專利名稱：吸水劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明與吸水劑的制法及吸水劑有關。
背景技術：
近年來，紙尿布、衛(wèi)生巾及所謂的失禁墊片等吸水物品，作為它的組成材料以吸收體液的目的，廣泛使用著吸水性樹脂(吸水劑)。
這類吸水性樹脂(又稱為高吸水性樹脂和吸水性聚合物)，例如，在日本工業(yè)規(guī)格(JIS)K7223-1996中有所記載已是眾所周知。
上述的吸水性樹脂例如已知有聚丙烯酸部分中和物交聯體、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的加水分解物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚體堿化物、丙烯腈共聚體或者丙烯酰胺共聚體的加水分解物或者它們的交聯體、以及陽性單體的交聯體等。
以往認為上述吸水性樹脂必須具備的特性包括在接觸體液等水性液體時，應有優(yōu)良的吸水量和吸水速度、凝膠強度、從含水性液體的基材吸水的吸引力等。以往，作為兼具上述各種特性的用于紙尿布和衛(wèi)生巾等吸水性物品的樹脂，提出了各種顯示出優(yōu)良性能(吸收特性)的吸水性樹脂(吸水劑)。
例如，作為平衡吸水性樹脂的未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率等吸收特性的方法，揭示了在吸水性樹脂的表面附近進行交聯的技術等各種方法。
這些例子包括使用多元醇的方法(日本專利公開公報昭58-1802333號、日本專利公開公報昭61-16903號)；使用多元縮水甘油基化合物、多元氮丙啶化合物、多元胺化合物、多元異氰酸酯化合物的方法(日本專利公開公報昭59-189103號)；使用乙醛酰的方法(日本專利公開公報昭52-117393號)；使用多價金屬的方法(日本專利公開公報昭51-136588號、日本專利公開公報昭61-257235號、日本專利公開公報昭62-7745號)；使用硅烷偶合劑的方法(日本專利公開公報昭61-264006號、日本專利公開公報昭61-252212號、日本專利公開公報昭61-264006號)；使用碳酸亞烷基酯的方法(德國專利第4020780號公報)；使用噁唑烷酮的方法(WO99/42494號公報)；使用多元噁唑烷酮的方法(WO99/43720號公報)；使用噁嗪的方法(WO00/31153號公報)；使用噁唑啉的方法(日本專利公開公報2000-197818號)等。
此外，近年尿布等吸水性物品有著增加吸水性樹脂用量的趨勢。為此，在使用吸水性樹脂制造以紙尿布為代表的各種吸水性物品時，有必要將吸濕性高的吸水性樹脂粉末大量地加入纖維基材之中，此時由于其作業(yè)環(huán)境、氣候條件(尤其是高溫多濕地區(qū))的原因，吸水性樹脂粉末相互之間在料斗和生產線的途中發(fā)生堵塞或附著在裝置上，出現不能穩(wěn)定生產的問題。即，吸水性樹脂以粉末狀態(tài)用于生產的情形增多，因而其粉末的流動性，尤其是吸濕條件下的流動性，在實際使用中成為重要的問題。
解決這種吸濕條件下的流動性的方法包括將吸水性樹脂粉體和疏水性微粒硅膠以特定比例混合形成組合物(日本專利公報昭61-17542號)；在吸水性樹脂粉體中混合含水二氧化硅、含水三氧化二鋁、含水二氧化鈦等無機粉體形成組合物(日本專利公開公報昭59-80459號)；將吸水性樹脂用特定的陽離子表面活性劑處理后，混合無機物質或高熔點有機化合物的方法(日本專利公開公報昭61-69854號)；在吸水性樹脂粉體中混合硬脂酸及無機粉末的方法(日本專利公開公報昭63-105064號)；用特定的硅酮系表面活性劑處理吸水性樹脂的方法(日本專利公開公報平9-136966號)等。
但是，以往的技術存在著很多問題，如前述添加劑的成本和粉塵等的安全性問題，再如，吸水性樹脂的生產過程變得繁雜和吸水性樹脂的物性劣化等許多問題，而且，未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率的平衡以及吸水性樹脂(吸水劑)在吸濕狀態(tài)下的流動性的改進不夠充分。
再者，所用的交聯劑存在安全性問題。一般說來，交聯劑使用具有環(huán)氧基等高反應性官能團的化合物時，在低溫下雖然可進行反應，但交聯劑本身對皮膚有刺激性，需要嚴格控制殘存量。而且，為了降低殘存量，還存在操作繁雜的問題。另外，安全性高的多元醇等交聯劑則因其反應性低，要求交聯反應在高溫下長時間進行，但有時因加熱可能使吸水性樹脂著色或劣化。
發(fā)明的內容本發(fā)明鑒于上述以往發(fā)現的問題，提供了在低溫、短時間內制備未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍平衡良好、吸濕狀態(tài)下的流動性高、安全性好的吸水劑的方法。再者，本發(fā)明的另一目的是提供新穎的吸水劑及特別適合于吸水性樹脂的交聯的交聯劑。
本發(fā)明者專心研究了吸收特性及吸濕狀態(tài)下流動性好的吸水劑，結果找到特定的化合物作為吸水性樹脂的交聯劑，解決了上述問題，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的吸水劑的制備方法的特征是在吸水性樹脂中混合氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物。
另外，本發(fā)明的上述吸水劑制法中所用的氧雜環(huán)丁烷化合物以下述的結構式(1)為代表， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
再者，本發(fā)明的上述吸水劑制法中所用的咪唑烷酮化合物以下述的結構式(5)為代表， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
本發(fā)明有吸水劑是含有氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物和吸水性樹脂的吸水劑。
又，本發(fā)明的吸水劑是含有經過氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物交聯的吸水性樹脂的吸水劑。
又，本發(fā)明的吸水性物品是含有上述吸水劑的吸水性物品。
又，本發(fā)明涉及由分子中含有至少1個氧雜環(huán)丁烷骨架的氧雜環(huán)丁烷化合物組成的吸水性樹脂用交聯劑。
再者，上述吸水性樹脂用交聯劑的特征是具有下述通式(1)所示結構， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
又，本發(fā)明涉及由分子中含有至少1個咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物組成的吸水性樹脂用交聯劑。
再者，上述吸水懷樹脂用交聯劑的特征是具有下述通式(5)所示結構， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
發(fā)明的實施方式以下詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明的吸水性樹脂是水膨潤性·水不溶性交聯聚合物、可以使用一向熟知的吸水性樹脂。例如，在離子交換水中，吸收自重的10倍至3000倍的水，更好情況下吸收自重的50倍至1000倍的水，形成負離子性、非離子性、正離子性水凝膠這類早已周知的交聯聚合體，或是根據需要將該聚合體進行干燥，在干燥之前或之前施行通常的粉碎而得。這類吸水性樹脂可以舉例如下。聚丙烯酸部分中和物交聯體、淀粉-丙烯腈接枝聚合物的加水分解物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的加水分解物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的堿化物、丙烯腈共聚物或丙烯酸胺共聚物的加水分解物或它們的交聯體、含羧基的交聯聚乙烯醇改性物、交聯的異丁烯-馬來酸酐共聚物等中的1種或2種以上。這類吸水性樹脂可以單獨使用也可2種以上混合使用，其中較好的是含有羧基的1種樹脂或其混合物，其典型例子則是以丙烯酸及/或其鹽(中和物)為主組分的單體施行聚合、交聯而得的聚合物[水膨潤性聚丙烯酸(鹽)交聯物]。上述水不溶性吸水性樹脂的吸水性樹脂中未交聯的水可溶組分一般在40重量％以下，較好的是在25重量％以下、再好些的是在20重量％以下，更好些的則是15重量％以下，特別理想的是在10重量％以下。
上述丙烯酸鹽包括丙烯酸的鈉、鉀、鋰等堿金屬鹽、銨鹽及胺鹽等。上述吸水性樹脂中作為構成單位的丙烯酸在0摩爾％～50摩爾％的范圍內、丙烯酸鹽在100摩爾％～50摩爾％的范圍內(兩者之和為100摩爾％)，更好的是丙烯酸在10摩爾％～40摩爾％的范圍內和丙烯酸鹽在90摩爾％～60摩爾％的范圍內(兩者之和為100摩爾)。為形成上述鹽而進行的吸水性樹脂的中和反應可在聚合前以單體狀態(tài)進行也可在聚合過程中或者在聚合后以聚合物的狀態(tài)進行，還可以在兩種狀態(tài)同時進行。但以聚合物狀態(tài)進行中和時，雖然有可溶組分減少的優(yōu)點，但因中和反應需要相當長的時間，所以從生產成本考慮，希望以聚合前的單體狀態(tài)進行中和。
根據需要，還可使用上述丙烯酸(鹽)單體以外的單體作為制備本發(fā)明的吸水性樹脂而采用的單體。對丙烯酸(鹽)以外的單體無特別限定，具體包括異丁烯酸、馬來酸、乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯?；一撬帷?-(甲基)丙烯?；撬岬汝庪x子性不飽和單體及其鹽；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、一(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯?；哙?、N-丙烯?；量┩?、N-乙烯基乙酰胺等非離子性含有親水基團的不飽和單體；(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺以及它們的季鹽等陽離子性不飽和單體等。這些單體可單獨使用也可2種以上混合使用。
本發(fā)明在使用丙烯酸(鹽)以外的單體時，該丙烯酸(鹽)以外的單體的用量，對應于作為主組分的丙烯酸及其鹽的合計用量，較好在30摩爾％以下、更好在10摩爾％以下。上述丙烯酸(鹽)以外的單體如果按上述比例使用，則最終所得吸水性樹脂(吸水劑)的吸收特性能能夠進一步提高，還能以更低的成本制得吸水性樹脂(吸水劑)。
為制得本發(fā)明的吸水性樹脂而使所用的上述單體進行聚合時，雖然可以施行整體聚合和沉淀聚合，但從性能和聚合的控制容易程度以及膨潤凝膠的通液性考慮，最好將上述單體制成水溶液進行水溶液聚合或反相懸浮聚合。另外，將上述單體制備成水溶液時，該水溶液(以下稱為單體水溶液)中的單體濃度取決于水溶液溫度和單體，對其并無特別限定，以10重量％～70重量％為好，更好是在20重量％～60重量％的范圍內。再者，施行上述水溶液聚合時，根據需要也可同時使用水以外的溶劑，對同時使用的溶劑種類沒有特別限定。
水溶液聚合的方法包括在雙柱式捏合機中將單體水溶液和所得含水凝膠邊破碎邊聚合的方法；在規(guī)定容器中或傳送帶上供給單體水溶液，聚合所得凝膠用鉸肉機等粉碎的方法等。
在上述聚合開始時，可以使用過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、叔丁基過氧化氫、過氧化氫、2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽等的交聯聚合引發(fā)劑和2-羥基-2-乙基-1-苯基丙烷-1-酮等的光聚合引發(fā)劑。
再者，還可并用能夠促進這些聚合引發(fā)劑分解的還原劑，也可以將兩者組合起來成為氧化還原系引發(fā)劑。上述的還原劑包括亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等亞硫酸(鹽)、抗壞血酸(鹽)、亞鐵鹽等還原性金屬(鹽)、胺類等，但并無特別限定。
這類聚合引發(fā)劑的用量，通常是0.001摩爾％～2摩爾％，較好為0.01摩爾％～0.1摩爾％。若這類聚合引發(fā)劑的用量不足0.001摩爾％，則未反應的單體多，從而所得聚合物中的殘存單體量增加。另一方面，當這類聚合引發(fā)劑用量超過2摩爾％時，所得聚合物中的水可溶組分量增多，也不理想。
此外，還可向反應系統(tǒng)照射放射線、電子射線、紫外線等活化能射線以引發(fā)聚合反應，而且和上述聚合引發(fā)劑合并起來一起使用也可以。還有，對上述聚合反應時的反應溫度無特別限定，一般在15～130℃的范圍內，更好是在20～110℃的范圍內。此外，對反應時間也無需特別限定，根據單體和聚合引發(fā)劑的種類、反應溫度等適當設定即可。
前述吸水性樹脂雖然可以是不用交聯劑的自身交聯型樹脂，但最好是一分子中具有2個以上的聚合性不飽和基或2個以上的反應性基團的內存交聯劑進行共聚或反應而獲得的交聯型樹脂。
這類內存交聯劑的具體包括N，N-亞甲基二(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸(聚)乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸(聚)丙二醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸丙三醇酯、甲基丙烯酸丙三醇丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸環(huán)氧乙烷改性的三羥甲基丙酯，六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙胺、聚(甲基)烯丙氧基鏈烷、(聚)乙二醇二縮水甘油醚、丙三醇二縮水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、乙二胺、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、聚哌嗪、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等。此外，也可以使用作為本發(fā)明的交聯劑的后述的氧雜環(huán)丁烷化合物。
這類內存交聯劑可單獨使用也可2種以上混合使用。這類內存交聯劑可以同時添加入反應系統(tǒng)，也可分批添加。當至少使用1種或2種以上的內存交聯劑時，考慮到最終所得吸水性樹脂的吸收特性，必須在聚合時使用具有2個以上的聚合性不飽和基團的化合物。
這類內存交聯劑的用量對應于前述單體較好為0.005摩爾％～2摩爾％，更好為0.02摩爾％～0.5摩爾％，最好為0.04摩爾％～0.2摩爾％。若上述內存交聯劑的用量低于0.005摩爾％或高于2摩爾％，都有得不到充分的吸收特性可能性。
在用上述內存交聯劑將交聯結構導入聚合物內部時，可以將上述交聯劑在上述單體的聚合前或聚合過程中，或是聚合后以及中和之后添加入反應系統(tǒng)。
另外，在上述聚合之際，還可以在反應系統(tǒng)中添加碳酸(氫)鹽、二氧化碳、偶氮化合物、惰性有機溶劑等各種發(fā)泡劑；淀粉·纖維素、淀粉·纖維素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(鹽)、聚丙烯酸(鹽)交聯體等親水性高分子；各種表面活性劑；螯合劑、次磷酸(鹽)等鏈轉移劑。
上述交聯聚合物為通過水溶液聚合而獲得的凝膠狀聚合物時，即為含水凝膠狀交聯聚合物時，該交聯聚合物根據需要將進行干燥，在干燥前及/或后進行一般的粉碎就可成為吸水性樹脂。干燥溫度一般為60℃～250℃、較好為100℃～220℃、更好為120～200℃。干燥時間一般為10分鐘～12小時，較好為20分鐘～6小時，更好為30分鐘～3小時。
對能用于本發(fā)明的吸水性樹脂的含水率(規(guī)定1g吸水性樹脂在180℃下3小時的干燥減量)并未特別限定，希望含水率在0重量％以上400重量％以下，較好的在0.2重量％以上40重量％以下、更好的在0.2重量％以上20重量％以下，最好的則在0.2重量％以上10重量％以下。
能用于本發(fā)明的制法的吸水性樹脂還可以是粒狀物。吸水性樹脂的粒徑可以使用由聚合反應得到的干燥粉碎前的凝膠的平均粒徑超過1000μm的物品。通常，重量平均粒徑(規(guī)定用篩分散，讀取對數概率紙上畫出的曲線值)為10μm～1000μm，較好為50μm～800μm，再好些是大于75μm而在700μm以下，特別好的是大于150μm但在600μm以下。更希望吸水性樹脂中的微粉末(例如100μm以下)的粒子要少，具體說是10重量％以下甚至5重量％以下，特別希望在1重量％以下。所得吸水性樹脂的粒子形狀可以是球狀、破碎狀、無定形狀等，并無特別限定，但希望能使用經過粉碎工程得出的無定形破碎狀物品。
本發(fā)明中的吸水劑中的吸水性樹脂含量在80重量％以上、更好是在90重量％以上，吸水性樹脂經交聯劑等改性(較好為表面改性、特別好為表面交聯)。
本發(fā)明所用氧雜環(huán)丁烷化合物可用以下結構式(1)所示的化合物， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團，較好的是R1表示氫原子、羥基、烷基、取代的烷基，R2表示氫原子、羥基、烷基、取代的烷基，R3～R6則分別為氫原子、羥基、烷基，更好是R1表示氫原子、羥基、C1～6的烷基、帶有羥基的C1～6的取代的烷基、R2表示氫原子、羥基、C1～6的烷基、帶有羥基的C1～6的取代的烷基，R3～R6為氫原子。該氧雜環(huán)丁烷化合物可不溶于水也可以是水溶性的。其在100g 25℃的水中溶解0.5g以上，較好在1g以上，更好的是在5g以上。
具體包括氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇、3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇、3-丁基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇、3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷乙醇、3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷乙醇、3-丁基-3-氧雜環(huán)丁烷乙醇等具有氧雜環(huán)丁烷環(huán)及羥基的化合物，3-甲基-3-氨基甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-氨基甲基氧雜環(huán)丁烷等具有氧雜環(huán)丁烷環(huán)及氨基的化合物，3-氯甲基-3-甲基氧雜環(huán)丁烷、3-氯甲基-3-乙基氧雜環(huán)丁烷等含有鹵素的化合物，3-甲基-3-烯丙基羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-烯丙基羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-甲代烯丙基羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-甲代烯丙基羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-(2-丙烯氧基)甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-(2-丙烯氧基)甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-(2-甲基-2-丙烯氧基)甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-(2-甲基-2-丙烯氧基)甲基氧雜環(huán)丁烷等含有脂肪族不飽和基團的化合物，3-甲基-3-苯羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-苯羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-甲基-3-苯基羥甲基氧雜環(huán)丁烷、3-乙基-3-苯基羥甲基氧雜環(huán)丁烷等含有芳香族不飽和基團的化合物。還包括將前述含有羥基、氨基、鹵素的氧雜環(huán)丁烷進行酯化、酰胺化、醚化而獲得的化合物，例如，乙醇酸、乳酸、乙酸、丙酸、戊二酸、琥珀酸、酒石酸、丙二酸、蘋果酸、檸檬酸、聚丙烯酸和含有羥基的氧雜環(huán)丁烷化合物的酯化物(例如、酒石酸和3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇的二酯化物)，或和含有氨基的氧雜環(huán)丁烷化合物的酰胺化物，甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、甘油磷酸、2-丁烯-1，4-二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-環(huán)己烷二甲醇、1，2-環(huán)己醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、二溴甲基、二氯甲烷、二碘甲烷、1，1-二溴乙烷、1，2-二溴乙烷、1，2-二氯乙烷、1，2-二碘乙烷、1，2-二溴丙烷、1，2-二氯丙烷、1，3-二溴丙烷、1，3-二氯丙烷、1，3-二碘丙烷、1，2，3-三溴丙烷、1，2，3-三氯丙烷、2，2-二溴丙烷、1，3-二溴丁烷、1，4-二溴丁烷、1，4-二氯丁烷、2，3-二氯丁烷、苯甲基溴等和氧雜環(huán)丁烷化合物的醚化物。
再者，本發(fā)明中的氧雜環(huán)丁烷化合物可以使用至少具有1個氧雜環(huán)丁烷骨架的氧雜環(huán)丁烷化合物。
因此，本發(fā)明的氧雜環(huán)丁烷化合物的1分子中的氧雜環(huán)丁烷骨架并不限定為1個，具有多個氧雜環(huán)丁烷骨架的化合物也可以。所謂氧雜環(huán)丁烷骨架是指具有含氧原子的四環(huán)醚結構的環(huán)狀結構，具體包括至少具有1個下述通式(2)或下述通式(3)所示結構的二、三、四及聚氧雜環(huán)丁烷化合物(高分子聚合物)等。
式中，R7表示氧原子、烷基、芳香族基團、取代的烷基或取代的芳香族基團，R8、R9、R10、R11、R12分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團，n為1以上的整數。
式中，R13表示氧原子、烷基、芳香族基團、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團，R14、R15、R16、R17、R18分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
上述具有多個氧雜環(huán)丁烷骨架的多元氧雜環(huán)丁烷化合物的例子如下述通式(4)所示， 式中，R19表示氧原子、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團，R20、R21分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
本發(fā)明所用的咪唑烷酮化合物如下述結構式(5)所示， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基、或取代的芳香族基團。較好的是分別表示氫原子、羥基、烷基、芳香族基團、取代的烷基、取代的芳香族基團。更好的是表示氫原子、羥基、取代的烷基。此外，咪唑烷酮化合物可以不溶于水，但也可以是水溶性的，其在100g 25℃水中一般溶解0.5g以上，較好是溶解1.0g以上，更好是溶解5.0g以上。
本發(fā)明所用的咪唑烷酮化合物具體包括2-咪唑烷酮、乙炔脲、二羥甲基亞乙基脲、二羥甲基羥基亞乙基脲等。
本發(fā)明的咪唑烷酮化合物可以使用至少具有1個咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物。
因此，本發(fā)明的咪唑烷酮化合物的1分子中的咪唑烷酮骨架并不僅限定為1個，具有多個咪唑烷酮骨架的化合物也可使用。
對應于100重量份吸水性樹脂的固形組分，本發(fā)明中的氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的用量在0.005～10重量份的范圍內，更好的是在0.05～5重量份的范圍內。在上述范圍內使用氧雜環(huán)丁烷化合物時，能更進一步提高對尿和汗、經血等體液(水性液體)的吸收特性。若氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的用量不足0.005重量份，則吸水性樹脂的表面附近的交聯密度幾乎不能得到提高，有時并不能夠加強吸收特性。如果氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷烷酮化合物的用量多于10重量份，則氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物過量，不僅提高了成本，還很難將交聯密度控制在適當值，可能無法提高吸水倍率。
本發(fā)明中，最好在混合吸水性樹脂和氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物時加水。水的添加在氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的混合前、混合中、混合后的任何時間均可，但從工藝的簡便性考慮，最好同時混合氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物和水，更好的方法是將氧雜環(huán)丁烷化合物及/和咪唑烷基化合物以水分散液或水溶液的形式添加混合。此時，使用的水量對應于100重量份吸水性樹脂為0.5～10重量份，較好是0.5～3重量份。如果水的用量超過10重量％，則吸水倍率會降低。如果低于0.5重量％，則可能不能夠提高加壓下的吸水倍率。
再者，本發(fā)明中在將吸水性樹脂和氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑醚化合物混合時，除上述水以外還可以并用親水性有機溶劑。可使用的親水性有機溶劑包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇等醇類；丙酮、甲基乙基甲酮等酮類；二噁烷、烷氧基(聚)乙二醇、四氫呋喃等醚類；ε-己內酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等胺類；二甲亞砜等砜類；乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、甘油磷酸、2-丁烯-1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-環(huán)己烷二甲醇、1，2-環(huán)己醇、三羥甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇類。上述親水性有機溶劑的用量因吸水性樹脂的種類和粒度而異，通常對應于100重量份吸水性樹脂為0～10重量份，較好為0～5重量份、更好為0.1～5重量份。多元醇等用作親水性有機溶劑時，可使其一部分或全部與吸水性樹脂反應。
本發(fā)明中，混合吸水性樹脂和氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物時，為了改善混合性和物性，還可使用水和親水性有機溶劑以外的物質，如表面活性劑和惰性無機微粒粉末?？墒褂玫谋砻婊钚詣┖投栊詿o機微粒粉末如美國專利第5164459號公報、歐洲專利第827753號公報、歐洲專利第349240號公報、歐洲專利第761241號公報等所述。
為了使氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的反應更為加速，吸收特性更為提高，也可以使用無機酸、有機酸等。這類無機酸、有機酸包括硫酸、堿酸、鹽酸、檸檬酸、乙醛酸、乙醇酸、甘油磷酸、戊二酸、肉桂酸、琥珀酸、乙酸、酒石酸、乳酸、丙酮酸、富馬酸、丙酸、3-羥基丙酸、丁二酸、丁酸、異丁酸、亞氨基二乙酸、蘋果酸、羥乙磺酸、檸康酸、己二酸、衣康酸、巴豆酸、草酸、水楊酸、沒食子酸、山梨酸、葡糖酸、對甲苯磺酸等。這些酸的用量因吸水性樹脂的pH等而異，對應于100重量份吸水性樹脂，一般為0～10重量份，更好是在1～5重量份的范圍內。
在本發(fā)明中，吸水性樹脂和氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的混合可以在環(huán)己烷、戊烷等有機溶劑中以吸水性樹脂的分散狀態(tài)進行，但更好的是根據需要，將水及/或親水性有機溶劑和氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物預先混合之后，接著將該混合物向吸水性樹脂進行噴霧或滴入而混合。噴霧的方法較好，噴霧的液滴大小一般在300μm以下，200μm以下則更好。在混合中用水時，可使水不溶性微粒粉體和表面活性劑共存。
為保證均勻混合，用于前述混合的混合裝置必須能夠產生較大的混合力。能用于本發(fā)明的混合裝置包括圓筒型混合器、帶有夾套的錐型混合器、高速攪拌型混合器、V型混合器、螺條型混合器、螺旋型混合器、流化旋轉圓盤型混合機、氣流式混合器、雙柱型混合器、內裝混合器、粉碎混合機、旋轉式混合機、螺旋型擠壓機等。
本發(fā)明的吸水劑的制備方法是在吸水性樹脂中混入氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物。
本發(fā)明的吸水劑的制備方法是在吸水性樹脂中混入氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物后，在吸水性樹脂粉末表面附近進行交聯時，施行加熱處理或光照射處理，處理時間一般為1分鐘～180分鐘，較好為3分鐘～120分鐘，更好為5分鐘～100分鐘。處理溫度一般在60～250℃的范圍內，較好在100～210℃的范圍內，更好在120～200℃的范圍內。加熱溫度不到60℃時，不僅加熱處理耗時，而且會使生產性下降，不能夠完成均勻的交聯，可能無法獲得優(yōu)良的吸水劑。當處理溫度超過250℃時，所得吸水性樹脂(吸水劑)受到損傷，難以獲得吸水倍率優(yōu)良的產品。
加熱處理可用通常的干燥機或加熱爐進行，包括槽式混合干燥機、旋轉干燥機、盤式干燥機、流化床干燥機、氣流式干燥機及紅外線干燥機等。
本發(fā)明中進行光照射處理時，希望用紫外線照射，而且可以使用光聚合引發(fā)劑。
在本發(fā)明的制法中，氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物可以用作吸水性樹脂的表面交聯劑。
氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物作為表面交聯劑使用時，以往已知的表面交聯劑也可以另外或同時合用。可以合用的表面交聯劑的例子如日本專利公開公報昭58-180233號、日本專利公開公報昭61-16903號、日本專利公開公報昭59-189103號、日本專利公開公報昭52-117393號、日本專利公開公報昭51-136588號、日本專利公開公報昭61-257235號、日本這公開公報昭62-7745號、日本專利公開公報昭61-211305號、日本專利公開公報昭61-252212號、日本專利公開公報昭61-264006號、德國專利第4020780號公報、WO99/42494號公報、WO99/43720號公報、WO00/31153號公報、日本專利公開公報2000-197818號等所述。
經過上述表面交聯后能夠獲得在2.07KPa(0.3psi)加壓下對0.9重量％生理鹽水的吸水倍率在20(g/g)以上、較好在25(g/g)以上、更好在28(g/g)以上、最好在30(g/g)以上的吸水劑。此外，能夠制得在40℃、75℃RH(相對濕度)條件下放置20分鐘后的吸濕狀態(tài)下的流動性在60重量％以上、較好在70重量％以上、更好在90重量％以上的吸水劑。
因此，加壓下吸水倍率至少在20(g/g)以上、吸濕狀態(tài)下的流動性在60％以上的本發(fā)明的吸水劑在用于紙尿布等衛(wèi)生材料的制造工程中損耗的很少，而且，使用了該吸水劑的紙尿布等衛(wèi)生材料顯示出優(yōu)良的吸收特性。
本發(fā)明中，特別適用于衛(wèi)生材料的吸水劑是吸水性樹脂的表面附近經過氧雜環(huán)丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物處理，且加壓下的吸水倍率至少在20(g/g)以上的吸水劑。在實驗中發(fā)現具有該物性的本發(fā)明的吸水劑用于紙尿布等衛(wèi)生材料時能夠顯現出格外好的性能。
根據需要，上述本發(fā)明的吸水劑的制備方法還可包括添加以下物質賦予吸水性樹脂以各種性能的步驟，例如添加除臭劑、抗菌劑、香料、二氧化硅和氧化鈦等無機粉末、發(fā)泡劑、顏料、染料、親水性短纖維、增塑劑、粘合劑、表面活性劑、肥料、氧化劑、還原劑、水、鹽類、螯合劑、殺菌劑、聚乙二醇和聚乙烯亞胺等親水性高分子、石臘等疏水性高分子、聚乙烯和聚丙烯等熱塑性樹脂、聚酯樹脂和尿素樹脂等熱固性樹脂等。
本發(fā)明的吸水劑中，對應于100重量份吸水性樹脂，氧雜環(huán)丁烷化合物的用量以0.005～10重量份為宜，較好為0.05～5重量份，更好為0.1～3重量份。
本發(fā)明的吸水劑的含水率和平均粒徑最好在前述吸水性樹脂的范圍內。而且，吸水劑中的微細粉末量也在前述吸水性樹脂的范圍內。本發(fā)明的吸水劑可制成片狀，也可以是前述吸水性樹脂的粒狀制品。而且，吸水劑中的可溶組分也在前述吸水性樹脂的范圍內。
本發(fā)明的吸水劑的特征是在2.07KPa(0.3psi)加壓下對0.9重量％生理鹽水的吸水倍率在20(g/g)以上，40℃、75％RH條件下放置20分鐘后吸濕狀態(tài)下的流動性在60重量％以上，但不僅限于前述制造方法制得的產品。
因而，本發(fā)明的吸水劑或由本發(fā)明的制法所得的吸水劑是加壓下具有良好的吸水倍率等吸收特性和良好的吸濕流動性的吸水劑。本發(fā)明的加壓下具有良好的吸水倍率等吸收特性及優(yōu)良的操作特性的吸水劑完全可稱為新型的制品。
本發(fā)明提供了由分子中至少具有1個氧雜環(huán)丁烷骨架的氧雜環(huán)丁烷化合物形成的吸水性樹脂用交聯劑或具有以下通式(1)表示的結構的前述吸水性樹脂用交聯劑， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
本發(fā)明提供了由分子中至少具有1個咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物形成的吸水性樹脂用交聯劑或具有以下通式(5)表示的結構的前述吸水性樹脂用交聯劑， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵代基、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
本發(fā)明的具有氧雜環(huán)丁烷骨架的吸水性樹脂用交聯劑或具有咪唑烷酮骨架的吸水性樹脂用交聯劑可用于吸水性樹脂的聚合開始時、聚合過程中或聚合后的交聯及干燥后的交聯，但最好能用于前述表面交聯劑。如前所述，本發(fā)明的氧雜環(huán)丁烷化合物和咪唑烷酮化合物是具備較高反應性和安全性，且能夠賦予吸水劑以良好的加壓下吸水倍率和吸濕狀態(tài)下流動性的吸水性樹脂用交聯劑。
本發(fā)明的吸水性物品的特征是包含前述本發(fā)明的吸水劑，本發(fā)明的吸水性物品具備由可吸收體液等的吸收體構成的吸收層。
吸收體的結構只要可用于一般的吸水性物品即可，對其無特別限定。例如，在成形為片狀的親水性纖維材料間配置吸水劑的所謂三明治結構的吸收體，由親水性纖維材料和吸水劑的混合物成形而得的所謂摻和物結構的吸收體。
上述吸收體中的吸水劑和親水性纖維材料的重量比一般是吸水劑∶親水性纖維材料＝20∶80～100∶0或30∶70～100∶0。該比率可以根據使用目的進行適當選擇。
本發(fā)明的吸水性物品中的前述吸收體位于具有滲液性的表面片狀物和不具有滲液性的背面片狀物之間。而且，在該吸收體的上面或表面片狀物的里面或表面片狀物的上面還可以配置有助于液體擴散的由非織造布、纖維素、交聯纖維素等構成的擴散層。前述滲液性片狀物由具備可滲透水性液體的性質的材料構成。例如非織造布和織造布，聚乙烯和聚丙烯、聚胺等構成的多孔性合成薄膜等。前述非滲液性片狀物由不具有滲透水性液體的性質的材料構成，例如聚乙烯、聚丙烯、乙酸亞乙基乙烯酯、聚氯乙烯等構成的合成樹脂薄膜及這類合成樹脂與非織造布的復合材料構成的薄膜，上述合成樹脂和紡織物的復合材料構成的薄膜等。另外，非滲液性薄膜可具備透氣性。
本發(fā)明的吸水性物品包括幼兒用、大人用或者失禁者用一次性尿布和墊片以及婦女用衛(wèi)生巾等。上述一次性尿布和衛(wèi)生巾的結構可以采用以往眾所周知的各種結構，其表面片狀物和背面片狀物的材料等也能使用以往所用的材料，對其無特別的限制。
此外，還可在上述的吸收體中添加除臭劑、香料、各種無機粉末、發(fā)泡劑、顏料、染料、親水性短纖維、肥料、氧化劑、還原劑、螯合劑、水、鹽類等，這樣可賦予吸收體或吸水性物品以各種功能。
由于本發(fā)明的吸水性物品由采用前述本發(fā)明的吸水劑而制得的吸收體構成，所以能夠顯現出高吸收性等本發(fā)明的吸水劑所具有的效果。而且，由于在制造吸水性物品時，使用了吸濕性較高的吸水劑，所以發(fā)生意外的機率有所減少。
以下，由實施例和比較例來更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。此外，按照以下方法對吸水劑、吸水性樹脂粉末的各種性能進行測定。
(未加壓下的吸水倍率)將0.2g吸水性樹脂粉末均勻裝入非織造布制袋(60mm×60mm)中，然后將袋子浸泡在0.9重量％的生理鹽水中。60分鐘后取出袋子，用離心分離機以250×9.81m/sec2(250G)脫水3分鐘，測定袋字的重量W1(g)。在不用吸水性樹脂粉末的情況下進行同樣的操作，然后測定重量W0(g)。由W1和W0按下式算出未加壓下的吸水倍率(g/g)。測定在20～25℃的氛圍氣中進行。
未加壓下吸水倍率(g/g)＝(W1(g)-W0(g))/吸水性樹脂粉末的重量(g)(加壓下的吸水倍率)在內徑60mm的塑料支撐圓筒底上焊接不銹鋼制400目金屬網(篩孔大小為38μm)。在網上均勻撒布0.9g吸水劑，使其上能夠對應于吸水劑均勻負載2.07KPa或4.83KPa的重量，外徑比60mm稍小，與支撐圓筒沒有間隙而且不妨礙上下活動的活塞和負重按順序裝載，測定上述全套測定裝置的重量Wa(g)。
在直徑150mm的陪替氏培養(yǎng)皿內側放置直徑90mm的玻璃過濾器，加入0.9重量％生理鹽水，使其與玻璃過濾器水平。在上面蓋上直徑90mm的濾紙，使其表面全體潤濕并除去過剩的液體。
將上述全套測定裝置放在前述潤濕的濾紙上，使液體在負重下被吸收。1小時后，取出該全套測定裝置，測定其重量Wb(g)。由Wa和Wb按下式算出加壓下的吸水倍率(g/g)。測定在20～25℃的氛圍氣中進行。
加壓下的吸水倍率(g/g)＝(Wb(g)-Wa(g))/吸水劑重量(0.9(g))(吸濕狀態(tài)下的流動性)將吸水劑以及吸水性樹脂粉末2.0g(粒徑在850μm以下)均勻撒布在底面直徑為52mm、高為22mm的鋁杯底部，快速放入預先調整至40℃、相對濕度75％的恒溫恒濕器(タバイェスペツク制PLATINOUS LUCIFER PL-2G)內放置20分鐘。然后測定吸濕后的吸水性樹脂的重量(WA)。再將已經吸濕的吸水性樹脂移入直徑7.5cm、網眼1000μm的JIS標準篩，輕敲幾次進行振動。測定通過1000μm篩的吸水性樹脂的重量(WB)。計算WB/WA×100以求出吸濕狀態(tài)下的流動性(％)。吸濕后的吸水性樹脂越容易通過篩子，即吸濕狀態(tài)下的流動性越高，就說明其吸濕流動性越佳。
(重量平均粒徑)將粉碎后的吸水性樹脂分別用網眼為850μm、600μmμm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、75μm等JIS標準篩進行篩分，用殘留百分率R在對數概率紙上作圖，由此讀取重量平均粒徑(D50)。
(可溶組分量)在1000ml的離子交換水中分散吸水性樹脂0.5g，攪拌16小時后，用濾紙過濾膨潤凝膠。然后，用膠體滴定法測定所得濾液中的水溶性高分子，即從吸水性樹脂粉末溶出的可溶組分量(重量％、對應于吸水性樹脂)。
(生理鹽水流動引導性(SFC)試驗(參考日本專利公報平9-509591號)以日本專利公報平9-509591號的生理鹽水流動引導性(SFCSaline FlowConductivity)試驗為準進行。
采用

圖1所示裝置，在人工尿(1)產生的0.3psi(2.07KPa)的壓力下，使均勻裝入容器40中的吸水劑(0.900g)膨潤60分鐘，記錄凝膠44的凝膠層高度，然后在0.3psi(2.07KPa)的壓力下，使0.69重量％氯化鈉水溶液33在一定的靜水壓下從貯槽31通入膨潤的凝膠層。該SFC試驗在室溫(20～25℃)下進行，用計算機和天平，作為時間函數每隔20秒鐘記錄通過凝膠層的液體量，歷時10分鐘。通過膨潤凝膠44(主要是粒子間)的流速Fs(t)由增加重量(g)除以增加時間(s)而得的g/s決定。一定的靜水壓和穩(wěn)定的流速所得時間為ts。只用ts和10分鐘之間所得數據計算流速，使用ts和10分鐘之間所得流速Fs(t＝0)，也就是計算出通過凝膠層的最初流速。Fs(t＝0)可由Fs(t)對時間的最小二乘法結果外插型t＝o計算。
生理鹽水流動引導性＝(Fs(t＝0)×L0)/(ρ×A×ΔP)＝(Fs(t＝0)×L0)/139506式中
Fs(t＝0)以g/s表示流速L0以cm表示的凝膠層高度ρNaCl溶液密度(1.003g/cm3)A槽41中凝膠層上側的面積(28.27cm2)ΔP加在凝膠層上的靜水壓(4920dyne/cm2)以及SFC-值的單位為(cm3×s×g-1)圖1所示裝置中，在貯槽31中插入玻璃管32。玻璃管32的下端導入0.69重量％氯化鈉水溶液33，使其高度從槽41中的膨潤凝膠44的底部開始維持為5cm。貯槽31中的0.69重量％氯化鈉水溶液33經過帶有旋塞的L型管34進入槽41。在槽41下面配置有收集通過溶液的容器48，該收集容器48安放在上盤式天平49之上。槽41的內徑為6cm、下部的底面安裝著No.400不銹鋼金屬網(開孔38μm)42?；钊?6下部為使液體通過的足夠大的孔47，但其底部為了不使吸水劑或膨潤凝膠進入孔47中，安裝有透過性能好的玻璃過濾器45。槽41放置的安放臺上，和槽相接的臺面安裝在不妨礙液體滲透的不銹鋼制金屬網43之上。
所用人工尿(1)中包含氯化鈣二水合物0.25g、氯化鉀2.0g、氯化鎂六水合物0.50g、硫酸鈉2.0g、堿酸二氫銨0.85g、堿酸氫二銨0.15g及純水994.25g。
參考例1在有2根∑型葉片、內容積10升的帶有夾套的不銹鋼制雙柱式捏和機上裝上蓋子而形成的反應器中裝入在具有75摩爾％的中和率的丙烯酸鈉水溶液5500g(單體濃度38重量％)中溶入聚二丙酸乙二醇酯(n＝9)3.70g而形成的反應液。然后將此反應液在氮氣氛圍氣中脫氣30分鐘。接著，在攪拌下向反應液中添加硫酸銨2.7g及L-抗壞血酸0.02g，在約1分鐘后開始聚合。在將生成的凝膠粉碎的同時，在20～90℃下進行聚合，聚合開始30分鐘后取出含水凝膠狀交聯聚合物(1)。
所得含水凝膠狀交聯聚合物(1)被細粉碎至直徑約5mm以下后，將此細粉碎的含水凝膠狀交聯聚合物(1)撒在50目(網孔300μm)的金屬網上，在150℃下熱風干燥90分鐘。然后用軋式磨碎機進行粉碎，再用網孔850μm及106μm的JIS振動篩網分級，制得吸水性樹脂(A)。
所得的吸水性樹脂(A)中的可溶組分為23重量％、含水率為5重量％、重量平均粒徑(D50)為330μm。
實施例1在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇1.0g、離子交換水3.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1小時得到吸水劑(1)。所得吸水劑(1)在未加壓下的吸水倍率、在2.07KPa的壓力下的吸水倍率、吸濕狀態(tài)下的流動性(以下同樣)的測定結果示于表1。
實施例2在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇1.16g、水6.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1小時得到吸水劑(2)。所得吸水劑(2)的測定物性示于表1。
實施例3在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇0.26g、水3.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理劑后，在165℃的熱風干燥器中放置1小時得到吸水劑(3)。所得吸水劑(3)的測定物性示于表1。
比較例1將參考例1所得吸水性樹脂(A)作為比較吸水劑(1)、比較吸水劑(1)的測定物性示于表1。
比較例2在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由碳酸亞乙酯1.0g、離子交換水3.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理后，在170℃的熱風干燥器中放置1.5小時，得到比較吸水劑(2)。所得吸水劑(2)的測定物性示于表1。
比較例3在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由乙二醇二縮水甘油醚0.03g、丙二醇1.0g、離子交換水3.0g、異丙醇1.0g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1小時，得到比較吸水劑(3)。所得比較吸水劑(3)的測定物性示于表1。
比較例4在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由1.4丁二醇0.3g、丙二醇0.5g、離子交換水3.0g、異丙醇0.5g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1.5小時得到比較吸水劑(4)。所得比較吸水劑(4)的測定物性示于表1。
比較例5在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由三羥甲基乙烷1.20g(與實施例1記載的3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇等摩爾量)、水3.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1.5小時得到比較吸水劑(5)。所得比較吸水劑(5)的測定物性示于表1。
比較例6在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由三羥甲基丙烷1.34g(與實施例1記載的3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇等摩爾量)、水3.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1.5小時得到吸水劑(6)。所得吸水劑(6)的測定物性示于表1。
表1

實施例1～3記載的吸水劑1～3和作為沒有用表面交聯劑處理的吸水性樹脂的比較例1所記載的比較吸水劑(1)相比，加壓下的吸水倍率大、未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率平衡良好、而且吸濕狀態(tài)下的流動性更好。
此外，實施例1～3記載的吸水劑(1)～(3)和比較例2、4、5、6記載的比較吸水劑(2)、(4)、(5)、(6)相比，雖然未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率都顯示相同程度的數值，但實施例的反應時間短或者反應溫度低，而且吸濕狀態(tài)下的流動性要好。
實施例1～3記載的吸水劑(1)～(3)和比較例3記載的比較吸水劑(3)相比，雖然未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率顯示相同程度的數值，但它的吸濕狀態(tài)下的流動性要優(yōu)。
因此，本發(fā)明的吸水劑在未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率平衡良好，而且，在吸濕狀態(tài)下具有良好的流動性(高溫、高濕條件下的操作性)，且反應時間短。
參考例2在有2根∑型葉片、內容積10升的帶有夾套的不銹鋼制雙柱式捏和機上裝上蓋子而形成的反應器中裝入在具有71摩爾％的中和率的丙烯酸鈉水溶液5500g(單體濃度41重量％，單體的平均分子量為87.7)中溶入聚二丙酸乙二醇酯(n＝9)5.01g而形成的反應液。然后將此反應液在氮氣氛圍氣中脫氣30分鐘。接著，在攪拌下向反應液中添加10重量％的過硫酸鈉30.8g及1重量％的L-抗壞血酸2.57g，在約1分鐘后開始聚合。在將生成的凝膠粉碎的同時，于20～95℃進行聚合，聚合開始30分鐘后取出含水凝膠狀交聯聚合物(2)。
所得含水凝膠狀交聯聚合物(2)被細粉碎至直徑約5mm以下后，將此細粉碎的含水凝膠狀交聯聚合物(2)撒在50目(網孔300μm)的金屬網上，在180℃下熱風干燥50分鐘。然后用軋式磨碎機進行粉碎，再用網孔850μm的JIS標準篩分級，制得大部分粒子在850μm以下的吸水性樹脂粉末(B)。
所得吸水性樹脂粉末(B)在未加壓下的吸收倍率為39(g/g)，其中的可溶組分為13重量％、重量平均粒徑(D50)為450μm。
實施例4在參考例2所得吸水性樹脂粉末(B)100g中混入由3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇0.26g、1，4-丁二醇0.384g、丙二醇0.6g及水3.39g的混合液組成的表理處理劑后，將混合物在212℃下加熱處理25分鐘，獲得吸水劑(4)。所得吸水劑(4)為粉末狀，其未加壓下的吸收倍率、4.83KPa加壓下的吸收倍率、生理鹽水的流動引導性、吸濕狀態(tài)下的流動性的測定結果(以下相同)示于表2。
比較例7在參考例2所得吸水性樹脂(B)100g中混入1，4-丁二醇0.384g、丙二醇0.6g及水3.39g的混合液組成的表面處理劑后，將混合物在212℃下加熱處理35分鐘，獲得比較吸水劑(7)。所得比較吸水劑(7)為粉末狀，其測定物性如表2所示。
實施例5在比較例7所得吸收劑(7)100g中混入3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇1.0g，獲得吸水劑(5)。所得吸水劑(5)的測定物性如表2所示。
實施例6在比較例7所得吸水劑(7)100g中混入二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷)]甲醚1.0g，獲得吸水劑(6)。所得吸水劑(6)的測定物性如表2所示。
表2

實施例4記載的吸水劑(4)在比較例7記載的比較吸水劑(7)的表面處理劑中合用了氧雜環(huán)丁烷化合物。吸收劑(4)與比較吸水劑(7)相比，雖然在未加壓下的吸水倍率相同，但其加熱時間短、而且生理鹽水的流動引導性(SFC)顯示值高，并且吸濕狀態(tài)下的流動性要好。
再者，實施例5、6記載的吸水劑(5)、(6)是在比較例7記載的吸水劑(7)中添加混合了氧雜環(huán)丁烷化合物的吸水劑。吸水劑(5)、(6)與比較吸水劑(7)相比，其未加壓下的吸水倍率、加壓下的吸水倍率、生理鹽水的流動引導性都未下降，且吸濕狀態(tài)下的流動性得到改善。
因此，用本發(fā)明的方法制得的吸水劑的未加壓下的吸收倍率和加壓下的吸水倍率以及生理鹽水的流動引導性都很好，而且吸濕狀態(tài)下的流動性也很好，并具備反應時間短的良好性能。
此外，含有氧雜環(huán)丁烷化合物和吸水性樹脂的本發(fā)明的吸水劑未影響到吸水性樹脂本來的未加壓下的吸收倍率、加壓下的吸水倍率、生理鹽水的流動引導性，且使吸濕狀態(tài)下的流動性得到了改善。
實施例7在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由2-咪唑烷酮0.86g，水3.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1.5小時，獲得吸水劑(7)。所得吸水劑(7)在未加壓下的吸水倍率、2.07KPa加壓下的吸水倍率的測定結果示于表3。
比較例8在參考例1所得吸水性樹脂(A)100g中滴加混入由尿素0.60g(與實施例7記載的2-咪唑烷酮等摩爾量)、水3.0g、異丙醇3.0g的混合液組成的表面處理劑后，在170℃的熱風干燥器中放置1.5小時，獲得比較吸水劑(8)。所得比較吸水劑(8)在未加壓下的吸水倍率、2.07KPa加壓下的吸水倍率的測定結果示于表3。
表3

實施例7中記載的吸水劑(7)和作為未用表面交聯劑處理的吸水性樹脂的比較例1所記載的比較吸水劑(1)相比，其加壓下的吸水倍率較高、未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率的平衡良好。
此外，實施例7所記載的吸水劑(7)和比較例8記載的比較吸水劑(8)相比，其加壓下的吸水倍率較大，未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率的平衡優(yōu)良。
如上所述，本發(fā)明的吸水劑的未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率的平衡優(yōu)良。
本發(fā)明提供了在低溫下和短時間內制備未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率的平衡良好、吸濕狀態(tài)下的流動性高、安全性好的吸水劑的方法。此外，還提供了新穎的吸水劑及特別適合于吸水性樹脂的交聯的交聯劑。
對附圖的簡單說明圖1為用于測定生理鹽水的流動引導性的測定裝置的簡單截面圖。
圖中符號說明31.貯槽、32.玻璃管、33.0.69重量％氯化鈉水溶液、34.附有旋塞的L型管、35.旋塞、40.容器、41.槽、42.不銹鋼金屬網、43.不銹鋼金屬網、44.膨潤凝膠、45.玻璃過濾器、46.活塞、47.活塞中的孔、48.收集容器、49.上盤式天平
權利要求
1.吸水劑的制備方法，其特征在于，在吸水性樹脂中混合咪唑烷酮化合物。
2.如權利要求1所述的吸水劑的制備方法，其特征在于，所述咪唑烷酮化合物由下列結構式(5)表示， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵素、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
3.如權利要求1或2所述的吸水劑的制備方法，其特征在于，在吸水性樹脂中混合咪唑烷酮化合物、加熱。
4.如權利要求1或2所述的吸水劑的制備方法，其特征在于，所述吸水性樹脂是干燥后的吸水性樹脂。
5.吸水劑，它包含咪唑烷酮化合物和吸水性樹脂。
6.吸水劑，它包含用咪唑烷酮化合物交聯過的吸水性樹脂。
7.如權利要求6所述的吸水劑，其特征在于，吸水性樹脂的表面附近用所述咪唑烷酮化合物處理過且在2.07KPa的壓力下對0.9重量％生理鹽水的吸水倍率至少在20g/g以上。
8.如權利要求6或7所述的吸水劑，其特征在于，在40℃、相對濕度75％的條件下放置20分鐘后的吸濕狀態(tài)下的流動性在60％以上。
9.吸水性物品，它包含權利要求6或7的吸水劑。
10.吸水性樹脂用交聯劑，它由分子中具有至少1個咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物構成。
11.如權利要求10所述的吸水性樹脂用交聯劑，所述交聯劑具有下列通式(5)表示的結構， 式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示氫原子、羥基、烷基、鏈烯基、芳香族基團、鹵素、取代的烷基、取代的鏈烯基或取代的芳香族基團。
全文摘要
本發(fā)明提供了在低溫下和短時間內制備未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率平衡良好、吸濕狀態(tài)下的流動性高、且安全性強的吸水劑的方法。還提供了新穎的吸水劑及特別適合于吸水性樹脂的交聯的交聯劑。通過在吸水性樹脂中混入咪唑烷酮化合物，獲得未加壓下的吸水倍率和加壓下的吸水倍率平衡良好、吸濕狀態(tài)下的流動性高、且安全性強的吸水劑。
文檔編號A61L15/24GK1824708SQ20061000372
公開日2006年8月30日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權日2000年10月20日
發(fā)明者池內博之, 原田信幸, 增田善彥 申請人:株式會社日本觸媒