本發(fā)明公開了一種強酸型水凝膠及其制備方法，屬于精細化工領域。本發(fā)明強酸型水凝膠由強酸溶液與N?烷基吡咯烷酮組成。本發(fā)明利用N?烷基吡咯烷酮可有效的改變強酸溶液的物理形態(tài)，形成一種強酸型水凝膠。本發(fā)明制備過程簡單，制得的水凝膠可以長期穩(wěn)定保存，毒性低，對環(huán)境和生物安全性高，可廣泛應用于廁所洗滌，或其他需要強酸的清洗場所，易于運輸，有利于裝載強酸的容器的金屬緩蝕。

技術領域

本發(fā)明屬于精細化工技術領域，尤其是指一種強酸型水凝膠及其制備方法。

背景技術

N-烷基吡咯烷酮具有五元環(huán)內酰胺結構，是生物質平臺分子如丁內酯、乙酰丙酸、谷氨酸等的重要衍生物，用作超級溶劑、皮膚保濕劑、表面活性劑及聚合物材料，也是潤濕劑、清潔劑、香波增稠劑、染發(fā)燙發(fā)調理劑的主要成分。但是，當N-烷基吡咯烷酮的烷基碳數大于6后不易形成膠束等類似的聚集體，水溶性較低，容易從水溶液中析出。在實際使用中，發(fā)現長鏈烷基吡咯烷酮在一些強酸如H₂SO₄、HNO₃、HCl等水溶液中的水溶性明顯改善，表現出陽離子表面活性劑的性質，而且易形成膠束等類似的聚集體。

一定濃度的溶液或溶膠，在適當條件下，粘度逐漸增大，最后失去流動性，整個體系變成一種外觀均勻，并保持一定形態(tài)的彈性半固體，這種彈性半固體稱為凝膠。小分子凝膠通過非共價鍵相互作用(如：氫鍵、范德華力、π-π堆積等)形成特殊的三維網狀結構，在生物技術和生物醫(yī)學領域，個人護理品、紡織、污水處理、金屬緩蝕與防銹中都有著廣泛的應用，由表面活性劑小分子依靠分子間非共價相互作用，如靜電相互作用、氫鍵、疏水相互作用、范德華力等驅動形成的水凝膠由于其生物相容性強且易降解逐漸成為科研工作者的研究熱點。

發(fā)明內容

為此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服現有技術中關于強酸大多以溶液形式存在，未發(fā)現以凝膠的狀態(tài)參與人們的日常生活。本發(fā)明目的是利用N-烷基吡咯烷酮使得強酸形成一種水凝膠。該非離子表面活性劑有良好的生物相容性，降解性，溫和性，吡咯烷酮雜環(huán)的引入通常會減少化合物的毒性，對皮膚刺激性小，與強酸形成水凝膠，可方便強酸的運輸，以及可廣泛應用于廁所洗滌，或其他需要強酸的清洗場所，有利于裝載強酸的容器的金屬緩蝕。

一種強酸型水凝膠，所述水凝膠由強酸溶液與N-烷基吡咯烷酮組成，其中所述N-烷基吡咯烷酮結構式為：

其中，R為C₁₂-C₂₀烷基。

進一步的，所述強酸溶液相對N-烷基吡咯烷酮的體積分數為40％～100％。

進一步的，所述強酸溶液為無機強酸。

進一步的，所述無機強酸是濃鹽酸或濃硫酸中的至少一種。

進一步的，所述濃鹽酸濃度為36-38wt％；濃硫酸濃度為95-98wt％。

進一步的，R為正十二烷基、正十六烷基或正十八烷基。

一種所述的強酸型水凝膠的制備方法，將N-烷基吡咯烷酮滴加于強酸溶液中，然后靜置，即得所述強酸型水凝膠。

進一步的，強酸溶液逐滴加入到N-烷基吡咯烷酮中，滴加速度為：2-10秒/滴。

進一步的，強酸溶液逐滴加入到N-烷基吡咯烷酮中，滴加速度為：5-6秒/滴。

進一步的，所述靜置操作為0-35℃下靜置2-10min。

本發(fā)明的上述技術方案相比現有技術具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明凝膠是通過N-吡咯烷酮與強酸形成了氫鍵，N-十二烷基-2-吡咯烷酮(C12P)等這些長鏈N-吡咯烷酮可以形成凝膠，碳鏈長度更長，在溶液體系中更容易形成三維網狀結構糾纏在一起，導致體系的粘度增加，進一步得到了凝膠。