复合凝胶、涂料、涂膜、以及复合凝胶的制备方法技术

本公开一个方面的复合凝胶通过使原料组合物凝胶化而构成，所述原料组合物的主要成分包含：含羟基的有机高分子化合物；以及含羟基的无机化合物和无机氧化物中的任一者。本公开的一个方面的复合凝胶的制备方法包括：使原料组合物凝胶化的第一步骤，所述原料组合物的主要成分包含：含羟基的有机高分子化合物；以及含羟基的无机化合物和无机氧化物中的任一者；以及将由所述第一步骤制得的产物干燥后再进行碎解而由此获得复合凝胶的微粉体的第二步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合凝胶、涂料、涂膜、以及复合凝胶的制备方法相关申请的交叉引用本国际申请要求2015年7月13日在日本专利局提交的日本专利技术专利申请第2015-139876号的优先权，所述日本专利技术专利申请的全部内容通过引用而并入本文。
本公开涉及复合凝胶、涂料、涂膜、以及复合凝胶的制备方法。
技术介绍
在水中栖息的生物当中，有的生物会附着在水中结构物上从而导致产生各种损害。例如，藤壶、贻贝、水螅虫等有时会附着于船舶而生长繁衍。在该情形下，会招致船舶速度下降，从而使燃油消费率增加这样的损害。对于上述问题，施行了在船体上涂布能够抑制如上所述的生物附着的涂料的对策。作为上述涂料的有效成分，已知有氧化亚铜或硫氰酸亚铜等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开第2000-143672号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，如上所述的涂料中，涂膜中的氧化亚铜或硫氰酸亚铜会在水中溶解扩散。因此存在铜化合物污染环境的问题。此外，也难以对扩散到水中的铜资源进行回收。由此还存在消耗了有价铜资源的问题。本公开的一个方面在于，希望提供不使用铜资源而使用生物降解性高的原材料作为防止生物附着的新型有效成分，由此能够抑制环境污染的复合凝胶、涂料、涂膜、以及复合凝胶的制备方法。解决问题的技术方案本公开的一个方面的复合凝胶通过使原料组合物凝胶化而构成，所述原料组合物的主要成分包含：含羟基的有机高分子化合物；以及含羟基的无机化合物和无机氧化物中的至少一者。上述复合凝胶中，所述含羟基的有机高分子化合物可以为选自聚乙烯醇以及聚乙二醇之中的1种或2种。此外，上述复合凝胶中，所述聚乙烯醇的粘度平均聚合度可为350～3500，且皂化度可为50～100摩尔％。此外，上述复合凝胶中，所述聚乙二醇的数均分子量可为1000～25000。此外，上述复合凝胶中，所述含羟基的无机化合物可以为选自含羟基的硅化合物、氢氧化铝、氢氧化镁、以及氢氧化铁之中的1种或2种以上。此外，上述复合凝胶中，所述含羟基的硅化合物可以为二氧化硅。此外，上述复合凝胶中，所述无机氧化物可以为选自氧化铝、氧化镁、以及氧化铁之中的1种或2种以上。此外，本公开的一个方面的涂料可以是含有上述复合凝胶的涂料。此外，本公开的一个方面的涂膜是通过涂覆上述复合凝胶或含该复合凝胶的涂料而制得的涂膜。此外，本公开的一个方面的复合凝胶的制备方法包括：使原料组合物凝胶化的第一步骤，所述原料组合物的主要成分包含：含羟基的有机高分子化合物；以及含羟基的无机化合物和无机氧化物中的至少一者；以及将由所述第一步骤制得的产物干燥后再进行碎解而由此获得复合凝胶的微粉体的第二步骤。具体实施方式以下对本公开例示的实施方式进行说明。在以下说明的实施方式中，除另行记载外，均使用以下材料。作为聚乙烯醇(以下简称为PVA。)使用可乐丽株式会社制造的PVA-217。此外，也可以适当使用其他PVA，例如可乐丽株式会社制造的PVA-105、PVA-117、PVA-205、PVA-417、PVA-420H以及PVA-424H等。作为聚乙二醇(以下简称为PEG。)使用聚乙二醇6000。作为含羟基的硅化合物使用硅胶。作为硅胶，Sylysia(注册商标)(品级：350)(富士硅化学株式会社制造)。此外，也可以适当使用其他硅胶，例如，Sylysia(注册商标)(品级：430)等。聚乙烯醇也可以是未改性聚乙烯醇，在无损本公开主旨的范围内也可以是通过聚乙烯醇与乙烯基酯类单体共聚等而合成的改性聚乙烯醇。作为改性聚乙烯醇所含的乙烯基酯类单体，可列举例如：乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯等α-烯烃；丙烯酸及其盐；丙烯酰胺；N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺丙磺酸及其盐、丙烯酰胺丙基二甲胺及其盐或其季盐、N-羟甲基丙烯酰胺及其衍生物等丙烯酰胺衍生物；甲基丙烯酰胺；N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺基丙磺酸及其盐、甲基丙烯酰胺基丙基二甲胺及其盐或其季盐、N-羟甲基甲基丙烯酰胺及其衍生物等甲基丙烯酰胺衍生物；甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚、2，3-二乙酰氧基-1-乙烯基氧基丙烷等乙烯基醚类；丙烯晴、甲基丙烯晴等晴类；氯乙烯、氟乙烯等卤化乙烯类；偏二氯乙烯、偏二氟乙烯等卤化亚乙烯类；乙酸烯丙酯、2，3-二乙酰氧基-1-烯丙氧基丙烷、烯丙基氯等烯丙基化合物；顺丁烯二酸、衣康酸、反丁烯二酸等不饱和二羧酸及其盐或其酯；乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基甲硅烷基化合物；乙酸异丙烯酯等。这些源于乙烯基酯类单体的改性基团的含量优选为0.1～10摩尔％以下，更优选为0.1～8.0摩尔％以下，进一步更优选为0.1～5.0摩尔％以下。聚乙烯醇可单独使用1种，也可以并用2种以上。(1)第1实施方式[1-1.PVA与含羟基的无机物的复合化]以如下方式进行PVA与含羟基的无机物的复合化。首先配制5质量％的PVA水溶液。向20g该溶液中添加5g硅胶，以形成为糊状。使用110℃的干燥机对其进行干燥，从而制得二氧化硅/PVA复合凝胶。此外，也可以使用氢氧化铝、氢氧化镁、以及氢氧化铁来取代硅胶，并按照相同的步骤制得氢氧化铝/PVA复合凝胶、氢氧化镁/PVA复合凝胶、以及氢氧化铁/PVA复合凝胶。[1-2.复合凝胶溶解度试验]为了把握上述配制的复合凝胶在水中的稳定性，以如下方式进行了溶解度试验。量取PVA、二氧化硅/PVA复合凝胶、氢氧化镁/PVA复合凝胶、以及氢氧化铁/PVA复合凝胶各5g到150目(孔径100μm。)的不锈钢金属丝网制成的容器中，并浸渍在100ml的离子交换水中。使用磁力搅拌器对离子交换水进行搅拌，并经过了规定时间之后，对一部分上清液进行了回收。将所回收的上清液放入110℃的干燥机内，根据固体成分余量来评价从复合凝胶洗脱出的PVA量(或PVA与氢氧化物的合计量)。表1示出复合凝胶的溶解度试验结果。[表1]由表1可知，单独的PVA的洗脱率在1天后达到了80质量％，相对于此，二氧化硅/PVA复合凝胶、氢氧化镁/PVA复合凝胶、以及氢氧化铁/PVA复合凝胶的洗脱率均显示为较低的数值。特别是，二氧化硅/PVA复合凝胶的洗脱率在2质量％以下，即显示为显著较低的数值。即使在2天后，与单独的PVA相比，各复合凝胶的洗脱率仍显示为较低的数值。由此可知，通过PVA与含羟基的无机物的复合化，或PVA与氧化无机物的复合化，而能够实现PVA溶解的延迟。因此可以认为，与单独的PVA相比，能够更长时间在水中保持与PVA具有相同性质的表面。(2)第2实施方式[2-1.复合凝胶的制备方法]将5gPVA溶解到95g水中后，向该PVA水溶液中添加10g硅胶。用分散器以4000rpm搅拌10分钟，由此配制了浆料。将该浆料放入冷冻室内冻结后，再从冷冻室内取出而使其自然融解，并再次放入冷冻室内进行冻结处理。反复进行该步骤多次(例如2次以上)后，直至在室温下也维持凝胶化状态时，便完成了二氧化硅/PVA复合凝胶的制备。[2-2.生物附着防止试验]将上述二氧化硅/PVA复合凝胶在日本宫崎县日向海域的海水中浸渍1个月以及在日本冈山县玉野港的海水中浸渍3个月，并对栖息在海本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合凝胶，其特征在于，所述复合凝胶通过使原料组合物凝胶化而构成，所述原料组合物的主要成分包含：含羟基的有机高分子化合物；以及含羟基的无机化合物和无机氧化物中的至少一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.13 JP 2015-1398761.一种复合凝胶，其特征在于，所述复合凝胶通过使原料组合物凝胶化而构成，所述原料组合物的主要成分包含：含羟基的有机高分子化合物；以及含羟基的无机化合物和无机氧化物中的至少一者。2.根据权利要求1所述的复合凝胶，其特征在于，所述含羟基的有机高分子化合物为选自聚乙烯醇、以及聚乙二醇之中的1种或2种。3.根据权利要求1或2所述的复合凝胶，其特征在于，所述聚乙烯醇的粘度平均聚合度为350～3500，且皂化度为50～100摩尔％。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的复合凝胶，其特征在于，所述聚乙二醇的数均分子量为1000～25000。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的复合凝胶，其特征在于，所述含羟基的无机化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川光辉，山本伸二，黑田清，伊藤睦弘，中野义夫，亀山明夫，福原忠仁，森川圭介，
申请(专利权)人：富士硅化学株式会社，大翔绿产业株式会社，株式会社可乐丽，
类型：发明
国别省市：日本,JP