[发明专利]一种磷酸酯型环氧树脂-纳米黏土水凝胶及其制法

说明书

本发明涉及水凝胶复合材料技术领域，且公开了一种磷酸酯型环氧树脂‑纳米黏土水凝胶及其制法，包括以下配方原料：氢化双酚A、环氧氯丙烷、碱化剂、1‑萘基磷酸酯、酯化催化剂、超纯水，封端剂、功能性助剂、引发剂、8‑11份纳米黏土。该磷酸酯型环氧树脂‑纳米黏土水凝胶及其制法，通过加入1‑萘基磷酸酯，其磷酸基团和环氧树脂的羟基通过酯化反应，生成磷酸酯型环氧树脂，磷酸酯中含有大量亲水性羟基‑OH，使环氧树脂具有更好的亲水性，从而提高了水凝胶的吸水性和保水性，同时‑OH基团与环氧树脂中的醚键形成高化学能的氢键，使环氧树脂的化学稳定性更好，大幅提高了水凝胶的相转变温度，从而增强水凝胶材料的热稳定性。

技术领域

本发明涉水凝胶复合材料技术领域，具体为一种磷酸酯型环氧树脂-纳米黏土水凝胶及其制法。

背景技术

水凝胶是以水为分散介质的凝胶，具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物，是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水，凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶，这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类，天然的亲水性高分子包括多糖类(淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸，壳聚糖等)和多肽类(胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸等)，合成的亲水高分子包括醇、丙烯酸及其衍生物类(聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚N-聚代丙烯酰胺等)。

但是目前的高分子基水凝胶由于高分子聚合物的本性及水分子的塑化作用，降低了水凝胶的断裂强度，导致水凝胶材料的韧性不足和机械性能较差，在实际应用过程中水凝胶材料容易破损和损耗，虽然有些无机材料改性高分子基水凝胶提高其机械性能，但是大部分疏水性无机材料同时也降低了水凝胶的亲水性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种磷酸酯型环氧树脂-纳米黏土水凝胶及其制法，解决了由于高分子聚合物的本性及水分子的塑化作用，降低了水凝胶的断裂强度，导致水凝胶材料的韧性不足和机械性能较差的问题，

同时又解决了无机材料改性水凝胶，降低了水凝胶亲水性的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磷酸酯型环氧树脂-纳米黏土水凝胶及其制法，包括以下重量份数配比的配方原料：10-13份氢化双酚A、15-18份环氧氯丙烷、5-8份碱化剂、6-9份1-萘基磷酸酯、0.3-0.6份酯化催化剂、34-53份超纯水，0.5-2份封端剂、2-4份功能性助剂、0.2-0.4份引发剂、8-11份纳米黏土，制法包括以及以下实验药品：蒸馏水、乙二醇、乙酸乙酯。

优选的，所述氢化双酚A结构式为其质量分数为96.2％。

优选的，所述环氧氯丙烷结构式为其质量分数≥98.5％。

优选的，所述碱化剂为氢氧化钠，其中NaOH的质量分数≥95.5％。

优选的，所述1-萘基磷酸酯结构式为质量分数≥98.8％。

优选的，所述酯化催化剂为二环己基碳二亚胺，结构式为其质量分数≥98.4％。

优选的，所述超纯水是通过应用蒸馏、去离子化、反渗透技术，最后通入N₂除去水中溶解氧制备得到。

优选的，所述封端剂为聚乙二醇二丙烯酸酯，分子式为其质量分数≥96.4％。

优选的，所述功能性助剂为N-(羟甲基)丙烯酰胺，结构式为

其质量分数≥97.6％。

优选的，所述引发剂为过硫酸钾，其中K₂S₂O₈质量分数≥95.5％。