制备表面后交联的吸水性聚合物颗粒的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备表面后交联的吸水性聚合物颗粒的方法，其中将该吸水性聚合物颗粒在表面后交联之前、期间或之后用至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱盐涂敷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种，其中将该吸水性聚合物颗粒在表面后交联之前、期间或之后用至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐涂敷。吸水性聚合物颗粒用来制造尿布、棉塞、卫生巾和其它卫生用品，还可用作商品园艺中的保水剂。该吸水性聚合物颗粒也被称作超吸收剂(super-absorbent)。吸水性聚合物颗粒的制备记载于专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，F. L. Buchholz 和 Α. Τ. Graham, ffiley-VCH, 1998，第 71 至 103 页。吸水性聚合物颗粒的性质可例如通过所用交联剂的量来调节。随着交联剂用量的增加，离心保留能力(CRC)下降且21.0g/cm2压力下的吸收(AULO. 3psi)经过一个最大值。为了改善性能特性，例如盐水导流率(SFC)、凝胶床渗透性(GBP)以及49. 2g/cm2 压力下的吸收(AULO. 7psi)，一般对吸水性聚合物颗粒进行表面后交联。这样提高了颗粒表面的交联度，使得49. 2g/cm2压力下的吸收(AUL0.7psi)与离心保留能力(CRC)至少部分地分离。这种表面后交联可在含水凝胶相中进行。但是，优选地，将经干燥、研磨并筛分过的聚合物颗粒(基础聚合物)用表面后交联剂表面涂敷并进行热表面后交联。适于此目的的交联剂为可与该吸水性聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的化合物。为了改善盐水导流率和/或凝胶床渗透性，常常将吸水性聚合物颗粒在热表面后交联之前用多价金属阳离子涂敷。这种方法已知于例如WO 2000/053644 Al、WO 2000/053664 Al、WO 2005/108472 Al 和 WO 2008/092843 Al。本专利技术的一个目的是提供一种改进的用于制备吸水性聚合物颗粒——尤其是高渗透性的吸水性聚合物颗粒——的方法。此目的通过这样一种制备吸水性聚合物颗粒的方法实现，该方法通过聚合包含以下物质的单体溶液或悬浮液而实施a)至少一种具有酸基团且可至少被部分中和的烯键式不饱和单体，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)中指定的单体共聚的烯键式不饱和单体，以及e)任选地一种或多种水溶性聚合物，该方法包含干燥、研磨、分级和表面后交联，其包含在表面后交联之前、期间或之后将吸水性聚合物颗粒用至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐涂敷。在碱式盐中，在成盐的碱中不是所有在水溶液中可以以氢氧根阴离子(0H_)形式消去的氢氧根基团都被酸基团代替。碱式盐中金属阳离子与羧酸阴离子的摩尔比一般为0. 4至10，优选为0. 5至5，更优选为0. 6至2. 5，最优选为0. 8至1. 2。所用三价金属阳离子的量优选为从0. 00004至0. 05mol/100g待涂敷的吸水性聚合物颗粒，更优选为0. 0002至0. 03mol/100g待涂敷的吸水性聚合物颗粒，最优选为0. 0008至0. 02mol/100g待涂敷的吸水性聚合物颗粒。该三价金属阳离子优选为元素周期表中第三主族、第三过渡族或镧系元素——更优选为铝、钪、钇、镧或铈，最优选为铝——的金属阳离子。该一价羧酸阴离子优选为C1-至C4-链烷酸的阴离子，更优选为甲酸阴离子(甲酸根)、乙酸阴离子(乙酸根)、丙酸阴离子(丙酸根)和丁酸阴离子(丁酸根)，最优选为乙酸阴离子。合适的三价金属阳离子和一价羧酸阴离子的碱式盐为，例如，碱式甲酸铝、碱式乙酸铝和碱式丙酸铝。极特别优选为一乙酸铝(CASNo. )。三价金属阳离子和一价羧酸阴离子的碱式盐可经稳定。合适的稳定剂为例如多元醇，如甘露醇和丙三醇；可溶性糖类，如二糖和单糖；多价无机酸，如硼酸和磷酸；羟基羧酸或其盐类，如柠檬酸、乳酸和酒石酸或其盐类；二羧酸或其盐类，如己二酸和丁二酸；以及尿素和硫脲。优选使用硼酸和/或酒石酸作为稳定剂。施用由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐的方法不受任何限制。 合适的混合器为，例如，水平Pf lugschar 犁式混合器(Gebr. LodigeMaschinenbau GmbH ；Paderborn ；Germany)、Vrieco-Nauta 连续 混合 器(Hosokawa Micron BV ； Doetinchem ；the Netherlands)、Processall 混合石if磨混合器(Processall Incorporated ； Cincinnati ；US)、Schugi Fldxomix (HosokawaMicron BV ；Doetinchem ；the Netherlands) >Hosokawa Bepex /^^^^^^^! (Hosokawa Micron GmbH ；Leingarten ； Germany)、HosokawaBepex 圆盘干燥器(Hosokawa Micron GmbH ；Leingarten ；Germany) 以及 Nara 桨式干燥器(NARA Machinery Europe ；Frechen ；Germany)。本专利技术的涂敷是有利的，尤其是当涂敷后吸水性聚合物颗粒的温度优选为至少 120°C、更优选为至少150°C、最优选为至少180°C时。这种温度一般在热表面后交联之前或期间进行涂敷时产生。三价金属阳离子和一价羧酸阴离子的碱式盐优选以水溶液使用。该水溶液例如通过将合适的碱式盐溶解于水性溶剂(例如水)中制备。但是，也可以将合适量的相应碱(例如氢氧化铝)和相应的羧酸(例如乙酸)混合于一种水性溶剂(例如水)中。水溶液中的水含量优选为60至98重量％，更优选为65至90重量％，最优选为70 至85重量％。为了提高在水溶液中的溶解度，溶液可在升高的温度下制备和使用。本专利技术所用的水溶液包含至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐，在长期储存过程中易于沉淀。因此该溶液有利地包含上述稳定剂之一。在本专利技术的一个优选实施方案中，将该包含至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐的水溶液，以及表面后交联剂，在同一混合器中施用于吸水性聚合物颗粒。该水溶液和表面后交联剂可分别地或者以组合溶液形式计量加入。在本专利技术的另一个优选实施方案中，该至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐仅在表面后交联之后进行施用。为了进行该涂敷，可使用水溶液或者相应的不溶解盐，例如干燥的单乙酸铝。本专利技术基于以下发现经表面后交联的吸水性聚合物颗粒的盐水导流率(SFC)和凝胶床渗透性(GBP)通过本专利技术方法可显著提高。迄今为止所使用的盐(如硫酸铝和乳酸铝)提高了盐水导流率(SFC)，但只在当涂敷在低温下进行时才能改善凝胶床渗透性(GBP)(硫酸铝)，或者根本不能改善凝胶床渗透性(GBP)(乳酸铝)。另外，可通过本专利技术方法提高凝胶床渗透性(GBP)，而不降低49. 2g/cm2压力下的吸收(AUL 0. 7psi)。特别有利地，吸水性聚合物颗粒在表面后交联之前采用乳酸铝和在表面后交联之后采用单乙酸铝进行涂敷。采用乳酸铝涂敷提高了盐水导流率(SFC)和49.2g/cm2压力下的吸收(AUL 0.7psi)。随后采用单乙酸铝涂敷提高了凝胶床渗透性(G本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备吸水性聚合物颗粒的方法，通过聚合包含以下物质的单体溶液或悬浮液而实施：ａ）至少一种具有酸基团且可至少被部分中和的烯键式不饱和单体，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）中指定的单体共聚的烯键式不饱和单体，以及ｅ）任选地一种或多种水溶性聚合物，该方法包含干燥、研磨、分级和表面后交联，其包含在表面后交联之前、期间或之后将吸水性聚合物颗粒用至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐涂敷。

【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：P·汉密尔顿，O·霍尔勒，W·GJ·蒋，F·J·洛佩兹维兰纽瓦，J·格瑞尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE