颗粒状的吸收性聚合物组合物的制备方法技术

包含有颗粒间交联聚集体的颗粒状的、吸湿的聚合物。这些颗粒间交联聚集体由基本上不溶于水的、吸湿的、形成水凝胶状的聚合材料，和一种为在这些母体颗粒之间形成交联键而同该聚合物材料反应的颗粒间交联剂。所生成的聚合物具有改进的结构整体性、增加了收集率和将凝胶阻塞降低到最小等优点。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是改进的颗粒状的吸湿聚合物。这些聚合物在同流体(即液体)例如水或人体的排出液接触时会发生膨胀并吸收这些流体。这些聚合物不仅在单独使用时特别有效，而且在可以装入在吸湿用品(例如尿垫;不能自理病人使用的垫子以及卫生巾等)中的吸湿件中使用也特别有效。本专利技术还涉及制造这些聚合物的方法。颗粒状的、吸湿的聚合物能吸收大量的流体(如水和人体排出的体液)，还能在平常压力下保持住这些被吸收了的流体。由于上述聚合物具有这些吸收特性，使它们特别适用于制作吸湿垫等吸湿用品，比如在Harper等人于1972年6月13日公开的美国专利3699103和Harmon于1972年6月20日公开的美国专利3670731中都描述了在吸湿用品中的颗粒状的、吸湿的聚合物(也称作为水凝胶亲水的胶体或超吸收材料)。常规的颗粒状的、吸湿的聚合物由于聚合物中的组成颗粒的表面积与其质量比是小的，而使它们的流体吸收率大大低于常规含纤维素的纤维织物的流体吸收率，这样就使这些常规的聚合物的应用受到了限制。由于颗粒状的、吸湿的聚合物中颗粒的表面积与质量比决定了这个疏松聚合物的总的流体吸收率，所以这个表面积与质量比是重要的。通过降低在这种疏松聚合物中颗粒的质量平均粒度通常可以增加表面积与质量比，从而使流体吸收率显著提高。但是，当这些小颗粒或微颗粒同液体相接触面发生膨胀时，其中那些被挤入纤维织物的小颗粒或微颗粒就很容易堵在织物纤维间的毛细管中，膨胀或部分膨胀的微颗粒在流体表面张力的作用下而结成一块连在一起的凝结的凝胶块，构成了一个凝胶障碍物。在前一种情况下，由于在纤维中的流体通道受阻，而使流体流过织物的阻力增加，或者在后一种情况下由于那些凝胶块而引起的透过率显著降低。这些现象通常被称为“凝胶阻塞”。解决流体吸收率和凝胶阻塞之间矛盾的一个折衷方案是用水使多个小颗粒逐阶聚集成较大的“核”颗粒。日本公开的专利昭和61(1986)-97333和日本公开的专利昭和61(1986)-101586中公开了这类水聚集技术。由于这些颗粒通过水聚集而增加了颗粒的表面积与质量比，从而使流体吸收率得到适当的提高，不过与此同时，这些通过水聚集起来的颗粒在同水溶液接触和/或膨胀时会散开。这将产生一定量的膨胀或部分膨胀的自由微颗粒的富集。这些微颗粒又通过上述的机制加剧了凝胶的阻塞效应。解决该问题的另一个方案是对那些散开的颗粒进行表面处理。一种专用的表面处理方法是对这些散开的颗粒进行表面交联处理，从而使每一个孤立的颗粒在靠近颗粒表面上的聚合链之间的交联密度提高得比较多。1987年5月19日公开的Tsubakimoto等人的美国专利4666983和1988年3月29日公开的Tsubakimoto等人的美国专利4734478中描述了这些表面交联技术。通过降低分散的颗粒在膨胀时凝结成不透水凝胶块的倾向，可以使颗粒间表面交联起到适当降低一种上述形式的凝胶阻塞的作用。不过由于颗粒的表面积与质量比仍基本上未变化，所以颗粒的流体吸收率也并未增加。因此，本专利技术试图通过制成改进的颗粒状的，吸湿的聚合物来解决上述这些问题，这些聚合物的流体吸收率高并且凝胶阻塞被降到最低限度。本专利技术的目的是提供具有高流体吸收率的、颗粒状的、吸湿的聚合物。本专利技术的另一个目的是提供凝胶阻塞性极小的颗粒状的、吸湿的聚合物。本专利技术的再一个目的是提供颗粒状的、吸湿的聚合物，这些聚合物在使用时(即在膨胀时)具有高的抗压能力，以便保持和/或提高包括有上述聚合物的吸湿用品的透过率。本专利技术的又一个目的是提供在同流体接触或膨胀时使微颗粒散开降到最低限度的颗粒状的、吸湿的聚合物。本专利技术的进一步目的是提供一些在干燥状态下使游离的微颗粒降低到最低限度的，颗粒状的、吸湿的聚合物。本专利技术的进一步目的是提供颗粒状的，吸湿的聚合物，这些聚合物是通过选择母体颗粒的特定性能，例如质量平均粒度或吸收能力来达到可取的流体吸收率。本专利技术的另一个目的是提供一种制造这些颗粒状的、吸湿的聚合物的方法。本专利技术的进一步目的是提供包括有本专利技术的颗粒状的，吸湿聚合物的、改进了的各种吸湿产品，吸湿件和吸湿用品(例如尿布或卫生巾)。本专利技术提供了包括颗粒间交联聚集体的颗粒状的，吸湿的聚合物，这些颗粒间交联的聚集体包含有基本上不溶于水的，吸湿的形成水凝胶状的聚合物材料和一种为了在母体颗粒间形成交联键而同该聚合物材料反应的颗粒间交联剂。当生成的聚合物的质量平均粒度增加到至少比母体颗粒的质量平均颗粒度大25%时，就会有足够数目的颗粒间交联的聚集体生成，使生成的聚合物的性能显著改善，颗粒间交联聚集体的结构完整性得到改善(也就是说，聚集体在膨胀时保持完整无损，并且具有较高的抗压强度)，收集率变得更高，并且凝胶阻塞性降至最低。当同液体接触时，即使处于中等的围压下，颗粒间交联聚集体通常也能各向同性地膨胀(即在所有方向上膨胀程度相同)，同时吸收所述的液体。由于颗粒间交联聚集体发生各向同性膨胀后也能保持母体颗粒的结构和空间关系不变(即聚集体在干燥态和膨胀态时都能保持其完整性)所以颗粒间交联聚集体发生各向同性膨胀。因此构成颗粒间交联聚集体的母体颗粒在同液体接触或在液体中膨胀时，将不会散开(即这些颗粒间交联聚集体是“流态稳定的”)而使凝胶阻塞限制到最小程度。又由于颗粒间交联聚集体的高的表面积与质量比而使其以相当高的流体吸收率为构成具有快速吸收能力的聚合物提供了条件。因此本专利技术的颗粒间交联聚集体构成了一种能迅速吸收流体并具有最低阻塞性能的聚合物。本专利技术还涉及改进了的颗粒状的、吸湿的聚合物，这些聚合物包括由粒度相当小的母体颗粒(即微母体颗粒)构成的颗粒间交联聚集体。利用微母体颗粒形成颗粒间交联聚集体，使这些聚集体的表面积与质量比超过粒度与聚集体粒度相同的母体颗粒的表面积与质量比，从而使含有这样的一些颗粒间交联聚集体的聚合物具有相当高的流体吸收率(膨胀率)，而另一方面，通过把自由的微颗粒从膨胀或部分膨胀的聚合物中驱除，而使其凝胶阻塞性达到最低。这些颗粒间交联聚集体还提供了一种减少干的疏松的聚合物中微粒的有效途径，改善了这些聚合物的加工和使用性能。本专利技术还涉及含有本专利技术聚合物的吸湿产品，吸湿件和吸湿用品，所述的聚合物包括颗粒间交联的聚集体。通过提供上述具有高流体吸收率及极小的凝胶阻塞性的聚合物，能够提高所述产品的性能。此外，颗粒间交联聚集体的粒度越大，越有助于保持含有上述聚合物的纤维织物的毛细通道畅通。还有，颗粒间交联聚集体的结构完整性(即更细的颗粒保持彼此的键合)使膨胀的或干燥的颗粒穿过吸湿物迁移现象减小到最低程度。本专利技术进一步还涉及制造这些包括颗粒间交联聚集体的共聚物的方法。在本专利技术的方法中把一种颗粒间交联剂加到母体颗粒上，使这些母体颗粒发生物理缔合而形成多重聚集体;使交联剂与母体颗粒的聚合物材料发生反应，而同时保持这些颗粒的物理缔合，从而使这些母体颗粒之间形成交联键而形成颗粒交联聚集体，应使所生成的那些颗粒间交联共聚体的相应的聚合物的质量平均粒度至少应比母体颗粒的质量平均粒度约大25%。在一种优选的方法中这些母体颗粒还是表面交联的。本专利技术书是以本专利技术的具体限定的有明确保护范围的权利要求书为结束的。从下面的结合附图所作的描述会进一步理解本专利技术的。这些附图包括附图说明图1是本专利技术的一个方便本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒状的吸湿的聚合物，其特征在于包括：许多颗粒间交联聚集体，这些颗粒间交联聚集体又包括（ｉ）基本上不溶于水的、吸湿的、能形成水凝胶的聚合材料，（ｉｉ）一种为在该母体颗粒之间形成交联键而与该母体颗粒聚合材料反应的颗粒间交联剂，这些颗粒间交联聚集体在聚合物中的数量应能使该聚合物的质量平均粒度至少比该母体颗粒质量平均粒度约大２５％左右。

【技术特征摘要】
US 1990-4-2 502,942;US 1990-4-2 503,499;US 1990-4-1.一种颗粒状的吸湿的聚合物，其特征在于包括许多颗粒间交联聚集体，这些颗粒间交联聚集体又包括(i)基本上不溶于水的、吸湿的、能形成水凝胶的聚合材料，(ii)一种为在该母体颗粒之间形成交联键而与该母体颗粒聚合材料反应的颗粒间交联剂，这些颗粒间交联聚集体在聚合物中的数量应能使该聚合物的质量平均粒度至少比该母体颗粒质量平均粒度约大25%左右。2.如权利要求1所述的聚合物，它的质量平均粒度至少比母体颗粒质量平均粒度大30%左右。3.如权利要求1所述的聚合物，其质量平均粒度至少比该母体颗粒质量平均粒度大50%左右。4.如权利要求1所述的聚合物，其特征在于至少该颗粒间交联聚集体是表面处理的。5.如权利要求4所述的聚合物，其中该颗粒间交联聚集体是表面交联的。6.如权利要求1所述的聚合物，其中该母体颗粒聚合材料具有一个羧基原子团，而该颗粒间交联剂按每个能同该羧基反应的分子至少有两个功能团。7.如权利要求1所述的聚合物，其中该交联剂同水、有机溶剂或它们的混合物混合。8.如权利要求1所述的聚合物，它包含的这些颗粒间交联聚集体的重量比该共聚物大于50%左右。9.一种颗粒状的吸湿的聚合物，其特征在于包括颗粒间交联聚集体，这些颗粒间交联聚集体包括(ⅰ)基本上不溶于水的、吸湿的、能形成水凝胶的聚合材料的、基本上干的母体颗粒;该聚合材料可以从下列共聚物中选取水解的淀粉-丙烯腈接枝共聚物、部分中和的淀粉-丙烯腈接枝共聚物、淀粉-丙烯酸接枝共聚物、部分中和的淀粉-丙烯酸接枝共聚物、皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物组、水解的丙烯腈聚合物或丙烯酰胺共聚物，上述任何一种共聚物的脆弱交联的网状产物，部分中和的聚丙烯酸或部分中和聚丙烯酸脆弱交联的网状产物;和(ⅱ)一种颗粒间交联剂，该交联剂可以从下列化合物中选取多元醇化合物，聚缩水甘油醚化合物、多重氮丙啶化合物，多重性胺化物或者多重异氰酸盐化合物，该颗粒间交联剂同该母体颗粒的聚合物材料反应，以便在该母体颗粒间形成交联键，该颗粒间交联聚集体在聚合物中的数量应能使聚合物的质量平均粒度至少比该母体颗粒质量平均粒度大30%左右。10.如权利要求9所述的聚合物，其中该交联剂同水、亲水性有机溶剂或它们的混合物相混合。11.如权利要求10所述的共聚物，其中按照每100份重量的母体颗粒加从约0.01-约30份重量的颗粒间交联剂同按每100份母体颗粒加约0.01-约20份重量的水相混合。12.如权利要求10所述的聚合物，其中按照每100份重量的该母体颗粒加从约0.01约至30份重量的颗粒间交联剂与按照每100份重量的该母体颗粒加从约0.01至约60份重量的亲水有机溶剂相混合。13.如权利要求10所述的聚合物，其中按照每100份重量的母体颗粒加从约0.01约至30重量份颗粒间交联剂同按照每100份重量母体颗粒加从约0.01至约60份重量的水和亲水有机溶剂相混合。14.如权利要求9所述的聚合物，其中至少该颗粒间的交联共聚体是表面交联的。15.如权利要求9、10、13或14的聚合物，其质量平均粒度至少比该母体颗粒的质量平均粒度大50%左右。16.如权利要求9所述的聚合物，其中包括大于共聚物50%左右重量的这些颗粒间交联聚集体。17.一种颗粒状的、吸湿的聚合物，其特征在于包括颗粒间交联聚集体，该颗粒间交联聚集体包括(ⅰ)基本上不溶于水的，吸湿的，形成水凝胶的聚合材料的基本上干燥的母体颗粒，该聚合材料主要是由部分中和的聚丙烯酸的脆弱交联的网状产物，以及(ⅱ)一种从下列化合物中选取的颗粒间交联剂丙三醇、三羟甲基丙烷、1，2-丙二醇，1，3-丙二醇或者甘醇，该颗粒交联剂同该母体颗粒的该聚合材料发生反应，以便在该母体颗粒间形成交联键，该颗粒间交联聚集体在聚合物中的数量应能使该聚合物的平均粒度至少比母体颗粒的质量平均粒度大30%左右。18.如权利要求17所述的聚合物，其中该母体颗粒质量平均粒度约小于600μm。19.如权利要求18所述的聚合物，其中该母体颗粒通常为球状。20.如权利要求18所述的聚合物，其中该母体颗粒通常为不规则的形状。21.如权利要求20所述的聚合物，其中该颗粒间交联剂是丙三醇。22.如权利要求21所述的聚合物，其中至少该颗粒间交联聚集体是表面交联的。23.如权利要求22所述的聚合物，其中它具有大于20g/g左右的合成尿液的吸收容量。24.如权利要求23所述的聚合物，其中它在合成尿液中的凝胶膨胀压力在28X负荷下约大于20千达因/cm2，它在合成尿液中的膨胀速率在28X负荷下约大于0.3g/g/sec。25.如权利要求17所述的聚合物，其中该颗粒间交联剂同水、亲水的有机溶剂或它们的混合物混合。26.如权利要求25所述的聚合物，其中按每100份该母体颗粒重量加入的从约0.5份到约10份重量的交联剂同按每100份该母体颗粒重量加入的约1份到约20份重量的水、亲水有机溶剂或它们的化合物相混合。27.如权利要求26所述的聚合物，其中的颗粒间交联剂是丙三醇，而该亲水有机溶剂是从甲醇、乙醇、异丙醇或它们的混合物中选取。28.如权利要求27所述的聚合物，至少该颗粒间交联聚集体是表面交联的。29.如权利要求17、18、21、22、27或28所述的聚合物，其特征在于它的质量平均粒度至少比该母体颗粒的质量平均粒度大50%。30.一种包括吸湿载体的吸湿制品，和至少一种与该吸湿载体连接的颗粒间交联聚集体，该颗粒间交联聚集体包括(ⅰ)一个基本上不溶于水的，吸水的、形成水凝胶的聚合物材料的母体颗粒，以及(ⅱ)一种同该母体颗粒聚合物材料反应而在该母体颗粒间形成的交联键的颗粒交联剂。31.如权利要求30所述的吸湿制品，其中该颗粒交联聚集体结合到该吸收载体上。32.如权利要求31所述的吸湿制品，其中该吸湿载体由一种纤维组成。33.如权利要求31所述的吸湿制品，其中该吸湿载体由片状的无纺制品组成。34.如权利要求3所述的包括颗粒间交联聚集体的颗粒状的吸湿聚合物，其中该母体颗粒的质量平均粒度小于约300μm左右。35.如权利要求34所述的聚合物，其中它的质量平均粒度至少比该母体颗粒质量平均粒度约大100%。36.如权利要求35所述的聚合物，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：DC罗，FH拉尔曼，CJ堡格，
申请(专利权)人：普罗格特甘布尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]