[发明专利]一种环保可降解高吸水复合材料及其制备方法

说明书

本发明适用于吸水复合材料技术领域，提供了一种环保可降解高吸水复合材料及其制备方法，其材料组分包括纳米纤维素、纳米二氧化硅和纳米氧化钛；通过采用纳米纤维素、纳米二氧化硅和纳米氧化钛作为原料，纳米纤维素具有亲水性好、复水性好、吸水量大、吸水速度快、保水性强的特点，二氧化硅气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、高热绝缘性、低密度、超低介电常数以及低折射系数等优异性能，纳米级二氧化钛具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能，三者结合制备而成的气凝胶复合纤维材料既具备高吸水性能，又具有杀菌抗菌等功能，绿色环保可降解。

技术领域

本发明属于吸水复合材料领域，尤其涉及一种环保可降解高吸水复合材料及其制备方法。

背景技术

一次性卫生用品如卫生巾、纸尿裤、失禁垫等，对所用核心吸水材料都有吸水率高、吸水速度快、不反渗的共性要求。目前卫生巾、纸尿裤所用的吸水材料为绒毛浆和/或高吸水树脂颗粒如聚丙烯酸酯，特别是聚丙烯酸酯类树脂其吸水率(纯水)可达数百倍，但其缺陷在于吸水速度不理想，其吸水性极易受水中的离子影响，如其吸收生理盐水的倍率只有40～60倍，在正常使用状态下，吸取含盐的尿液、血液等至饱满状态，耗时5分钟以上，而且吸饱水的树脂受外力压迫后，容易返渗，在使用过程中，会对皮肤浸渍从而引起不适；绒毛浆是有天然木浆纤维制备，吸水倍率低于10倍，易返渗。通常，多用以绒毛浆为载体，添加吸水树脂作为前述一次性卫生用品的吸水层。

目前中到重度渗液伤口湿性愈合敷料主要有藻酸盐敷料、交互式敷料和亲水敷料等，各有优缺点，藻酸盐敷料遇体液成凝胶，高吸水也高保湿，释放钙离子，促进创口愈合，缺点在于其凝胶性和吸水量与体液中钠离子的总量相关，在体液中钠离子和钾离子供给量受限的情况下，难以充分发挥藻酸盐高吸水的性能优势，而亲水敷料和交互式敷料都存在只能用于快速吸收渗液，不能对伤口释放有效成分以促进愈合。因此，开发更好性能的新型吸水材料是业界共同追求的目标。

发明内容

本发明提供一种环保可降解高吸水复合材料及其制备方法，旨在提供一种既具备高吸水性能、又具有杀菌抗菌等功能、并且绿色环保可降解的复合材料。

本发明是这样实现的，一种环保可降解高吸水复合材料，其材料组分包括纳米纤维素、纳米二氧化硅和纳米氧化钛；

其中，所述纳米纤维素的含量不低于70％。

优选的，以重量比由以下组分组成：纳米纤维素70％～90％、纳米二氧化硅5％～20％和纳米氧化钛5％～10％。

本发明还提供上述任意一种环保可降解高吸水复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将纳米纤维素水溶液、纳米二氧化硅水溶液、纳米氧化钛水溶液混合并分散均匀，获得混合液；

S2、向所述混合液加入硼酸，并混合均匀；

S3、将步骤S2的加入硼酸后的所述混合液进行冷冻干燥处理，获得气凝胶复合材料，即所述高吸水复合材料。

优选的，所述纳米纤维素水溶液、纳米二氧化硅水溶液、纳米氧化钛水溶液的溶质浓度均相同，且所述纳米纤维素水溶液、纳米二氧化硅水溶液、纳米氧化钛水溶液质量比为70％～90％：5％～20％：5％～10％。

优选的，所述硼酸的浓度为0.01mol/g～0.5mol/g。

优选的，所述冷冻干燥处理的设定温度为-55℃～-40℃，真空度为13Pa～26Pa，处理时长为24h～48h。