具有快速吸收性质的超吸收性聚合物和其生产方法技术

技术编号:12980600 阅读:54 留言:0更新日期:2016-03-04 02:01
本发明专利技术涉及用于生产吸水性聚合物的方法,其包括如下方法步骤:(i)混合(α1)0.1重量%至99.999重量%、优选20重量%至98.99重量%且更优选30重量%至98.95重量%的含有酸基的可聚合的烯键式不饱和单体、或其盐、或含有质子化氮或季铵化氮的可聚合的烯键式不饱和单体、或其混合物,特别优选至少包含含有酸基的烯键式不饱和单体的混合物、优选含丙烯酸,(α2)0重量%至70重量%、优选1重量%至60重量%且更优选1重量%至40重量%可与(α1)共聚的聚合的烯键式不饱和单体,(α3)0.001重量%至10重量%、优选0.01重量%至7重量%且更优选0.05重量%至5重量%一种或多种交联剂,(α4)0重量%至30重量%、优选1重量%至20重量%且更优选5重量%至10重量%水溶性聚合物,和(α5)0重量%至20重量%、优选0.01重量%至7重量%且更优选0.05重量%至5重量%一种或多种助剂,其中(α1)到(α5)的重量总和是100重量%,(ii)进行具有交联的自由基聚合以形成水不溶性的、水性未处理的水凝胶聚合物,(iii)干燥所述水凝胶聚合物,(iv)研磨和筛分所述水凝胶聚合物到一定尺寸,(v)表面后交联所述研磨和筛分的水凝胶聚合物和(vi)干燥和修整所述吸水性聚合物,其中在添加引发剂和开始自由基聚合之前,将所述水性单体溶液与基于所述吸水性聚合物0.01重量%至5重量%、优选0.02重量%至2重量%且更优选0.07重量%至1重量%至少一种源自非离子型不饱和聚醚共聚物的组的表面活性剂和任选存在的0.01重量%至5重量%、优选0.02重量%至2重量%且更优选0.07重量%至1重量%具有10μm到900μm的粒径的发泡剂混合;用于生产水凝胶聚合物的方法;所述方法的产品;和其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本专利技术涉及。 尿布构造的当前趋势是生产具有降低的纤维素纤维含量和增加的超吸收物含量 的甚至更薄的构造。更薄的构造的优点不仅展现在改善的穿戴舒适性方面,而且还展现在 降低的包装和储存成本方面。随着尿布构造日益变薄的趋势,对超吸收体的要求特征已显 著地变化。至关重要的是现在水凝胶要能够引导和分布液体。由于卫生制品的较高负荷 (每单位面积的超吸收体的量),因此处于溶胀状态的聚合物不可形成用于后续液体的阻 挡层(凝胶阻隔)。如果产品具有良好的传输性质,则可以确保总体卫生制品的最佳利用。 除了超吸收体(SAP)的渗透率(以所谓的"盐水流动传导率-SFC"的形式报告) 和压缩应力下的吸收能力以外,特别是超吸收性粒子的吸收速率(以每克超吸收体每秒吸 收的液体量报告)也是关键准则,其使得能够实现关于以下的陈述:包含大浓度的该超吸 收体且仅具有低的绒毛含量的吸收芯核是否能够在其与液体首次接触时就快速吸收它们 (称为"获取")。在具有高超吸收体含量的吸收芯核的情况下,在其它因素中,该"获取" 取决于超吸收性材料的吸收速率。 从现有技术来看,存在各种已知的被认为使得能够增加超吸收性粒子的吸收速率 的财产权。W096/17884A1公开了一种吸水性树脂,在单体溶液中使用了用于该吸水性树脂 的粒子直径1 μ m到100 μ m的固体发泡剂。原则上,优选有机偶氮化合物并且这里特别优 选含有氨基的偶氮化合物的丙烯酸盐。还可以任选地使用纯的碳酸盐、氮化铵或其混合物。 这里的缺点是偶氮化合物和小固体粒子的碱性分散体在单体溶液中的快速转化。 在分散体达到胶凝点之前,在不分离粒子和单体溶液的情况下,较大的粒子不能良好地分 散于分散体中。 这里在使用从现有技术已知的超吸收体的情况下的具有缺点是,因为SAP吸收液 体过慢和/或其具有不适合的液体输送而发生渗漏的问题。 特别是尿布构造的当前趋势是生产具有降低的纤维素纤维含量和增加的超 吸收物含量的甚至更薄的吸收芯核。更薄的构造的优点不仅展现在改善的穿戴舒适 性方面,而且还展现在降低的包装和储存成本方面。最新一代的吸收芯核,例如描述 在 W0-A-2008/155722、W0-A-2008/155711、W0-A-2008/155710、W0-A-2008/155702、 W0-A-2008/155701、W0-A-2008/155699、EP-A-I 225 857、WO-A-O I/15647、 W0-A-2011/120504、DE-A-10 2009 049 450、W0-A-2008/117109、W0-A-97/11659、 EP-A-O 826 349、W0-A-98/37846、W0-A-95/11653、W0-A-95/11651、W0-A-95/11652、 TO-A-95/11654、W0-A-2004/071363或W0-A-01/89439中的都基本上不含纤维素(这是相 应的尿布也被称为"无绒毛尿布"的原因)。超吸收性粒子的固定在含纤维素的吸收芯核 中通过纤维素纤维实现,而其在这最新一代的吸收芯核中则可以通过例如借助于热塑性纤 维将超吸收性粒子固定在衬底表面上来实现。 随着尿布构造日益变薄的趋势以及对纤维素纤维的暂时液体储存和引导功能的 省略,对超吸收体的要求特征已显著变化。一个至关重要的因素是现在所述水凝胶应能够 在排尿时直接防止尿液渗漏。这通过超吸收体/水凝胶的以下性质来实现:在溶胀期间有 效地吸收液体并且将其分布在凝胶层中,同时将尿布中未结合的尿的量最小化。由于良好 的传输性质,因此有利的超吸收体还得到总体卫生制品的最佳利用。 US 5, 154, 713公开了借助于碳酸盐发泡剂在单体溶液中制备的吸水性聚合物。这 里在实际聚合之前很久将碳酸盐粒子引入到单体溶液中,并且在碳酸盐发泡剂分散之后5 到15分钟再添加引发剂,因此未能确保这些碳酸盐粒子的均匀分布,且可能再次排出并非 小部分的碳酸盐。EP 0 644 207公开了同样在单体溶液中与有机碳酸盐发泡剂混合的超吸 收性聚合物。这里的缺点是使用了胺化合物,且还有残留于超吸收体中的有机碳酸盐的消 除产物。 WO 2010/095427公开了其中气体分散于单体溶液中的吸水性聚合物。该气体是氮 气、氩气、氦气、二氧化碳等,其意在确保更多孔的结构。意图是借助于聚氧乙烯-(20)脱水 山梨糖醇单硬脂酸酯维持单体溶液中的这些微泡直到聚合开始。这里的缺点是表面活性剂 可能再次从最终产物中被洗出并且不利地影响性能。 -个重要的因素是现在的水凝胶应能够在排尿时直接防止尿液渗漏。这通过超吸 收体/水凝胶的以下性质来实现:在溶胀期间有效地吸收液体并且将其分布在凝胶层中, 同时将尿布中未结合的尿液的量最小化。由于良好的传输性质,有利的超吸收体还得到总 体卫生制品的最佳利用。 术语〃再润湿〃通常理解为意指超吸收体或包含超吸收体的复合物在压缩应力下 将液体释放到吸收性层片(Ply)中的性质。术语"吸收性层片"被理解为意指例如纸、滤 纸、胶原、海绵、泡沫等。EP1858998B1公开了超吸收性泡沫,其中单体溶液仅在12巴的升高 的压力下通过添加二氧化碳和表面活性剂来产生泡沫。 然而,至今从现有技术已知的超吸收体仅具有用于上述新一代不含纤维素的尿布 构造中的不够好的适用性。 概括地说,本专利技术的目的是克服由现有技术产生的缺点。 更具体地,本专利技术的一个目的是提供用于生产吸水性聚合物的方法,所述吸水性 聚合物具有改善的溶胀速率和更快的液体吸收,而同时维持总体质量且更具体地高渗透 率。 又一目的是以经济简单的方式进行所述方法,意在将有机添加剂的使用最小化, 且还在于提供环境压力下的操作模式。 本专利技术的特别的目的是提供一种方法,通过该方法可以生产吸水性聚合物,并且 可以确保特别高的溶胀速率。 另外,本专利技术的又一目的是提供一种方法,通过该方法可以生产吸水性聚合物,所 述吸水性聚合物可确保例如薄尿布中的快速且主动的液体输送,使得能够确保快速吸收和 良好分布,即对应的毛细管作用。 具体地说,本专利技术的又一目的是详细说明吸水性聚合物、包含此类吸水性聚合物 的复合物以及包含此类吸水性聚合物或复合物的化学产品,所述吸水性聚合物对水溶液具 有增加的吸收能力。 这些目的通过形成类别的权利要求(category-forming claim)的主题实现。在 每种情况下可以单个地或组合进行的有利配置和改进形成了从属权利要求的主题。 对实现最初叙述的目的的贡献通过用于生产吸水性聚合物的方法做出,所述方法 包括如下方法步骤: ⑴混合以下组分: ( α 1) 〇· 1重量%至99. 999重量%、优选20重量%至98. 99重量%且更优选30重 量%至98. 95重量%的含有酸基的可聚合的烯键式不饱和单体、或其盐、或包含质子化氮 或季铵化氮的可聚合的烯键式不饱和单体、或其混合物,特别优选至少包含含有酸基的烯 键式不饱和单体、优选丙烯酸的混合物, (α 2)0重量%至70重量%、优选1重量%至60重量%且更优选1重量%至40重 量%的可与(α 1)共聚的可聚合的烯键式不饱和单体, (a 3)0. 001重量%至10重量%、优选0· 01重量%至7重量%且更优选0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产吸水性聚合物组合物的方法,其包括如下方法步骤:(i)混合以下组分:(α1)0.1重量%至99.999重量%、优选20重量%至98.99重量%且更优选30重量%至98.95重量%的含有酸基的可聚合的烯键式不饱和单体、或其盐、或包含质子化氮或季铵化氮的可聚合的烯键式不饱和单体、或其混合物,特别优选至少包含含有酸基的烯键式不饱和单体的混合物,优选丙烯酸,(α2)0重量%至70重量%、优选1重量%至60重量%且更优选1重量%至40重量%可与(α1)共聚的可聚合的烯键式不饱和单体,(α3)0.001重量%至10重量%、优选0.01重量%至7重量%且更优选0.05重量%至5重量%的一种或多种交联剂,(α4)0重量%至30重量%、优选1重量%至20重量%且更优选5重量%至10重量%的水溶性聚合物,和(α5)0重量%至20重量%、优选0.01重量%至7重量%且更优选0.05重量%至5重量%的一种或多种助剂,其中(α1)到(α5)的重量总和是100重量%,(ii)进行具有交联的自由基聚合,以形成水不溶性的水性未处理的水凝胶聚合物,(iii)干燥所述水凝胶聚合物,(iv)研磨和筛分所述水凝胶聚合物至一定尺寸,(v)表面后交联经研磨和筛分的水凝胶聚合物,以及(vi)干燥和修整所述吸水性聚合物,其中在添加引发剂和开始自由基聚合之前,将水性单体溶液与基于所述吸水性聚合物0.01重量%至5重量%、优选0.02重量%至2重量%且更优选0.07重量%至1重量%的至少一种来自非离子型不饱和聚醚共聚物的表面活性剂和任选存在的0.01重量%至5重量%、优选0.02重量%至2重量%且更优选0.07重量%至1重量%的粒度10μm至900μm的发泡剂混合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:L·瓦特布莱A·米亚斯尼科娃M·亨
申请(专利权)人:赢创德固赛有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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