[发明专利]水凝胶、其用途及其制造方法

说明书

一种水凝胶，其是由水和聚乙烯基磺酸系聚合物、以及含有它们的高分子基质构成的水凝胶，前述高分子基质包含具有1个烯属不饱和基团的单官能性单体与具有2～6个烯属不饱和基团的多官能性单体形成的共聚物，前述共聚物具有键合于其主链的亲水性基团，在前述水凝胶100质量份中，包含2～80质量份的前述高分子基质，在前述共聚物100质量份中，以0.1～5质量份的比例包含源自前述多官能性单体的聚合物，相对于前述高分子基质100质量份，包含0.1～150质量份的前述聚乙烯基磺酸系聚合物，前述聚乙烯基磺酸系聚合物具有200000～3000000的重均分子量。

技术领域

本发明涉及水凝胶、其用途及其制造方法。本发明的水凝胶可适合地用于碱性二次电池、阴极保护工序的回填料(backfill)、再碱化用部件、脱盐用部件等要求强度、耐碱性的用途。

背景技术

碱性二次电池在移动电话、笔记本电脑等的移动电池、电动汽车、混合动力汽车的电池、进而太阳能发电、风力发电等的可再生能源用蓄电池等领域中广泛使用。

碱性二次电池的电解质使用了氢氧化钠、氢氧化钾等强碱，为了确保安全性而呈现防止漏液的构成。此外，关于碱性二次电池用的分隔件，为了实现高导电性而寻求高含水率，为了防止使用时的电解液干燥而寻求保水性。

出于这种背景，在碱性二次电池的领域中，为了保持导电性且防止漏液、干燥，并赋予含水率而进行将电解质凝胶化并加以应用的研究。例如，作为高分子水凝胶电解质，日本特开2005-322635号公报(专利文献1)公开了在包含聚乙烯醇和阴离子性交联共聚物的聚合物组合物中含有碱金属氢氧化物(alkali hydroxide)而成的碱性电池用高分子水凝胶电解质。进而，国际公开WO2017-51734号(专利文献2)公开了一种水凝胶，其通过形成在共聚物中贯穿有聚乙烯醇系聚合物的半互穿网络(S-IPN：Semi-InterpenetratingPolymer Network)结构，从而即使在含水率高的状态下也具有优异的机械强度，能以自支撑膜的形态使用，所述共聚物通过将作为强度增强材料的聚乙烯醇系聚合物添加至水凝胶前体中并进行聚合而具有交联网络结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-322635号公报

专利文献2：国际公开WO2017-51734号

发明内容

发明要解决的问题

碱性二次电池在室外长时间使用时、充电时有时会发热，因此，对电池用材料要求高温环境下的碱耐性。

但是，专利文献1所述的水凝胶的交联度低且凝胶间的相互作用小，因此，存在在高温碱条件下的强度低这样的课题。

此外，专利文献2所述的水凝胶在常温碱条件下因作为强度增强材料的聚乙烯醇系聚合物通过盐析效果而呈现收缩状态从而显示高机械强度，但存在在高温碱条件下因主链的分解而有可能发生强度劣化的课题。

因此，任一专利文献所述的水凝胶均存在改善的余地。

用于解决问题的方案

由此，根据本发明，提供一种水凝胶，其是由水和聚乙烯基磺酸系聚合物、以及含有它们的高分子基质构成的水凝胶，

前述高分子基质包含具有1个烯属不饱和基团的单官能性单体与具有2～6个烯属不饱和基团的多官能性单体形成的共聚物，

前述共聚物具有键合于其主链的亲水性基团，

在前述水凝胶100质量份中，包含2～80质量份的前述高分子基质，

在前述共聚物100质量份中，以0.1～5质量份的比例包含源自前述多官能性单体的聚合物，