[發明專利]水凝膠形成性組合物和由其制作的高強度水凝膠

有效

• 申請號: 201680017076.2
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN107429074B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 工藤佳宏
• 申請（專利權）人: 日產化學工業株式會社
• 主分類號: C08L101/14
• 分類號: C08L101/14;C08L33/02;C08K3/34;C08K5/5317;C08J3/075
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 孫麗梅;段承恩

本發明提供僅通過在室溫下混合就能夠制作的高強度化的具有自支撐性的水凝膠及其制造方法。本發明的解決方法是具有下述特征的水凝膠形成性組合物、由該組合物制作的水凝膠、及其制造方法。所述水凝膠形成性組合物能夠形成具有自支撐性的水凝膠，其特征在于，含有具有有機酸結構、有機酸鹽結構或有機酸陰離子結構的水溶性有機高分子(A)、硅酸鹽(B)、具有式(1)(式中，R₁和R₂分別獨立地表示特定的取代基，X₁和X₂分別獨立地表示單鍵或連接基團，n表示1～5的整數)所示的二膦酸結構的化合物或其鹽(C)、以及具有或能夠產生2價以上的正電荷的化合物(D)。

技術領域

本發明涉及水凝膠，更詳細而言，涉及水凝膠形成性組合物和使用其得到的高強度化的具有自支撐性的水凝膠。

背景技術

關于水凝膠，從由于水是主成分因此生物適應性高、是對環境的負荷低的軟材料素材這樣的觀點出發，近年來受到關注。

作為具有自支撐性的高強度化的水凝膠，報告了通過在均勻分散于水中的層狀粘土礦物的共存下，進行(甲基)丙烯酰胺衍生物的聚合反應而獲得的有機無機復合水凝膠(專利文獻1)。此外，作為類似的報告例，還已知具有在聚(甲基)丙烯酰胺中含有一部分羧酸鹽或羧基陰離子結構的基團的高分子和粘土礦物的有機無機復合水凝膠(專利文獻2)。在這些報告例中，通過在層狀粘土礦物的水分散液中使單體聚合，從而生成的高分子與該粘土礦物形成三維網狀結構，成為有機無機復合水凝膠。

然而，在這些有機無機復合水凝膠中，擔憂毒性的未反應的單體、聚合引發劑等試劑可能殘存于凝膠中。此外，非化學制造業者制造有機無機復合水凝膠是困難的，進而，由于在化學反應后成為水凝膠，因此將凝膠成型為任意形狀也是困難的。

此外，作為通過在室溫下進行混合而能夠制造的具有自支撐性的有機無機復合水凝膠，已知含有末端具有聚陽離子性官能團的樹狀高分子(dendrimer)化合物和層狀粘土礦物的水凝膠(專利文獻3)。在該例子中，該樹狀高分子通過多階段的合成反應而被制造，因此存在制造成本變得昂貴這樣的課題。

此外，還報告了僅通過將電解質高分子、粘土粒子和分散劑攪拌并混合就能夠制作的有機無機復合水凝膠(專利文獻4)。關于該有機無機復合水凝膠，均勻地分散于電解質高分子中的粘土粒子交聯并形成凝膠結構。然而，如果增加為了使凝膠高強度化的各成分的濃度，水凝膠形成性組合物的粘度變高，而且，增加了各成分濃度的水凝膠形成性組合物在混合并使其凝膠化時，其粘度進一步變高。因此，對于專利文獻4公開的有機無機復合水凝膠而言，如果增加為了使凝膠高強度化的各成分的濃度，則有時水凝膠的制作變得非常困難。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-053629號公報

專利文獻2：日本特開2009-270048號公報

專利文獻3：國際公開第2011/001657號小冊子

專利文獻4：日本特開2014-077111號公報

發明內容

發明所要解決的課題

如上所述，期望提供使用工業上容易獲得的原料，僅通過在室溫下混合就能夠制作的、高強度化的具有自支撐性的水凝膠。

因此，本發明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供，僅通過在室溫下混合就能夠制作的、彈性模量、斷裂應力等強度顯著提高的、具有自支撐性的水凝膠。此外，其目的在于提供，使用工業上容易獲得的原料而能夠制造該水凝膠的方法。

用于解決課題的方法