[發明專利]一種水凝膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011182045.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112250895B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 劉吉;張俊;葛锜;丘龍斌
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: C08J5/12
• 分類號: C08J5/12;C08J3/075;C08L29/04;C08L33/26;C08L33/02;C08L33/24;C08L33/14;C08L5/04;C08K3/16;C08K3/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種水凝膠復合材料，其特征在于，所述水凝膠復合材料包括水凝膠材料和界面材料，所述水凝膠材料和界面材料間由礦化形成的無機納米結晶堆砌連接，所述界面材料包括水凝膠、彈性體、陶瓷、塑料或金屬中的任意一種；

所述無機納米結晶為無機鹽納米顆粒，所述無機納米結晶的陽離子選自Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺或Ba²⁺中的任意一種或至少兩種的組合，所述無機納米結晶的陰離子選自PO₄^3-、OH^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的任意一種或至少兩種的組合；且在所述水凝膠材料修飾上陽離子，在所述界面材料上修飾上陰離子；

所述水凝膠復合材料的制備方法為：在所述水凝膠材料和所述界面材料表面形成礦化共沉積陰陽離子對后，進行按壓礦化，使得所述水凝膠材料和界面材料間由礦化形成的無機納米結晶堆砌連接，得到所述水凝膠復合材料；

所述形成礦化共沉積陰陽離子對的方法具體為：將水凝膠材料浸泡在電解質溶液A中，得到含礦化共沉積陽離子的水凝膠；將界面材料浸泡在電解質溶液B中，得到含礦化共沉積陰離子的界面材料；

所述電解質溶液A選自氯化鈣、氯化鐵、氯化鎂或氯化鋇中的任意一種；所述電解質溶液B選自磷酸氫二鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉或硫酸鈉中的任意一種；

所述按壓礦化采用砝碼加重進行；所述按壓礦化的重量為100-1000g，所述按壓礦化的時間為5-20h。

2.根據權利要求1所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述水凝膠材料選自聚乙二醇、聚丙烯酸酯類、聚丙烯酰胺類或天然高分子類中的任意一種或至少兩種的組合。

3.根據權利要求1所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的水凝膠選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸酯類、聚丙烯酰胺類或天然高分子類中的任意一種或至少兩種的組合。

4.根據權利要求1所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的彈性體選自聚二甲基硅烷、聚丙烯酸酯類、氟橡膠、聚氨酯彈性體、天然橡膠或乙丙膠中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求4所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的彈性體為聚二甲基硅烷。

6.根據權利要求1所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的陶瓷選自硼酸玻璃、氮化硅陶瓷或氮化硼陶瓷中的任意一種或至少兩種的組合。

7.根據權利要求6所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的陶瓷為硼酸玻璃。

8.根據權利要求1所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的塑料選自PET、聚酰胺尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯中的任意一種或至少兩種的組合。

9.根據權利要求8所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的塑料為PET和/或聚酰胺尼龍。

10.根據權利要求1所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的金屬選自鋁、銅、金、不銹鋼、鉑或銀中的任意一種或至少兩種的組合。

11.根據權利要求10所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述界面材料中的金屬為鋁。

12.根據權利要求1所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述無機納米結晶的粒徑為100-1000nm。

13.根據權利要求12所述的水凝膠復合材料，其特征在于，所述無機納米結晶的粒徑為200-700nm。