碱性吸水性树脂和吸水剂的制备方法及其用途技术

本发明专利技术提供：一种作为吸水剂主要组分的在载荷下表现出优秀的吸水量的碱性吸水性树脂的高产率制备方法；一种吸水剂的制备方法；及其用途。不规则形状碱性吸水性树脂的制备方法包括下列步骤，使碱性树脂与交联剂反应以获得碱性吸水性树脂，且在推动交联反应的同时粉碎所得的产物。吸水剂的制备方法包括将酸性吸水性树脂与上述方法获得的碱性吸水性树脂混合的步骤。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碱性吸水性树脂和吸水剂的制备方法及其用途。更具体地说，本专利技术涉及在载荷下吸水量大大增加的吸水剂的制备方法，以及作为吸水剂主要组分的碱性吸水性树脂的制备方法。最近几年，所谓的吸水性树脂被广泛用作诸如一次性尿片、卫生巾和所谓的失禁片的清洁卫生物品的构成材料，目的是使吸水性树脂吸收体液。上述吸水性树脂的已知例子包括部分中和的聚丙烯酸交联产物；淀粉-丙烯酸接枝聚合物的水解产物；乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化产物；和丙烯腈或丙烯酰胺共聚物的水解产物，及其交联产物。然而，几乎所有这些常规已知的吸水性树脂都是酸性吸水性树脂的酸基团与碱金属化合物中和的产物。因此，当树脂颗粒表面附近未经二次交联处理时，它们在加压(载荷)下对生理盐溶液的吸收量低于10克/克，而且，即使树脂颗粒的表面附近经过二次交联，它们在载荷下的吸收量最高也只有30克/克。因此，希望开发出一种新颖的吸水剂，它能在载荷条件下吸收较多的水而溶胀。为了解决这些问题，WO96/15180、WO96/17681、WO98/24832、WO98/37149、WO99/34841、WO99/34842、WO99/34843、WO99/25393和WO99/30751提出了含有酸性吸水性树脂和碱性吸水性树脂的吸水剂。然而，在这些专利描述的方法中，作为吸水剂主要成份的碱性吸水性树脂在成为团块凝胶状态后被粉碎一次，在将碱性吸水性树脂的粒径调节至最合适的大小后(如果需要)，再与酸性吸水性树脂混合。因此，在大规模生产中，必须要处理非常大的凝胶团块，用于该处理的装置不仅很大，而且生产率很低。另外，每批的质量不能稳定。具体地说，如果在一度形成凝胶团块后用机械方法粉碎水凝胶，则一度交联形成的网状结构必须被切断。然后，就产生了诸如可提取物(可溶物)含量增加、交联结构变得不均一、为粉碎凝胶需要许多能量等问题。另外，EP949290A2提出一种方法，该方法包括使碱性树脂在悬浮状态下进行交联反应。然而，在该方法中采用了有机溶剂。因此，其装置不仅很大，而且生产率低，因为该方法需要除去有机溶剂的步骤。本专利技术对上述常见问题作了考虑。本专利技术一个目的是提供作为吸水剂主要成份的碱性吸水性树脂的制备方法，该吸水剂在载荷下表现出优良的吸水量，该方法宜为1)采用一个步骤，2)采用小装置，3)廉价，4)有稳定的高质量，和5)生产率高。另外，本专利技术的另一目的是提供一种在载荷下表现出优良吸水量的吸水剂的制备方法，该方法1)采用小装置，2)廉价，3)有稳定的高质量，和4)生产率高。另外，如果用本专利技术方法获得的吸水剂用作诸如尿片等吸收制品的构成材料，则能显著减少渗漏，并能使其表面保持干爽的状态，即使是在长期使用后。另外，用本专利技术方法获得的吸水剂可用作具有优良的消除臭味(如氨、乙醛和硫醇)的效果的消臭制品的构成材料。本专利技术者致力于研究能实现上述目的的碱性吸水性树脂和吸水剂的新的制备方法。结果，他们完成了本专利技术。也就是说，本专利技术的制备碱性吸水性树脂的方法包括下列步骤使碱性树脂与交联剂反应，以获得碱性吸水性树脂，该方法的特征是进行交联反应，同时粉碎得到的产物(得到的交联混合物)。本专利技术的制备吸水剂的方法包括将酸性吸水性树脂与上述方法获得的碱性吸水性树脂混合的步骤。本专利技术的另一种制备吸水剂的方法包括在进行上述方法中的交联反应和粉碎时使酸性吸水性树脂同时存在从而获得酸性吸水性树脂和碱性吸水性树脂的混合物的步骤。本专利技术的这些和其它目的和优点可从下列详细公开内容中明显看出。下面就详细说明本专利技术。在本专利技术中，碱性吸水树脂是在纯水中显碱性，并交联到它能吸收纯水而发生溶胀的程度的碱性吸水性树脂。在本专利技术中，在水中显碱性的碱性吸水性树脂宜在纯水中表现出pH大于8，且对纯水的吸水量不低于1克/克。显示出上述性能数值的碱性吸水性树脂例子包括含有碱性基团(其中50-100％(摩尔)、更佳的70-100％(摩尔)、最佳的90-100％(摩尔)以未中和(游离)的碱性形式存在)且稍稍交联至使它们能不溶于水的程度的碱性树脂。在本专利技术中，更佳的可使用的碱性吸水性树脂例子包括含有氨基的碱性树脂，该树脂含有伯至叔氨基(胺基)，其中50-100％(摩尔)的氨基(胺基)以未中和(游离)的碱性形式存在，且树脂稍稍交联至能不溶于水的程度。在本专利技术中，采用的碱性树脂例子包括不交联的亲水性碱性树脂，其中树脂在交联前的状态是基本溶于水或可分散在水中。这些不交联的亲水性碱性树脂的例子包括有直链的聚亚烷基胺、具有支链的聚亚烷基胺、聚乙烯基胺、聚烯丙基胺、聚(N-乙烯基咪唑)、聚乙烯吡啶、聚(乙烯吡啶胺氧化物)、聚二烯丙基胺、聚酰胺聚胺、聚(丙烯酸二甲氨基烷酯)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基烷酯)、聚二甲氨基烷基丙烯酰胺、聚二甲胺基烷基甲基丙烯酰胺、聚脒、聚(肼丙烯酸)、天冬氨酸-六亚甲基二胺缩聚物；碱性多氨基乙酸(例如多赖氨酸)；衍生自天然产物(如脱乙酰壳多糖)的碱性树脂；和这些聚合物的共聚物。这些需要通过交联反应变成碱性吸水性树脂。碱性树脂宜为含有氨基的碱性树脂；更佳的，是选自聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、聚乙烯基胺、聚二烯丙基胺和聚二烯丙基二甲基胺中的至少一个成员，并含有一碱性基团，其中90至100％(摩尔)的未中和(游离)碱性基团以碱性形式游离存在；最佳的是选自聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺和聚乙烯基胺的至少一个成员。另外，碱性树脂在交联前的平均分子量宜在大约1,000至10,000,000范围内。本专利技术的碱性吸水性树脂可通过相应的碱性树脂和交联剂交联获得，该交联剂至少具有两个基团能与碱性树脂的官能团(例如氨基(胺基团))反应，并能形成共价键。当上述官能团是氨基(胺基团)时，可使用的交联剂例子包括每个分子有至少两个基团(如环氧基团、醛基团、烷基卤化物基团、异氰酸酯基团、羧基、酸酐基团、酰卤基团、酯键部分和活性双键)的常规使用的化合物。此交联剂的例子包括双环氧化合物；表氯醇；双卤化物(例如二溴亚乙基)；福尔马林；二醛化合物(例如乙二醛)；聚乙二醇的二缩水甘油醚、聚丙二醇的二缩水甘油醚、二元醇(例如新戊醇)的二缩水甘油醚、甘油的多缩水甘油醚；α,β-不饱和的羧酸酯(如丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯)；二-α,β-不饱和的羰基化合物(例如亚甲基二丙烯酰胺)；和α,ω-亚烷基二异氰酸酯，但不局限于这些。交联剂的种类和用量根据诸如吸水量或所得碱性吸水性树脂的强度来选择，但是，当碱性树脂是含有氨基的碱性树脂时，其用量宜为聚合物中胺单元的0.001至20％(摩尔)范围内。当交联剂的用量低于0.001％(摩尔)时，所得碱性吸水性树脂的吸水量低，且强度不够。当用量超过20％(摩尔)时，吸水量可能非常低。本专利技术的碱性吸水性树脂的制备方法的特征在于包括下列步骤将剪切应力赋予碱性树脂和交联剂，以推动交联反应并同时将得到的交联混合物粉碎。在本专利技术中，粉碎指交联形成的凝胶被细分化至所得凝胶颗粒具有流动性的程度。碱性树脂和交联剂接触并通过将剪切应力赋予碱性树脂和交联剂而被交联剂交联。然后，进一步给予剪切应力。这样，在推动交联反应进行时，均匀的交联结构被导入得到的凝胶碱性吸水性树脂中，且凝胶被粉碎成颗粒。通过推动交联反应并同时粉碎所得交联混合物，各自产生的碱性吸水性树脂中的交联密度分布变得更为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不规则形状碱性吸水性树脂的制备方法，该方法包括下列步骤，使碱性树脂与交联剂反应获得碱性吸水性树脂，且在推动交联反应的同时粉碎所得产物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田信幸，阪本繁，足立芳史，樋富一尚，鸟井一司，北山敏匡，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：JP[日本]