包含涂覆的水溶胀性聚合物的水溶胀性材料制造技术

本发明专利技术涉及一种包含涂覆有包含相分离弹性材料的涂料的水溶胀性聚合物的水溶胀性材料，其允许水溶胀性聚合物溶胀而不会破坏涂层。本发明专利技术还涉及一种使用相分离弹性材料制备特定涂覆的水溶胀性聚合物的方法，以及通过该方法得到的材料。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包含涂覆有包含相分离弹性材料的涂料的水溶胀性聚合物的水溶胀性材料，其允许水溶胀性聚合物溶胀而不会破坏涂层。本专利技术还涉及一种使用相分离弹性材料制备特定涂覆的水溶胀性聚合物的方法，以及通过该方法得到的材料。
技术介绍
一次性吸收制品(例如尿布)的重要组分为包含水溶胀性聚合物的吸收芯结构体，水溶胀性聚合物通常为形成水凝胶的水溶胀性聚合物，还称为吸收性凝胶材料、AGM或超吸收性聚合物或SAP。该聚合物材料保证了大量体液如尿可以在吸收制品的使用过程中被其吸收并锁住，由此提供了较低的再湿性和良好的皮肤干燥。特别有用的水溶胀性聚合物或SAP通常通过在较少量的二或多官能单体的存在下初步聚合不饱和羧酸或其衍生物如丙烯酸、丙烯酸的碱金属(例如钠和/或钾)盐或铵盐、丙烯酸烷基酯等而制备，所述二或多官能单体例如为N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯或三烯丙基胺。二或多官能单体材料用来使聚合物链轻微交联，从而使其不溶于水却能水溶胀。这些轻微交联的吸收性聚合物包含多个连接于聚合物骨架上的羧酸酯基团。通常认为，中和的羧酸酯基团通过交联聚合物网格产生吸收体液的渗透驱动力。此外，聚合物颗粒通常被处理以在外表面形成表面交联层，以改进尤其是其在婴儿尿布中的性能。可在吸收元件和吸收制品如一次性尿布中用作吸收剂的水溶胀(形成水凝胶)性聚合物需要具有足够高的吸收能力以及足够高的凝胶强度。吸收能力应当足够高，以在吸收制品的使用期间使吸收性聚合物吸收显著量的含水体液。与凝胶的其它性能一起，凝胶强度涉及溶胀的聚合物颗粒在外加应力下防止变形的趋势。在吸收元件或吸收制品中需要凝胶强度足够高，以使颗粒不会变形和将毛细空隙空间填充到导致所谓凝胶结块的无法接受的程度。凝胶结块抑制了液体吸收或液体分布速率，即，一旦出现凝胶结块，则可能基本上阻止了液体向吸收制品较干区域或部位的分布，并可能在水溶胀性聚合物颗粒完全饱和之前或在液体可分散到或通过毛细作用通过“结块”颗粒进入到吸收制品的其余部分之前从吸收制品中泄漏。因而重要的是，水溶胀性聚合物(当掺入吸收结构体或制品时)保持高的湿多孔性并具有高耐变形性，由此获得液体输送通过溶胀的凝胶床的高渗透性。具有较高渗透性的吸收性聚合物可通过增加内部交联或表面交联程度而得到，其增加了溶胀凝胶对由外部压力如穿戴者所产生的压力的耐变形性，然而这通常也降低了凝胶的吸收性能。本专利技术人已经发现，表面交联的水溶胀性聚合物颗粒通常被表面交联“壳”限制，并且不能充分吸收和溶胀，和/或壳不足够牢固从而不能经受溶胀应力或在负荷下产生的应力。本专利技术人已经发现，本领域所用的水溶胀性聚合物的涂层或外壳(包括表面交联的“涂层”)在聚合物显著溶胀时破裂，或者在已经处于溶胀状态一段时间后“涂层”碎裂。本专利技术人还发现，作为其结果，本领域已知的涂覆的和/或表面交联的水溶胀性聚合物或超吸收性材料在使用时显著变形，由此导致湿态下的凝胶床孔隙率和渗透性较低。本专利技术人已经发现，这可能有损于该类聚合物材料的最佳吸收性、液体分布或储存性能。因此本专利技术人已经发现，需要的是包含涂覆的水溶胀性聚合物的水溶胀性材料，所属涂覆的水溶胀性聚合物具有可在湿态下产生力，且在通常使用条件下聚合物在体液中溶胀时不会断裂的涂层。在该专利技术上下文中，本专利技术人已经发现，作为体液如尿的良好代表，可使用0.9重量％氯化钠水溶液(盐水)(也称为“0.9％盐水”)。因此，本专利技术人已经发现，需要具有其中当材料在0.9％盐水中溶胀时涂层基本上不断裂的涂覆的水溶胀性材料。本专利技术人已经发现，有利的是使用特定的弹性材料涂覆水溶胀性材料。然而本专利技术人已经发现，并不是所有的弹性材料都在每种应用中适于用作涂料，这是因为某些材料在干燥状态下具有良好的伸长，但在湿态下不具有。本专利技术人已经发现，为了提供上述性能和优点，弹性材料应是相分离的，且通常其应当具有至少两个不同的玻璃化转变温度，例如其通常具有至少一个具有第一玻璃化转变温度Tg1的第一软相，和至少一个具有第二玻璃化转变温度Tg2的第二硬组分。本专利技术人已经发现，当水凝胶聚合物的内芯溶胀时，该具有相分离弹性聚合物的特定涂层伸展且基本上保持完整，即没有破裂。据信，这是由于弹性材料的粘性和相分离材料的高断裂伸长。本专利技术人还发现，有利的是水溶胀性聚合物周围的涂层是透气的(如本文以下所定义)，并且由涂料形成的涂层也是透气的。本专利技术人进一步发现，为了在湿态下赋予高的伸长，施加和/或随后处理涂料的方法通常很重要。专利技术概述在第一实施方案中，本专利技术提供了一种包含涂有涂料的水溶胀性聚合物的水溶胀性材料，所述涂料包含具有至少一个具有第一玻璃化转变温度Tg1的第一相和至少一个具有第二玻璃化转变温度Tg2的第二相的相分离弹性材料，优选Tg1和Tg2之差为至少30℃。本专利技术还提供了制备包含涂覆的水溶胀性聚合物颗粒的水溶胀性材料的方法，以及由此得到的材料，所述方法包括以下步骤a)得到水溶胀性聚合物颗粒；b)在步骤a)的同时或之后，向至少部分所述水溶胀性聚合物颗粒上施加涂料，得到涂覆的水溶胀性聚合物颗粒；和任选的步骤c)将步骤b)中得到的涂覆的水溶胀性聚合物颗粒退火，其中步骤b)的所述涂料包含弹性相分离材料，其具有至少一个具有第一玻璃化转变温度Tg1的第一相和至少一个具有第二玻璃化转变温度Tg2的第二相，优选Tg1和Tg2之差为至少30℃。通常，弹性相分离材料具有低于室温的Tg1，例如低于25℃，但是本文优选的Tg1低于20℃，或甚至低于0℃，并且Tg2优选高于室温，优选高于50℃，或甚至高于60℃。弹性材料优选为重均分子量为至少50kDa，优选至少70kDa的相分离嵌段共聚物材料，所述重均分子量可通过本领域已知的凝胶渗透色谱法使用多角激光光散射检测器确定。涂料和/或所述弹性材料优选具有湿伸展性并具有至少400％的湿断裂伸长(通过本文所述的方法测定)，并且在湿态下具有至少1MPa、甚至至少5MPa的断裂拉伸应力，并且其优选在湿态下，具有至少0.25MPa，优选至少0.50MPa，更优选至少约0.75MPa，或甚至至少约2MPa，最优选至少3MPa的在400％伸长下的湿割线弹性模量。优选地，涂料和/或湿伸展性弹性材料(制成薄膜，如下文测试方法所述)在干燥状态下，具有在400％伸长下的干割线模量(SM干400％)，和在400％伸长下的湿割线模量(SM湿400％)，其中SM湿400％与SM干400％之比为1.4-0.6。由涂料形成的涂层优选透气，对本专利技术而言，这意味着其薄膜(如描述于下文所述MVTR测试方法中)优选具有至少800g/m2/天，优选至少1200g/m2/天，甚至至少1500g/m2/天，优选至少2100g/m2/天的湿气透过率。如本文所述，退火步骤通常在比最高Tg高至少20℃的温度下进行。若涂料或相分离材料具有Tm，则薄膜(如上所述制备并根据以下方法测试)的所述退火在高于(最高)Tg且比Tm低至少20℃，比(最高)Tg高(约)20℃的温度下进行。例如Tm为135℃并且(硬链段的)最高Tg为100℃的湿伸长性材料将在115℃退火。专利技术详述水溶胀性材料本专利技术水溶胀性材料通过吸收水在水中溶胀，从而形成凝胶。其还可吸收其它液体并溶胀。因此当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含涂覆有含有弹性材料的涂料的水溶胀性聚合物的水溶胀性材料，所述弹性材料相分离且具有至少一个具有第一玻璃化转变温度Ｔｇ↓［１］的第一相和至少一个具有第二玻璃化转变温度Ｔｇ↓［２］的第二相，Ｔｇ↓［１］和Ｔｇ↓［２］之差优选为至少３０℃。

【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：RD福萨姆，M施密特，A迈尔，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]