由吸水性碱性聚合物制备的泡沫材料、其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及由吸水性碱性聚合物形成的泡沫材料，该泡沫材料通过下述步骤（Ⅰ）和（Ⅱ）获得：（Ⅰ）使包含下列成分的可交联含水混合物发泡：（ａ）至少一种碱性聚合物，其碱性基团任选已经被中和；（ｂ）至少一种交联剂；（ｃ）至少一种表面活性剂；（ｄ）任选的至少一种增溶剂，（ｅ）任选的增稠剂、泡沫稳定剂、填料、纤维和／或泡核作用剂，和任选的粒状吸水性酸性聚合物，该步骤通过在２－４００巴的压力下将对自由基呈惰性的气体溶于可交联的含水混合物和然后使可交联的含水混合物减压至大气压，或通过使对自由基呈惰性的气体细小气泡分散进行；并且（Ⅱ）使已发泡的混合物交联形成水凝胶泡沫材料，并且任选地将聚合物泡沫材料的水含量调整为１－６０重量％。本发明专利技术进一步涉及通过应用上述（Ⅰ）和（Ⅱ）措施制备所述泡沫材料的方法以及由此获得的泡沫材料在下列方面的用途：吸收体液的卫生制品、包裹伤口的敷料、密封材料、包装材料、土壤改进剂、土壤替代品、使淤泥脱水、吸收水溶性酸性废物、在处理残余水基油漆和涂料过程中使其稠化、使含水油或烃脱水或作为通风系统的过滤材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由吸水性碱性聚合物形成的泡沫材料，其制备方法及其在卫生用品中的用途。基于交联酸官能单体的主要呈开孔结构的吸水性泡沫材料是已知的，参见EP-B-0858478、WO-A-99/44648和WO-A-00/52087。它们通过例如下述步骤制备使包含至少50摩尔％中和的酸官能单烯键式不饱和单体、交联剂和至少一种表面活性剂的可聚合含水混合物发泡，然后使发泡混合物聚合。可聚合混合物的发泡可例如通过下述方法进行将对自由基呈惰性的气体以细小气泡分散，或在升高压力下使所述气体溶于可聚合混合物中并然后降低压力。将泡沫材料的水含量调整到例如1-60重量％。泡沫材料可任选通过将交联剂喷到发泡材料上或将泡沫材料浸入其中并将负载交联剂的泡沫材料加热到较高温度进行表面后交联。所述泡沫材料例如用于卫生制品以收集、分布和储存体液。WO-A-97/31600公开了一种用于卫生或清洁制品的吸收体元件，其中多个超吸收性泡沫材料元件以网格的形式分布在支撑体上，其间的距离使得在溶胀状态下各元件的外围相互接触。例如，可将单体泡沫以需要的网格形式施加到支撑体上，然后将聚合或分别制备的泡沫材料元件可以通过化学或物理方式以需要的网格形式固定在支撑体上。但是，所述超吸收性泡沫材料的渗透性仍需要改善。US-A-5,981,689和US-A-6,121,409公开了基于聚乙烯胺凝胶的吸水性材料。这些材料基本由粒状聚合物混合物和酸性聚合物组成，其中粒状聚合物包含轻度交联的碱性聚合物，可任选地进行表面后交联；每种聚合物当是聚电解质时都能吸水。这种吸收性产物的实例是游离碱形式的轻度交联聚乙烯胺颗粒与游离酸形式的轻度交联聚丙烯酸颗粒的混合物。US-A-5,981,689还揭示了交联聚乙烯胺的盐也可以用作吸水性聚合物。US-A-5,962,578同样公开了由交联碱性聚合物颗粒和酸性吸水性聚合物颗粒的混合物组成的吸水性材料。二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺的轻度交联加成聚合物被指定为碱性聚合物。同样，轻度交联的聚乙烯胍粒状聚合物也可以在与酸性吸水性粒状聚合物的混合物中用作碱性聚合物，参见US-A-6,087,448。US-B-6,222,091公开了吸水性凝胶颗粒，其中每个颗粒包含酸性吸水性树脂的微畴和碱性吸水性树脂的微畴。上述吸水性材料用于例如卫生制品以吸收体液。WO-A-00/63295同样公开了用于形成水凝胶的颗粒混合物，其中包含轻度交联的碱性聚合物和轻度交联的酸性聚合物。本专利技术的目的在于提供一种具有高吸收能力、改善的渗透能力和改善的分布状态的吸水性制品。我们发现通过由吸水性碱性聚合物形成的且主要呈开孔结构的泡沫材料可实现该目的，所述泡沫材料通过下述步骤获得(I)使包含下列成分的可交联含水混合物发泡(a)至少一种碱性聚合物，其碱性基团任选已经被中和，(b)至少一种交联剂，(c)至少一种表面活性剂，(d)任选的至少一种增溶剂，(e)任选的增稠剂、泡沫稳定剂、填料、纤维和/或泡核作用剂，和(f)任选的粒状吸水性酸性聚合物，通过在2-400巴的压力下将对自由基呈惰性的气体溶于可交联的含水混合物并然后使可交联的含水混合物减压至大气压，或通过使对自由基呈惰性的气体的细小气泡分散进行，并且(II)使已发泡的混合物交联形成水凝胶泡沫材料，并且在可行时将聚合物泡沫材料的水含量调整为1-60重量％。本专利技术进一步提供一种生产由吸水性碱性聚合物形成的泡沫材料的方法，其中包括(I)使包含下列成分的可交联含水混合物发泡，(a)至少一种碱性聚合物，其碱性基团任选已经被中和，(b)至少一种交联剂，(c)至少一种表面活性剂，(d)任选的至少一种增溶剂，(e)任选的增稠剂、泡沫稳定剂、填料、纤维和/或泡核作用剂，和(f)任选的粒状吸水性酸性聚合物，通过在2-400巴的压力下将对自由基呈惰性的气体溶于可交联的含水混合物并然后使可交联的含水混合物减压至大气压，或通过对自由基呈惰性的气体的细小气泡分散进行，并且(II)使已发泡的混合物交联形成水凝胶泡沫材料，并且在可行时将聚合物泡沫材料的水含量调整为1-60％重量。(a)碱性聚合物适用的碱性聚合物包括例如含乙烯胺单元的聚合物、含乙烯胍单元的聚合物、含二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺单元的聚合物、聚乙烯亚胺类、接枝乙烯亚胺的聚酰胺型胺类和聚二烯丙基二甲基氯化铵。含乙烯胺单元的聚合物是已知的，参见US-A-4,421,602、US-A-5,334,287、EP-A-0216387、US-A-5,981,689、WO-A-00/63295和US-A-6,121,409。它们通过使含开链N-乙烯基羧酰胺单元的聚合物进行水解制备。这些聚合物可例如通过聚合N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺和N-乙烯基丙酰胺来获得。所提到的单体可以独自聚合或与其它单体一起聚合。能够与N-乙烯基羧酰胺共聚的适用的单烯键式不饱和单体包括所有能够与之共聚的化合物。其实例为1-6个碳原子的饱和羧酸的乙烯酯，如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯；和乙烯基醚，如C1-C6烷基乙烯醚，例如甲基乙烯醚或乙基乙烯醚。适用的共聚单体还包括烯键式不饱和C3-C6羧酸的酯、酰胺和腈，例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，以及丙烯腈和甲基丙烯腈。适用的羧酸酯还包括由二醇或聚亚烷基二醇衍生的酯，其中在各种情况下仅有一个OH基团被酯化，例如丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯以及摩尔质量为500-10000的聚亚烷基二醇的丙烯酸单酯。适用的共聚单体还包括烯键式不饱和羧酸与氨基醇的酯，例如丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基丁酯和丙烯酸二乙氨基丁酯。碱性丙烯酸酯可以游离碱形式，与无机酸如盐酸、硫酸或硝酸的盐的形式，与有机酸如甲酸、乙酸、丙酸或磺酸的盐的形式或以季铵化的形式使用。适用的季铵化试剂包括硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯代甲烷、氯代乙烷或苄基氯。适用的共聚单体还包括烯键式不饱和羧酸的的酰胺，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和具有1-6个碳原子的烷基结构部分的单烯键式不饱和羧酸的N-烷基一酰胺和二酰胺，例如N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺和叔丁基丙烯酰胺以及碱性(甲基)丙烯酰胺，例如二甲氨基乙基丙烯酰胺、二甲氨基乙基甲基丙烯酰胺、二乙氨基乙基丙烯酰胺、二乙氨基乙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二乙氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和二乙氨基丙基甲基丙烯酰胺。适用的共聚单体还包括N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基，N-乙烯基己内酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、N-乙烯基咪唑以及取代的N-乙烯基咪唑，例如N-乙烯基-2-甲基咪唑、N-乙烯基-4-甲基咪唑、N-乙烯基-5-甲基咪唑、N-乙烯基-2-乙基咪唑和N-乙烯基咪唑啉如N-乙烯基咪唑啉、N-乙烯基-2-甲基咪唑啉和N-乙烯基-2-乙基咪唑啉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
由吸水性碱性聚合物形成的泡沫材料，该泡沫材料通过下述步骤获得：　　　　（Ⅰ）使包含下列成分的可交联含水混合物发泡　　　　（ａ）至少一种碱性聚合物，其碱性基团任选已经被中和，　　　　（ｂ）至少一种交联剂，　　　　（ｃ）至少一种表面活性剂，　　　　（ｄ）任选的至少一种增溶剂，　　　　（ｅ）任选的增稠剂、泡沫稳定剂、填料、纤维和／或泡核作用剂，和　　　　（ｆ）任选的粒状吸水性酸性聚合物，　　　　通过在２－４００巴的压力下将对自由基呈惰性的气体溶于可交联的含水混合物并然后使可交联的含水混合物减压至大气压，或通过使对自由基呈惰性的气体的细小气泡分散进行，并且　　　　（Ⅱ）使已发泡的混合物交联形成水凝胶泡沫材料，并且在可行时将聚合物泡沫材料的水含量调整为１－６０重量％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S钱普，HJ亨勒，M贝克，R丰克，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]