CN113372673A - 一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，利用20%的丙烯酸水溶液在引发剂的作用下，经氧化还原自由基反应，形成具有一定粘度和稠度的水溶液，再与部分中和的聚丙烯酸胶体混合，得到聚丙烯酸水溶液增粘剂。本发明采用的是与部分中和的聚丙烯酸结构相同的聚丙烯酸水溶液，大大增加了羧基的数量，此高分子的聚丙烯酸与部分中和的聚丙烯酸相容性好，该高分子与原部分中和聚丙烯酸缠绕在一起，在贴片的表面会大大增加羧基的数量，从而提高产品的粘性，聚合后的产品没有气味，使用方便，与部分中和的聚丙烯酸相容性好，是替代聚乙烯吡咯烷酮最理想的产品，成本也比较低。

Description

一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂

技术领域

本发明属于水凝胶材料技术领域，尤其涉及一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂。

背景技术

水凝胶贴片是以水凝胶为载体，加入相应的活性成份，通过透皮吸收，进入血液，以达到治疗的目的。水凝胶贴片的优点是与皮肤亲和性好，不刺激皮肤，载药量大，缺点是与皮肤的粘合性差，不易贴牢，由于水凝胶贴片是利用部分中和的聚丙烯酸在甘羟铝的作用下，形成网状的交联结构，在交联的过程中，会失去一部分羧基（COOH）与铝离子结合，如果铝离子过多，羧基就会被全部交联，贴剂的粘性因为缺失羧基而失去与皮肤的粘性，影响了产品的推广和使用。

传统的增粘办法是加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为增粘剂，PVP对于绝大多数的材料具有特别的粘合力，可以提高产品的粘性，分子量越大，也就是K值越高，产品的粘性就越强，但这会令产品有残留的NVP单体的气味，成本也相对较高。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，针对水凝胶贴片的增粘作用的粘合剂，替代传统的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的粘合剂，提供一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，利用20%的丙烯酸水溶液在引发剂的作用下，经氧化还原自由基反应，形成具有一定粘度和稠度的水溶液，再与部分中和的聚丙烯酸胶体混合，得到聚丙烯酸水溶液增粘剂。

在氧化还原自由基反应中丙烯酸分子的烯键裂，形成大分子链，具有一定粘度和稠度水溶液，利用大分子链上的丙烯酸可以与人体皮肤形成氢键的原理，与部分中和的聚丙烯酸胶体混合，增加贴剂的粘性，解决了水凝胶贴片粘性过低的问题。

进一步的，所述20%的丙烯酸水溶液氧化还原自由基反应的过程为：将20%的丙烯酸水溶液置于带有夹套的反应釜中，设置好初始温度后加入引发剂，引发剂加入之后，在常温下，就会释放自由基，自由基会攻击丙烯酸的烯键，烯键断裂时，就会与另一个丙烯酸分子结合，从而实现链增长，在反应的过程中，烯键的断裂会产生一定的热量，温度会升高，当温度升到70℃左右时，所有的引发剂就全部消耗贻尽，反应基本终止，一般反应过程是从15℃到70℃大约是一小时。

优选的，所述反应釜的初始温度为15℃，因为氧化还原引发剂产生自由基的引发温度很低，所以控制温度的起始点很关健，如果起始温度不同，例如从15℃为起点开始做，那么与从20℃开始做，结果就会完全不同。

进一步的，所述引发剂为亚硫酸氢钠和过硫酸铵，其用量为丙烯酸水溶液质量的0.7%。

进一步的，所述氧化还原反应的具体步骤为：

（1）向反应釜夹套中加入纯净水和丙烯酸，开动搅拌混合形成20%的丙烯酸水溶液，设置夹套内的水温初始温度保持在15℃；

（2）在夹套内的物料温度达到恒定的15℃时，开始投入事先溶解好的引发剂，引发剂加入之后，开始氧化还原自由基反应，此时温度逐渐升高，至温度升至65-75℃，所有引发剂消耗贻尽后反应终止；

（3）在反应釜内料液开始下降的时候，为反应釜夹套注入低温水，在下降到55-65℃左右时，通过过滤网进行出料即可。

进一步的，所述反应釜夹套内的温度采用外部工业冷水机进行控制。

进一步的，所述部分中和的聚丙烯酸胶体为利用羧基与羧酸钠为70：30制备形成。

进一步的，所述部分中和的聚丙烯酸胶体的制备过程具体如下：

（1）将聚纯丙烯酸溶解于纯净水中，冷却至室温后，用舀子舀入16%的烧碱溶液，形成混合母液，冷却待用；

（2）取尿素和甲酸钠溶于纯净水中，得到混合溶液A；

（3）将偶氮类光引发剂V50溶解于纯净水中，得到混合溶液B；

（4）将混合溶液A和混合溶液B加入到混合母液中，用UV光照射10分钟，光固化反应结束，溶液变成固体胶体即可。

本发明的优点是：

本发明采用的是与部分中和的聚丙烯酸结构相同的聚丙烯酸水溶液，与原材料的相容性更好，部分中和的聚丙烯酸是利用大分子链上的众多的羧基（COOH）与人体皮肤表面形成氢键，所以有一定的粘合力，但这种粘合力不大，因为在产品交联的时候，需要消耗掉一部分的羧基，剩余的羧基数量已经不多，现在人为加入一定数量的20%的聚丙烯酸水溶液，大大增加了羧基的数量，这个高分子的聚丙烯酸与部分中和的聚丙烯酸相容性好，该高分子与原部分中和聚丙烯酸缠绕在一起，在贴片的表面会大大增加羧基的数量，从而提高产品的粘性。使用这种聚丙烯酸，可提供更多的羧基，大幅提高贴剂产品的粘性，聚合后的产品没有气味，使用方便，与部分中和的聚丙烯酸相容性好，是替代聚乙烯吡咯烷酮最理想的产品，成本也比较低。

本发明对皮肤的刺激性较小，虽然丙烯酸对人体皮肤的刺激性比较大，但烯键断裂之后连接成大分子链，酸性就会大大降低，对皮肤没有刺激性，基本没有不适的感觉，因本发明产品带有大量的羧基，与皮肤形成氢键，从而提高了产品的粘性，丙烯酸也是目前比甲基丙烯酸等材料更安全，气味更小，水溶性更好的产品。对人体皮肤基本没有伤害，非常适合做退热贴、镇痛贴及药贴的增粘使用，有非常好的市场前景。

本发明产品的稠度适中，考虑到产品使用的方便，本发明未将稠度做的过大，否则水溶性会不利，这种高分子链可以与部分中和的聚丙烯酸大分子纠缠在一起，不会分离开，从而实现了对产品粘性的提高。

本发明产品的重复稳定性好，由于产品加入的引发剂比例很低，重量只有物料的0.7%，是基本无毒害的亚硫酸氢钠和过硫酸铵，在常温下就能产生自由基，同时本反应通过外部工业冷水机，控制反应的起始温度为15℃，用工业冷水机可以保证温度的精准控制，产品每次反应从同一个温度上一开始，在同一配比之下，就可以保证产品的重复性一致，不受外界温度的影响，产品的稳定性好。与此同时，产品的分子量大小，与使用的引发剂数量有关，引发剂的数量越大，产品的分子量越小，在取得合适的粘稠度后，引发剂的用量就固定下来，每次加入相同数量的引发剂，控制好起始温度，做出的产品平均分子量就可保持一致。

本发明操作简单，且生产过程环保，反应不产生“三废”，物料利用于率高，投入和产出没有损耗每次反应产物，经过滤后，直接装桶售出，桶内装有塑料袋，用完的桶，还可以回收使用，具有理想的经济效益和环境效益。

具体实施方式

以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1

一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，利用20%的丙烯酸水溶液在引发剂的作用下，经氧化还原自由基反应，形成具有一定粘度和稠度的水溶液，再与部分中和的聚丙烯酸胶体混合，得到聚丙烯酸水溶液增粘剂。

所述氧化还原反应的具体步骤为：

（1）向反应釜夹套中加入纯净水和丙烯酸，开动搅拌混合形成20%的丙烯酸水溶液，设置夹套内的水温采用外部工业冷水机控制为初始温度保持在15℃；

（2）在夹套内的物料温度达到恒定的15℃时，开始投入事先溶解好的引发剂，其中引发剂为亚硫酸氢钠和过硫酸铵，其用量为丙烯酸水溶液质量的0.7%，引发剂加入之后，开始氧化还原自由基反应，此时温度逐渐升高，至温度升至70℃左右，所有引发剂消耗贻尽后反应终止；

（3）在反应釜内料液开始下降的时候，为反应釜夹套注入低温水，在下降到55-65℃左右时，通过过滤网进行出料即可。

所述部分中和的聚丙烯酸胶体的制备过程具体如下：

（1）将2000g聚纯丙烯酸溶解于3175g纯净水中，冷却至室温后，用舀子慢慢舀入1390g的16%的烧碱溶液，形成混合母液，冷却待用；

（2）取60g尿素和3.0g甲酸钠溶于400g纯净水中，得到混合溶液A；

（3）将2.2g偶氮类光引发剂V50溶解于100g纯净水中，得到混合溶液B；

（4）将混合溶液A和混合溶液B加入到混合母液中，总计约7.13千克，每盘取800克，用UV光照射10分钟，光固化反应结束，溶液变成固体胶体即可。

对比产品由东亚合成公司产生，产品名称为AC-10H，价格在40元每公斤， 订购的周期比较长，使用的时候，产品的颜色发黄，对于高品质的产品，不适合 使用。

实施例所得产品，粘度值在NDJ-5S旋转粘度计用4号转子，6转每分钟，恒温20℃的情况下测试，与日本生产的粘度基本一致，为270-280cPa•s，达到日本产品的同样水平，且产品透明性好，粘度均匀一致，没有发黄的现象，一般经过两个月的存放，才会出现发黄的现象，经大机生产，送客户使用，效果很好，本发明生产的产品仅为10元每公斤，具有很强的市场竞争优势。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，利用20%的丙烯酸水溶液在引发剂的作用下，经氧化还原自由基反应，形成具有一定粘度和稠度的水溶液，再与部分中和的聚丙烯酸胶体混合，得到聚丙烯酸水溶液增粘剂。

2.根据权利要求1所述的水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，所述20%的丙烯酸水溶液氧化还原自由基反应的过程为：将20%的丙烯酸水溶液置于带有夹套的反应釜中，设置好初始温度后加入引发剂，至引发剂全部消耗贻尽反应终止。

3.根据权利要求2所述的水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，所述反应釜的初始温度为15℃。

4.根据权利要求2所述的水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，所述引发剂为亚硫酸氢钠和过硫酸铵，其用量为丙烯酸水溶液质量的0.7%。

5.根据权利要求2-4任一项所述的水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，具体步骤为：

（1）向反应釜夹套中加入纯净水和丙烯酸，开动搅拌混合形成20%的丙烯酸水溶液，设置夹套内的水温初始温度保持在15℃；

（2）在夹套内的物料温度达到恒定的15℃时，开始投入事先溶解好的引发剂，引发剂加入之后，开始氧化还原自由基反应，此时温度逐渐升高，至温度升至65-75℃，所有引发剂消耗贻尽后反应终止；

（3）在反应釜内料液开始下降的时候，为反应釜夹套注入低温水，在下降到55-65℃左右时，通过过滤网进行出料即可。

6.根据权利要求5所述的水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，所述反应釜夹套内的温度采用外部工业冷水机进行控制。

7.根据权利要求1所述的水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，所述部分中和的聚丙烯酸胶体为利用羧基与羧酸钠为70：30制备形成。

8.根据权利要求7所述的水凝胶贴片用的聚丙烯酸水溶液增粘剂，其特征在于，所述部分中和的聚丙烯酸胶体的制备过程具体如下：

（1）将聚纯丙烯酸溶解于纯净水中，冷却至室温后，用舀子舀入16%的烧碱溶液，形成混合母液，冷却待用；

（2）取尿素和甲酸钠溶于纯净水中，得到混合溶液A；

（3）将偶氮类光引发剂V50溶解于纯净水中，得到混合溶液B；

（4）将混合溶液A和混合溶液B加入到混合母液中，用UV光照射10分钟，光固化反应结束，溶液变成固体胶体即可。