[发明专利]亲水性橡胶材料以及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有高吸水能力的亲水性橡胶材料和亲水性弹性体材料，尤其是亲水性有机硅系橡胶材料。本发明还涉及片状、适于施用于基材上的涂层、泡沫或纤维形式的吸水性橡胶状或弹性体聚合物材料。

背景技术

生产有机硅橡胶主要的工业方法是：

-含乙烯基的有机硅预聚物的过氧化物交联；

-锡盐催化剂诱导的含硅烷醇的有机硅预聚物的交联，和

-铂盐诱导的含乙烯基和SiH的有机硅预聚物的交联。

前两种方法不能得到医用级有机硅橡胶，因为少量的交联化学物质和反应产物仍然存在于橡胶中。这些残留物对于非医疗应用来说没有问题。第三种方法，铂盐催化的交联，是获得医用级有机硅橡胶优选的方法。

亲水性有机硅材料的分子设计与合成是一个相对未开发的领域。然而一些亲水性有机硅材料被现有技术公开。例如，专利申请US2002/0160139中公开了一种包括共价键合到表面改性化合物表面的表面改性的聚合物。聚合物和表面改性化合物之间的共价键的形成是通过存在于聚合物中的固有官能团与所述表面改性化合物的官能团的反应实现的。通过使用具有固有官能团的聚合物，避免了的表面活化步骤。因此，该材料具有亲水性表面，而材料大部分仍然是疏水性的。因此，所述材料不允许通过所述材料摄取水分且湿气因此不能有效地除去。

WO2010/095105公开了用于微流体系统中的橡胶材料，其包含极性侧基，而每个侧基与所述橡胶材料的聚合物链通过含有至少6个原子的连接物连接。所述的极性侧基可以是离子型侧基如-SO3-。例如，该材料可以是用15-20重量％的烯烃C₁₄-C₁₆磺酸钠改性的有机硅橡胶。所述有机硅橡胶可具有1000至10000的Si-O单元的链长，以及所述改性的有机硅橡胶可通过将ω-烯基磺酸自由基加成到存在于聚硅氧烷链的硅氧烷单元上制备。

更通常地，许多市售聚合物为非皮肤友好的，因为它们不能从皮肤吸收水分或汗液。

向这些聚合物中引入α-烯烃磺酸盐表面活性剂可以提供具有增加的亲水性特征的共聚物，其可以用来增加生物相容性和保持水的能力。为了制备接触皮肤的产品，这特别相关于生物相容的聚合物，例如但不限于有机硅、聚丁二烯、含有聚丁二烯的聚合物、聚丁二烯-聚环氧乙烷共聚物、聚（甲基）丙烯酸酯和异丁烯-乙二醇共聚物。

然而，α-烯烃磺酸盐表面活性剂虽然具有乙烯基官能团，但是不容易与市售聚合物如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯（PS）、聚乙腈（PAN）、聚硅氧烷、聚（甲基）丙烯酸酯、聚丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）和苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）的单体混合。这种不相容性可能是由于沸点的差异，使得这些非挥发性的表面活性剂几乎不可能在气相聚合中使用。即使在液相聚合反应的条件下，也难以将含有磺酸盐的亲水性表面活性剂与疏水性单体或预聚合物混合。只有在特殊情况下如氯乙烯在水中的悬浮聚合，可以将亲水性的表面活性剂溶解于部分反应混合物（水）中，从而掺入到主要聚合物中。然而聚氯乙烯不被视为皮肤相容的聚合物。

在上面提到的现有技术中，仍然需要具有亲水性质的材料用作湿气控制的助剂，特别是用于制备具有湿气控制性能的产品，例如但不限于接触皮肤的产品或接触粘膜的产品。

为了制备用α-烯烃磺酸盐表面活性剂改性的橡胶材料，在本领域中需要促进传统的液相聚合的条件下所述α-烯烃磺酸盐表面活性剂与疏水性有机单体或预聚合物的混溶性。

在本领域中还需要方便地制备具有亲水性质的橡胶状或弹性体聚合物材料，用于期望高吸水性的非医疗应用。例如，对于有机硅橡胶，生产具有亲水性质的有机硅橡胶不应限定于在上文提到的铂盐催化的交联方法。

发明内容

本发明实施方式的一个主要目的是提供一种亲水性聚合物材料，例如亲水性的橡胶或弹性体材料，具有改善的水分吸收性能，如亲水性有机硅橡胶材料，当在室温下浸泡在去离子水中足够的时间例如5天或更长达到饱和后，所述材料能够吸收大于5重量％的水、优选大于10重量％的水、更优选大于20重量％的水、最优选大于40重量％的水且至多500重量％、或至多200重量％、或250重量％、或至多120重量％的水。所述的吸水橡胶状或弹性体聚合物材料，特别是亲水性有机硅橡胶材料，可以为片状、适合应用于基材上的涂层、泡沫或纤维形式、或适于包含在希望显著吸水特性的医疗或非医疗设备中的任何其它形式。