CN114621461A - 一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水凝胶技术领域，具体涉及一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶及应用，由下述重量份配比的原料组份：多异氰酸酯10‑30份、多元醇40‑60份、无机纳米粒子0.1‑20份、硅油0.1‑2份、扩链剂1‑20份、发泡剂0‑100份、偶联剂0.1‑2份、有机金属催化剂0.1‑2份。本发明通过发挥聚氨酯材料本身就具有一定的韧性，再加上无机纳米粒子的增强效应，提高了聚氨酯水凝胶力学强度和韧性，延长其使用寿命，同时采用偶联剂表面处理的无机纳米粒子，使聚氨酯基体与无机纳米粒子之间的桥接作用得到加强，提高二者界面粘结强度，延缓复合凝胶的界面脱粘，同时利于应力的传递和均化，使复合凝胶的力学性能得到明显改善。
Description
技术领域
本发明涉及水凝胶技术领域，具体涉及一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶及应用。
背景技术
聚氨酯水凝胶在化学性质上不活泼，无毒性，生物相容性好，机械性能优良，吸水量高，并易于加工成型，广泛应用于农林、医药、日用化工、环保以及沙漠防治等各个领域。在农林园艺方面，聚氨酯凝胶具有高吸水率和强保水性，可作植物生育、生长促进剂、苗木移植保存剂等，使得其在农、林、沙漠绿化方面具有广阔的应用前景；在医药以及日化方面，聚氨酯凝胶化学性质稳定，具有与人体组织相似的物理性质，可直接用作人造器官或组织的材料，或用作药物缓释和微胶囊的载体；在日用化工方面，聚氨酯水凝胶可以用作化妆品、洗涤用品的添加剂，卫生巾、卫生纸、纸手巾、餐巾、婴儿尿布等的基体材料；在环境保护方面，聚氨酯凝胶可用作微生物固定化载体材料处理污水，提高污水处理效率，降低处理费用。
聚氨酯水凝胶无论是作为医用卫生材料、微生物固定化载体材料，还是作为土壤改良剂等方面用途，在使用过程中除要求具有多孔结构，以增强其吸水溶胀性能，构建物质传输、交换的通道，还要求有一定的力学强度、韧性，从而增强其承受各种拉伸、剪切、冲击的外界应力作用，延长使用寿命。但作为载体时，传统的多孔水凝胶内表面光滑，比表面积小，微生物不易附着，生长繁殖速度慢；作为医用卫生材料时，传统的多孔水凝胶，韧性低，容易破碎。因此现在急需一种比表面积大、微生物易附着、使用寿命长的水凝胶材料。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶。本发明采用的技术方案是：
提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，由下述重量份配比的原料组份：多异氰酸酯10-30份、多元醇40-60份、无机纳米粒子0.1-20份、硅油0.1-2份、扩链剂1-20份、发泡剂1-100份、偶联剂0.1-2份、有机金属催化剂0.1-2份。
作为一种优选的技术方案，所述的多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、IPDI三聚体、HDI三聚体、TDI三聚体、MDI三聚体中的任一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述的多元醇的平均分子量为800-8000g/mol。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇包括聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯-1,4-丁二醇酯二醇、聚乙二醇和聚己二酸蓖麻油酯多元醇中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述无机纳米粒子为纳米粘土、云母粉、分子筛、硅灰石、石墨、二氧化硅、碳纳米管、氧化锌、二氧化钛、纳米铁、纳米石墨烯、纳米氧化石墨烯、纳米四氧化三铁中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述扩链剂为1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙三醇、1,4-环己二醇、间苯二酚羟基醚中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述发泡剂包括水。
作为一种优选的技术方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案，所述有机金属催化剂为二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡和有机铋催化剂中任选一种。
另一方面本发明提供了一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的应用领域，应用于微生物培育相关领域、物理化学净化污染领域、高保水要求领域、医疗日用领域。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过发挥聚氨酯材料本身就具有一定的韧性，再加上无机纳米粒子的增强效应，提高了聚氨酯水凝胶力学强度和韧性，延长其使用寿命。
2.本发明使用偶联剂处理无机纳米粒子，提高聚氨酯基体和无机纳米粒子之间的桥接作用，提高二者界面粘结强度，延缓复合凝胶的界面脱粘，使应力易于传递和均化，复合凝胶的力学性能得到明显改善。
3.本发明所述复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶具有微孔结构，拥有超大的比表面积，作为生物载体时为微生物提供良好的生存繁殖空间，微生物可迅速繁殖，在载体上快速挂膜。
4.本发明合成过程中无需添加任何溶剂、交联剂、固化剂，所得聚氨酯水凝胶无需后处理及纯化过程即可直接使用，操作简单、适于规模化生产，同时本发明具有热可塑性可以一再重复生产使用，符合环保要求。
附图说明
图1：为本发明实施例1的扫描电镜图。
图2：为本发明实施例3的扫描电镜图。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，以重量份计，所述复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备原料包括多异氰酸酯10-30份、多元醇40-60份、无机纳米粒子0.1-20份、硅油0.1-2份、扩链剂1-20份、发泡剂0-100份、偶联剂0.1-2份、有机金属催化剂0.1-2份。
在一些优选的实施方案中，所述多异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、IPDI三聚体、HDI三聚体、TDI三聚体、MDI三聚体中的任一种或多种。
本发明所述多异氰酸酯为大大化工PM200甲苯二异氰酸酯。
在一些优选的实施方案中，所述多元醇选自聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯-1,4-丁二醇酯二醇、聚乙二醇和聚己二酸蓖麻油酯多元醇中的一种或多种。
在一些优选的实施方案中，所述的多元醇的平均分子量为800-8000g/mol。
本发明所述多元醇为聚四氢呋喃二醇(润洲)。
在一些优选的实施方案中，所述无机纳米粒子选自纳米粘土、云母粉、分子筛、硅灰石、石墨、二氧化硅、碳纳米管、氧化锌、二氧化钛、纳米铁、纳米石墨烯、纳米氧化石墨烯、纳米四氧化三铁中的一种或多种。
进一步优选的，本发明所述无机纳米粒子粒径在40-100纳米。
本发明所述无机纳米粒子为纳米粘土。
所述硅油为泡沫稳定剂，具备优良的稳泡和开孔性能，同时又有助于改善聚氨酯水凝胶成型后的回弹性能。
在一些优选的实施方案中，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙三醇、1,4-环己二醇、间苯二酚羟基醚中的一种或多种。
本发明所述扩链剂为1,4-丁二醇和丙三醇复配而成，所述1,4-丁二醇与丙三醇的质量比为3：1。
在一些优选的实施方案中，所述发泡剂为水，进一步的所述水为蒸馏水。
在一些优选的实施方案中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或多种。
作为硅烷偶联剂，可以是g-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、g-氨丙基三乙氧基硅烷、巯基硅烷中任意一种。
作为钛酸酯偶联剂，可以是三(二辛基焦磷酰基)钛酸异丙酯、二(二辛基焦磷酰基)钛酸亚乙酯中任意一种。
作为铝酸酯偶联剂，可以是二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、烷氧基聚氧化乙烯基铝酸酯中任意一种。
作为磷酸酯偶联剂，可以是磷酸二辛酯、月桂基磷酸酯中的任意一种。
本发明所述偶联剂为巯基硅烷和三(二辛基焦磷酰基)钛酸异丙酯复配而成，所述巯基硅烷与三(二辛基焦磷酰基)钛酸异丙酯的质量比为2：1。
本发明所述有机金属催化剂，主要起到加速聚合物分子链增长的作用，提高泡沫熟化程度。
在一些优选的实施方案中，所述机金属催化剂选自二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡和有机铋催化剂中任选一种。
本发明所述机金属催化剂为辛酸亚锡(鑫润德化工)。
另一方面本发明提供了一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的应用领域，应用于微生物培育相关领域、物理化学净化污染领域、高保水要求领域、医疗日用领域。
本发明对上述一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶制备方法不做限定，可以由本领人员用熟知的方法来制备。
在一些优选的实施方案中，所述种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶制备方法包括以下步骤：
步骤一：将多元醇真空脱水至水含量在0.1％以下，然后脱水后多元醇、二异氰酸酯在反应釜中均匀混合反应2-4h，制得第一组分；
步骤二：将偶联剂与纳米无机粒子分散在蒸馏水和无水乙醇体积比为1:9的溶液中，超声处理，过滤，烘干，制得经表面处理的纳米无机粒子；然后将发泡剂、无机金属催化剂、硅油、扩链剂、经表面处理的纳米无机粒子混合，超声处理，制得第二组分。
步骤三：第一组分与第二组分混合，然后输送到膜具进行发泡、温度为35℃-50℃，固化制得复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶。
所述步骤三还可以是将第一组分与第二组分混合，然后进行浇筑固化制得复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶。
当本发明所述发泡剂质量份数为0时，所述第一组分与第二组分混合后可通过挤出机直接挤出制得复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶。
本发明对上述的复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备工艺参数没有具体限定。
在一些优选的实施方案中，所述步骤一的多元醇在-0.5MPa至-0.1MPa的真空条件和110-120℃的条件下进行脱水。
在一些优选的实施方案中，所述步骤一反应釜的温度为70-80℃。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
本实施例提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，以重量份计制备原料包括多异氰酸酯20份、多元醇50份、无机纳米粒子10份、硅油1份、扩链剂10份、发泡剂50份、偶联剂2份、有机金属催化剂1份。
所述复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将多元醇在真空度为-0.5MPa、温度为115℃的条件下脱水至水含量在0.1％以下；然后将脱水后多元醇、二异氰酸酯在反应釜混合反应3h，反应温度为75℃，制得第一组分。
步骤二：将偶联剂与纳米无机粒子分散在蒸馏水和无水乙醇体积比为1:9的溶液中，超声处理，过滤，烘干，制得经表面处理的纳米无机粒子；然后将发泡剂、无机金属催化剂、硅油、扩链剂、经表面处理的纳米无机粒子混合，超声处理，制得第二组分。
步骤三：将第一组分与第二组分混合，然后输送到膜具进行发泡，温度为35℃，固化制得聚氨酯水凝胶。
所述多异氰酸酯为PM200甲苯二异氰酸酯，所述多元醇为聚四氢呋喃二醇(润洲)、所述无机纳米粒子为纳米粘土、所述扩链剂中1,4-丁二醇与丙三醇的质量比为1:3、所述偶联剂中巯基硅烷与三(二辛基焦磷酰基)钛酸异丙酯的质量比为2：1、所述机金属催化剂为辛酸亚锡、所述发泡剂为水。
实施例2
本实施例提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，以重量份计制备原料包括多异氰酸酯20份、多元醇50份、无机纳米粒子10份、硅油1份、扩链剂10份、发泡剂50份、偶联剂2份、有机金属催化剂1份。
所述复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将多元醇在真空度为-0.5MPa、温度为115℃的条件下脱水至水含量在0.1％以下；然后将脱水后多元醇、二异氰酸酯在反应釜混合反应3h，反应温度为75℃，制得第一组分。
步骤二：将偶联剂与纳米无机粒子分散在蒸馏水和无水乙醇体积比为1:9的溶液中，超声处理，过滤，烘干，制得经表面处理的纳米无机粒子，然后将发泡剂、无机金属催化剂、硅油、扩链剂、经表面处理的纳米无机粒子混合，超声处理，制得第二组分。
步骤三：将第一组分与第二组分混合，然后输送到膜具进行发泡，温度为35℃，固化制得聚氨酯水凝胶。
所述多异氰酸酯为PM200甲苯二异氰酸酯，所述多元醇为聚四氢呋喃二醇(润洲)、所述无机纳米粒子为纳米粘土、所述扩链剂中1,4-丁二醇与丙三醇的质量比为1:3、所述偶联剂为巯基硅烷、所述机金属催化剂为辛酸亚锡、所述发泡剂为水。
实施例3
本实施例提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，以重量份计制备原料包括多异氰酸酯20份、多元醇50份、无机纳米粒子10份、硅油1份、扩链剂10份、偶联剂2份、有机金属催化剂1份。
所述复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将多元醇在真空度为-0.5MPa、温度为115℃的条件下脱水至水含量在0.1％以下；然后将脱水后多元醇、二异氰酸酯在反应釜均匀混合反应3h，反应温度为75℃，制得第一组分。
步骤二：将偶联剂与纳米无机粒子分散在蒸馏水和无水乙醇体积比为1:9的溶液中，超声处理，过滤，烘干，制得经表面处理的纳米无机粒子，然后将发泡剂、无机金属催化剂、硅油、扩链剂、经表面处理的纳米无机粒子混合，超声处理，制得第二组分。
步骤三：将第一组分与第二组分混合，然后通过挤出机直接挤出制得复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶。
所述多异氰酸酯为PM200甲苯二异氰酸酯，所述多元醇为聚四氢呋喃二醇(润洲)、所述无机纳米粒子为纳米粘土、所述扩链剂中1,4-丁二醇与丙三醇的质量比为1:3、所述偶联剂中巯基硅烷与三(二辛基焦磷酰基)钛酸异丙酯的质量比为2：1、所述机金属催化剂为辛酸亚锡。
实施例4
本实施例提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，以重量份计制备原料包括多异氰酸酯20份、多元醇50份、无机纳米粒子10份、硅油1份、扩链剂10份、发泡剂50份、偶联剂2份、有机金属催化剂1份。
所述复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
本发明还提供了一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将多元醇在真空度为-0.5MPa、温度为115℃的条件下脱水至水含量在0.1％以下；然后将脱水后多元醇、二异氰酸酯在反应釜均匀混合反应3h，反应温度为75℃，制得第一组分。
步骤二：将偶联剂与纳米无机粒子分散在蒸馏水和无水乙醇体积比为1:9的溶液中，超声处理，过滤，烘干，制得经表面处理的纳米无机粒子，然后将发泡剂、无机金属催化剂、硅油、扩链剂、经表面处理的纳米无机粒子混合，超声处理，制得第二组分。
步骤三：将第一组分与第二组分混合，然后输送到膜具进行发泡，温度为35℃，固化制得聚氨酯水凝胶。
所述多异氰酸酯为PM200甲苯二异氰酸酯，所述多元醇为聚四氢呋喃二醇(润洲)、所述无机纳米粒子为纳米粘土、所述扩链剂为1,4-丁二醇、所述偶联剂中巯基硅烷与三(二辛基焦磷酰基)钛酸异丙酯的质量比为2：1、所述机金属催化剂为辛酸亚锡、所述发泡剂为水。
实施例5
本发明提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，以重量份计制备原料包括多异氰酸酯20份、多元醇50份、硅油1份、扩链剂0.8份、发泡剂10份、偶联剂2份、有机金属催化剂1份。
所述种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将多元醇在真空度为-0.5MPa、温度为115℃的条件下脱水至水含量在0.1％以下；然后将脱水后多元醇、二异氰酸酯在反应釜均匀混合反应3h，反应温度为75℃，制得第一组分。
步骤二：将发泡剂、无机金属催化剂、硅油、扩链剂、纳米无机粒子混合，超声处理，制得第二组分。
步骤三：将第一组分与第二组分混合，然后输送到膜具进行发泡，温度为35℃，固化制得聚氨酯水凝胶
所述多异氰酸酯为PM200甲苯二异氰酸酯，所述多元醇为聚四氢呋喃二醇(润洲)、所述扩链剂中1,4-丁二醇与丙三醇的质量比为1:3、所述机金属催化剂为辛酸亚锡、所述发泡剂为水。
性能测试
申请人对上述实施例中一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶进行了评估测试。
将实施例提供的作为实验组进行下述实验。
孔隙率测试：所述孔隙率的测定是基于阿基米德原理，试验中采用水煮法测定聚氨酯水凝胶的孔隙率。首先，称量需要的试样干重，记为m0；将称量完地试样放入干净的烧杯中，往杯中注入蒸馏水，直至淹没试样；接着将烧杯置于恒温干燥箱里加热至沸腾，并保持沸腾状态2h，使蒸馏水完全渗透至聚氨酯水凝胶中的空隙内；然后停止加热使其降至室温。接着把试样快速取出放入事先准备好称重用的小吊蓝内，将其挂在天平的吊钩上，使试样继续浸没于水中，称取饱和试样在水中的悬浮重，记为m1；将饱和试样取出，用湿抹布小心地拭去饱和试样表面的水，快速称量饱和试样的质量，记为m2。通过公式算出复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的孔隙率：P＝(m2-m0)/(m2-m1)。水凝胶的孔隙率为90％及以上以A表示，水凝胶的孔隙率为70-90％即以上以B表示,水凝胶的孔隙率小于70％以C表示。
微观形貌：将实施例提供的聚氨酯水凝胶通过扫描电镜观察聚氨酯材料的微观形貌，A表示微观形貌的孔隙数量很多，分布细密广泛；B表示微观形貌的孔隙数量较少，分布不均有少数地方出现没有微孔；C表示微观形貌的孔隙数量很少，有大片的面积出现无微孔现象。
保留率测试:将实施例提供的聚氨酯水凝胶置于30℃蒸馏水中高速搅拌下10h，然后进行保留率测试。水凝胶的保留率为80-100％以A表示，水凝胶的保留率为60-80％以B表示,水凝胶的保留率小于60％以C表示。
表一性能测试结果表
| 方案 | 孔隙率％ | 微观形貌 | 保留率％ |
| 实施例1 | A | A | A |
| 实施例2 | A | B | C |
| 实施例3 | B | C | B |
| 实施例4 | B | B | C |
| 实施例5 | B | B | B |
由性能测试结果表可知本发明提供的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶孔隙率大，说明了本发明的聚氨酯水凝胶比表面积也大，微生物易附着；保留率测试结果说明本发明提供的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶力学强度和韧性好，使用寿命寿命长。通过观察图1可知，本发明实施例1提供的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶表面有大量微观孔径；通过观察图2可知，本发明实施例3提供的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，表面光滑无大量微观孔径可观测到无机填充物颗粒。结合实施例1和3的扫描电镜测试结果可知本发明提供一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝表面积大，在作为生物载体时能讯速形成高活性的生物膜，微生物容易附着，微生物细胞易在其庞大的表面上繁殖生长。结合性能测试表格可知，本发明在作为医用卫生材料韧性好强度高。即本发明可以同时满足，高孔隙率、微生物易附着、使用寿命长的要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于，由下述重量份配比的原料组份：多异氰酸酯10-30份、多元醇40-60份、无机纳米粒子0.1-20份、硅油0.1-2份、扩链剂1-20份、发泡剂0-100份、偶联剂0.1-2份、有机金属催化剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于由，所述的多异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、IPDI三聚体、HDI三聚体、TDI三聚体、MDI三聚体中的任一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于，所述的多元醇的平均分子量为800-8000g/mol。
4.根据权利要求3所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于，所述多元醇选自聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯-1,4-丁二醇酯二醇、聚乙二醇、聚己二酸蓖麻油酯多元醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于，所述无机纳米粒子选自纳米粘土、纳米云母粉、纳米分子筛、纳米硅灰石、纳米石墨、纳米二氧化硅、纳米碳纳米管、氧化锌、二氧化钛、纳米铁、纳米石墨烯、纳米氧化石墨烯、纳米四氧化三铁中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙三醇、1,4-环己二醇、间苯二酚羟基醚中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于由，所述发泡剂包括水。
8.根据权利要求1所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶，其特征在于由，所述有机金属催化剂选自二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡和有机铋催化剂中任选一种。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种复合纳米粒子的聚氨酯水凝胶的应用，其特征在于，应用于微生物培育相关领域、物理化学净化污染领域、高保水要求领域、医疗日用领域。
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