具有改进的吸收性的纤维素材料制造技术

本发明专利技术公开了一种具有粘附到纤维素材料上的超吸收性聚合物涂覆物的吸收性纤维素材料。尤其是，该纤维素材料具有粘附到该材料上的预超吸收性聚合物涂覆物，其中将预超吸收性聚合物的水溶液施用到纤维素材料，并在受热足够时间时转化成超吸收性聚合物。该吸收性纤维素材料的流体保留值大于２ｇ／ｇ。（*该技术在2022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】
本专利技术涉及通过引入吸收含水液体(如水、血液和尿)的聚合物而具有改进的吸收性的纤维素材料。尤其是，本专利技术涉及用预超吸收性聚合物处理的纤维素材料，所述聚合物在将所处理的纤维素材料加热时转化成超吸收性聚合物。所得纤维素材料相对非处理纤维素材料具有增强的吸收性。缩略语的定义
技术介绍
本专利技术涉及纤维素材料和超吸收性聚合物。纤维素材料和纤维素材料的制造技术是本领域熟练技术人员熟知的。例如，纤维素材料和制造工艺在Gary A.Smook的题为″纸浆和纸工艺师手册″(Angus WildePublications Inc.，1992)的书中有讨论。超吸收性聚合物制造的一般背景可参见Buchholz的杂志文章，″用超吸收性聚合物保持干燥″，Chemtech，(1994年9月)。该文章包含对用于制造超吸收性聚合物的常规方法的极好讨论。还提及了超吸收性聚合物如在一次性尿布，在构成水下隧道壁的混凝土块之间的密封复合材料，和在光纤电缆和电力传输电缆中的防水带中的各种用途。有关各种超吸收性聚合物和其制造方法的更一般背景可参见Brehm和Mertens的US专利No.5,229,466(1993年7月20日发行)；Mertens，Dahmen和Brehm的US专利No.5,408,019(1995年4月18日发行)；和Klimmek和Brehm的US专利No.5,610,220(1997年3月11日发行)，所有这些专利都被转让给Chemische Fabrik Stockhausen GmbH。超吸收性聚合物已经用于涂覆吸收性纤维并干燥该涂覆纤维，例如参见Allen等人的US专利No.4,962,172(1990年10月9日发行)；和Barcus等人的US专利No.5,160,789(1992年11月3日发行)。纤维素纤维具有约小于2g/g的保留容量或CRC，即纤维素纤维被认为是一种非吸收性纤维。另外，用聚合物溶液涂覆纤维一般不利地影响纤维的其它性能如芯吸力和使得纤维变脆。将SAP粘附到纤维上的另一方案是通过接枝聚合反应技术，如公开于MacKey等人的US专利No.4,986,882(1991年1月22日发行)。该方案公开了通过将包含特殊聚羧酸酯聚合物改性的纤维纸浆，如中度水解的丙烯酸甲酯-接枝软木牛皮纸纸浆的纸浆湿法成网，而用于制造高吸收性薄纸和纸巾的工艺。接枝聚合反应方法是一种复杂的方法，其需要多步纯化工艺以去除均聚物和未反应的单体。以下文章已经公开了在纤维素纤维上形成聚电解质吸收层的方法聚电解质-纤维素体系的界面性能研究，J.Applied Polymer Science，第22卷，第3495-3510页(1978)。所有的上述专利和公布的专利申请的公开内容在此作为参考并入本专利技术。专利技术概述和目的需要一种具有增强的吸收性的纤维素材料和一种制备这种纤维素材料的方法。因此，本专利技术提供了一种用于制造具有增强的吸收性的经处理的纤维素材料的方法。该方法包括首先制备由至少一种单体形成的预超吸收性聚合物的水溶液，其中预超吸收性聚合物能够在受热时变成超吸收性聚合物。随后提供可用包含含水碱性溶液的处理溶液预处理的纤维素材料。然后，形成由预超吸收性聚合物的水溶液和该纤维素材料构成的淤浆。随后将淤浆过滤和热处理，以得到具有增强的吸收性的经处理的纤维素材料。因此，本专利技术的一个目的是提供一种制造包括超吸收性聚合物的经处理的纤维素材料的方法，其中优选的方法导致经处理的纤维素材料具有增强的吸收性。除了该方法，本专利技术还提供一种吸收性纤维素材料，其包含具有粘附到纤维素材料上的超吸收性聚合物组合物涂覆物的纤维素材料，其中将预超吸收性聚合物的水溶液施用到纤维素材料，并在受热足够时间时转化成吸收性聚合物，其中吸收性纤维素材料的流体保留大于2g/g。另外，本专利技术提供一种吸收性产品，其选自农用产品，光纤电缆，电力电缆，防水带，隔绝物，卫生制品，妇女护理产品，卫生巾，卫生棉塞，成人失禁用物品，婴儿尿布，纸巾，用于混凝土块的密封复合材料，绷带，外科海绵，肉料托盘，和浴室防滑垫，其中该吸收性产品包含吸收性纤维素材料，其包含具有粘附到纤维素材料上的超吸收性聚合物组合物涂覆物的纤维素材料，其中将预超吸收性聚合物的水溶液施用到纤维素材料，并在受热足够时间时转化成吸收性聚合物，其中吸收性纤维素材料的流体保留大于2g/g。专利技术详述本专利技术提供一种用于制造具有增强的吸收性的经处理的纤维素材料的方法。该方法包括首先制备由至少一种单体形成的预超吸收性聚合物的水溶液，其中预超吸收性聚合物能够在该方法的一个后续步骤中，在受热时变成超吸收性聚合物。提供可用包含含水碱性溶液的处理溶液预处理的纤维素材料。然后，形成由预超吸收性聚合物的水溶液和该纤维素材料构成的淤浆。随后将淤浆过滤和热处理，以得到具有增强的吸收性的经处理的纤维素材料。该方法的第一制剂包括预超吸收性聚合物(预SAP)的水溶液。只要上述预SAP能够在足够时间和足够温度下加热时变成SAP(优选，预SAP具有在足够时间内足够加热的情况下交联(X-连接)，以将预SAP转化成SAP的官能团)，SAP可通过任何用于制造SAP的现有技术中的聚合反应工艺而制备。优选，预SAP是水溶性的，采用溶液聚合反应工艺制备预SAP，且如此制备的SAP称作溶液聚合反应SAP。另外，预期任何现有技术中的乳液或悬浮聚合反应工艺都可在以下条件下用于制备SAP。必须存在表面活性剂，以在聚合反应之前将单体水溶液乳化到油相中。用于本专利技术的合适的表面活性剂是乳液聚合反应领域的熟练技术人员所熟知的。如此制备的SAP称作乳液聚合反应SAP。因此，术语聚合物(即预SAP)的″水溶液″意味着包括真水溶液，以及包括其中存在有表面活性剂的水悬浮液。例如，SAP可通过将至少约10重量％，更优选约25重量％，甚至更优选约55-约99.9重量％的具有烯属不饱和羧酸和/或磺酸基团的单体聚合而得到。这些酸基团包括，但不限于，丙烯酸，甲基丙烯酸，2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸，和其混合物。酸基团部分地作为盐，如钠，钾，或铵盐的形式存在。酸基团通常被中和至至少约25mol％，更优选至少约50mol％。更尤其是，优选的SAP由已被中和至约50-约80mol％，更优选约60-约70mol％的交联丙烯酸或甲基丙烯酸形成。合适的中和剂是碱土金属和/或碱金属的氢氧化物和/或碳酸盐，例如NaOH。酸基团的中和可在聚合反应之前进行以形成预SAP，可针对预SAP进行，或其组合。用于制造SAP的其它有用的单体包括约0至最高至约60重量％的丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，马来酸，马来酸酐，酯(如丙烯酸羟乙基酯，丙烯酸羟丙基酯，甲基丙烯酸羟乙基酯，甲基丙烯酸羟丙基酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸二甲基氨基烷基酯，甲基丙烯酸二甲基氨基烷基酯，丙烯酸二乙基氨基烷基酯，甲基丙烯酸二乙基氨基烷基酯和甲基丙烯酸叔丁基氨基烷基酯)，二甲基氨基丙基丙烯酰胺，N，N--二甲基丙烯酰胺，N，N-二甲基甲基丙烯酰胺，N，N-二乙基丙烯酰胺，N，N-二乙基甲基丙烯酰胺，二甲基二烯丙基胺，3-甲基丙烯酰氨基丙基二甲基胺，2-甲基丙烯酰氨基-2-甲基丙烷二甲基胺，2-甲基丙烯酰氨基-2-甲基丁烷二甲基胺，N-乙烯基咪唑，1-甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备具有增强的吸收性的经处理的纤维素材料的方法，所述方法包括：（ａ）制备由至少一种单体形成的预超吸收性聚合物的水溶液，其中预超吸收性聚合物能够在受热时变成超吸收性聚合物；（ｂ）提供纤维素材料；（ｃ）制备包含预超吸收性聚合物的水溶液和该纤维素材料的淤浆，（ｄ）过滤和热处理该淤浆，以得到具有增强的吸收性的经处理的纤维素材料。

【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：A伊克巴勒，AM琼斯，SJ史密斯，
申请(专利权)人：施托克赫森有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]