本發明涉及一種包含高分子材料和粘土的多孔復合材料以及包含該材料的多層復合材料。所述包含高分子材料和粘土的多孔復合材料包括高分子材料和粘土，所述高分子材料與所述粘土的質量比為1：10?10：1；其中，所述高分子材料包括水溶性高分子材料和/或非水溶性高分子材料；優選地，所述多孔復合材料的比表面積大于300m²/g，孔隙率為90%?95%；優選地，孔隙率為95%。所述多層復合材料包括所述多孔復合材料層和增韌層；所述多孔復合材料層為單層或多層。本發明制備過程由于采用特殊的工藝，使其在不使用粘結劑的情況下，仍然具有較好的機械性能，同時，由于不添加粘結劑，使得加工成本降低、綠色環保。

技術領域

本發明屬于高分子材料改性復合材料領域，特別涉及一種包含高分子材料和粘土的多孔復合材料、其制備方法以及應用。

背景技術

多孔復合材料是由固相和孔隙組成的非均勻的材料；其中，固相具有較大的比表面積；孔隙之間相互連通形成通路。所述多孔復合材料多為復合材料的芯材，歷史已久，例如傳統的巴沙木、以及如交聯的聚氯乙烯、聚酰亞胺等機械性能強的發泡材料。將所述多孔復合材料作為芯材與所述纖維布相粘合，其中，所述纖維布作為增韌層，以所述多孔復合材料為核心，形成用于阻燃、隔熱、吸音降噪、污染物吸附或者作為結構支撐材料的復合材料。

在制備所述復合材料過程中，長期以來是通過環氧樹脂作為粘合劑，環氧樹脂通過分別在芯材和纖維布之間形成界面達到粘合的目的，通常消耗量大，占據復合材料成本的1/3左右，因為除了直接起粘合作用的部分需要消耗環氧樹脂外，由于多孔復合材料的孔道存在一定的虹吸效應，同樣會消耗一定量的環氧樹脂，因此成為相關復合材料成本居高不下的主要原因。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種包含高分子材料和粘土的多孔復合材料以及其制備方法，在不采用發泡劑，以及在不使用粘合劑的情況下，制備出密度現有多孔復合材料接近但機械性能提高的多孔復合材料，兩度革新傳統材料制造技術。

為實現上述目的，本發明提供一種包含高分子材料和粘土的多孔復合材料，包括高分子材料和粘土，其中，所述高分子材料與所述粘土的質量比為1:10-10:1；

其中，所述高分子材料包括水溶性高分子材料和/或非水溶性高分子材料。

優選地，所述多孔復合材料的比表面積大于300m²/g，孔隙率為90％-95％；更優選地，所述孔隙率為95％。

進一步地，所述粘土包括可膨脹型膨潤土、蒙脫土、水輝石和/或有機粘土中的一種及其任意組合。

優選地，所述水溶性高分子材料包括天然高分子材料、以及含有酸根的鹽。

更優選地，所述天然高分子材料包括但不限于淀粉、植物膠、改性纖維素、木質素材料、殼聚糖、果膠、水溶性和分散性蛋白質。

更優選地，所述淀粉包括玉米淀粉、土豆淀粉、莧菜籽淀粉、草根淀粉、香蕉淀粉、大麥淀粉、木薯淀粉、小米淀粉、燕麥淀粉、大米淀粉、黑麥淀粉、西米淀粉、高梁淀粉、甘薯淀粉、小麥淀粉、紅薯淀粉。

優選地，所述含有酸根的鹽包括帶有羧酸官能團的丙烯酸單體、帶有烯化-不飽和羧基的單體；比如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和反丁烯二酸、苯乙烯磺酸、對應的苯乙烯氯酸、含氨基或者2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸和甲基丙烯酸的聚合物的堿金屬鹽。優選地還包括苯乙烯、二烯(比如1,3-丁二烯和異戊二烯)、乙烯基酯(比如乙酸乙烯酯、乙烯基酯)、甲基丙烯酸酯(比如C1到C12的醇和甲基丙烯酸，優選地為甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯)、苯乙烯(包括苯乙烯和甲基丙乙烯、叔丁基苯乙烯)、腈(比如丙烯腈、甲基丙烯腈)、不飽和的烯烴化的鹵化物(比如氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯)。