膨胀组合物的制作方法

本公开涉及包含膨胀组合物的膨胀组合物制品及其使用和制备方法。

背景技术：

1、膨胀复合材料是颗粒在氨基甲酸乙酯或乙二醇介质中的浓缩悬浮液。当这些复合材料受到冲击刺激时，通过粘度增加它们从挠性状态转变为刚性状态。

2、和通过将硼酸硅树脂软颗粒悬浮在氨基甲酸乙酯中开发了膨胀复合材料。由于这些复合材料能够有效吸收非穿透性冲击，因此已被纳入头盔和护膝中。尽管复合材料吸收了超过90％的非穿透性冲击能量，但由于硼酸硅树脂颗粒柔软，该复合材料很容易被子弹和刀子穿透。此外，复合材料中存在的氨基甲酸乙酯可能含有未反应的异氰酸酯，这些有毒化合物阻碍了这些复合材料在纺织品中的应用。

3、因此，需要具有改进性能的无毒膨胀组合物。

技术实现思路

1、本公开涉及膨胀组合物，其包含具有增强的剪切增稠效果的各向异性纤维素颗粒。各向异性纤维素颗粒可以填充固体颗粒之间的间隙，从而增强分子胶体形成的团簇的韧性。通过调整组合物中添加剂的含量，提供具有不同临界剪切速率的剪切增稠效果，以用于不同的应用。

2、在第一方面，本文提供了膨胀组合物，其包含纳米颗粒、各向异性纤维素颗粒、分散介质和任选的硅油。

3、在某些实施方案中，纳米颗粒选自由以下组成的组：玉米淀粉、二氧化硅、氧化钕及其组合。

4、在某些实施方案中，纳米颗粒的平均直径为200-700nm。

5、在某些实施方案中，各向异性纤维素颗粒是纤维素纳米晶体、纤维素纳米纤维或其组合。

6、在某些实施方案中，各向异性纤维素颗粒呈棒状。

7、在某些实施方案中，各向异性纤维素颗粒的平均纵横比为20-150:1。

8、在某些实施方案中，各向异性纤维素颗粒的平均纵横比为20-25:1。

9、在某些实施方案中，分散介质包括亚烷基二醇、聚亚烷基二醇、二醇醚、甘油或其组合。

10、在某些实施方案中，分散介质包含乙二醇、聚乙二醇、甘油或其组合。

11、在某些实施方案中，各向异性纤维素颗粒与纳米颗粒的质量比为1:500至1:4。

12、在某些实施方案中，硅油与分散介质的质量比为1:100至1:1。

13、在某些实施方案中，膨胀组合物的临界剪切速率为0.1至10s-1。

14、在某些实施方案中，纳米颗粒的平均直径为300-600nm，并且各向异性纤维素颗粒的平均纵横比为20-25:1。

15、在某些实施方案中，纳米颗粒和各向异性纤维素颗粒以重量百份比50-70％的浓度存在于膨胀组合物中。

16、在某些实施方案中，纳米颗粒是平均直径为400-500nm的二氧化硅纳米颗粒，并且各向异性纤维素颗粒是平均纵横比为50-100nm:2-5nm的纤维素纳米晶体。

17、在某些实施方案中，各向异性纤维素颗粒与纳米颗粒的质量比为1:200至1:4。

18、在第二方面，本文提供了包含本文所述的膨胀组合物的制品。

19、在某些实施方案中，该方法包括将纳米颗粒、各向异性纤维素颗粒、分散介质和任选的硅油组合，从而形成膨胀组合物。

20、在某些实施方案中，组合步骤进一步包括混合和超声处理中的至少一种。

21、在某些实施方案中，组合步骤包括提供分散介质；将纳米颗粒和各向异性纤维素颗粒添加至分散介质中，从而形成分散混合物；通过使用搅拌和超声处理中的至少一种来混合分散混合物；以及任选地将硅油添加至分散混合物中，并且通过使用搅拌和超声处理中的至少一种来混合分散混合物，从而形成膨胀组合物。

技术特征：

1.一种膨胀组合物，其包含纳米颗粒、各向异性纤维素颗粒、分散介质和任选的硅油。

2.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述纳米颗粒选自由以下组成的组：玉米淀粉、二氧化硅、氧化钕及其组合。

3.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述纳米颗粒的平均直径为200-700nm。

4.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述各向异性纤维素颗粒是纤维素纳米晶体、纤维素纳米纤维或其组合。

5.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述各向异性纤维素颗粒呈棒状。

6.根据权利要求5所述的膨胀组合物，其中所述各向异性纤维素颗粒的平均纵横比为20-150比1。

7.根据权利要求5所述的膨胀组合物，其中所述各向异性纤维素颗粒的平均纵横比为20-25比1。

8.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述分散介质包含亚烷基二醇、聚亚烷基二醇、二醇醚、甘油或其组合。

9.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述分散介质包含乙二醇、聚乙二醇、甘油或其组合。

10.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述各向异性纤维素颗粒与所述纳米颗粒的质量比为1:500至1:4。

11.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述硅油与所述分散介质的质量比为1:100至1:1。

12.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述膨胀组合物的临界剪切速率为0.1至10s-1。

13.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述纳米颗粒的平均直径为300-600nm，并且所述各向异性纤维素颗粒的平均纵横比为20-25比1。

14.根据权利要求1所述的膨胀组合物，其中所述纳米颗粒和各向异性纤维素颗粒以重量百份比50-70％的浓度存在于所述膨胀组合物中。

15.根据权利要求14所述的膨胀组合物，其中所述纳米颗粒是平均直径为400-500nm的二氧化硅纳米颗粒，并且所述各向异性纤维素颗粒是平均纵横比为50-100nm至2-5nm的纤维素纳米晶体。

16.根据权利要求15所述的膨胀组合物，其中所述各向异性纤维素颗粒与所述纳米颗粒的质量比为1:200至1:4。

17.一种制品，其包含权利要求1所述的膨胀组合物。

18.一种制备权利要求1的膨胀组合物的方法，所述方法包括将所述纳米颗粒、所述各向异性纤维素颗粒、所述分散介质和任选的硅油组合，从而形成所述膨胀组合物。

19.根据权利要求18所述的方法，其中组合步骤进一步包括混合和超声处理中的至少一种。

20.根据权利要求18所述的方法，其中组合步骤包括提供所述分散介质；将所述纳米颗粒和所述各向异性纤维素颗粒添加至所述分散介质中，从而形成分散混合物；通过使用搅拌和超声处理中的至少一种来混合所述分散混合物；以及任选地将硅油添加至所述分散混合物中，并且通过使用搅拌和超声处理中的至少一种来混合所述分散混合物，从而形成所述膨胀组合物。

技术总结膨胀组合物，其包含纳米颗粒、分散介质、任选的硅油和各向异性纤维素颗粒，该各向异性纤维素颗粒可以起到增强膨胀组合物的剪切增稠作用，包含该膨胀组合物的制品及其制备方法和用途。可以通过改变膨胀组合物的成分来调节膨胀组合物的临界剪切速率。技术研发人员：姚磊,颜洁珊,陈庆良,杨立仁,焦隽彦,陈仕心,陈嘉希,周志雄受保护的技术使用者：香港纺织及成衣研发中心有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18