專利名稱：一種用于快速制備水凝膠的海藻酸鹽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海藻酸鹽的制備方法，尤其是涉及一種用于快速制備水凝 膠的海藻酸鹽的制備方法。
背景技術(shù)：
水凝膠(Hydrogel)是一種高分子網(wǎng)絡(luò)體系，性質(zhì)柔軟，能吸收大量的水。 凡是水溶性或親水性的高分子，通過一定的化學(xué)交聯(lián)或物理交聯(lián)，都可以形成 水凝膠。作為一種高吸水保水材料，水凝膠被廣泛用于多種領(lǐng)域，如干旱地 區(qū)的土壤保水劑，農(nóng)用薄膜、建筑中的結(jié)露防止劑、調(diào)濕劑、石油化工中的 堵水調(diào)劑，原油或成品油的脫水，在礦業(yè)中的抑塵劑，食品中的保鮮劑、增稠
劑，醫(yī)療中的藥物載體等等。
作為一種高分子羧酸，海藻酸可以和不同的金屬離子結(jié)合后形成鹽。由于
結(jié)合的性質(zhì)和穩(wěn)定性的不同，不同種類的海藻酸鹽有很不相同的溶解性能。海 藻酸的鈉、鉀、銨鹽是水溶性的，但由于親水性強，受水易成團，造成團內(nèi)粉 末很難再遇水溶解，從而使水溶性海藻酸鹽的溶解較為困難，通常需要在高速 攪拌溶解設(shè)備的作用下，充分溶解幾個小時才能獲得均勻的溶液。除了海藻酸 鎂，海藻酸和二價金屬離子形成的鹽是不溶于水的。水溶性的海藻酸鹽在和二 價的陽離子(鎂除外)反應(yīng)后在大分子間形成交聯(lián)鍵。當(dāng)二價的陽離子的含量 逐漸增加時，海藻酸鹽溶液變得越來越粘稠，直至形成凝月交。
目前海藻酸鹽水凝膠的制作，主要是以水溶性海藻酸鹽為原料，將其溶解 后，通過向其溶液中加入鈣等二價金屬離子反應(yīng)制得，這種制作方式存在以下 幾點不足1、 水溶性海藻酸鹽的溶解較為困難，要求用戶具備高速剪切溶解設(shè)備。
2、 制備凝膠時，鈣等二價金屬離子的加入方式、加入速度、反應(yīng)時間都對
凝膠性質(zhì)有一定影響，要求用戶具備相應(yīng)的操作技術(shù)。
受以上兩個因素的影響，目前海藻酸鹽水凝膠的制作必須要由專業(yè)人員利 用專業(yè)設(shè)備進行批量生產(chǎn)，制成膏狀無定型水凝膠產(chǎn)品。該產(chǎn)品為濕態(tài)，儲存、 運輸極為不便。更為重要的是，海藻酸鹽作為一種天然的高分子物質(zhì)，在濕態(tài) 下自然降解的速度非常迅速。降解后的海藻酸鹽，無論凝膠性和保水性都會發(fā)
生很大變化，直至最后凝膠化水，無法繼續(xù)使用。因此，目前批量生產(chǎn)的濕態(tài) 海藻酸鹽水凝膠產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用的期限非常短暫，極大的限制了海藻酸鹽水 凝膠的應(yīng)用推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種用于快速制備水凝膠的海藻酸鹽的生產(chǎn)方法，該種海藻 酸鹽具有快速吸水溶脹的性能，與一定量水混合，不需攪拌即可獲得水凝膠產(chǎn) 品，使用方便快捷，且無需設(shè)備投資。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)， 一種用于快 速制備水凝膠的海藻酸鹽的制備方法，其特征在于所述方法包括下述步
驟
① 將水溶性海藻酸鹽配制成濃度為0. 1 ~ 10%的均勻水溶液；
② 將可溶性二價金屬鹽水溶液，加入攪拌的上述海藻酸鹽水溶液中， 分散均勻后，靜止反應(yīng)10 30分鐘，生成膠狀物；
③ 將上述膠狀物用有機溶劑脫水至含水量40 ~ 70%;
④ 將脫水后的物料干燥至含水量5 ~15%;
⑤ 將干燥后的物料粉碎至80 ~ 250目，制得成品。
所述水溶性海藻酸鹽包括海藻酸鈉、海藻酸鉀和海藻酸銨中的一種或多種。
所述可溶性二價金屬鹽為除外的可溶性二價金屬鹽。所述可溶性二價金屬鹽包括但不限于氯化鈣、氯化鋇、氯化銅、氯化鋅、 -危酸銅或硫酸鋅中的 一種或多種。
所述可溶性二價金屬鹽水溶液的濃度為0. 2 ~ 20%。
所述有機溶劑為乙醇、丙二醇、曱醇、丙酮中的一種或多種，所述有機溶 劑的濃度為40 ~ 100%。
所述海藻酸鹽粘度為100 ~ 1500 mPa. s。
所述濃度為0. 1 ~ 10%的均勻水溶液的粘度為100 ~ 30000 mPa. s。 所述可溶性二價金屬鹽的加入量與所述海藻酸鹽的物質(zhì)的量滿足以下關(guān) 系式n海藻酸鹽n可溶性二價金屬鹽為1 : 0. 05 ~ 0. 45。
本發(fā)明一種用于快速制備水凝膠的藻酸鹽的生產(chǎn)方法，是用一定量的鈣等 金屬離子(鎂除外)通過化學(xué)反應(yīng)取代海藻酸鈉(鉀或銨)大分子中的部分鈉 (鉀或銨)離子，使所制備的新型海藻酸鹽分子結(jié)構(gòu)中水溶性海藻酸鹽單體和 不溶性海藻酸鹽單體交錯排列、嵌段共聚，從而使得該新型海藻酸鹽既具有水 溶性海藻酸鹽的吸水性，又具有水不溶性海藻酸鹽不溶解的特性。當(dāng)水溶性海 藻酸鹽中的一價金屬離子被少量二價金屬離子取代時，所生成的新型海藻酸鹽 性質(zhì)傾向于水溶性海藻酸鹽的性質(zhì)，吸水性強，但凝膠性差；隨一價金屬離子 被二價金屬離子取代程度的增加，產(chǎn)品的吸水性變差，而凝膠性增強。根據(jù)海 藻酸鹽水凝膠使用領(lǐng)域的不同，可用二價金屬離子取代掉水溶性海藻酸鹽中 10~90%的一價金屬離子，制成具有不同吸水能力的新型海藻酸鹽。將該新型海 藻酸鹽干燥粉碎至80目以上，即可制得一種用于快速制備水凝膠的藻酸鹽。該 種海藻酸鹽具有快速吸水溶漲的性能，與一定量水混合，不需攪拌即可獲得水 凝膠產(chǎn)品，使用方便快捷，且無需設(shè)備投資。
本發(fā)明采用合理的方法控制相關(guān)工序的含水量，干燥后的物料粉碎至80目 以上，以及海藻酸鹽與可溶性二價金屬鹽適當(dāng)?shù)呐浔汝P(guān)系，從而實現(xiàn)下述優(yōu)點 和積極效果
1、作為一種用于快速制備7jc凝膠的藻酸鹽，使用此種海藻酸鹽時，加入定量水即可獲得凝膠，使用非常方便，不要求使用者具備相應(yīng)的凝膠制備技術(shù)和 相關(guān)設(shè)備投資。
2、作為一種方便產(chǎn)品，由于其對使用人員和設(shè)備條件要求較低，因此應(yīng)用
范圍更加廣泛。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的i兌明。 實施例1
將粘度為300mPa. s的市售海藻酸銨20g,溶解成4°/。的均勻水溶液，溶液粘 度為25000mPa. s。
將20g濃度為10%的氯化鈣水溶液，加入攪拌的上述海藻酸鹽水溶液中，分 散均勻后，靜止反應(yīng)20分鐘，生成膠狀物。
將上述膠狀物用90%的乙醇脫水至含水量為60%。 將脫水后的物料干燥至含水量為14%。
將干燥后的物料4分碎至150目，制得的新型海藻酸鹽，最大可吸收自身重 量40倍的水而形成水凝膠。 實施例2
將粘度為600mPa. s的市售海藻酸鉀5000g，溶解成3%的均勻水溶液，溶液 粘度為23800 mPa. s。
將350g氯化鈣和620g ^i酸銅溶于5000g純水，制成均勻水溶液，加入攪 拌的上述海藻酸鹽水溶液中，分散均勻后，靜止反應(yīng)25分鐘，生成膠狀物。
將上述膠狀物用95%的曱醇脫水至含水量為65%。
將脫水后的物料干燥至含水量為13%。
將干燥后的物料粉碎至180目，制得的新型海藻酸鹽，最大可吸收自身重 量28倍的水而形成水凝膠。 實施例3將粘度為1200mPa. s的市售海藻S臾鈉100kg，溶解成2%的均勻水溶液，溶 液粘度為10560mPa. s。
將14kg硫酸銅和13kg氯化鋅溶解于30kg純水，制成均勻水溶液，加入攪 拌的上述海藻酸鹽水溶液中，分散均勻后，靜止反應(yīng)30分鐘，生成膠狀物。
將上述膠狀物用無水丙酮脫水至含水量55%。
將脫水后的物料干燥至含水量13%。
將干燥后的物料粉碎至200目，制得成品，制得的新型海藻酸鹽制品，最 大可吸收自身重量20倍的水而形成水凝膠。
在上述實施例中，所述可溶性二價金屬鹽的加入量與所述海藻酸鹽的物質(zhì) 的量滿足以下關(guān)系式n海藻酸鹽n可溶性二Y介金屬鹽為1 : 0. 05 ~ 0. 45。
上述反應(yīng)比例關(guān)系保證最終產(chǎn)品中的可溶性海藻酸鹽和不溶性海藻酸鹽的 適當(dāng)比例，保證遇水混合即成水凝膠。
當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加 或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于快速制備水凝膠的海藻酸鹽的制備方法，其特征在于所述方法包括下述步驟①將水溶性海藻酸鹽配制成濃度為0.1～10％的均勻水溶液；②將可溶性二價金屬鹽水溶液，加入攪拌的上述海藻酸鹽水溶液中，分散均勻后，靜止反應(yīng)10～30分鐘，生成膠狀物；③將上述膠狀物用有機溶劑脫水至含水量40～70％；④將脫水后的物料干燥至含水量5～15％；⑤將干燥后的物料粉碎至80～250目，制得成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述水溶性海藻酸鹽包括 海藻酸鈉、海藻酸鉀和海藻酸銨中的一種或多種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述可溶性二價金屬鹽為 除鎂外的可溶性二價金屬鹽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述可溶性二價金屬鹽包 括但不限于氯化鈣、氯化鋇、氯化銅、氯化鋅、碌^酸銅或碌b酸鋅中的一種或多 種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述可溶性二價金屬鹽水 溶液的濃度為0. 2~20%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于所述有機溶劑為乙醇、 丙二醇、曱醇、丙酮中的一種或多種，所述有才幾溶劑的濃度為40~100%。
7 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述海藻酸鹽粘度為 100 ~ 1500 mPa. s。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述濃度為0. 1 ~ 10% 的均勻水溶液的粘度為100 - 30000 mPa. s。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于所述可溶性二價金屬鹽的加入量與所述海藻酸鹽的物質(zhì)的量滿足以下關(guān)系式n海藻酸鹽n可溶性二價金屬鹽為1 : 0. 05 ~ 0. 45。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于快速制備水凝膠的海藻酸鹽的制備方法，包括下述步驟①將水溶性海藻酸鹽配制成濃度為0.1～10％的均勻水溶液；②將可溶性二價金屬鹽水溶液，加入攪拌的上述海藻酸鹽水溶液中，分散均勻后，靜止反應(yīng)10～30分鐘，生成膠狀物；③將上述膠狀物用有機溶劑脫水至含水量40～70％；④將脫水后的物料干燥至含水量5～15％；⑤將干燥后的物料粉碎至80～250目，制得成品。本發(fā)明方法制得的海藻酸鹽，加入適量水，即可獲得水凝膠產(chǎn)品，使用方便快捷，且無需設(shè)備投資。
文檔編號C08L5/00GK101423564SQ20081023810
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者劉洪武, 安豐欣, 李可昌, 王曉梅, 秦益民 申請人:青島明月海藻集團有限公司