[发明专利]一种基于硅藻土的柔性复合吸水材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于硅藻土的柔性复合吸水材料及其制备方法，1）将一定量的硅藻土、载银沸石、TiO₂、聚乙二醇400和水混合得到悬浊液A；2）将悬浊液A加入到一定量的聚乙烯醇溶液中，均匀分散得到混合物B；3）向混合物B中依次加入一定量的可溶性淀粉溶液、甲醛溶液、碳酸钠溶液、壳聚糖溶液和硫酸溶液，待混合物体积增大后，加入少量水性聚氨酯溶液，得到粘稠状液体C；4）将粘稠状液体C中转移至模具，经干燥水洗后，再将其置于真空干燥箱内烘干；本发明的有益效果是，此材料为环境友好型，可以通过生物降解。该柔性硅藻土吸水材料可作吸水杯垫、浴室脚垫和肥皂托等家居用品，起到吸水、抗菌净味、保持干爽和改善家居环境的效果。

技术领域

本发明涉及非金属矿物复合材料的制备与应用技术领域，具体涉及一种基于硅藻土的柔性复合吸水材料及其制备方法。

背景技术

吸水材料可以吸收其自身几倍、几十倍到几百倍的水分，作为保水剂、土壤改良剂、防潮干燥剂等广泛用于农业、医药卫生和工业等方面。目前，使用广泛的多为高分子吸水树脂，如纸尿裤中使用的聚丙烯酸，其存在吸水不释水的缺点，一旦吸水膨胀成为水凝胶后，经光照、风干甚至加压也很难把水脱离出来，而且在盐水环境下使用效果相对较差，导致存在不能多次重复利用及适应性差的不足。

为解决以上不足，研究者逐渐将目光转向天然无机多孔吸附材料，多孔矿物硅藻土是一种含有无定型SiO₂的生物沉积岩，具有质轻多孔、细腻松散、无毒无害、吸水和渗透性强的特性，其表面含有大量的自由羟基和缔合羟基，是良好的天然吸附剂材料。相比于高分子吸水树脂，由于硅藻土主要成分为无定型SiO₂，使得硅藻土基吸水材料兼具有吸水和释水效果，而且具有柔和亲肤、价格低、可多次重复使用的优点。但硅藻土用作吸水材料使用时，会存在脱粉、易断裂变形、易碎等缺点，使其应用场景受到极大限制，主要因为硅藻土之间基本没粘性，相互之间以粉末颗粒形式存在，而且利用硅藻土制成吸水材料产品过脆，不可发生形变，无法承受大负荷冲击。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了强度高，不易开裂的一种基于硅藻土的柔性复合吸水材料及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于硅藻土的柔性复合吸水材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将硅藻土、载银沸石、TiO₂、聚乙二醇400和水按质量比为1:0.02-0.05:0.004-0.01:0.006-0.02:1.6-2.4混合；置于20-30℃水浴中搅拌0.5-1h，得到混合悬浊液A；

2）将步骤1）制得的混合悬浊液A加入到8-15wt%的聚乙烯醇溶液中，搅拌10-25min，使其均匀分散得到混合物B；聚乙烯醇溶液与硅藻土的质量比为6-10:1；

3）向步骤2）得到的混合物B中依次加入30-40wt%可溶性淀粉溶液、25-37wt%甲醛溶液、10-15wt%碳酸钠溶液、0.5-2wt%壳聚糖溶液，搅拌20-30min，随后再缓慢加入30-40wt%硫酸溶液，待混合物体积增大后，加入水性聚氨酯溶液继续搅拌20-30min，得到粘稠状液体C；可溶性淀粉溶液、甲醛溶液、碳酸钠溶液、壳聚糖溶液、硫酸溶液、水性聚氨酯溶液与硅藻土的质量比为1.2-1.6:0.5-0.9:0.8-1.1:0.05-0.15:1-1.5:0.04-0.15:1；

4）将步骤3）得到的粘稠状液体C中转移至模具，放入烘箱40-65℃干燥6-10h；将干燥后的材料取出，经水洗后，再将其置于40-60℃真空干燥箱内烘干6-10h，即可得到基于硅藻土的柔性复合吸水材料。