CN112940284A - 速散热石墨烯/纤维素水凝胶及其降温贴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶及其降温贴，制备方法如下：S1、制备氧化石墨烯粉末；S2、纤维素溶液制备；S3、配置5‑10％的明胶溶液，再在明胶溶液中加入S1中的氧化石墨烯粉末，在40‑50℃下200‑400w超声10‑60min；S4、配置双组份交联固化剂；S5、将S3中的明胶溶液和S4中的双组份交联固化剂一同逐渐滴加至S2中的纤维素溶液中，期间保持纤维素溶液处于冰水浴中，并在200r‑500r/min搅拌40‑60min。S6、待溶液凝固后，采用蒸馏水冲洗表面洗去过量的交联固化剂，自然阴干。本发明通过在水凝胶内设置石墨烯，能够大大增加导热能力，散热迅速，同时加入温变显示剂能够较好的指示导热贴的效能。

Description

速散热石墨烯/纤维素水凝胶及其降温贴
技术领域
本发明涉及医用高分子材料技术领域，尤其涉及一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶及其降温贴。
背景技术
小儿发烧是常见多发疾病，如不及时处理，当体温超过41℃时，体内蛋白质会发生分解，从而对大脑造成不同程度的损伤。现有的降温退烧药大多为口服药，而且具有副作用，不利于小儿使用。物理降温简便易行，疗效可靠,副作用小，是小儿退热防止惊厥和避免留有后遗症的有效措施之一，近年被儿科专家所提倡。退热贴(降温贴)是最近流行起来的一种外贴剂，属于物理降温用品，具有退热快，降温效果好，安全无毒副作用，不破坏儿童体内的免疫功能系统等特点，被广泛运用于缓解小儿发热发烧。
现在市面上大部分退热贴的退热原理都是通过水凝胶中水分汽化将体内的过多热量带出去，从而达到降低体温的效果。但由于透气性差和凝胶中高分子骨架的固水作用，水分从这种退热贴中蒸发的速率很慢，退热效果并不理想，退热效率较低。
发明内容
本发明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，本发明的一个目的在于提出一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶及其降温贴，通过在水凝胶内设置石墨烯，能够大大增加导热能力，散热迅速，同时加入温变显示剂能够较好的指示导热贴的效能。
本发明的技术方案如下：
一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶，制备方法如下：
S1、制备氧化石墨烯粉末；
S2、纤维素溶液制备；
S3、配置5-10％的明胶溶液，再在明胶溶液中加入S1中的氧化石墨烯粉末，在40-50℃下200-400w超声10-60min；
S4、配置双组份交联固化剂；
S5、将S3中的明胶溶液和S4中的双组份交联固化剂一同逐渐滴加至S2中的纤维素溶液中，期间保持纤维素溶液处于冰水浴中，并在200r-500r/min搅拌40-60min。
S6、待溶液凝固后，采用蒸馏水冲洗表面洗去过量的交联固化剂，自然阴干。
进一步的，所述步骤S1中氧化石墨烯采用Hummer法制得。
进一步的，所述步骤S2中纤维素溶液制备方法如下：纤维素溶液制备：先将7wt％氢氧化钠溶液和12wt％尿素混合溶液中在0至5℃预冷，然后将废弃棉产品放入融合与溶液中搅拌均匀，在-12至-20℃冻3至5h后搅拌均匀。
进一步的，所述步骤S3中明胶溶液质量与纤维素溶液的体积比为(1-3):10。
进一步的，所述步骤S3中氧化石墨烯与明胶溶液的质量体积比为(0.01-5):100g/ml。
进一步的，在所述步骤S3中的明胶溶液中还添加有明胶溶液质量的0.1％-0.5％的显色剂。
进一步的，所述显色剂为市售微胶囊化39℃温变颜料。
进一步的，所述步骤S4中的双组份交联固化剂包括组分A和组分B，组分及配置方法如下：
组分A：配置1％-5％的戊二醛溶液；
组分B：配置1％-5％(w/v)的MBA溶液；
其中，组分A与组分B用量的体积比(1-5):1。
一种使用上述速散热石墨烯/纤维素水凝胶制备的降温贴，包括无纺布层、水凝胶层和防粘层组成，所述水凝胶涂布在无纺布层上，所述防粘层为PET薄膜。
本发明中的有益效果：
1、通过设置双组份交联剂，并在纤维素溶液中加入明胶一同进行交联，由于戊二醛和MBA均可对体系中的活性羟基、羧基进行反应，因此可使得石墨烯和明胶、纤维素分子形成较为均一的网状体系，避免石墨烯团聚；
2、反应制备条件温和，适宜大规模生产；
3、采用微胶囊温变颜料，能够较好的指示降温贴是否失效。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶，制备方法如下：
S1、制备氧化石墨烯粉末，采用Hummer法制得；
S2、纤维素溶液制备：先将7wt％氢氧化钠溶液和12wt％尿素混合溶液中在0至5℃预冷，然后将废弃棉产品放入融合与溶液中搅拌均匀，在-12至-20℃冻3至5h后搅拌均匀；
S3、配置10％的明胶溶液，明胶溶液质量与纤维素溶液的体积比为1:10；再在明胶溶液中加入S1中的氧化石墨烯粉末，氧化石墨烯与明胶溶液的质量体积比为0.05:100g/ml；明胶溶液中还添加有明胶溶液质量的0.1％的显色剂(显色剂为市售微胶囊化39℃温变颜料)，并一同在20℃下400w超声15min；
S4、配置双组份交联固化剂：
包括组分A和组分B，组分及配置方法如下：
组分A：配置1.5％的戊二醛溶液；
组分B：配置5％(w/v)的MBA(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)溶液；
其中，组分A与组分B用量的体积比2:1；
S5、将S3中的明胶溶液和S4中的双组份交联固化剂一同逐渐滴加至S2中的纤维素溶液中，期间保持纤维素溶液处于冰水浴中，并在200r/min搅拌60min。
S6、待溶液凝固后，采用蒸馏水冲洗表面洗去过量的交联固化剂，自然阴干。
一种使用上述速散热石墨烯/纤维素水凝胶制备的降温贴，包括无纺布层、水凝胶层和防粘层组成，所述水凝胶涂布在无纺布层上，所述防粘层为PET薄膜。
实施例二
一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶，制备方法如下：
S1、制备氧化石墨烯粉末，采用Hummer法制得；
S2、维素溶液制备：先将7wt％氢氧化钠溶液和12wt％尿素混合溶液中在0至5℃预冷，然后将废弃棉产品放入融合与溶液中搅拌均匀，在-12至-20℃冻3至5h后搅拌均匀；；
S3、配置6％的明胶溶液，明胶溶液质量与纤维素溶液的体积比为2:10；再在明胶溶液中加入S1中的氧化石墨烯粉末，氧化石墨烯与明胶溶液的质量体积比为4:100g/ml；明胶溶液中还添加有明胶溶液质量的0.5％的显色剂(显色剂为市售微胶囊化39℃温变颜料)，并一同在40℃下200w超声40min；
S4、配置双组份交联固化剂：
包括组分A和组分B，组分及配置方法如下：
组分A：配置3％(w/v)的戊二醛；
组分B：配置1％(w/v)的MBA溶液；
其中，组分A与组分B用量的体积比5:1；
S5、将S3中的明胶溶液和S4中的双组份交联固化剂一同逐渐滴加至S2中的纤维素溶液中，期间保持纤维素溶液处于冰水浴中，并在500r/min搅拌40min。
S6、待溶液凝固后，采用蒸馏水冲洗表面洗去过量的交联固化剂，自然阴干。
一种使用上述速散热石墨烯/纤维素水凝胶制备的降温贴，包括无纺布层、水凝胶层和防粘层组成，所述水凝胶涂布在无纺布层上，所述防粘层为PET薄膜。
实施例三
一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶，制备方法如下：
S1、制备氧化石墨烯粉末，采用Hummer法制得；
S2、维素溶液制备：先将7wt％氢氧化钠溶液和12wt％尿素混合溶液中在0至5℃预冷，然后将废弃棉产品放入融合与溶液中搅拌均匀，在-12至-20℃冻3至5h后搅拌均匀；；
S3、配置8％的明胶溶液，明胶溶液质量与纤维素溶液的体积比为3:10；再在明胶溶液中加入S1中的氧化石墨烯粉末，氧化石墨烯与明胶溶液的质量体积比为1:100g/ml；明胶溶液中还添加有明胶溶液质量的0.3的显色剂(显色剂为市售微胶囊化39℃温变颜料)，并一同在50℃下300w超声30min；
S4、配置双组份交联固化剂：
包括组分A和组分B，组分及配置方法如下：
组分A：配置2％(w/v)的戊二醛；
组分B：配置2％(w/v)的MBA溶液；
其中，组分A与组分B用量的体积比3:1；
S5、将S3中的明胶溶液和S4中的双组份交联固化剂一同逐渐滴加至S2中的纤维素溶液中，期间保持纤维素溶液处于冰水浴中，并在300r/min搅拌50min。
S6、待溶液凝固后，采用蒸馏水冲洗表面洗去过量的交联固化剂，自然阴干。
一种使用上述速散热石墨烯/纤维素水凝胶制备的降温贴，包括无纺布层、水凝胶层和防粘层组成，所述水凝胶涂布在无纺布层上，所述防粘层为PET薄膜。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，制备方法如下：
S1、制备氧化石墨烯粉末；
S2、纤维素溶液制备；
S3、配置5-10％的明胶溶液，再在明胶溶液中加入S1中的氧化石墨烯粉末，在20-30℃下200-400w超声10-60min；
S4、配置双组份交联固化剂；
S5、将S3中的明胶溶液和S4中的双组份交联固化剂一同逐渐滴加至S2中的纤维素溶液中，期间保持纤维素溶液处于冰水浴中，并在200r-500r/min搅拌40-60min。
S6、待溶液凝固后，采用蒸馏水冲洗表面洗去过量的交联固化剂，自然阴干。
2.根据权利要求1所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，所述步骤S1中氧化石墨烯采用Hummer法制得。
3.根据权利要求1所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，所述步骤S2中纤维素溶液制备方法如下：纤维素溶液制备：先将7wt％氢氧化钠溶液和12wt％尿素混合溶液中在0至5℃预冷，然后将废弃棉产品放入融合与溶液中搅拌均匀，在-12至-20℃冻3至5h后搅拌均匀。
4.根据权利要求1所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，所述步骤S3中明胶溶液质量与纤维素溶液的体积比为(1-3):10。
5.根据权利要求1所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，所述步骤S3中氧化石墨烯与明胶溶液的质量体积比为(0.01-5):100g/ml。
6.根据权利要求1所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，在所述步骤S3中的明胶溶液中还添加有明胶溶液质量的0.1％-0.5％的显色剂。
7.根据权利要求6所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，所述显色剂为市售微胶囊化39℃温变颜料。
8.根据权利要求1所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶，其特征在于，所述步骤S4中的双组份交联固化剂包括组分A和组分B，组分及配置方法如下：
组分A：配置1％-5％的戊二醛溶液；
组分B：配置1％-5％(w/v)的MBA溶液；
其中，组分A与组分B用量的体积比(1-5):1。
9.一种使用如权利要求1所述的速散热石墨烯/纤维素水凝胶制备的降温贴，其特征在于：包括无纺布层、水凝胶层和防粘层组成，所述水凝胶涂布在无纺布层上，所述防粘层为PET薄膜。
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