颜色稳定的超吸收性聚合物组合物制造技术

公开了具有长期颜色稳定性的颜色稳定的超吸收性聚合物和该聚合物的制备方法。所述颜色稳定的超吸收性聚合物是在基本上没有过硫酸盐存在下准备的，并进行低剂量的紫外辐射。所得超吸收性聚合物在延长的储存期间耐变色，甚至在升高的温度和湿度下也是如此。（*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】
本专利技术涉及具有长期稳定性的超吸收性聚合物(SAP)和制备该颜色稳定的SAP的方法。更具体而言，本专利技术涉及使用包含基本上不含过硫酸盐的聚合引发剂的单体混合物并将所得到的SAP水凝胶进行低剂量紫外辐射来制备颜色稳定的SAP的方法。所述颜色稳定的SAP可以引入到诸如绷带、尿布、卫生巾之类的制品以及其它吸收性产品中，其中所述SAP在延长的储存期间、甚至在较高的温度和湿度条件下都能保持干净的白色。
技术介绍
吸水性树脂广泛用于保健和卫生用品，抹布，保水剂，脱水剂，淤渣凝结剂，一次性手巾和浴用毡垫，一次性门口毡垫，增稠剂，宠物用的一次性垃圾毡垫，防凝剂和用于各种化学品的释放控制剂。吸水性树脂可以以各种化学品形式获得，其中包括取代和未取代的天然和合成聚合物，如淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解产物，羧甲基纤维素，交联的聚丙烯酸酯，磺化聚苯乙烯，水解的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇，聚氧化乙烯，聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯腈。这些吸水性树脂被称作“超吸收性聚合物”或SAP，它们通常是轻度交联的亲水性聚合物。在美国专利5,669,894和5,559,335中对SAP进行了一般性讨论，这两篇文献各自引入本文作为参考。SAP可以在它们的化学属性上不同，但是所有SAP均能吸收和保留数量等于它们自身重量的许多倍的含水流体，甚至在中等压力下也如此。例如，SAP可以吸收它们自身重量的一百倍或更多的蒸馏水。在围压下吸收含水流体的能力是对用于卫生制品如尿布中的SAP的重要要求。这里使用的术语“SAP颗粒”指干燥状态的超吸收性聚合物颗粒，更具体而言是指从不含水到含水量最高为约10重量％的颗粒。术语“SAP凝胶”，“SAP水凝胶”或“水凝胶”指含至少约10重量％的水的超吸收性聚合物，并且往往是指吸收的水量至少为它们自身重量，通常为它们自身重量的几倍的颗粒。SAP在长期储存后有发生变色的倾向。随着存储时间、温度和湿度的增加，SAP遭受从干净的清新的白色转变为蜂蜜棕色的颜色变化趋势增加。在温带气候下，如美国和欧洲，SAP经受变色的速率很慢，慢得足以使SAP或者包含SAP的制品通常在肉眼能观察到变色之前就已经被用掉了。但是，在热带和亚热带气候下，如南美洲和东南亚，SAP的变色很快，快得足以使SAP或者包含SAP的制品在被使用之前往往就发生变色。在诸如东南亚的地区，SAP可能在约4-6周内从白色变为蜂蜜棕色。这一问题的加剧是因为SAP可能是在远离热带气候的地方生产的，这样的话，就增加了从SAP生产到使用的时间间隔。此外，在这样的气候中，对包含SAP的制品的消费相对较低，因此进一步增加了SAP生产与使用之间的时间周期。SAP的颜色变化不会影响SAP的性能，但是却会不利地影响消费者对含变色SAP的制品的接受程度。特别是，当消费者观察到尿布中有变色的SAP时，消费者就会认为尿布包含污染物，尿布由于某种原因受到了污染或者是不合格的，或者认为它属于低质的下等品。该尿布通常要返回要求退货，并且消费者很少再会买这一牌子的尿布。问题还会出现在制造水平上，因为尿布及其它包含SAP的制品的制造商拒绝将变色的SAP掺入到他们的产品中，并且会将变色的SAP返还给SAP制造商。因此，变色的SAP最终会不利地影响制品制造商和SAP制造商，它们必须承受退货的成本。将希望提供能显示卓越颜色稳定性的SAP，这样的话，SAP就会在整个SAP或者含SAP的制品的有效期内保持其清新的白色，甚至当在较高的温度和湿度条件下储存时也是如此。此外，将希望提供的是，在不对SAP的吸收性能，如快速吸收大量的液体造成不利影响的情况下具有长期颜色稳定性和低残余单体含量的SAP，它们具有良好的渗透到和渗透过SAP的流体渗透性，并具有高的凝胶强度，这样的话，由SAP形成的SAP水凝胶在外加应力或者压力下就不会变形或者流动。目前，SAP，比如部分中和的、轻度交联的聚丙烯酸用过硫酸盐作为聚合引发剂体系的一个组分来制备。过硫酸盐作为氧化还原引发剂对中的氧化剂包含在引发剂体系中，用于将SAP中的残余丙烯酸单体的量降低到可接受的程度。过硫酸盐还可以起到热引发剂的作用。但是，过硫酸盐会与丙烯酸单体中存在的MEHQ抑制剂相互作用，并使SAP具有浅的最初颜色。这种浅的最初的SAP颜色随着时间的流逝会发展成严重的SAP变色，尤其是在较高的温度和湿度条件下。本专利技术旨在克服由于在SAP制备过程中存在过硫酸盐而引起的SAP变色的问题。如下文详细讨论的那样，本专利技术通过从单体混合物的聚合引发剂体系中基本省去过硫酸盐，并通过将聚合产生的SAP水凝胶进行低剂量的紫外线(UV)辐射而克服了SAP变色的问题。紫外辐射先前已经用于SAP的制备中。例如，如EP 0290814 B1中所公开的那样，紫外辐射已经与光引发剂结合使用，用于引发单体的聚合，以形成SAP水凝胶。DE 4123889 A1公开了在自由基清除剂存在下对由水溶性聚合物和多糖和/或交联剂制备的吸水性树脂进行紫外线辐照，以提供具有少量水溶性组分(7重量％或更低)和少量残留单体(500ppm或更低)的吸水性树脂。在对吸水性树脂进行干燥或粉碎的过程中施加紫外辐射。PCT出版物WO 01/55228公开了对水溶性或水溶胀性聚合物进行紫外辐射以降低残留单体的含量。紫外线引发剂的用量不超过单体重量的10,000ppm，优选不超过5000ppm，更优选50-3,000ppm，更加优选500-2,000ppm。紫外辐射通常进行约20分钟。PCT出版物WO 01/25289公开了在将胶凝后的聚合物粉碎成胶凝的聚合物颗粒之后或在此过程中对丙烯酸聚合物进行紫外辐射。特别是，粉碎的凝胶颗粒可以在流化床干燥器的干燥步骤过程中被辐照。专利技术概述本专利技术涉及一种具有长期颜色稳定性的超吸收性聚合物(SAP)和制备颜色稳定的SAP组合物的方法。更具体地讲，本专利技术涉及一种在对SAP颗粒的其它液体吸收和保留性能不造成不利影响的情况下通过基本上省去聚合引发剂体系中的过硫酸盐并将聚合产生的SAP水凝胶进行低剂量紫外辐射而制备颜色稳定的SAP的方法。通过该方法制备的颜色稳定的SAP在较高的温度和湿度条件下在延长的储存期内，即当在60℃和90％的相对湿度条件下储存至少30天时，仍然保持清新的干净的白色。因此，本专利技术的一个方面是提供一种制备颜色稳定的SAP的方法，其包括如下步骤(a)使含有如下组分的单体混合物聚合(i)提供SAP的单体，如中和的、未中和的或部分中和的α，β-不饱和羧酸，如丙烯酸，(ii)交联剂，(iii)基本上不含过硫酸盐的引发剂体系，和(iv)光引发剂，以形成包含约25重量％或更少水的SAP水凝胶，(b)将该SAP水凝胶进行低剂量紫外辐射，以及(c)然后将辐照后的SAP水凝胶干燥，得到颜色稳定的SAP。所得颜色稳定的SAP具有低残留单体含量，并在延长的时间内保持清新的白色，甚至在较高的温度和湿度储存条件下也如此。本专利技术的另一个方面是提供一种制备颜色稳定的SAP的方法，其包括如下步骤使提供SAP的单体混合物如聚合的α，β-不饱和羧酸聚合，以形成包含约25重量％或更少水的SAP水凝胶，将该SAP水凝胶进行紫外辐射约1-约60分钟，并将辐照后的SAP水凝胶粉碎，以形成经辐照的SAP水凝胶颗粒，然后将经辐照的SAP水凝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备颜色稳定的超吸收性聚合物颗粒的方法，包括如下步骤：（ａ）形成包含如下组分的单体混合物：（ｉ）至少一种能够形成超吸收性聚合物的单体，（ｉｉ）交联剂，（ｉｉｉ）包含０－３００ｐｐｍ过硫酸盐的引发剂体系；　 　（ｉｖ）光引发剂，和（ｖ）任选的水；（ｂ）使单体混合物中的单体和交联剂聚合形成水含量为约２５重量％或更低的超吸收性聚合物水凝胶；（ｃ）对超吸收性聚合物水凝胶进行低剂量的紫外辐射；（ｄ）然后将超吸收性聚合 物水凝胶粉碎得到超吸收性水凝胶颗粒；以及（ｅ）将超吸收性聚合物水凝胶颗粒在足够的温度下干燥足够时间，获得颜色稳定的超吸收性聚合物颗粒。

【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：N赫费特，MM阿扎德，PW卡里科，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]