[发明专利]含有无机添加剂的水可溶胀杂化材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的水可溶胀杂化材料，其包含固有交联的聚合物基体和结合在其内的无机固体颗粒，并具有相当于在1小时吸收杂化材料固有重量至少7.5倍水的与时间相关的溶胀行为，以及其用途。本发明也涉及一种生产水可溶胀杂化材料的方法，其包括提供含有至少一种可聚合组分和至少一种合适的溶剂的反应混合物，其中所述反应混合物的pH小于7；将无机固体颗粒和至少一种交联剂混入所述反应混合物中；引发和控制该聚合反应，使得得到包括固有交联的聚合物基体和结合在其内的无机固体颗粒的海绵状水可溶胀的杂化材料，相对于反应混合物的体积其体积增加。

背景技术

已经记载过吸收水或含水液体以形成水凝胶的丙烯酸酯聚合物(共聚物)。这些通常通过如美国专利4,286,082、德国专利DE 27 06135、美国专利4,340,706和德国专利DE 28 40 010中所述的反相悬浮聚合或乳液聚合来制备。以这种方式得到的聚合产物也称作超吸水剂，通常用于个人卫生和公共卫生领域。但是，也有人建议将生产用于个人卫生领域的形成水凝胶的聚合物产物用作植物领域，例如德国专利申请DE 101 14 169.6或国际专利申请WO 03/000621中描述的蓄水装置。

在例如国际专利WO 03/000621描述的这些材料的情况下，已经发现，由于其多价金属离子含量，含有火山喷出物质的超吸水剂在生产和应用方面遵从自己的定律，其中金属离子可以作为螯合剂。尤其发现生产过程以及所用的粉状矿物对该国际专利申请中描述的产物的溶胀行为具有显著影响。例如，已经发现，当从基础聚合混合物中生产这些常规材料时，得到需要相对较长的时间有时为24小时或更长时间来完全溶胀的颗粒。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种不再需要如此长的溶胀时间的产品。

而且，一个目的是使得可获得一种提供植物所需的矿物和营养补给的水可溶胀的杂化材料，例如其处于含有道渣的交联聚合物基体的形式，使得所述杂化材料的蓄水能力和/或可溶胀性不受损害。

此外，另一个目的是使得可获得生产用于多种用途的含有矿物和无机固体的杂化材料的方法，其得到基本上没有单体残余的产物。

本发明目的的解决方案通过独立产品权利要求、方法权利要求和用途权利要求的主题提供。有利的实施方案提供在各从属权利要求中。

附图说明

图1显示了根据本发明权利要求1的示例性杂化材料的海绵状结构，其中图1A显示了具有用于尺寸比较的针的干材料，图1B显示了处于溶胀的水饱和状态的相同材料。

图2显示了与根据实施例1的杂化材料(上面的曲线，正方形)相比，根据实施例4的材料(底部的曲线，三角形)的溶胀行为。

图3显示了在没有添加本发明杂化材料的植物基质(左边的盆)和含有杂化材料的植物基质(右边的盆)的对比中每三天浇57毫升水的草生长的不同高度，图3B显示了图3A照片的放大详图。

图4显示了在没有添加本发明杂化材料的植物基质(左边的盆)和含有杂化材料的植物基质(右边的盆)对比中每六天浇57毫升水的草生长的不同高度，图4B显示了图4A照片的放大详图。

具体实施方式

为了实现上述目标和其它目标，本发明提供了一种包含固有交联的聚合物基体和结合在其内的无机固体颗粒的新型水可溶胀杂化材料，所述杂化材料具有特别的性能，尤其是关于其溶胀行为。不限于特定理论，目前假定该杂化材料的新性能可能归因于其生产方法。

根据本发明的一个示例性实施方案，提供了一种水可溶胀的杂化材料及其生产方法，所述杂化材料包含固有交联的聚合物基体和结合在其内的无机固体颗粒，从而该杂化材料在接触例如水等含水液体时迅速溶胀，在该过程中吸收水，并在最早可能的时间点达到其最大的吸收容量。