渗透性超吸收剂及其制备方法技术

通过一种方法制备高渗透性超吸收剂，所述方法包括：聚合一种单体水溶液，所述溶液包括a)至少一种烯键式不饱和单体，所述单体带有酸基团并且任选地至少部分为盐形式，b)至少一种交联剂，c)至少一种引发剂，d)任选地一种或多种可与a)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体，和e)任选一种或多种水溶性聚合物；干燥所得的聚合物，任选地研磨经干燥的聚合物并筛分经研磨的聚合物，任选地将经干燥并任选研磨和筛分的聚合物进行表面后交联，在干燥、研磨或筛分之后，添加x射线无定形氢氧化铝粉末，并且如果进行表面后交联，则在该表面后交联过程中或之后，添加x射线无定形氢氧化铝粉末，在加入x射线无定形氢氧化铝粉末之后，加入0.1重量％至10重量％的水，基于加入x射线无定形氢氧化铝粉末之前的聚合物的量计，其中水以至少三份加入超吸收剂中。加入超吸收剂中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】渗透性超吸收剂及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种渗透性超吸收剂、其制备方法及其用途以及包含其的卫生用品。
[0002]超吸收剂是已知的。对于这类材料，通常也使用名称例如“高溶胀性聚合物”、“水凝胶”(通常也用于干燥形式)、“形成水凝胶的聚合物”、“吸水性聚合物”、“形成吸收性凝胶的材料”、“溶胀树脂”、“吸水性树脂”等。这些材料为交联的亲水性聚合物，更特别为由(共)聚合的亲水性单体形成的聚合物、一种或多种亲水性单体在合适的接枝基体上的接枝(共)聚合物、交联的纤维素醚或淀粉醚、交联的羧甲基纤维素、部分交联的聚环氧烷烃或可在水性液体中溶胀的天然产物，例如瓜尔豆衍生物，最常用的是基于部分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。超吸收剂的基本特性是其能够吸收数倍于自身重量的水性液体并且即使在一定压力下也不再释放该液体的能力。以干粉形式使用的超吸收剂在其吸收流体时转化为凝胶，并且当其像往常一样吸收水时相应地转化为水凝胶。交联对于合成超吸收剂是必需的，并且这是与常规的简单增稠剂的重要区别，因为它使得聚合物具有在水中的不溶性。可溶性物质将不能用作超吸收剂。迄今为止，超吸收剂最重要的应用领域是吸收体液。超吸收剂用于例如婴儿尿布、成人失禁用品或女性卫生用品中。其他应用领域是例如作为商品蔬菜栽培中的保水剂、作为防火的储水装置、用于食品包装中的流体吸收或通常用于吸收湿气。
[0003]超吸收剂能够吸收数倍于自身重量的水，并能在一定压力下将其保留。通常，这种超吸收剂的CRC(“离心保留容量”，参见下文测试方法)为至少5g/g、优选至少10g/g且更优选至少15g/g。“超吸收剂”也可以是各种不同超吸收性物质的混合物或仅当组分间相互作用时才显示出超吸收特性的混合物；本文中，物理组成不像超吸收特性那样重要。
[0004]超吸收剂的重要特征不仅在于其吸收能力，而且在于其在压力下保留流体的能力(保留，通常表示为“负载下的吸收”(“AUL”)或“抗压吸收”(“AAP”)，测试方法参见下文)和渗透性，即在溶胀状态下传导流体的能力(通常表示为“盐水导流率(Saline Flow Conductivity)”(“SFC”)或“凝胶床渗透率(Gel Bed Permeability)”(“GBP”)，测试方法参见下文(尽管改变超吸收剂不一定改变其SFC和GBP值，或在相同的程度上改变它们))。溶胀的凝胶可阻碍或阻止流体传导到尚未溶胀的超吸收剂(“凝胶阻塞”)。例如，在溶胀状态下具有高凝胶强度的水凝胶具有良好的流体传导特性。仅具有低凝胶强度的凝胶在施加的压力(体压)下是可变形的，阻塞超吸收剂/纤维素纤维吸收剂核部(core)中的孔，并且从而阻止流体传导到尚未溶胀的或不完全溶胀的超吸收剂以及流体被这种尚未溶胀或不完全溶胀的超吸收剂所吸收。提高的凝胶强度通常通过更高的交联度来实现，但这降低了产品的吸收能力。提高凝胶强度的优越方法是与颗粒内部相比，增加在超吸收剂颗粒表面的交联度。为此，使通常在表面后交联步骤中干燥并具有平均交联密度的超吸收剂颗粒在其颗粒的薄表面层中进行额外的交联。表面后交联提高了超吸收剂颗粒的壳部(shell)中的交联密度，这将在压缩应力下的吸收提高到更高水平。尽管超吸收剂颗粒的表面层中的吸收能力下降，但由于存在可移动聚合物链，它们的核部与壳部相比具有改进的吸收能力，使得壳部结构确保改进的渗透性，而不发生凝胶阻塞。同样已知的是可以获得整体上相对高度交联的超吸收剂，并且与颗粒的外壳部相比可以随后降低颗粒内部中的交联度。
[0005]超吸收剂的制备方法也是已知的。市场上最常见的基于丙烯酸的超吸收剂通过在
交联剂(“内部交联剂”)的存在下由丙烯酸的自由基聚合而制备，在聚合之前、聚合之后，或者部分在聚合之前而部分在聚合之后，通常通过加入碱(通常为氢氧化钠水溶液)在一定程度上中和丙烯酸。将由此获得的聚合物凝胶粉碎(根据所使用的聚合反应器，这可以与聚合同时进行)并干燥。由此获得的干燥粉末(“基础聚合物”)通常通过使其与例如有机交联剂或多价阳离子例如铝(通常以硫酸铝形式使用)或这两者的其他交联剂反应，而在颗粒表面上进行后交联，以便获得与颗粒内部相比更高交联度的表面层。
[0006]Fredric L.Buchholz和Andrew T.Graham(编辑)在："Modern Superabsorbent Polymer Technology",J.Wiley&Sons,New York,U.S.A./Wiley
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VCH,Weinheim,Germany,1997,ISBN 0
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471
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19411
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5中，给出了关于超吸收剂、其特性及制备超吸收剂的方法的综合概述。
[0007]用铝化合物处理超吸收剂是已知的。例如，将超吸收剂与无机细颗粒一起粉末化，以便降低结块倾向并提高粉末的流动性或其渗透性。通常，为此目的使用沉淀二氧化硅，但是US 7 795 345B2、US 3 932 322或WO 2013/076031 A1也公开了向超吸收剂中添加热解硅或氧化铝。根据WO 01/68 156 A1的教导，将铝硅酸盐例如沸石加入到超吸收剂中，以提高渗透性并结合难闻的气味。WO 2007/74 108 A1教导了使用非反应性和非成膜的化合物，例如用水不溶性盐，涂覆超吸收剂。在许多这样的盐中提及了水合氧化铝。WO 2007/121 941 A2公开了涂覆有无机粉末的类似的超吸收剂，其中所述粉末也可具有粘合剂。在许多无机粉末中提及了氢氧化铝。
[0008]尽管极少付诸实践，但也是已知使用多价阳离子如铝作为超吸收剂的内部交联剂。相比之下，通常的做法是在使用表面后交联剂的表面后交联过程中将多价阳离子加入到超吸收剂中，所述表面后交联剂在聚合物链之间形成共价键。
[0009]WO 99/55 767 A1公开了在聚合之前、过程中或之后加入式M
n
[H
2n+2
AlnO
3n+1
]的铝酸盐的超吸收剂，其中M＝K或Na且n＝1至10的整数。WO 98/48 857 A1记载了与Al、Fe、Zr、Mg或Zn阳离子交联，然后与液体(如水、矿物油或多元醇)混合的超吸收剂。WO 01/74 913 A1涉及超吸收剂的再生，具体涉及通过加入至少三价阳离子的溶液(通常为硫酸铝水溶液)来提高由磨损降低的渗透性。US 6 620 889 B1公开了与多元醇和多价金属的盐在水溶液中的组合进行表面后交联的超吸收剂。该盐的阴离子可为氯离子、溴离子、硫酸根、碳酸根、硝酸根、磷酸根、乙酸根或乳酸根。优选使用硫酸铝。
[0010]根据WO 2006/111 402 A2的教导，使用选自硅
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氧化合物、多价(尤其三价)阳离子的盐或其混合物的渗透性改进剂处理基础聚合物。三价阳离子的盐优选为铝盐，其选自包括铝的乳酸盐、草酸盐、柠檬酸盐、乙醛酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐和其他有机和无机铝盐的盐群组。WO 2005/108 472 A1公开了一种方法，其包括用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备超吸收剂的方法，所述方法包括聚合单体水溶液，所述溶液包括a)至少一种烯键式不饱和单体，所述单体带有酸基团并且任选地至少部分为盐形式，b)至少一种交联剂，c)至少一种引发剂，d)任选地一种或多种可与a)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体，和e)任选一种或多种水溶性聚合物；干燥所得的聚合物，任选地，研磨经干燥的聚合物并筛分经研磨的聚合物，任选地将经干燥并任选研磨和筛分的聚合物进行表面后交联，在干燥、研磨或筛分之后，添加x射线无定形氢氧化铝粉末，并且如果进行表面后交联，则在该表面后交联过程中或之后，添加x射线无定形氢氧化铝粉末。在加入x射线无定形氢氧化铝粉末之后，加入0.1重量％至10重量％的水，基于加入x射线无定形氢氧化铝粉末之前的聚合物的量计，其中水以至少三份加入至超吸收剂中。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：