[发明专利]一种温度敏感型变色水凝胶及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

因此，本发明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。

为此，本发明提供以下技术方案。

本发明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：

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。

可选的，所述混合交联在搅拌条件下进行，搅拌时间为1-30s。

可选的，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。

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)。

可选的，所述聚合物和交联剂的质量比为(3-6)：(0.1-1)。

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。

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。

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。