行紫外交联成膜处理，以便得到前驱体膜；
[0010](4)对所述前驱体膜进行冷冻处理，在所述冷冻处理过程中保持所述前驱体膜的一侧为常温环境、另一侧为低温环境，使所述前驱体膜的冷冻从低温侧向常温侧进行，以便得到导电水凝胶。
[0011]根据本专利技术上述实施例的制备导电水凝胶方法，一方面，配方体系中采用聚乙烯醇与聚合单体复配作为成膜物质，聚乙烯醇交联聚合形成的网络结构和聚合单体交联聚合形成的网络结构相互缠绕构成的双重三维网络结构为水凝胶材料赋予了高效的保水性及优异的力学性能，无需额外的骨架支撑体来弥补水凝胶材料本身的强度；另一方面，采用温差冷冻工艺使水凝胶内部结构发生显著的取向变化，能够将导电离子方向按照预定方向进行特定的排列呈现，提高导电性和传感灵敏度，相对于现有水凝胶为均质导电，即横向纵向导电性一致的现状，本专利技术中制得的导电水凝胶的纵向导电性强，横向导电性差，可以更好
的实现导电方向的差异化，将其用于按摩装置可以产生更舒服的体验力度，解决现有导电水凝胶无法单片分区实现多电极EMS按摩效果的现状。由此，采用该方法不仅可以实现导电水凝胶纵向导电和横向导电的差异化，而且制得的导电水凝胶强度非常好，不需要额外的无纺布或是其他材料来增加强度，将其用于按摩仪中时可以一次性解决安装问题，不仅方便快捷，而且体验力度也更舒适。
[0012]另外，根据本专利技术上述实施例的制备导电水凝胶方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0013]在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述水分保湿剂包括甘油、甲基丙二醇、1,3
‑
丙二醇和1,2
‑
己二醇中的至少一种。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述水包括超纯水、蒸馏水和去离子水中的至少一种。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述混合温度为80～100℃，搅拌时间为0.5～3h。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，预先将2～5重量份的所述水分保湿剂与5～8重量份的所述水混合，得到水分保湿剂水溶液；再将0.5～2重量份的所述聚乙烯醇与所述水分保湿剂水溶液混合。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述聚合单体包括丙烯酰胺、丙烯酸钠和壳聚糖中的至少一种。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述交联剂包括聚酰胺类、脂肪族胺类、芳香族胺类、聚醚胺类中的至少一种。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述光引发剂包括牌号为2959、1173、907和184中的至少一种。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述可溶于水的无机盐包括氯化钠和/或氯化锂。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述搅拌的时间为30～50min。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述聚合单体为丙烯酸钠和/或壳聚糖，所述可溶于水的无机盐为氯化锂。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，基于0.5～2重量份的所述聚乙烯醇，依次将0.5～2重量份的所述聚合单体、0.015～0.025重量份的所述交联剂、0.005～0.02重量份的所述光引发剂、0.5～2重量份的所述无机盐分散于所述第一混合液中，其中，所述聚乙烯醇与所述聚合单体的质量比为(0.6～2.4)：1。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，进一步包括：向所述第二混合液中加入功能添加剂，所述功能添加剂包括香料、凉感剂和皮肤调理剂中的至少一种。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述香料包括香精、香脂、精油和植物提取液中的至少一种。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述功能添加剂包括薄荷香精、薄荷脑和薄荷醇中的至少一种。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，进一步包括：(3
‑
1)以导热板为底板，利用固定板限定出水凝胶成型区；(3
‑
2)将所述第二混合液转移至所述水凝胶成型区并盖上透
明盖板；(3
‑
3)对所述导热板和所述透明盖板进行固定；(3
‑
4)通过所述透明盖板对所述第二混合液进行紫外照射，以便使所述第二混合液交联成膜，得到前驱体膜。
[0028]在本专利技术的一些实施例中，通过控制所述水凝胶成型区的高度和形状获得预期厚度和形状的导电水凝胶。
[0029]在本专利技术的一些实施例中，位于所述导热板上的固定板的高度与所述导电水凝胶的厚度相同。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述固定板的高度为0.6～1.2mm，所述紫外交联成膜处理采用紫外灯照射实现，紫外交联的时间为0.5～2min，紫外灯功率为0.1～4KW。
[0031]在本专利技术的一些实施例中，所述固定板为硅胶模板，所述透明盖板为玻璃板。
[0032]在本专利技术的一些实施例中，利用固定夹或配重固定对所述导热板和所述透明盖板进行固定。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)包括：基于步骤(3
‑
4)获得的产品，使所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备导电水凝胶方法，其特征在于，包括：(1)将聚乙烯醇、水分保湿剂与水混合并搅拌，以便得到第一混合液；(2)将聚合单体、交联剂、光引发剂、可溶于水的无机盐与所述第一混合液混合并搅拌，以便得到第二混合液；(3)对所述第二混合液进行紫外交联成膜处理，以便得到前驱体膜；(4)对所述前驱体膜进行冷冻处理，在所述冷冻处理过程中保持所述前驱体膜的一侧为常温环境、另一侧为低温环境，使所述前驱体膜的冷冻从低温侧向常温侧进行，以便得到导电水凝胶。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水分保湿剂包括甘油、甲基丙二醇、1,3
‑
丙二醇和1,2
‑
己二醇中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水包括超纯水、蒸馏水和去离子水中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合温度为80～100℃，搅拌时间为0.5～3h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，预先将2～5重量份的所述水分保湿剂与5～8重量份的所述水混合，得到水分保湿剂水溶液；再将0.5～2重量份的所述聚乙烯醇与所述水分保湿剂水溶液混合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述聚合单体包括丙烯酰胺、丙烯酸钠和壳聚糖中的至少一种。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述交联剂包括聚酰胺类、脂肪族胺类、芳香族胺类、聚醚胺类中的至少一种。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述光引发剂包括牌号为2959、1173、907和184中的至少一种。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述可溶于水的无机盐包括氯化钠和/或氯化锂。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的时间为30～50min。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述聚合单体为丙烯酸钠和/或壳聚糖，所述可溶于水的无机盐为氯化锂。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，基于0.5～2重量份的所述聚乙烯醇，依次将0.5～2重量份的所述聚合单体、0.015～0.025重量份的所述交联剂、0.005～0.02重量份的所述光引发剂、0.5～2重量份的所述无机盐分散于所述第一混合液中，其中，所述聚乙烯醇与所述聚合单体的质量比为(0.6～2.4)：1。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)包括：向所述第二混合液中加入功能添加剂，所述功能添加剂包括香料、凉感剂和皮肤调理剂中的至少一种。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述香料包括香精、香脂、精油和植物提取液中的至少一种。15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述凉感剂包括薄荷香精、薄荷脑和薄荷醇中的至少一种。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，进一步包括：(3
‑
1)以导热板为底板，利用固定板限定出水凝胶成型区；(3
‑
2)将所述第二混合液转移至所述水凝胶成型区并盖上透明盖板；(3
‑
3)对所述导热板和所述透明盖板进行固定；(3
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4)通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，付俊，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：