[發明專利]一種結構功能一體化的吸水性多孔復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011184014.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112280286B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 梁岳瑩;張美林;陳明;董廣奇;王華東;胡正陽
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L33/26;C08J9/00;C08G18/48
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

本發明提供了一種結構功能一體化的吸水性多孔復合材料的制備方法，包括：(1)將聚氨酯硬泡組合聚醚、聚丙烯酰胺吸水樹脂和極性溶劑混合，得到聚氨酯硬泡組合聚醚混合物；(2)向步驟(1)中得到的聚氨酯硬泡組合聚醚混合物中加入異氰酸酯組份，攪拌均勻，制得反應發泡液；(3)將所述反應發泡液添加至模具中并發泡，制得所述吸水性多孔復合材料。本發明還提供了由所述方法制得的吸水性多孔復合材料。本發明方法制得的吸水性多孔復合材料通過與水分子結合實現水的固定，具有良好的鎖水性；表面平整，孔隙率及孔徑大小均勻分布；異種材料間結合穩定，多次循環過程中異種材料不發生分離和脫落。

技術領域

本發明涉及吸水性多孔復合材料技術領域，具體涉及一種結構功能一體化的多孔吸水復合材料及其制備方法。

背景技術

結構功能一體化的吸水性多孔復合材料是一種含有高吸水性樹脂的高分子多孔材料，既能利用高吸水性樹脂實現水分子的固定，同時還可利用高分子材料的孔洞結構，實現與吸水性樹脂的互穿網狀結構及維型作用，從而達到結構功能的一體化設計。

吸水性樹脂是一種含有強親水基團并且具有一定交聯度的功能性高分子，它不溶于水，也不溶于有機溶劑，能吸收自身重量數百倍至數千倍重量的水，具有良好的鎖水性，吸水膨脹后具有良好的保水性、可變形性和耐候性。

吸水性樹脂吸水后膨脹呈水凝膠態，使液體保持不流動的狀態，即使加壓也很難將液體從中分離出來。但是吸水性樹脂吸水膨脹后自身強度低，無法維型且難以均勻地依附于其它支撐結構上，無法實現結構功能一體化。

在現有技術中，在嘗試將吸水性樹脂與其他材料進行復合以解決吸水性樹脂單獨使用時存在的無法維持性狀等上述問題時，所得復合材料容易出現表面不平整、尺寸穩定性和一致性欠佳、孔徑不均勻，尤其是吸水性樹脂和其他復合原料之間存在異種材料的結合不穩定的問題，從而導致多次循環過程中吸水性樹脂與其他復合原料發生分離和脫落等問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種利用吸水性樹脂實現水的固定和儲水功能；利用聚氨酯多孔材料達到維型作用，從而實現維型與吸水功能的一體化材料制備，并解決如下問題：將吸水性樹脂與其他材料進行復合以解決吸水性樹脂單獨使用時存在的無法維持性狀等上述問題時，所得復合材料容易出現表面不平整、尺寸穩定性和一致性欠佳、孔徑不均勻，尤其是吸水性樹脂和其他復合原料之間存在異種材料的結合不穩定的問題，從而導致多次循環過程中吸水性樹脂與其他復合原料發生分離和脫落等問題。

(二)技術方案

本發明在第一方面提供了一種結構功能一體化的吸水性多孔復合材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將聚氨酯硬泡組合聚醚、聚丙烯酰胺吸水樹脂和極性溶劑混合，得到聚氨酯硬泡組合聚醚混合物；

(2)向步驟(1)中得到的混合物中加入異氰酸酯組份，攪拌均勻，制得反應發泡液；

(3)將所述反應發泡液添加至模具中并發泡，制得所述吸水性多孔復合材料。

本發明在第二方面提供了根據本發明第一方面所述的制備方法所制得的結構功能一體化的吸水性多孔復合材料。

(三)有益效果

1、吸水性樹脂與水的結合方式，區別于傳統毛細作用的物理吸附效應，可以通過與水分子結合實現水的固定，具有良好的鎖水性。

2、吸水性樹脂本身不具備強度，吸水后由于體積膨脹導致樹脂無法維型，將其與聚氨酯結合使其更加穩定，實現孔隙率及孔徑大小的均勻分布，改善吸水性樹脂因自身強度低導致無法維型的問題。