具有高流体输送和吸收能力的细粒状吸水性聚合物颗粒制造技术

本发明专利技术涉及具有高流体输送和吸收性能的细碎的吸水性聚合物颗粒。根据本发明专利技术，离心保留容量（ＣＲＣ）为至少２６ｇ／ｇ，在４．８３ｋＰａ负载下的吸收（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）为至少２３ｇ／ｇ且输送值（ＴＶ）为至少１５，０００ｃｍ↑［３］ｓ，其中输送值（ＴＶ）为盐水导流率（ＳＦＣ）与６０分钟后的毛细吸收（ＤＡ↓［６０］）的乘积再乘以１０↑［７］，６０分钟后的毛细吸收（ＤＡ↓［６０］）为７０ｇ吸水性聚合物颗粒在６０分钟内吸收含０．９重量％食盐溶液的量。在测量过程中，将吸水性聚合物颗粒置于环状圆形容器中，该容器的内径为６ｃｍ并且该容器的底部由筛目大小为３６μｍ的筛底密封，并且筛底与含０．９重量％食盐的溶液不加压地接触。本发明专利技术还涉及一种生产所述颗粒的方法及其在卫生制品和包装材料中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有高流体输送和吸收性能的细碎的吸水性聚合物颗粒，生产它们的方法及其在卫生制品和包装材料中的用途。本专利技术的其它实施方案可由权利要求、描述部分和实施例得出。应理解的是在上文所述以及将在下文更具体描述的本专利技术主题特征不仅可以所述特定的组合使用，而且可以其它组合使用，而不会脱离本专利技术的范围。吸水性聚合物尤其为(共)聚合的亲水单体的聚合物，一种或多种亲水单体在合适的接枝基质上的接枝(共)聚合物，交联的纤维素醚，交联的淀粉醚，交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚氧化烯或者可在水性流体中溶胀的天然产品如瓜耳胶衍生物。这类聚合物用作可吸收水溶液的产品来制备尿布、棉塞、卫生棉和其它卫生制品，也作为保水剂用于商品蔬菜种植。为改进它们的性能特征，例如尿布中的盐水导流率(SFC)和负载下的吸收率，通常将吸水性聚合物颗粒后交联。所述后交联可在凝胶水相中进行。但优选将研磨且分级的(原料)聚合物颗粒用后交联剂表面涂覆、干燥并热后交联。可用于此的交联剂为包含两个或更多个能够与亲水聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。US 5,599,335公开了此处对于凝胶的溶胀层，粗颗粒获得了较高的盐水导流率(SFC)。其进一步教导了盐水导流率(SFC)可通过后交联增加，但总是以吸水性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)和吸收容量损失为代价。本领域熟练技术人员熟知的是可以通过增加内交联度(原料聚合物中有更多交联剂)以及通过更强的后交联(更多后交联剂)以离心保留容量(CRC)损失为代价来增加盐水导流率(SFC)。WO 04/069293公开了用多价阳离子的水溶性盐涂覆的吸水性聚合物颗粒。聚合物颗粒具有改进的盐水导流率(SFC)和改进的吸收性能。WO 04/069404公开了具有类似的负载下的吸收率(AUL)和离心保留容量(CRC)值的耐盐的吸水性聚合物颗粒。WO 04/069915公开了一种生产吸水性聚合物颗粒的方法，该聚合物颗粒兼具高盐水导流率(SFC)和强毛细力，即抵抗重力而吸上水性流体的能力。聚合物颗粒的毛细作用通过特定的表面整饰获得。为此将尺寸小于180μm的颗粒从原料聚合物筛分出，聚集并与在先取出的大于180μm的颗粒组合。超薄的卫生制品需要不含粗颗粒的细碎的吸水性聚合物颗粒，因为粗颗粒可以被感觉出来，消费者会拒绝。但颗粒越小，盐水导流率(SFC)越低。但另一方面，小聚合物颗粒还具有较小的孔，其通过凝胶层内的毛细吸收改进流体输送。这在超薄卫生制品中是重要因素，因为这些卫生制品可包含由50-100重量％程度上的吸水性聚合物颗粒组成的结构构件，因此所用聚合物颗粒不仅对流体具有储存功能，而且确保了主动流体输送(毛细吸收)和被动流体输送(盐水导流率)。由吸水性聚合物颗粒或合成纤维代替的纤维素浆料的比例越大，吸水性聚合物除它们的储存功能之外的必须进行的输送功能的数目也越大。因此，本专利技术的目的是提供具有如下性能的吸水性聚合物颗粒高离心保留容量(CRC)、高的负载下的吸收率(AUL)、高的主动流体输送(毛细吸收)和被动流体输送(盐水导流率)，尤其是高的盐水导流率(SFC)。本专利技术的另一目的是提供具有低的平均粒径的优化吸水性聚合物颗粒。本专利技术的另一目的为提供一种生产具有如下性能的吸水性聚合物颗粒的方法高离心保留容量(CRC)、高的负载下的吸收率(AUL)、高的主动流体输送(毛细吸收)和被动流体输送(盐水导流率)，尤其是高的盐水导流率(SFC)。本专利技术的再一目的为提供一种生产如下吸水性聚合物颗粒的方法，该吸水性聚合物颗粒产生尤其是在负载流体时没有可觉察臭味的白色聚合物颗粒。我们发现该目的通过提供包含如下物质的吸水性聚合物颗粒实现a)至少一种共聚的烯属不饱和的酸官能单体，b)至少一种共聚的交联剂，c)合适的话，可与a)共聚的一种或多种共聚的烯属和/或烯丙基属不饱和单体，d)合适的话，一种或多种完全或部分接枝了单体a)、b)以及合适的话c)的水溶性聚合物，和e)至少一种转化的后交联剂，其中离心保留容量(CRC)不低于26g/g，在4.83kPa负载下的吸收率(AUL0.7psi)不低于23g/g，输送值(TV)不低于15,000cm3s，其中输送值(TV)为盐水导流率(SFC)与60分钟后的毛细吸收(DA60)的乘积再乘以107，以及其中60分钟后的毛细吸收(DA60)为70g吸水性聚合物颗粒在60分钟内吸收的0.9重量％氯化钠溶液的重量，其中在测量过程中，将吸水性聚合物颗粒置于环状圆形容器中，该容器的内径为6cm并且在其底端由筛目大小为36μm的筛底(size base)密封，并且筛底与0.9重量％氯化钠溶液大气压力下接触。离心保留容量通过由EDANA(European Disposables and NonwovensAssociation(欧洲一次性用品及非织造物协会))推荐的测试方法No.441.2-02“离心保留容量”测定。负载下的吸收率通过由EDANA(European Disposables andNonwovens Association)推荐的测试方法No.442.2-02“在压力下的吸收”测定。输送值(TV)优选不低于17,500cm3s，更优选不低于20,000cm3s，甚至更优选不低于22,500cm3s，最优选不低于25,000cm3s且通常不超过100,000cm3s。优选小于2重量％，更优选小于1.5重量％，最优选小于1重量％的聚合物颗粒的粒度小于150μm。粒度通过由EDANA(European Disposablesand Nonwovens Association)推荐的测试方法No.420.2-02“粒度分布”测定。共聚单体a)的酸基优选超过60mol％，更优选超过61mol％，甚至更优选超过62mol％，最优选超过63mol％且优选不超过70mol％，更优选不超过69mol％，甚至更优选不超过68mol％，最优不超过67mol％被中和。适用于共聚单体a)、b)和c)的单体为下文所述的单体i)、ii)和iii)。适用于至少一种部分接枝的水溶性聚合物d)的水溶性聚合物为下文所述的水溶性聚合物iv)。适用于转化的后交联剂e)的后交联剂为下文所述的后交联剂v)。本专利技术吸水性聚合物颗粒的水含量优选低于6重量％，更优选低于4重量％，最优选低于3重量％。优选本专利技术吸水性聚合物颗粒为具有上述性能的聚合物颗粒A、B和C。聚合物颗粒A优选小于2重量％，更优选小于1.5重量％，最优选小于1重量％的聚合物颗粒A的粒度大于600μm。优选不低于90重量％，更优选不低于95重量％，甚至更优选不低于98重量％，最优选不低于99重量％的聚合物颗粒A的粒度为150-600μm。优选不低于70重量％，更优选不低于80重量％，甚至更优选不低于85重量％，最优选不低于90重量％的聚合物颗粒A的粒度为300-600μm。聚合物颗粒A的离心保留容量(CRC)通常不低于26g/g，优选不低于27g/g，更优选不低28g/g，甚至更优选不低于29g/g，最优选不低于30g/g且通常不超过50g/g。聚合物颗粒A在4.83kPa负载下的吸收率(AUL0.7psi)通常不低于23g/g，优选不低于24g/g，更优选不低于25g/g，甚至本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含如下物质的吸水性聚合物颗粒：　　　　ａ）至少一种共聚的烯属不饱和的酸官能单体，　　　　ｂ）至少一种共聚的交联剂，　　　　ｃ）合适的话，可与ａ）共聚的一种或多种共聚的烯属和／或烯丙基属不饱和单体，　　　　ｄ）合适的话，一种或多种完全或部分接枝了单体ａ）、ｂ）以及合适的话ｃ）的水溶性聚合物，和　　　　ｅ）至少一种转化的后交联剂，　　　　其中离心保留容量（ＣＲＣ）不低于２６ｇ／ｇ，输送值（ＴＶ）不低于１５，０００ｃｍ↑［３］ｓ，　　　　其中输送值（ＴＶ）为盐水导流率（ＳＦＣ）与６０分钟后的毛细吸收（ＤＡ↓［６０］）的乘积再乘以１０↑［７］，以及　　　　其中６０分钟后的毛细吸收（ＤＡ↓［６０］）为７０ｇ吸水性聚合物颗粒在６０分钟内吸收的０．９重量％氯化钠溶液的重量，其中在测量过程中，将吸水性聚合物颗粒置于环状圆形容器中，该容器的内径为６ｃｍ并且在其底端由筛目大小为３６μｍ的筛底密封，并且筛底与０．９重量％氯化钠溶液大气压力下接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-10-20 102004051242.61.包含如下物质的吸水性聚合物颗粒a)至少一种共聚的烯属不饱和的酸官能单体，b)至少一种共聚的交联剂，c)合适的话，可与a)共聚的一种或多种共聚的烯属和/或烯丙基属不饱和单体，d)合适的话，一种或多种完全或部分接枝了单体a)、b)以及合适的话c)的水溶性聚合物，和e)至少一种转化的后交联剂，其中离心保留容量(CRC)不低于26g/g，输送值(TV)不低于15,000cm3s，其中输送值(TV)为盐水导流率(SFC)与60分钟后的毛细吸收(DA60)的乘积再乘以107，以及其中60分钟后的毛细吸收(DA60)为70g吸水性聚合物颗粒在60分钟内吸收的0.9重量％氯化钠溶液的重量，其中在测量过程中，将吸水性聚合物颗粒置于环状圆形容器中，该容器的内径为6cm并且在其底端由筛目大小为36μm的筛底密封，并且筛底与0.9重量％氯化钠溶液大气压力下接触。2.根据权利要求1的聚合物颗粒，其中小于2重量％具有小于150μm的粒度。3.根据权利要求1或2的聚合物颗粒，其中所述至少一种带有酸基的单体的酸基超过60mol％且不超过70mol％被中和。4.根据权利要求1-3中任一项的聚合物颗粒，其中小于2重量％具有大于600μm的粒度。5.根据权利要求1-4中任一项的聚合物颗粒，其中不低于90重量％具有150-600μm的粒度。6.根据权利要求1-5中任一项的聚合物颗粒，其中不低于70重量％具有300-600μm的粒度。7.根据权利要求1-6中任一项的聚合物颗粒，其盐水导流率(SFC)不低于80×10-7cm3s/g。8.根据权利要求1-3中任一项的聚合物颗粒，其中低于2重量％具有大于850μm的粒度。9.根据权利要求1-3或8中任一项的聚合物颗粒，其中不低于90重量％具有150-850μm的粒度。10.根据权利要求1-3、8或9中任一项的聚合物颗粒，其中高于15重量％具有小于300μm的粒度。11.根据权利要求1-3或8-10中任一项的聚合物颗粒，其离心保留容量(CRC)不低于29g/g。12.根据权利要求1-3或8-11中任一项的聚合物颗粒，其盐水导流率(SFC)不低于45×10-7cm3s/g。13.根据权利要求1-3或10-12中任一项的聚合物颗粒，其包含至少一种水不溶性金属磷酸盐。14.根据权利要求13的聚合物颗粒，其离心保留容量(CRC)不低于30g/g。15.根据权利要求1-3、8或9中任一项的聚合物颗粒，其中低于15重量％具有小于300μm的粒度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：U里格尔，T丹尼尔，D赫尔梅林，M埃利奥特，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]