本发明专利技术涉及吸水聚合物结构体的制备工艺。本发明专利技术还涉及由该工艺制得的吸水聚合物结构体、吸水聚合物结构体、复合材料、复合材料的制备工艺、由此工艺获得的复合材料、化学产品，如泡沫体、成型品、纤维、片材、薄膜、缆线、密封材料、吸液卫生制品、植物和菌类生长调节剂的载体、包装材料、土壤添加剂或建筑材料，以及吸水聚合物结构体及热塑性聚合物的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸水聚合物结构体的制备工艺。本专利技术还涉及由该工艺制得 的吸水聚合物结构体、吸水聚合物结构体、复合材料、复合材料的制备工艺、 由此工艺获得的复合材料、化学产品，如泡沫体、成型品、纤维、片材、薄 膜、缆线、密封材料、吸液卫生制品、植物和菌类生长调节剂的载体、包装 材料、土壤添加剂或建筑材料，以及吸水聚合物结构体及热塑性聚合物的应 用。
技术介绍
超吸收体为不溶水的交联聚合物，其能够通过溶胀和形成水凝胶在 压力下吸收和保留大量的水、水性液体，尤其是体液，优选尿液或血液。超吸收体优选吸收至少是其自身重量的ioo倍的水。关于超吸收体的进一步说明已在F. L. Buchholz和A. T. Graham的"Modem Superabsorbent Polymer Technology", Wiley-VCH， 1998中披露。由于这些特有的特性， 这些吸水聚合物主要的应用为制成卫生制品如婴孩尿布、失禁产品或卫 生巾等。目前市售的超吸收体基本上是交联的聚丙烯酸或交联的淀粉-丙烯 酸接枝聚合物，其中部分羧基被氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中和。其 制备是在合适的交联剂的存在下通过使单体丙烯酸或其盐进行自由基聚 合而进行。在本文中，可使用多种聚合工艺，例如溶液聚合、乳液聚合 或悬浮液聚合。最终，通过这些工艺获得粒径范围为150 85(Him的颗粒 形式的吸水聚合物，然后将其掺入卫生制品中。为了改善吸水聚合物颗粒的吸收性和溶胀性，已说明了多种其中聚 合物颗粒表面经过修饰的工艺。例如，根据DE40 20 780 C1，将吸水聚 合物颗粒与碳酸亚烃酯反应，其中碳酸亚烃酯可与聚合物颗粒中的羧基 发生反应。以此方式进行的表面后交联导致聚合物在压力作用下吸收能 力增加。除了聚合物与反应性化合物的反应以外，现有技术还描述了多种工 艺，其可以使吸水聚合物颗粒获得尤其是渗透性的特性，这些工艺是通 过涂覆无机或有机微细颗粒而实现。因此，DE 35 03 458 A1描述了超吸收体颗粒的吸收能力、吸收速率 和凝胶强度可以通过在后交联剂存在下使用惰性无机粉末材料如二氧化 硅而得到改善。为了降低吸水性，从而减少聚合物颗粒的结块，EP 0 388 120 Al提 议用高纯度二氧化硅的多孔粉末涂覆聚合物颗粒，该粉末的平均粒度为 0.1 3(Him，比表面积为500 m2/g。然而，所有这些随后修饰的工艺都有 一个共同特征，就是其会产生粉尘形式的微细颗粒，这些通过机械力形 成的微细颗粒例如会通过空气传输(pneumatic converying)而释放，并导致 吸水聚合物颗粒的损耗。除了相关的粉尘污染，利用无机微细颗粒进行 吸水聚合物结构体表面修饰的进一步缺点在于如果在表面交联期间使用 这些无机微细颗粒，则后交联反应的流动吸收(current uptake)会比较 高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷。具体而言，本专利技术的目的在于提供吸水聚合物结构体，其产生较少 粉尘且其能够用于，甚至大量地用于卫生制品中而不会出现所谓的"凝胶封堵"现象。该吸水聚合物结构体还应该易于在卫生制品的生产装置中进 行计量(meter)。本专利技术的目的还在于提供具有上述特性的吸水聚合物结构体的制备 工艺，其也可无需使用微细无机颗粒而进行。上述目的的解决方案在于提供一种吸水聚合物结构体的制备工艺， 其包括如下工艺步骤i)提供水性单体溶液，其包含—含有酸基的可聚合的单烯键(monoethylenically)不饱和单体(al) 或其盐，或含有质子化氮或季铵化氮的可聚合的单烯键不饱和单体，或 这些单体的混合物，特别优选含有酸基的可聚合的单烯键不饱和单体，且最优选丙烯酸，一任选的单烯键不饱和单体(a2)，其可与单体(al)聚合，和 一任选'的交联剂(a3)，ii) 使水性单体溶液进行自由基聚合，得到聚合物凝胶，iii) 任选粉碎聚合物凝胶，iv) 干燥任选粉碎的聚合物凝胶，得到吸水聚合物结构体，v) 任选碾碎并筛分吸水聚合物结构体，以及vi) 对任选碾碎并筛分的吸水聚合物结构体进行表面后交联，其中，将热塑性聚合物I) 在工艺步骤ii)之前或期间，优选工艺步骤ii)之前加到水 性单体溶液中，II) 在工艺步骤ii)之后和工艺步骤iv)之前或工艺步骤iv)期间，优选在工艺步骤iv)之前，加到聚合物凝胶中，或ni)在工艺步骤iv)之后，加到吸水聚合物结构体中。本专利技术优选的聚合物结构体是纤维、泡沫体或颗粒；优选纤维和颗 粒；特别优选颗粒。本专利技术优选的聚合物纤维的尺寸是设定好的，使其能够与用于纺织 物的纱线合并或作为纱线，以及直接并入纺织物中。本专利技术的聚合物纤 维优选的长度范围为l-500mm，优选为2-500mm，特别优选为5~100mm， 且直径范围为1~200但尼尔(denier)，优选3 100但尼尔，特别优选 5~60但尼尔。本专利技术优选的聚合物颗粒的尺寸是设定好的，使其具有根据ERT 420.2-02测定为10 3,00(Him,优选20 2，00(Him，且特别优选150 85(Him 的平均粒度。在本文中，基于后交联的吸水聚合物颗粒的总重量，粒度 范围为300 60(Him的聚合物颗粒的含量特别优选为至少30wt°/。，再优选 至少40wt°/。，最优选至少50wt%。在本专利技术工艺的工艺步骤i)中，首先提供水性单体溶液。 含有酸基的单烯键不饱和单体(al)可部分或全部中和，优选为部分中 和。优选地，含有酸基的单烯键不饱和单体中和到至少25 mol%，特别 优选至少50mo1。/。，更优选50-80 moiy。的程度。与此有关的内容可参考DE 195 29 348 Al，在此通过参考引入其公开内容。也可在聚合后可进行 部分或全部中和。而且，可用碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、氨 和碳酸盐和碳酸氢盐进行中和。另外，也可用其它能够与酸形成水溶性 盐的碱。也可以用不同的碱进行混合式中和。优选用氨和碱金属氢氧化 物进行中和，特别优选用氢氧化钠和用氨进行中和。此外，游离酸基团 可以在聚合物结构体中占主要地位，使聚合物结构体的pH值落在酸性范 围内。此酸性吸水聚合物结构体可以通过相对于该酸性聚合物结构体为 碱性的、具有游离碱基团(优选为氨基)的聚合物结构体至少部分地中和。 其中，这些聚合物结构体在文献中称为"混合床离子交换吸收体聚合物 (Mixed-Bed Ion-Exchange Absorbent Polymers)"(MBIEA-Polymers)且其在 WO 99/34843 Al中也有说明。在此通过参考引入WO 99/34843 Al公开 的内容，并作为本专利技术公开内容的一部分。通常，MBIEA聚合物是一种 组合物，其一方面包括能够交换阴离子的碱性聚合物结构体，另一方面 包括与碱性聚合物结构体相比为酸性且能够交换阳离子的聚合物结构 体。碱性聚合物结构体包括碱性基团，且通常通过聚合含有碱性基团或 含有能够转换成碱性基团的单体而获得。上述的这些单体为包括伯胺、 仲胺或叔胺或相应的膦或上述官能团中的至少两个的单体。这些单体尤 其包括乙胺、丙烯胺、二丙烯胺、4-氨基丁烯、环氧垸类物质 (alkyloxycyclins)、乙烯基甲酰胺、5-氨基戊烯、碳二亚胺本文档来自技高网...
【技术保护点】
吸水聚合物结构体的制备工艺，其包括以下工艺步骤： ｉ）提供水性单体溶液，其包含： －带有酸基的可聚合的单烯键不饱和单体（α１）或其盐， －任选的单烯键不饱和单体（α２），其可与单体（α１）聚合，和 －任选的交联剂（α３）， ｉｉ）使水性单体溶液进行自由基聚合，得到聚合物凝胶， ｉｉｉ）任选粉碎聚合物凝胶， ｉｖ）干燥任选粉碎的聚合物凝胶，得到吸水聚合物结构体， ｖ）任选碾碎并筛分吸水聚合物结构体，以及 ｖｉ）对任选碾碎并筛分的吸水聚合物结构体进行表面后交联， 其中，将热塑性聚合物： Ⅰ）在工艺步骤ｉｉ）之前或期间，优选工艺步骤ｉｉ）之前加到水性单体溶液中， Ⅱ）在工艺步骤ｉｉ）之后和工艺步骤ｉｖ）之前或工艺步骤ｉｖ）期间，优选在工艺步骤ｉｖ）之前，加到聚合物凝胶中，或 Ⅲ）在工艺步骤ｉｖ）之后，加到吸水聚合物结构体中。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克勒克尔，海因茨布雷缪斯，吕迪格格雷拉什，斯科特J史密斯，
申请(专利权)人：艾弗尼克施拖克豪森公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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