專利名稱：吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的等離子體改性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的方法、通過該方法獲得的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體、包含這些表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體和基體的復(fù)合物、制造復(fù)合物的方法、通過該方法獲得的復(fù)合物、包含這些表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或復(fù)合物的化學(xué)產(chǎn)品，以及表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或復(fù)合物在化學(xué)產(chǎn)品中的用途。
背景技術(shù)：
超吸收體為水不溶性交聯(lián)聚合物，其能夠吸收大量水性液體，尤其是體液，優(yōu)選尿液或血液，伴隨溶脹和形成水凝膠，并能夠在壓力下保持這些水性液體。通常，這些液體吸收是超吸收體或超吸收體組合物的干重的至少10倍或甚至至少100倍的水。由于這些特有的性質(zhì)，這些聚合物主要用于衛(wèi)生制品如尿布、失禁產(chǎn)品或衛(wèi)生巾。對(duì)超吸收體和超吸收體組合物以及它們的用途和制造的綜述在以下文件中給出F. L. Buchholz and Α. Τ. Graham (editors) in"Modern Superabsorbent Polymer Technology (現(xiàn)代超吸收體聚合物技術(shù))”，ffiley-VCH, New York, 1998。一般情況下，通過通常部分中和的含有酸基團(tuán)的單體在交聯(lián)劑存在下進(jìn)行自由基聚合來(lái)制備超吸收體。通過選擇單體組成、交聯(lián)劑和聚合條件以及聚合后獲得的水凝膠的加工條件，可以制備具有不同吸收性能的聚合物。此外，還可以制備接枝聚合物，例如根據(jù) DE-A-26 12 846所述使用化學(xué)改性的淀粉、纖維素和聚乙烯醇。在尿布構(gòu)造方面，目前的趨勢(shì)是生產(chǎn)具有降低的纖維素纖維含量和增加的超吸收體含量的甚至更薄的構(gòu)造。更薄構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)不但表現(xiàn)在改善的穿著舒適性，而且表現(xiàn)在減少包裝和儲(chǔ)存的成本。隨著朝向更薄的尿布構(gòu)造的趨勢(shì)，對(duì)超吸收體的要求已顯著變化。目前至關(guān)重要的是水凝膠傳導(dǎo)和分布液體的能力。由于衛(wèi)生制品的更高負(fù)載(每單位面積超吸收體的量)，溶脹狀態(tài)下的聚合物不得形成對(duì)于后來(lái)液體的阻擋層(凝膠阻塞)。如果產(chǎn)品具有良好的傳輸性能，則能夠確保整個(gè)衛(wèi)生制品的最佳的利用。除了超吸收體的滲透性(以“鹽水流動(dòng)傳導(dǎo)性-SFC”形式描述)和在壓縮應(yīng)力下的吸收容量之外，特別地，超吸收體顆粒的吸收速率(以每克超吸收體每秒吸收的液體的量描述)也是關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)，其使得能夠表述吸收體核(其包含高濃度的此超吸收體且僅具有低絨毛含量)是否能夠在其與液體首次接觸時(shí)快速吸收它們(“首次獲得”)。在吸收體核具有高吸收體含量的情況下，此“首次獲得”依賴于超吸收體材料的吸收速率以及其它因
ο為了提高超吸收體的吸收速率，現(xiàn)有技術(shù)公開了多種方法。例如，通過使用更小的超吸收體顆粒(相應(yīng)地具有更高的表面積-體積比)，能夠增加超吸收體的表面積。然而， 其結(jié)果是降低超吸收體的滲透性和其它性能特征如保持力。為了避免此問題，通過例如借助粉碎來(lái)生產(chǎn)具有不規(guī)則形狀的超吸收體顆粒，也能夠?qū)崿F(xiàn)增加超吸收體顆粒的表面積， 而不降低顆粒直徑。例如，US 5，118，719和US 5，145，713也公開了在聚合期間在單體溶液中分散發(fā)泡劑，所述發(fā)泡劑在加熱過程中釋放二氧化碳。所得超吸收體的多孔性在聚合物顆粒中提供相對(duì)大的表面積，這最終能夠增加吸收速率。US 5，399，391進(jìn)一步公開在表面上后交聯(lián)此發(fā)泡的超吸收體顆粒，也是為了以此方式改善在壓縮應(yīng)力下的吸收容量。然而，此方法的缺點(diǎn)是由于發(fā)泡的超吸收體顆粒的大表面積，必須使用與非發(fā)泡超吸收體顆粒相比更大量的表面交聯(lián)劑，這不可避免地還會(huì)導(dǎo)致在表面區(qū)域中增加交聯(lián)密度。然而，表面區(qū)域中過高的交聯(lián)密度導(dǎo)致吸收速率的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中與具有高吸收速率的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的生產(chǎn)相關(guān)的缺點(diǎn)。更具體地，本發(fā)明的目的是說明制造超吸收體的方法，其能夠提高任何選擇的前體顆粒的吸收速率，且優(yōu)選地不改變粒徑分布。更具體地，該方法值得注意的是，其使用提高超吸收體的吸收速率，然而保持力 (即保持所吸收的液體的能力)則最小程度降低或在最差情況下僅有些微的下降。本發(fā)明的另一目的是超吸收體顆粒的表面處理在超吸收體的性能方面對(duì)表面后交聯(lián)具有至少中性的影響。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供與現(xiàn)有技術(shù)已知的超吸收體相比提高了吸收速率、同時(shí)具有最大的保持力的超吸收體。此外，即使在延長(zhǎng)貯存期間(例如超過幾星期)，該超吸收體的多種性質(zhì)在最差的情況中應(yīng)該僅有些微(如果真的有)的變化。通過用于制造表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的方法實(shí)現(xiàn)上述目的，所述方法包括以下工藝步驟I)提供多個(gè)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體；II)用等離子體處理(優(yōu)選改性)工藝步驟I)中提供的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面；其中，在工藝步驟II)期間使所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體彼此混合。這些工藝步驟不需要嚴(yán)格地在每一個(gè)工藝步驟完成后連續(xù)地進(jìn)行。反而，這些工藝步驟，以及下文中描述的所有步驟同樣可以在時(shí)間上相互重疊地進(jìn)行。在本發(fā)明所述方法的工藝步驟I)中，首先提供多個(gè)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”優(yōu)選地理解為量為至少1000，更優(yōu)選地為至少1，000，000，且最優(yōu)選為至少 1，000，000，000。本發(fā)明優(yōu)選的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體是纖維、泡沫體或顆粒，優(yōu)選纖維和顆粒，特別優(yōu)選顆粒。本發(fā)明優(yōu)選的聚合物纖維的尺寸如下可將該聚合物纖維摻入紡織品中或作為用于紡織品的紗線和直接制成紡織品。本發(fā)明優(yōu)選聚合物纖維的長(zhǎng)度為1至500mm，優(yōu)選2至 500mm且更優(yōu)選5至100mm，以及直徑為1至200但尼爾(denier)，優(yōu)選3至100但尼爾且更優(yōu)選5至60但尼爾。本發(fā)明優(yōu)選的聚合物顆粒的尺寸如下該聚合物顆粒根據(jù)ERT 420. 2-02的平均粒徑為10至3000 μ m,優(yōu)選20至2000 μ m且更優(yōu)選150至850 μ m。尤其優(yōu)選的是粒徑為 300至600 μ m的聚合物顆粒的比例基于吸水性聚合物顆粒的總重為至少30wt %，更優(yōu)選至少40wt%且最優(yōu)選至少50wt%。
此外，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選工藝步驟I)中提供的所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體基于部分中和的交聯(lián)丙烯酸。在本文中，尤其優(yōu)選本發(fā)明的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體為交聯(lián)的聚丙烯酸酯，其由基于吸水聚合物結(jié)構(gòu)體重量的至少50wt% (優(yōu)選至少70wt%，進(jìn)一步優(yōu)選至少90wt% ) 的具有羧酸酯基的單體構(gòu)成。此外，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選本發(fā)明的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體基于至少 50wt% (優(yōu)選至少70wt%)的聚合的丙烯酸，所述各量均基于吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的重量，所述聚合的丙烯酸優(yōu)選被中和至至少20mol% (更優(yōu)選為至少50mol%，進(jìn)一步優(yōu)選為60至 85mol% )的程度。工藝步驟I)中提供的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體優(yōu)選通過包括以下工藝步驟的方法獲得i)使水性單體溶液進(jìn)行自由基聚合，以得到聚合物凝膠，所述水性單體溶液包含含有酸基的可聚合的單烯鍵(monoethylenically)不飽和單體(α )或其鹽，任選的可與單體(α )聚合的單烯鍵不飽和單體(α》，和任選的交聯(lián)劑(α3)；ii)任選地粉碎水凝膠；iii)干燥任選地粉碎的水凝膠，以獲得吸水聚合物顆粒；iv)任選地碾碎并篩分由此獲得的吸水聚合物顆粒；ν)任選地進(jìn)一步表面改性(優(yōu)選地表面后交聯(lián))由此獲得的吸水聚合物顆粒，其中此進(jìn)一步表面改性原則上可在本發(fā)明方法的工藝步驟II)中的表面改性之前、同時(shí)或之后進(jìn)行。在本發(fā)明所述的方法中，如果進(jìn)行表面改性，作為本發(fā)明所述方法中的獨(dú)立的實(shí)施方案，可以在表面改性之前、期間或之后進(jìn)行該處理，其中表面改性和該處理在時(shí)間上也
可以重疊。由于表面后交聯(lián)的聚合物顆粒通常具有小程度的損傷，該多種實(shí)施方案是可能的。在工藝步驟i)中，首先使水性單體溶液進(jìn)行自由基聚合，得到聚合物凝膠，所述水性單體溶液包含含有酸基的可聚合的單烯鍵不飽和單體(α )或其鹽，任選的可與單體 (α 1)聚合的單烯鍵不飽和單體(α 2)，和任選的交聯(lián)劑(α幻?？蓪⒑兴峄目删酆系膯蜗╂I不飽和單體(α )部分或全部(優(yōu)選部分)地中和。優(yōu)選將含有酸基的可聚合的單烯鍵不飽和單體(α 1)中和至少25mol %，更優(yōu)選至少50mol %，進(jìn)一步優(yōu)選50-80mol %。 對(duì)此，可參考DE 195 29 348 Al，在此通過參考并入其公開內(nèi)容。也可在聚合后進(jìn)行部分或全部中和。而且，可用堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、氨以及碳酸鹽和碳酸氫鹽進(jìn)行中和。另外，也可用其它能夠與酸形成水溶性鹽的堿。也可以用不同的堿進(jìn)行混合式中和。 優(yōu)選用氨和堿金屬氫氧化物進(jìn)行中和，特別優(yōu)選用氫氧化鈉和用氨進(jìn)行中和。此外，在本發(fā)明的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體中，游離酸基團(tuán)可以占主要地位，使得此聚合物結(jié)構(gòu)體的PH值在酸性范圍內(nèi)。此酸性吸水聚合物結(jié)構(gòu)體可以通過相對(duì)于該酸性聚合物結(jié)構(gòu)體為堿性的、具有游離堿性基團(tuán)(優(yōu)選為胺基)的聚合物結(jié)構(gòu)體至少部分地中和。這些聚合物結(jié)構(gòu)體在文獻(xiàn)中稱為“混合床離子交換吸收體聚合物(Mixed-Bed Ion-Exchange Absorbent Polymers) ”(MBIEA聚合物)，且尤其在WO 99/34843 Al中有公開。在此通過參考并入WO 99/34843 Al公開的內(nèi)容，并作為本發(fā)明公開內(nèi)容的一部分。通常，MBIEA聚合物構(gòu)成組合物，其一方面包括能夠交換陰離子的堿性聚合物結(jié)構(gòu)體，另一方面包括能夠交換陽(yáng)離子的與堿性聚合物結(jié)構(gòu)體相比為酸性的聚合物結(jié)構(gòu)體。堿性聚合物結(jié)構(gòu)體具有堿性基團(tuán)，且通常通過聚合含有堿性基團(tuán)或含有能夠轉(zhuǎn)換成堿性基團(tuán)的基團(tuán)的單體而獲得。這些單體主要為具有伯胺、仲胺或叔胺或相應(yīng)的膦或上述官能團(tuán)中的至少兩種的單體。這些單體尤其包括乙烯胺、烯丙基胺、二烯丙基胺、4-氨基丁烯、alkyloxycyclines、乙烯基甲酰胺、5-氨基戊烯、碳二亞胺、formaldacine、三聚氰胺等，以及它們的仲胺或叔胺衍生物。含有酸基的單烯鍵不飽和單體(α 1)優(yōu)選為WO 2004/037903 Α2中作為含有酸基的烯鍵不飽和單體(α )提及的那些化合物，在此通過參考將其并入，并作為本發(fā)明的一部分。特別優(yōu)選的含有酸基的單烯鍵不飽和單體(α )為丙烯酸和甲基丙烯酸，其中丙烯酸是最優(yōu)選的。所用的可以與單體(α )共聚的單烯鍵不飽和單體(α2)可以是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或乙烯酰胺。進(jìn)一步優(yōu)選的共聚單體尤其是在WO 2004/037903 Α2中作為共聚單體(α 2)提及的那些。類似地，所用的交聯(lián)劑(α 3)優(yōu)選為WO 2004/037903 Α2中作為交聯(lián)劑(α 3)提及的那些。在這些交聯(lián)劑中，特別優(yōu)選水溶性交聯(lián)劑。最優(yōu)選的是N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基甲基氯化銨、四烯丙基氯化銨以及通過9mol 環(huán)氧乙烷與Imol丙烯酸制備的烯丙基九乙二醇丙烯酸酯(allyl nonaethylene glycol acrylate)。除單體(α 1)和任選的(α 2)以及任選的交聯(lián)劑(α 3)之外，單體溶液還可包括水溶性聚合物(α 4)。優(yōu)選的水溶性聚合物包括部分或全部水解的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉或淀粉衍生物、聚二醇或聚丙烯酸。這些聚合物的分子量不是關(guān)鍵，只要其是水溶性的即可。優(yōu)選的水溶性聚合物是淀粉或淀粉衍生物或聚乙烯醇。水溶性聚合物(優(yōu)選為合成的水溶性聚合物，例如聚乙烯醇)不僅可作為待聚合單體的接枝基礎(chǔ)。還可以將這些水溶性聚合物與剛剛聚合后的聚合物凝膠或已干燥的吸水聚合物凝膠混合。另外，單體溶液還可以包括輔料(α幻，輔料特別包括聚合可能需要的引發(fā)劑或絡(luò)合劑，例如EDTA。單體溶液可使用的溶劑包括水、有機(jī)溶劑、或水和有機(jī)溶劑的混合物，溶劑的選擇也特別取決于聚合的方式。單體(α 1)禾口( α 2)以及交聯(lián)劑(α 3)和水溶性聚合物(α 4)和輔料(α 5)在單體溶液中的相對(duì)含量?jī)?yōu)選如下選擇使工藝步驟iii)中干燥后獲得的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體
基于-20 至 99. 999wt % (優(yōu)選 55 至 98. 99wt %，更優(yōu)選 70 至 98. 79wt % )的單體(α 1)，-0 至 80wt % (優(yōu)選 0 至 44. 99wt %，更優(yōu)選 0. 1 至 44. 89wt % )的單體(α 2)，-0 至 5wt% (優(yōu)選 0.001 至 3wt%，更優(yōu)選 0.01 至 2.5wt% )的交聯(lián)劑(α 3)，
-0至30wt % (優(yōu)選0至5wt %，更優(yōu)選0. 1至5wt % )的水溶性聚合物(α 4)，-0至20wt % (優(yōu)選0至IOwt %，更優(yōu)選0. 1至8wt % )的輔料(α 5)，以及-0. 5 至 25wt % (優(yōu)選 1 至 IOwt %，更優(yōu)選 3 至 7wt % )的水(α 6)，其中，(α )至(α 6)的重量總和為100wt%。單體溶液中的最佳濃度值，尤其是單體、交聯(lián)劑和水溶性聚合物的最佳濃度值可以依據(jù)簡(jiǎn)單的初步試驗(yàn)確定或從現(xiàn)有技術(shù)中獲得，尤其以下出版物US 4, 286, 082, DE-A-27 06 135、US 4，076，663、DE-A-35 03 458、DE 40 20 780 C1、DE_A_42 44 548、DE_A_43 33 056 禾口 DE-A-44 18 818。對(duì)于單體溶液的自由基聚合，原則上可用的聚合方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有聚合方法。例如，在本文中可提及本體聚合(優(yōu)選在例如擠出機(jī)的捏合反應(yīng)器中進(jìn)行)、溶液聚合、噴霧聚合、反相乳液聚合和反相懸浮聚合。溶液聚合優(yōu)選在作為溶劑的水中進(jìn)行。溶液聚合可以連續(xù)地或分批地進(jìn)行。現(xiàn)有技術(shù)公開了多種與反應(yīng)條件(例如溫度、引發(fā)劑的種類和量以及反應(yīng)溶液)有關(guān)的可能變化。典型的方法在以下專利中有描述US 4, 286, 082.DE-A-27 06 135 AUUS 4，076，663、 DE-A-35 03 458、DE 40 20 780 C1、DE_A_42 44 548、DE-A-43 33 056、DE-A-44 18 818。 在此通過參考將其公開內(nèi)容并入，并作為本發(fā)明公開內(nèi)容的一部分?！闱闆r下，聚合是由引發(fā)劑引發(fā)的。用于引發(fā)聚合的引發(fā)劑可以是在聚合條件下形成自由基且通常用于生產(chǎn)超吸收體的所有引發(fā)劑。也可以通過電子束對(duì)可聚合的水性混合物的作用而引發(fā)聚合。然而，也可以在光引發(fā)劑存在下通過高能輻射的作用在沒有上述類型的引發(fā)劑的條件下引發(fā)聚合。聚合引發(fā)劑可以溶解或分散在單體溶液中?？捎玫囊l(fā)劑包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有分解成自由基的化合物。特別地，引發(fā)劑包括已在 W0-A-2004/037903中作為可能的引發(fā)劑而提及的那些。在吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的制備中，特別優(yōu)選使用由過氧化氫、過氧二硫酸鈉和抗壞血酸組成的氧化還原體系。也可以使用反相懸浮聚合和反相乳液聚合以生產(chǎn)本發(fā)明的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體。在這些方法中，在保護(hù)性膠體和/或乳化劑的幫助下，將單體(α )和(α》的部分中和的水溶液(任選地包括水溶性聚合物(α 4)和輔料(α幻)分散在疏水性有機(jī)溶劑中，并通過自由基引發(fā)劑引發(fā)聚合。交聯(lián)劑可溶解在單體溶液中并與該溶液一同計(jì)量加入，或者分別地且任選地在聚合過程中加入。作為接枝基礎(chǔ)的水溶性聚合物(α 4)可任選地通過單體溶液加入或直接在最初加入油相中。然后，水作為共沸物從混合物中被除去，并濾除聚合物。另外，在溶液聚合的情況下以及在反相懸浮聚合和反相乳液聚合的情況下，在聚合步驟期間，可以通過溶解在單體溶液中的多官能交聯(lián)劑的共聚合，和/或通過合適的交聯(lián)劑與聚合物官能團(tuán)的反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)。這些方法在例如US 4，340，706、DE-A-37 13 60UDE-A-28 40 010和W0-A-96/05234中有描述，并在此通過參考并入其相應(yīng)的內(nèi)容。在工藝步驟ii)中，任選地將工藝步驟i)中獲得的聚合物凝膠粉碎，尤其是當(dāng)聚合是通過溶液聚合進(jìn)行時(shí)進(jìn)行這種粉碎?？刹捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的粉碎裝置(例如碎肉機(jī)(meat grinder))進(jìn)行粉碎。在工藝步驟iii)中，對(duì)已被任選地預(yù)先粉碎的聚合物凝膠進(jìn)行干燥。聚合物凝膠優(yōu)選在合適的干燥機(jī)或烘箱中進(jìn)行干燥。干燥機(jī)或烘箱的實(shí)例包括旋轉(zhuǎn)管式爐、流化床干燥機(jī)、盤式干燥機(jī)、槳式干燥機(jī)或紅外干燥機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步優(yōu)選在工藝步驟iii) 中將聚合物凝膠干燥至含水量為0. 5至25wt%，優(yōu)選1至IOwt %，干燥溫度一般為100至 200 "C。在工藝步驟iv)中，可碾碎在工藝步驟iii)中獲得的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體(尤其是當(dāng)這些聚合物結(jié)構(gòu)體通過溶液聚合而獲得時(shí))，并將其篩分得到上述期望的粒徑。優(yōu)選將干燥的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在合適的機(jī)械粉碎裝置(例如球磨機(jī))中碾碎，而篩分可通過例如使用具有合適的篩網(wǎng)孔徑的篩網(wǎng)進(jìn)行。
在工藝步驟ν)中，可以對(duì)任選地碾碎并篩分出的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體進(jìn)行表面改性，該表面改性優(yōu)選包括表面后交聯(lián)，且工藝步驟ν)中的所述表面后交聯(lián)原則上可在本發(fā)明方法的工藝步驟II)中的等離子體處理之前、同時(shí)或之后進(jìn)行。為了任選的表面后交聯(lián)，將來(lái)自工藝步驟iii)或iv)或II)的干燥的且任選地碾碎和篩分(且任選地已進(jìn)行等離子體-改性)的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體，或來(lái)自工藝步驟ii) 的未干燥但優(yōu)選已粉碎的聚合物凝膠，與優(yōu)選為有機(jī)的化學(xué)表面后交聯(lián)劑進(jìn)行接觸。尤其當(dāng)后交聯(lián)劑在后交聯(lián)條件下不是液態(tài)時(shí)，優(yōu)選后交聯(lián)劑以含有后交聯(lián)劑和溶劑的流體形式與吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或聚合物凝膠接觸。使用的溶劑優(yōu)選為水、與水混溶的有機(jī)溶劑，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇或1-丁醇、或這些溶劑中的至少兩種的混合物，水為最優(yōu)選的溶劑。進(jìn)一步優(yōu)選后交聯(lián)劑在流體中的量為基于流體總重的5至75wt%，更優(yōu)選10至 50wt %，最優(yōu)選 15 至 40wt %。吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或任選地粉碎的聚合物凝膠與含有后交聯(lián)劑的流體的接觸，優(yōu)選通過使流體與聚合物結(jié)構(gòu)體或聚合物凝膠充分混合來(lái)進(jìn)行。用于施用流體的合適的混合裝置為例如Patterson-Kelley混合機(jī)、DRAIS渦流混合機(jī)、L6dige混合機(jī)、Ruberg混合機(jī)、 螺桿混合機(jī)、盤式混合機(jī)和流化床混合機(jī)以及利用轉(zhuǎn)刀使聚合物結(jié)構(gòu)體在高頻率下混合的連續(xù)操作直立式混合機(jī)Gchugi混合機(jī))。在后交聯(lián)期間，將聚合物結(jié)構(gòu)體或聚合物凝膠與優(yōu)選至多為20wt% (更優(yōu)選至多為15wt%，進(jìn)一步優(yōu)選至多為10wt%，再進(jìn)一步優(yōu)選至多為5wt%)的溶劑(優(yōu)選為水)進(jìn)行接觸。當(dāng)聚合物結(jié)構(gòu)體是優(yōu)選的球形顆粒時(shí)，本發(fā)明還進(jìn)一步優(yōu)選以如下方式進(jìn)行接觸，使得僅顆粒聚合物結(jié)構(gòu)體的外部區(qū)域(而非內(nèi)部區(qū)域)與流體接觸，并因此與后交聯(lián)劑接觸。優(yōu)選將后交聯(lián)劑理解為表示具有至少兩個(gè)能夠在縮合反應(yīng)(=縮合交聯(lián)劑)、力口成反應(yīng)或開環(huán)反應(yīng)中與聚合物結(jié)構(gòu)體的官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物。優(yōu)選的后交聯(lián)劑為在W0-A-2004/037903中作為交聯(lián)劑類別II的交聯(lián)劑提及的那些。在這些化合物中，特別優(yōu)選的后交聯(lián)劑是縮合交聯(lián)劑，例如二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、丙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、 脫水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯、三羥甲基丙烷、季戊四醇、聚乙烯醇、 山梨糖醇、1，3- 二氧雜環(huán)戊-2-酮(碳酸亞乙酯)、4_甲基-1,3- 二氧雜環(huán)戊-2-酮(碳酸亞丙酯)、4，5-二甲基-1，3-二氧雜環(huán)戊-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧雜環(huán)戊-2-酮、4-乙基-1，3- 二氧雜環(huán)戊-2-酮、4-羥甲基-1，3- 二氧雜環(huán)戊-2-酮、1，3- 二氧雜環(huán)己_2_酮、 4-甲基-1，3- 二氧雜環(huán)己-2-酮、4，6- 二甲基-1，3 二氧雜環(huán)己_2_酮和1，3- 二氧雜環(huán)戊-2-酮。一旦聚合物結(jié)構(gòu)體或聚合物凝膠與后交聯(lián)劑或含有后交聯(lián)劑的流體接觸，就將其加熱到50至300°C，優(yōu)選75至275°C，更優(yōu)選150至250°C的溫度范圍，使得(優(yōu)選由此導(dǎo)致)聚合物結(jié)構(gòu)體的外部區(qū)域比內(nèi)部區(qū)域更高度地交聯(lián)(=后交聯(lián))，且當(dāng)使用聚合物凝膠時(shí)，則同時(shí)進(jìn)行干燥。由于熱的作用，聚合物結(jié)構(gòu)體的期望性質(zhì)有被破壞的風(fēng)險(xiǎn)，因而限制加熱處理的持續(xù)時(shí)間。另外，工藝步驟ν)中的表面改性還可以包括用含有鋁(優(yōu)選Al3+離子)的化合物進(jìn)行處理，優(yōu)選通過以下方式使該處理與表面后交聯(lián)同時(shí)進(jìn)行使優(yōu)選包括后交聯(lián)劑和含有鋁(優(yōu)選Al3+離子)的化合物的水溶液與吸水聚合物結(jié)構(gòu)體接觸，然后加熱。優(yōu)選將含有鋁的化合物以0.01至30wt% (更優(yōu)選0. 1至20wt%，進(jìn)一步優(yōu)選0. 3 至5wt% )的量與吸水聚合物結(jié)構(gòu)體接觸，所述各量均基于吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的重量。優(yōu)選的含有鋁的化合物為含有Al3+離子的水溶性化合物，例如AlCl3X 6H20、 NaAl (SO4)2X 12H20、KA1 (SO4) 2 X 12H20 或 Al2 (SO4) 3X 14_18H20、乳酸鋁，或者水不溶性鋁化合物如鋁氧化物(例如Al2O3)或鋁酸鹽。特別優(yōu)選使用乳酸鋁和硫酸鋁的混合物。在本發(fā)明方法的工藝步驟II)中，用等離子體將工藝步驟I)中提供的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體改性，其中在工藝步驟II)中使吸水聚合物結(jié)構(gòu)體彼此混合。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“等離子體”應(yīng)理解為含有相當(dāng)比例的自由帶電體(如離子或電子)的至少部分電離的氣體。所述等離子體能夠例如在電輝光放電的幫助下通過直流電、低頻、射頻或微波激發(fā)產(chǎn)生，對(duì)于本發(fā)明特別優(yōu)選通過低頻激發(fā)產(chǎn)生等離子體。激發(fā)頻率更優(yōu)選為1至IO11Hz,再更優(yōu)選為1至1(ΓΗζ且最優(yōu)選為IHz至IOOkHz。在本發(fā)明的方法中，為了產(chǎn)生等離子體，可以使用所有被本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為適用于產(chǎn)生等離子體的氣體。然而，為了提高吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的吸收速率，已發(fā)現(xiàn)使用氮等離子體、空氣等離子體或水蒸汽等離子體是特別有利的。如果例如要改變吸水聚合物的吸水性，優(yōu)選使用惰性氣體等離子體，例如氖等離子體或氬等離子體。在等離子體的產(chǎn)生中，使用的上述氣體的具體氣體流速優(yōu)選為1至lOOOml/min， 更優(yōu)選10至200ml/min且最優(yōu)選50至100ml/min。另外，優(yōu)選用等離子體處理工藝步驟I)中提供的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面10_6s 至IO6sec,更優(yōu)選10至360min且最優(yōu)選30至90min，等離子體處理的持續(xù)時(shí)間更特別地取決于所使用的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的量以及向等離子體輸入的功率。此外，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選等離子體是低壓等離子體。在本文中，特別優(yōu)選工藝步驟 I)中提供的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面在10_6至^ar,更優(yōu)選10_4至2bar且最優(yōu)選10_4至 10_2bar的絕對(duì)壓力下用等離子體改性。在本發(fā)明的方法中，在用上述等離子體對(duì)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體進(jìn)行改性期間，使吸水聚合物結(jié)構(gòu)體彼此混合，術(shù)語(yǔ)“混合”應(yīng)優(yōu)選理解為使吸水顆粒相互間相對(duì)移動(dòng)的任何方法。適用于此目的的混合裝置可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何混合裝置，其中能夠通過合適的修改而在混合空間中產(chǎn)生等離子體，從而在混合期間使存在于混合腔室中的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面恒定地暴露于等離子體。此處可用于的裝置包括鼓式混合機(jī)、 Patterson-Kelley混合機(jī)、DRAIS渦流混合機(jī)、LSdige混合機(jī)、Ruberg混合機(jī)、螺桿混合機(jī)、盤式混合機(jī)和流化床混合機(jī)以及連續(xù)操作直立式混合機(jī)(khugi混合機(jī))，上述混合裝置被修改，使得能夠通過發(fā)電機(jī)在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生高頻交變電場(chǎng)，從而優(yōu)選通過電場(chǎng)的電容性引入(capacitative introduction)，將存在于混合腔室中的氣體轉(zhuǎn)換為等離子體狀態(tài)，相位移等離子體也是一種選擇。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中，然而，吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在工藝步驟II)中在旋轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行改性，所述旋轉(zhuǎn)鼓優(yōu)選圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)且等離子體在其中產(chǎn)生。用于產(chǎn)生等離子體的電極安裝在旋轉(zhuǎn)鼓的兩對(duì)側(cè)，且平行于旋轉(zhuǎn)鼓圍繞來(lái)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)鼓是長(zhǎng)度為L(zhǎng)且周長(zhǎng)為U的圓柱體形式時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，該相對(duì)的兩個(gè)電極均為大致半圓形時(shí)是特別有利的，在這種情況下，當(dāng)該兩個(gè)電極彼此相對(duì)放置時(shí)，它們一起占圓柱體的周長(zhǎng)的至少75%，更優(yōu)選至少90%且最優(yōu)選至少95%，并延伸至圓柱體長(zhǎng)度L 的至少75%，更優(yōu)選至少90%且最優(yōu)選至少95%。這樣，能夠確保旋轉(zhuǎn)鼓的基本上整個(gè)內(nèi)部充滿等離子體。除了上述的混合裝置之外，原則上還可以使用落塔(fall tower)，例如，在其中使吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在一定距離下自由下落。在該落塔的外面也提供彼此相對(duì)放置的電極， 通過該電極能夠在落塔內(nèi)產(chǎn)生等離子體。由于吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在此落塔內(nèi)的相互碰撞導(dǎo)致聚合物結(jié)構(gòu)體間至少一定程度彼此混合，這樣的等離子體處理的方式也包括在本發(fā)明的方法之內(nèi)。除了該落塔之外，特別地在本發(fā)明的方法中也可以使用其中能夠產(chǎn)生等離子體的流化床混合機(jī)。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的量受到限制并使用圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)的鼓時(shí)，尤其能夠通過等離子體處理提高吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的吸收速率。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的量至多為0. 8g/cm3鼓體積，更優(yōu)選至多為0. 75g/cm3鼓體積且最優(yōu)選至多為0. 5g/ cm3鼓體積時(shí)尤其有利。另外已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在工藝步驟II)之前或期間與基于吸水聚合物結(jié)構(gòu)體總重為0. 001至5wt%，更優(yōu)選0. 1至2. 5襯％且最優(yōu)選0. 25至lwt%的填料混合時(shí)特別有利。填料可以是以原子單層存在，優(yōu)選為1至10個(gè)單層?？捎玫奶盍咸貏e包括Si-O 化合物，優(yōu)選沸石、氣相二氧化硅如Aerosi Is 。此外，在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，優(yōu)選使工藝步驟I)中提供的多個(gè)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體與多個(gè)無(wú)機(jī)顆?；旌稀？墒褂玫臒o(wú)機(jī)顆粒原則上包括本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為適合用于與吸水聚合物結(jié)構(gòu)體混合的所有無(wú)機(jī)顆粒。其中，優(yōu)選氧化物，特別優(yōu)選第IV族的氧化物且其中進(jìn)一步優(yōu)選二氧化硅。在二氧化硅中，優(yōu)選沸石、氣相二氧化硅如Aerosils 或 Sipernat ，優(yōu)選Sipernat ?？梢允褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為適用于改善吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的性質(zhì)的任何量的無(wú)機(jī)顆粒。無(wú)機(jī)顆粒的使用量基于吸水聚合物結(jié)構(gòu)體顆粒優(yōu)選為0. 001 至15wt %，優(yōu)選0. 01至1 Owt %且更優(yōu)選2至7wt %。另外，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為適用于改善吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的性質(zhì)的所有粒徑的無(wú)機(jī)顆粒。優(yōu)選無(wú)機(jī)顆粒根據(jù)ASTM C2690 的平均粒徑為0. 001至100 μ m,優(yōu)選0. 01至50 μ m且更優(yōu)選0. 1至15 μ m。本發(fā)明還提供了用于制造經(jīng)等離子體處理的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的裝置，所述裝置包括以下裝置部分(apparatus parts)，所述裝置部分以流體導(dǎo)通的方式彼此直接或間接連續(xù)地連接Vl聚合區(qū)域，V2 后加工區(qū)域(finishing region)，V3等離子體處理區(qū)域，其中，該等離子體處理區(qū)域包括等離子體源和混合裝置，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)式混合裝置。用于產(chǎn)生吸收性聚合物結(jié)構(gòu)體的裝置是公知常識(shí)。例如，可參考WO 05/122075 Al，其中詳細(xì)的示出了最重要的裝置組件，更具體為聚合區(qū)域和后加工區(qū)域。該聚合區(qū)域優(yōu)選包括帶式或螺桿擠出聚合裝置。后加工區(qū)域優(yōu)選包括干燥和粉碎裝置。在裝置的另一實(shí)施方案中，在等離子體處理區(qū)域的上游或下游設(shè)置表面交聯(lián)區(qū)域。在WO 05/122075 Al中，還公開了表面后交聯(lián)區(qū)域(在其中稱為后交聯(lián)區(qū)域)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。因此，對(duì)于進(jìn)一步的裝置細(xì)節(jié)可參見WO 02/122075 Al。另外，本發(fā)明方法的上下文中的實(shí)施方式也適用于本發(fā)明的裝置。例如，優(yōu)選在本發(fā)明的方法中使用本發(fā)明的裝置。此外，“流體導(dǎo)通連接”應(yīng)理解為液體、凝膠、粉末或其它自由流動(dòng)相能夠被移動(dòng)至單獨(dú)的區(qū)域。這可通過線、管或通道以及運(yùn)輸帶或泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。還通過提供可由上述方法獲得的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)了上述目的。在本發(fā)明的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的具體實(shí)施方案中，其特征在于其通過本文描述的測(cè)試方法測(cè)定的FSR為至少0. 3g/g/sec，更優(yōu)選至少0. 32g/g/sec，進(jìn)一步優(yōu)選為至少0. 34g/g/sec,再進(jìn)一步優(yōu)選為0. 36g/g/sec且最優(yōu)選至少0. 38g/g/sec0通常，不超過 0. 8 或 lg/g/sec。此外，此具體實(shí)施方案的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的特征在于其通過本文描述的測(cè)試方法測(cè)定的保持力為至少26. 5g/g，更優(yōu)選至少27. 5g/g且最優(yōu)選至少28. 5g/g。通常，不超過 40 或 42g/g。在本發(fā)明表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的另一具體實(shí)施方案中，其特征在于其通過本文描述的測(cè)試方法測(cè)定的壓力下的吸收性為至少20g/g，更優(yōu)選至少23g/g且最優(yōu)選至少M(fèi)g/g。通常，不超過30或32g/g。還通過提供包含本發(fā)明的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體和基體的復(fù)合物實(shí)現(xiàn)了前文所述的目的。優(yōu)選表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體和基體以固定的方式相互結(jié)合。優(yōu)選的基材為聚合物膜(例如聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺)、金屬、無(wú)紡布、絨毛、組織、紡織品、天然或合成纖維或者其它泡沫體。另外，本發(fā)明優(yōu)選復(fù)合物包含至少一個(gè)如下區(qū)域該區(qū)域以約15至IOOwt % (優(yōu)選約30至IOOwt %，更優(yōu)選約50至99. 99wt %，進(jìn)一步優(yōu)選約60至 99. 99wt%，甚至更優(yōu)選約70至99wt% )的量包括本發(fā)明表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體，所述各量均基于所討論的復(fù)合物區(qū)域的總重，所述區(qū)域的尺寸優(yōu)選為至少0. Olcm3，優(yōu)選至少 0. Icm3且最優(yōu)選至少0. 5cm3。本發(fā)明的復(fù)合物特別優(yōu)選的實(shí)施方式包括W0-A-02/056812中作為“吸收材料”描述的扁平復(fù)合物。W0-A-02/056812的公開內(nèi)容，特別是關(guān)于復(fù)合物的確切結(jié)構(gòu)、其成分的基準(zhǔn)重量和及其厚度的公開內(nèi)容，在此通過參考的方式并入并構(gòu)成本發(fā)明公開內(nèi)容的一部分。還通過提供用于生產(chǎn)復(fù)合物的方法實(shí)現(xiàn)了前文所述的目的，其中使本發(fā)明的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體和基體以及任選的添加劑彼此接觸。所使用的基體優(yōu)選為上文關(guān)于本發(fā)明的復(fù)合物中已提及的那些基體。還通過提供可通過上述方法獲得的復(fù)合物實(shí)現(xiàn)了前文所述的目的，所述復(fù)合物優(yōu)選與上述本發(fā)明的復(fù)合物具有相同的性質(zhì)。還通過提供包含本發(fā)明的表面改性的聚合物結(jié)構(gòu)體或本發(fā)明的復(fù)合物的化學(xué)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了前文所述的目的。優(yōu)選的化學(xué)產(chǎn)品尤其是泡沫體、模制品、纖維、箔、薄膜、纜線、密封材料、吸液衛(wèi)生制品(尤其是尿布和衛(wèi)生巾)、用于植物生長(zhǎng)或真菌類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)組合物或活性作物保護(hù)成分的載體、建筑材料添加劑、包裝材料或土壤添加劑。本發(fā)明的表面改性的聚合物結(jié)構(gòu)體或本發(fā)明的復(fù)合物在化學(xué)產(chǎn)品(優(yōu)選前述化學(xué)產(chǎn)品，尤其是衛(wèi)生制品，如尿布和衛(wèi)生巾)中的用途，以及超吸收體顆粒作為植物生長(zhǎng)或真菌類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)組合物或活性作物保護(hù)成分的載體的用途，也可以實(shí)現(xiàn)前文所述的目的。 在作為植物生長(zhǎng)或真菌類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)組合物或活性作物保護(hù)成分的載體的用途的情況下，優(yōu)選可以在通過載體控制的期間內(nèi)釋放植物生長(zhǎng)或真菌類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)組合物或活性作物保護(hù)成分。


現(xiàn)在將參考附圖、測(cè)試方法和非限制性實(shí)例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1示出裝置的第一實(shí)施方案，所述裝置被配置成鼓，其能夠用于實(shí)施本發(fā)明的方法。圖2示出裝置的第二實(shí)施方案，所述裝置被配置成落塔，其能夠用于實(shí)施本發(fā)明的方法。圖3示出本發(fā)明的聚合裝置的實(shí)施方案，其能夠用于實(shí)施本發(fā)明的方法。發(fā)明詳述在圖1中示出的本發(fā)明方法的實(shí)施方式中，開始時(shí)將吸水聚合物結(jié)構(gòu)體3投入圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)的鼓1中。在鼓的外面放置兩個(gè)相對(duì)的電極2，通過其能夠在鼓1的內(nèi)部產(chǎn)生等離子體。在鼓內(nèi)，可設(shè)置攪拌槳或其它能夠?qū)崿F(xiàn)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體更充分混合的裝置組件(圖1中未示出)。在圖2中示出的本發(fā)明方法的實(shí)施方式中，吸水聚合物結(jié)構(gòu)體3在落塔1內(nèi)向下下落。在下落途中，它們經(jīng)過由在落塔1外面的兩個(gè)相對(duì)的電極2產(chǎn)生的等離子體。圖3示出本發(fā)明裝置4的示例性實(shí)施方式。其中，聚合區(qū)域5之后是后加工區(qū)域 6，再之后是等離子體處理區(qū)域7，然后是表面交聯(lián)區(qū)域。除了可在上述區(qū)域之間設(shè)置的其它區(qū)域外，等離子體處理區(qū)域7具有等離子體源8和混合裝置10。等離子體處理區(qū)域7可以如圖1或2所示被配置。另外，有關(guān)等離子體處理區(qū)域之外的區(qū)域的實(shí)施方案的進(jìn)一步細(xì)節(jié)公開在WO 05/722075 Al中。測(cè)試方法吸收速率的測(cè)定吸收速率根據(jù)EP-A-O 443 627第12頁(yè)中描述的測(cè)試方法通過測(cè)量“自由溶脹速率-FST”來(lái)測(cè)定。對(duì)在300至600 μ m范圍內(nèi)的顆粒部分進(jìn)行測(cè)定。壓力下的吸收性的測(cè)定根據(jù)ERT 442. 2_02測(cè)定在0. 7psi (約50g/cm2)壓力下的吸收性，稱為“AAP”，其中 “ERT”代表“EDANA推薦的測(cè)試”，“EDANA”代表“歐洲非織布協(xié)會(huì)，European Disposables and Nonwovens Association”。對(duì)在300至600 μ m范圍內(nèi)的顆粒部分進(jìn)行測(cè)定。保持力的測(cè)定保持力，稱為“CRC”，根據(jù)ERT 441. 2_02進(jìn)行測(cè)定。對(duì)在300至600 μ m范圍內(nèi)的
顆粒部分進(jìn)行測(cè)定。
實(shí)施例聚合物結(jié)構(gòu)體(粉末A)將由320g丙烯酸(用氫氧化鈉溶液066. 41g的50% NaOH)中和至75mol%)、400. 66g水、0. 508g聚乙烯醇-300 二丙烯酸酯和1. 037g單烯丙基聚乙二醇-450單丙烯酸酉旨(monoallyl polyethylene glycol-450 monoacrylate)組成的單體溶液通過用氮?dú)獯祾叱ト芙庋醪⒗鋮s至TC的起始溫度。一旦達(dá)到起始溫度時(shí)，即加入引發(fā)劑溶液(0. 3g過氧二硫酸鈉溶于5. Og水中、0. 07g的35%過氧化氫溶液溶于5. Og水中以及 0.015g抗壞血酸溶于1.5g水中)。發(fā)生放熱的聚合反應(yīng)。絕熱的終止溫度(adiabatic end tempera-ture)為約105°C。用碎肉機(jī)將所得的水凝膠粉碎，并在150°C的強(qiáng)制氣式干燥箱中干燥2小時(shí)。首先將干燥的聚合物粗粉碎，借助帶有2mm Conidur篩網(wǎng)(Conidur perforation)的SM 100切割式研磨機(jī)碾碎并篩分以得到粒徑為300至600 μ m的粉末(= 粉末A)。后交聯(lián)的聚合物結(jié)構(gòu)體(聚合物B)將IOOg粉末A與由 1. Og碳酸亞乙酯、0. 25g Al2(SO4)3X 14Η20、0· 3g乳酸鋁和3. Og 去離子水組成的溶液混合。該混合通過用注射器(0.45mm套管)將該溶液施加至存在于混合器中的聚合物粉末來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后在強(qiáng)制氣式干燥箱中在180°C下加熱所涂覆的粉末30分鐘(粉末B)。實(shí)施例1在圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)的鼓(其橫截面圖在圖1中示出)中，使用15g吸水聚合物結(jié)構(gòu)體作為起始材料。在旋轉(zhuǎn)鼓(來(lái)自khott Deutschland的DURAN 玻璃瓶)中，使用設(shè)置在外面(見圖1)的功率約為90瓦特的電極產(chǎn)生氮或空氣等離子體，氣體流速為約200ml/ min。通過LF發(fā)電機(jī)，施加約40kHz的頻率。旋轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部的壓力為0. 2至0. 6mbar，使吸水聚合物結(jié)構(gòu)體暴露于等離子體約6小時(shí)。使用的起始材料為非-表面后交聯(lián)的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體(粉末A)和表面后交聯(lián)的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體(粉末B)。在吸水聚合物結(jié)構(gòu)體進(jìn)行等離子體處理之前和之后，測(cè)定粉末A和B的保持力和 FSR0獲得下表1示出的結(jié)果表1
權(quán)利要求
1.一種制造表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的方法，其包括以下工藝步驟I)提供多個(gè)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體；II)用等離子體處理工藝步驟I)中提供的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面；其中，在工藝步驟II)期間使吸水聚合物結(jié)構(gòu)體彼此混合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的混合導(dǎo)致吸水顆粒的相對(duì)移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在工藝步驟II)中在產(chǎn)生等離子體的旋轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行改性。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的使用量至多為0.8g/cm3鼓體積。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中工藝步驟I)中提供的所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體是基于部分中和的交聯(lián)丙烯酸。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中工藝步驟I)中提供的所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在工藝步驟II)之前、期間或之后進(jìn)行表面后交聯(lián)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述表面后交聯(lián)通過有機(jī)化學(xué)表面后交聯(lián)劑進(jìn)行。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述等離子體是氮等離子體、空氣等離子體或水蒸汽等離子體。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中用等離子體對(duì)工藝步驟I)中提供的所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面改性10_6sec至IO6sec。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中工藝步驟I)中提供的所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面在10_6至^ar的壓力下用等離子體改性。
11.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體在工藝步驟II)之前或期間與基于所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體總重為0. 01至5wt%的填料混合。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中使工藝步驟I)中提供的所述多個(gè)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體與多個(gè)無(wú)機(jī)顆粒混合。
13.用于制造經(jīng)等離子體處理的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的裝置G)，其包括以下裝置部分， 所述裝置部分以流體導(dǎo)通的方式彼此直接或間接連續(xù)地連接Vl聚合區(qū)域(5)，V2后加工區(qū)域(6)，V3等離子體處理區(qū)域(7)，其中，所述等離子體處理區(qū)域包括等離子體源(8)和混合裝置(9)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中在所述等離子體處理區(qū)域的上游或下游設(shè)置表面后交聯(lián)區(qū)域(10)。
15.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用權(quán)利要求13或14所述的裝置。
16.表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體，其通過權(quán)利要求1-12或15中任一項(xiàng)所述的方法獲得。
17.如權(quán)利要求16所述的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體，其中所述聚合物結(jié)構(gòu)體通過本文描述的測(cè)試方法測(cè)定的FSR為至少0. 3g/g/sec。
18.如權(quán)利要求16或17所述的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體，其中所述聚合物結(jié)構(gòu)體通過本文描述的測(cè)試方法測(cè)定的壓力下的吸水性為至少20g/g。
19.復(fù)合物，其包含權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體和基體。
20.用于生產(chǎn)復(fù)合物的方法，其中使權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體和基體以及任選的輔料彼此接觸。
21.復(fù)合物，其通過權(quán)利要求20所述的方法獲得。
22.泡沫體、模制品、纖維、箔、薄膜、纜線、密封材料、吸液衛(wèi)生制品、用于植物生長(zhǎng)和真菌類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)組合物的載體、包裝材料、土壤添加劑或建筑材料，其包含權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或權(quán)利要求19或20所述的復(fù)合物。
23.權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或權(quán)利要求19或 20所述的復(fù)合物在泡沫體、模制品、纖維、箔、薄膜、纜線、密封材料、吸液衛(wèi)生制品、植物生長(zhǎng)和真菌類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)組合物的載體、包裝材料、土壤添加劑中用于控制活性成分釋放的用途，或在建筑材料中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的方法，其包括以下工藝步驟I)提供多個(gè)吸水聚合物結(jié)構(gòu)體；II)用等離子體處理工藝步驟I)中提供的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體的表面；其中，在工藝步驟II)期間使所述吸水聚合物結(jié)構(gòu)體彼此混合。本發(fā)明還涉及用于該制造方法的裝置、通過該方法獲得的表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體、包含該表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體和基體的復(fù)合物、制造該復(fù)合物的方法、通過該方法獲得的復(fù)合物、包含該表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或復(fù)合物的化學(xué)產(chǎn)品，以及該表面改性的吸水聚合物結(jié)構(gòu)體或復(fù)合物在化學(xué)產(chǎn)品中的用途。
文檔編號(hào)C08J7/12GK102482441SQ201080039719
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者于爾格·埃爾溫·朗, 克里斯托弗·盧瓦克, 哈拉爾德·施密特, 米爾科·瓦爾登, 馬切伊·奧列克 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)斯托豪森有限公司