CN114907617A - 用于保护电解液中电极的高分子聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于保护电解液中电极的高分子聚合物及其制备方法，主要应用于体外冲击波碎石机的电极，作为电极使用前的保护。本发明的高分子聚合物以环氧树脂为主要材料，以改性胺为固化剂，按照一定的配比搅拌并加以一定的温度聚合反应，生成高分子聚合物用来保护浓缩电解液中的电极，具有耐酸、耐腐蚀、受热受冲击后易剥离等特点。

Description

用于保护电解液中电极的高分子聚合物及其制备方法
技术领域
本发明属于医用碎石机应用技术领域，具体涉及液电式碎石机发射电极的保护材料。
背景技术
目前市面上大部分液电式体外碎石机的冲击波发生源采用的是电极触发方式。它先通过影像定位***(X射线或超声)将结石定位在冲击波发生器的焦点所在部位，然后利用冲击波的一系列物理学效应将结石粉碎。体外碎石冲击波是以水作为介质传播的，所以碎石时在能量发生器和病人身体之间会放一个水囊。选择水作为介质的原因是人体的密度和水差不多，这样在碎石过程中，人体是作为介质的，高能冲击波穿过人体而对人体不产生作用，只有碰到和人体密度悬殊较大的东西如结石或者是骨组织才起作用。
常见的液电式体外碎石机的电极头包括一个带有前端保护盖的硅胶保护囊，硅胶保护囊内充满了浓缩的电解液，电极阴极和电极阳极位于该硅胶保护囊内并浸泡在浓缩电解液中。使用时，电极头通过设在硅胶保护囊后端的螺纹或卡扣等方式装配在碎石机上，通电后阴极和阳极配合产生冲击波，起到体外碎石的作用。
在电极头中，由于产生冲击波的阴极和阳极长期浸泡在浓缩的电解液中，在出厂后的储存以及未使用前的运输过程中，电解液都会对电极产生极强的腐蚀作用。如果把浓缩的电解液替换成纯净水，将电极存放在纯净水中，虽然不会腐蚀电极，但由于电极头通常是直接安装在碎石机上进行使用，不会再更换硅胶保护囊中的液体，那么在使用的过程当中，硅胶保护囊中的纯净水无法起到浓缩电解液的作用，势必会降低冲击波到达人体内结石时的能量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了用于保护电解液中电极的高分子聚合物及其制备方法。本发明针对电解液对产生冲击波的电极的腐蚀问题，利用高分子聚合物材料隔离电极与电解液的接触，并且不影响电极的存储、运输及正常使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种用于保护电解液中电极的高分子聚合物，所述高分子聚合物的原料按重量份数计，包括：环氧树脂75～100份，T31 18～25份，邻苯二甲酸酯2～4份，以及碳酸钙2～4份。
在一个具体的实施例中，原料各组分之和为100份，即如下表所示：
表1可剥型高分子聚合物成分及含量
物质名称 含量wt％
基体材料 环氧树脂 75～100
固化剂 T31 18～25
稀释剂 邻苯二甲酸酯 2～4
填料 碳酸钙 2～4
颜料 酞菁蓝 0.5～2
本发明所述的高分子聚合物用于包裹阴极和阳极，用于隔离发射电极与电解液的接触，且可被阴极和阳极间产生的电火花击碎进而从阴极和阳极上分离。
优选地，所述环氧树脂与所述T31的重量比为4～5:1。
进一步地，所述T31的胺值在360～450之间，由苯酚、甲醛、二乙烯三胺缩合而成。
进一步地，所述高分子聚合物的原料还包括颜料0.5～2份。所述颜料例如包括酞菁蓝。
优选地，所述高分子聚合物通过挤出成型的方法制备得到。
进一步地，所述挤出成型过程中，各原料在温度20～50℃下混合发生聚合反应。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
上述的高分子聚合物的制备方法，温度为20～50℃，搅拌下向所述环氧树脂中加入所述T31，搅拌反应后，依次向其中加入所述碳酸钙和所述邻苯二甲酸酯，再搅拌反应，常温下挤出，即得成品。利用挤出成型可实现高分子聚合物的批量制备。
进一步地，制备过程中采用的设备为螺杆挤出机，例如为单螺杆挤出机HTGD-40。
电极保护材料的难点在于：1)要能充分隔离电极和电解液，防止电解液腐蚀电极，起到电极保护作用；2)在开始碎石时，电极保护材料要能够自动、彻底地与电极分离，不能影响电极和电解液发挥作用。因为电极位于电极头的硅胶保护囊内，在碎石时电极头是直接安装使用，不会再打开硅胶保护囊去除电极保护材料，因此无法对电极上附着的电极保护材料通过手动剥离等人工操作方式分离，而必须要通过其他非接触的方式分离。
本发明的高分子聚合物以环氧树脂为主要基体材料、改性胺T31(苯酚、甲醛、二乙烯三胺缩合物)为固化剂、邻苯二甲酸酯为稀释剂、碳酸钙为填料、酞菁蓝为颜料，以加热螺杆挤出机为反应容器来制备高分子聚合物。这种高分子聚合物可以直接浸泡在电解液中而不溶于电解液。请参考图1，电极头包括一个带有前端保护盖6的硅胶保护囊5，硅胶保护囊5内充满了浓缩的电解液4，电极阴极2和电极阳极3位于该硅胶保护囊5内并浸泡在浓缩电解液4中。本发明的高分子聚合物1可包裹住两个电极(阴极2和阳极3)，将两个电极与空气及电解液隔离。当电极首次使用时，阴极2和阳极3之间产生电火花***，***的电火花冲击波瞬间可将高分子聚合物1击碎，这些击碎后的高分子聚合物将沉淀到充斥了电解液的硅胶保护囊底部(高分子聚合物1的密度比电解液大)，使阴阳电极直接暴露在电解液中。之后的电极头使用就与正常使用无异。
本发明所涉及的设备、试剂、工艺、参数等，除有特别说明外，均为常规设备、试剂、工艺、参数等，不再作实施例。
本发明所列举的所有范围包括该范围内的所有点值。
本发明中，除有特别说明外，％均为重量百分比，比例均为重量比。
本发明中，所述“常温”即常规环境温度，可以为10～30℃。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明采用的T31与环氧树脂在温度20℃～50℃发生聚合反应生成高分子聚合物，填料碳酸钙用来改善聚合物力学性能增加硬度，本发明的这种高分子聚合物隔离了冲击波发生器电极与电解液的接触，使之不受高浓度电解液的腐蚀，大大地提高了电极的储存及使用寿命，且在碎石使用前可通过通电而彻底与电极分离，不影响正常碎石操作和随时效果。
附图说明
图1为本发明实施例的高分子聚合物保护电解液中电极的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将200克的环氧树脂送入单螺杆挤出机HTGD-40，加热至50℃，边搅拌时加入20克T31、搅拌10分钟，加入6克碳酸钙、6克邻苯二甲酸酯，再搅拌反应30分钟，温度降至常温，挤出成型，即得。
将本实施例得到的高分子聚合物包裹住电极两极(阴极和阳极)，发现本实施例的高分子聚合物浓度较稀，不足以成团且黏度不够，聚合物滴下来。一级实验失败。
实施例2
将200克的环氧树脂送入单螺杆挤出机HTGD-40，加热至50℃，边搅拌时加入30克T31、搅拌10分钟，加入6克碳酸钙、6克邻苯二甲酸酯，再搅拌反应30分钟，温度降至常温，挤出成型，即得。
将本实施例所得的高分子聚合物包裹住电极两极(阴极和阳极)，发现本实施例的高分子聚合物浓度相对高且稀，可以成团但黏度仍然不够，聚合物会滴下来，只是速度较慢。一级实验失败。
实施例3
将200克的环氧树脂送入单螺杆挤出机HTGD-40，加热至50℃，边搅拌时加入40克T31、搅拌10分钟，加入6克碳酸钙、6克邻苯二甲酸酯，再搅拌反应30分钟，温度降至常温，挤出成型，即得。
将本实施例所得的高分子聚合物包裹住电极两极(阴极和阳极)，发现本实施例的高分子聚合物浓度稠度刚好，可以成团且黏度很好，聚合物直接包裹电极两极，一级实验成功。
实施例4
将200克的环氧树脂送入单螺杆挤出机HTGD-40，加热至50℃，边搅拌时加入50克T31、搅拌10分钟，加入6克碳酸钙、6克邻苯二甲酸酯，再搅拌反应30分钟，温度降至常温，挤出成型，即得。
将本实施例所得的高分子聚合物包裹住电极两极(阴极和阳极)，发现本实施例的高分子聚合物浓度稠度刚好，可以成团且黏度很好，聚合物直接包裹电极两极，一级实验成功。
实施例5
将200克的环氧树脂送入单螺杆挤出机HTGD-40，加热至50℃，边搅拌时加入60克T31、搅拌10分钟，加入6克碳酸钙、6克邻苯二甲酸酯，再搅拌反应30分钟，温度降至常温，挤出成型，即得。
将本实施例所得的高分子聚合物包裹住电极两极(阴极和阳极)，发现本实施例的高分子聚合物浓度稠度刚好，可以成团且黏度很好，聚合物直接包裹电极两极，一级实验成功。
将实施例3、4、5制备的高分子聚合物包裹的电极在常温下静置24小时，之后将这三个包裹好的电极装入硅胶保护囊中，用针筒从顶部注入浓缩电解液，得到三个电极头。将三个电极头做好标记，分别放入保护清洁水中倒立静置7天后，进行聚合物***实验，即二级实验。
将实施例3的高分子聚合物处理后得到的电极头***碎石机振波体罩杯内，旋好卡扣，盖上圆形顶盖。往振波头内充去气泡水，执行模拟治疗情形，打击次数为50下。结束模拟治疗状态，取下冲击波电极头，发现硅胶保护囊内有散落的高分子聚合物。打开前端保护盖，露出两个电极(阳极和阴极)，可以清晰的发现两个电极周边很干净，没有附着物。实施例3的二级实验成功。
将实施例4的高分子聚合物处理后得到的电极头***碎石机振波体罩杯内，旋好卡扣，盖上圆形顶盖。往振波头内充去气泡水，执行模拟治疗情形，同样打击次数为50下。结束模拟治疗状态，取下冲击波电极头，发现硅胶保护囊内有散落的高分子聚合物。打开前端保护盖，露出两个电极(阳极和阴极)，可以清晰的发现两个电极周边很干净，没有附着物。实施例4的二级实验成功。
将实施例5的高分子聚合物处理后得到的电极头***碎石机振波体罩杯内，旋好卡扣，盖上圆形顶盖。往振波头内充去气泡水，执行模拟治疗情形，同样打击次数为50下。结束模拟治疗状态，取下冲击波电极头，发现硅胶保护囊内有散落的高分子聚合物。打开前端保护盖，露出两个电极(阳极和阴极)，可以发现两个电极仍然包裹着高分子聚合物，说明高分子聚合物硬度太高，黏合力太高，电极电火花冲击不足以将其碎。实施例5的二级实验失败。
由此可知，在高分子聚合物体系中，环氧树脂与固化剂T31的重量比在4～5:1之间，或者固化剂T31占环氧树脂的比例在20％～25％之间时，所生成的高分子聚合物具有所需的良好的硬度和黏合度。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种用于保护电解液中电极的高分子聚合物，其特征在于：所述高分子聚合物的原料按重量份数计，包括：环氧树脂75～100份，T31 18～25份，邻苯二甲酸酯2～4份，以及碳酸钙2～4份。
2.根据权利要求1所述的高分子聚合物，其特征在于：所述高分子聚合物用于包裹阴极和阳极，且可被阴极和阳极间产生的电火花击碎进而从阴极和阳极上分离。
3.根据权利要求1所述的高分子聚合物，其特征在于：所述环氧树脂与所述T31的重量比为4～5:1。
4.根据权利要求1所述的高分子聚合物，其特征在于：所述T31的胺值在360～450之间，由苯酚、甲醛、二乙烯三胺缩合而成。
5.根据权利要求1所述的高分子聚合物，其特征在于：所述高分子聚合物的原料还包括颜料0.5～2份。
6.根据权利要求5所述的高分子聚合物，其特征在于：所述颜料包括酞菁蓝。
7.根据权利要求1所述的高分子聚合物，其特征在于：所述高分子聚合物通过挤出成型的方法制备得到。
8.根据权利要求7所述的高分子聚合物，其特征在于：所述挤出成型过程中，各原料在温度20～50℃下混合反应。
9.一种权利要求1至6中任一项所述的高分子聚合物的制备方法，其特征在于：温度为20～50℃，搅拌下向所述环氧树脂中加入所述T31，搅拌反应后，依次向其中加入所述碳酸钙和所述邻苯二甲酸酯，再搅拌反应，常温下挤出，即得成品。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：采用的设备为螺杆挤出机。
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