CN112480334A - 一种具备形状记忆特性的uv水凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备形状记忆特性的UV水凝胶及其制备方法，所述UV水凝胶由以下质量份数的原料组成：A组分1‑5份、B组分1‑5份、光引发剂0.4‑0.6份、硅烷偶联剂0‑0.015份、气相二氧化硅2‑4份，其中，所述A组分为具有式1结构的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，其分子量在200‑5000间；所述B组分选自具有式2结构且双键官能度为1‑10的丙烯酸酯和/或具有式3结构的有机化合物。该UV水凝胶固化迅速，对玻璃材质具备良好的附着力，遇水后，分子间形成大量的氢键，水凝胶局部出现蜷缩，遇水自发剥落，无残留，胶体剥落后易清理。
Description
技术领域
本发明涉及水凝胶技术领域，具体涉及一种具备形状记忆特性的UV水凝胶及其制备方法。
背景技术
水凝胶是一种亲水性极强的三维网络结构凝胶，水凝胶内部中存在交联网络，具有在水中迅速溶胀，并且在溶胀状态可以吸收大量体积的水的特点，吸水量与内部交联度有关，交联度越大，吸水量越低，水凝胶的聚集态介于非完全固态和非完全液态之间，非完全液态是溶质可以从水凝胶中扩散或渗透，非完全固态可以使水凝胶维持一定的形状与体积。
水凝胶作为一种高吸水高保水材料，在玻璃等基材加工过程中通常作为保护胶使用，而目前市场上现有的保护胶多采用加热固化，其具有清理困难等缺陷。为此如何解决上述技术问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具备形状记忆特性的UV水凝胶。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，由以下质量份数的原料组成：A组分1-5份、B组分1-5份、光引发剂0.4-0.6份、硅烷偶联剂0-0.015份、气相二氧化硅2-4份，其中，所述A组分为具有式1结构的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，其分子量在200-5000间；所述B组分选自具有式2结构且双键官能度为1-10的丙烯酸酯和/或具有式3结构的有机化合物，
式1：
式2：
式3：
作为一种具体的实施方式，所述B组分采用了N,N-二甲基丙烯酰胺。
作为一种具体的实施方式，所述硅烷偶联剂采用了3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
作为一种具体的实施方式，所述原料中含硅烷偶联剂0.005-0.015份。
作为一种具体的实施方式，所述光引发剂选自安息香二乙醚、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮及苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种的混合物。
作为一种具体的实施方式，所述B组分采用了2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪。
本发明的另一个目的是提供一种上述具备形状记忆特性的UV水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
1)黄光室下，将A组分、B组分和光引发剂加入到反应釜中，室温搅拌至光引发剂完全溶解；
2)向步骤1)的反应釜中加入硅烷偶联剂及气相二氧化硅，室温下搅拌至完全混合均匀；
3)出料，灌装真空脱泡后密封避光保存。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的UV水凝胶，其通过将聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和含酰胺结构的丙烯酸酯和/或带三嗪环结构的有机化合物通过光引发剂聚合后形成三维网状结构的水凝胶，该水凝胶固化迅速，对玻璃材质具备良好的附着力，遇水后，分子间形成大量的氢键，水凝胶局部出现蜷缩，遇水自发剥落，无残留，胶体剥落后易清理。
附图说明
附图1为实施例1的UV水凝胶遇水测试情况图；
附图2位实施例1的UV水凝胶胶体蜷缩时间随温度变化的拟合曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，由以下质量份数的原料组成：A组分1-5份、B组分1-5份、光引发剂0.4-0.6份、硅烷偶联剂0-0.015份、气相二氧化硅2-4份，其中，所述A组分为具有式1结构的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，其分子量在200-5000间；所述B组分选自具有式2结构、且双键官能度为1-10的丙烯酸酯和/或具有式3结构的有机化合物，
式1：
式2：
式3：
实施例1
本例中提供一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，由以下质量份数的原料组成：分子量为2000的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯2份、N,N-二甲基丙烯酰胺3份、安息香二乙醚0.45份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.015份、气相二氧化硅3份。
本例中还提供一种制备上述UV水凝胶的方法，包括以下步骤：
1)黄光室下，将A组分、B组分和光引发剂加入到反应釜中，室温搅拌至光引发剂完全溶解；
2)向步骤1)中的反应釜中加入硅烷偶联剂及气相二氧化硅，室温下搅拌至完全混合均匀；
3)出料，灌装真空脱泡后密封避光保存。
实施例2
本例中提供一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，由以下质量份数的原料组成：分子量为200的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯5份、N,N-二甲基丙烯酰胺1份、1-羟基环己基苯基甲酮0.4份、气相二氧化硅3份。
其制备方法同实施例1。
实施例3
本例中一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，由以下质量份数的原料组成：分子量为5000的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯2份、N,N-二甲基丙烯酰胺3份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.6份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.005份、气相二氧化硅3份。
其制备方法同实施例1。
实施例4
本例中一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，由以下质量份数的原料组成：分子量为3000的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯1份、N,N-二甲基丙烯酰胺3份、2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪5份、1-羟基环己基苯基甲酮0.5份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.01份、气相二氧化硅3份。
其制备方法同实施例1。
实施例5
本例中一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，由以下质量份数的原料组成：分子量为3000的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯1份、N,N-二甲基丙烯酰胺3份、2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪2份、1-羟基环己基苯基甲酮0.5份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.01份、气相二氧化硅3份。
其制备方法同实施例1。
将实施例1制备得到的UV水凝胶进行遇水测试，测试情况见图1。从图1中我们可以看出，该水凝胶附着在玻璃基材上后，遇水，其分子间形成大量的氢键，水凝胶局部出现蜷缩，从而可以自发的从基材表面剥离脱落，待水分挥发后，水凝胶逐渐恢复原有的形状，具备有记忆特性。
另外，将实施例1制得的UV水凝胶剪裁成10mm*10mm*1mm大小的胶块放置在恒温水浴中，观察胶体蜷缩时间随温度的变化，参见图2所示。从图2中，我们可以看出，随着温度的升高，胶体开始蜷缩的时间逐渐缩短，当温度达到100℃时，开始蜷缩时间≤1min。
另外对实施例1至5中制成的UV水凝胶进行性能测试，其测试结果见表1。
具体测试方法为：
固化深度：将胶水注入到直径为10mm、高度为10mm的聚四氟乙烯圆柱中，采用395/365nmLED灯，700-800mw/cm2照射10s，用游标卡尺测量固化部分的厚度；
硬度：采用邵A硬度计进行测试；
剪切强度：粘接材质玻璃/玻璃，参照标准ISO 4587；
表1
| 固化深度mm | 硬度 | 剪切强度MPa | |
| 实施例1 | ＞5 | 25±5 | ＞6 |
| 实施例2 | ＞5 | 40±5 | ＞7 |
| 实施例3 | ＞5 | 15±5 | ＞3 |
| 实施例4 | ＞5 | 90±5 | ＞15 |
| 实施例5 | ＞5 | 60±5 | ＞9 |
如表1所示，原料中，相较于单独选用N,N-二甲基丙烯酰胺作为B组分，添加了2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪的水凝胶，由于刚性三嗪环的引入，胶体的内聚强度有了大幅提高，导致胶体的硬度升高，在玻璃基材剪切强度测试过程中倾向于界面破坏，从而出现实例4、实例5的剪切强度偏高；对比实施例1至3，在选用相同的B组分时，添加的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的分子量越高，胶体的交联密度相对减少，导致胶体硬度下降，在玻璃基材剪切强度测试过程中出现内聚破坏。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具备形状记忆特性的UV水凝胶，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：A组分1-5份、B组分1-5份、光引发剂0.4-0.6份、硅烷偶联剂0-0.015份、气相二氧化硅2-4份，其中，所述A组分为具有式1结构的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，其分子量在200-5000间；所述B组分选自具有式2结构且双键官能度为1-10的丙烯酸酯和/或具有式3结构的有机化合物，
式1：
式2：
式3：
2.根据权利要求1所述的具备形状记忆特性的UV水凝胶，其特征在于，所述B组分采用了N,N-二甲基丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的具备形状记忆特性的UV水凝胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂采用了3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的具备形状记忆特性的UV水凝胶，其特征在于，所述原料中含硅烷偶联剂0.005-0.015份。
5.根据权利要求1所述的具备形状记忆特性的UV水凝胶，其特征在于，所述光引发剂选自安息香二乙醚、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮及苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的具备形状记忆特性的UV水凝胶，其特征在于，所述B组分采用了2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪。
7.一种如权利要求1至6中任一权利要求所述的具备形状记忆特性的UV水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)黄光室下，将A组分、B组分和光引发剂加入到反应釜中，室温搅拌至光引发剂完全溶解；
2)向步骤1)的反应釜中加入硅烷偶联剂及气相二氧化硅，室温下搅拌至完全混合均匀；
3)出料，灌装真空脱泡后密封避光保存。
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| CN113789129A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-12-14 | 佳化化学科技发展（上海）有限公司 | 一种水凝胶型临时粘合剂及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106188416A (zh) * | 2015-05-06 | 2016-12-07 | 天津大学 | 一种具有氢键增强离子驱动的高强度形状记忆水凝胶及其制备方法及其应用 |
| CN108727610A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-02 | 浙江大学 | 一种具有高强韧、形状记忆和自修复特性的双网络水凝胶及其制备方法 |
| CN110872364A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-03-10 | 南方医科大学 | 一种具有形状记忆功能的凝胶、制备方法及抗凝血血管支架 |
-
2020
- 2020-12-06 CN CN202011410647.3A patent/CN112480334A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106188416A (zh) * | 2015-05-06 | 2016-12-07 | 天津大学 | 一种具有氢键增强离子驱动的高强度形状记忆水凝胶及其制备方法及其应用 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113789129A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-12-14 | 佳化化学科技发展（上海）有限公司 | 一种水凝胶型临时粘合剂及其制备方法和应用 |
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