制備具有高溶脹速度的吸水性聚合物顆粒的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備具有高溶脹速度的吸水性聚合物的方法，所述方法為將包括帶有酸基團(tuán)的烯鍵式不飽和單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和烯鍵式不飽和離子型表面活性劑的單體溶液或單體懸浮液聚合。
【專利說(shuō)明】制備具有高溶脹速度的吸水性聚合物顆粒的方法
[0001]本發(fā)明涉及制備具有高自由溶脹率的吸水性聚合物的方法，所述方法通過(guò)將包括帶有酸基團(tuán)的烯鍵式不飽和單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和烯鍵式不飽和離子型表面活性劑的單體溶液或懸浮液進(jìn)行聚合而實(shí)現(xiàn)。
[0002]吸水聚合物顆粒用于生產(chǎn)尿布、衛(wèi)生棉條、衛(wèi)生巾和其他衛(wèi)生用品，也在商品蔬菜種植業(yè)中用作保水劑。吸水聚合物顆粒又稱為超級(jí)吸收劑(superabsorbent)。
[0003]吸水聚合物顆粒的制備描述于專題著作〃Modern Superabsorbent PolymerTechnology", F.L.Buchholz 和 A.T.Graham, ffiley-VCH, 1998,第 71 至 103 頁(yè)中。
[0004]可對(duì)吸水聚合物顆粒的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如通過(guò)交聯(lián)劑的用量。隨著交聯(lián)劑含量的增加，離心保留容量(CRC)下降，且在21.0g/cm2 (AUL0.3psi)壓力下的吸收量通過(guò)最大值。
[0005]為了提高使用性能，例如尿布中的溶脹凝膠床的滲透率(SFC)和在49.2g/cm2(AUL0.7psi)壓力下的吸收量，吸水性聚合物顆粒通常是經(jīng)表面后交聯(lián)的。表面后交聯(lián)增加了顆粒表面的交聯(lián)，這可至少部分地使49.2g/cm2 (AUL0.7psi)壓力下的吸收量和離心保留容量(CRC)不再關(guān)聯(lián)。所述表面后交聯(lián)可在含水凝膠相中進(jìn)行。然而，對(duì)干燥的、經(jīng)研磨的且過(guò)篩的聚合物顆粒(基礎(chǔ)聚合物)優(yōu)選用表面后交聯(lián)劑進(jìn)行表面涂敷，并進(jìn)行熱表面后交聯(lián)。適于上述目的的交聯(lián)劑為可與吸水性聚合物顆粒的至少兩個(gè)羧酸酯基團(tuán)形成共價(jià)鍵的化合物。
[0006]序列號(hào)PCT/EP2011/0055761的在先申請(qǐng)教導(dǎo)了共聚單體用于增加自由溶脹率的用途。
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種制備吸水性聚合物顆粒、特別是具有高自由溶脹率的吸水性聚合物顆粒的改進(jìn)方法。
[0008]所述目的通過(guò)以下制備吸水性聚合物顆粒的方法而實(shí)現(xiàn)，所述方法將包括下列組分的單體溶液或懸浮液聚合:
[0009]a)帶有酸基團(tuán)且可至少被部分中和的烯鍵式不飽和單體，
[0010]b)至少一種交聯(lián)劑，
[0011]c )至少一種引發(fā)劑，
[0012]d)任選的可與a)中提到的單體共聚的烯鍵式不飽和單體和
[0013]e)任選的一種或多種水溶性聚合物，
[0014]其中所述單體溶液或懸浮液包括至少一種烯鍵式不飽和離子型表面活性劑。
[0015]本發(fā)明使用的烯鍵式不飽和離子型表面活性劑為界面活性化合物，所述界面活性化合物可降低水的表面張力，優(yōu)選將水的表面張力降至70mN/m以下，更優(yōu)選68mN/m以下，最優(yōu)選67mN/m以下，每種情況均在23°C下的0.103重量％的水溶液中測(cè)量。
[0016]烯鍵式不飽和離子型表面活性劑優(yōu)選具有烯鍵式不飽和基團(tuán)、非極性間隔基(spacer)和離子末端基團(tuán)，優(yōu)選陰離子末端基團(tuán)。合適的烯鍵式不飽和基團(tuán)例如為烯丙基醚基團(tuán)、乙烯基醚基團(tuán)、丙烯酸酯基團(tuán)和甲基丙烯酸酯基團(tuán)。合適的非極性間隔基例如為聚丙二醇基團(tuán)。合適的離子末端基團(tuán)例如為季胺基團(tuán)、磷酸根基團(tuán)和硫酸根基團(tuán)。[0017]特別適合的烯鍵式不飽和離子型表面活性劑為通式(I)的化合物
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種制備吸水性聚合物顆粒的方法，所述方法為將包含以下組分的單體溶液或懸浮液聚合: a)至少一種帶有酸基團(tuán)且可至少被部分中和的烯鍵式不飽和單體， b)至少一種交聯(lián)劑， c)至少一種引發(fā)劑， d)任選的一種或多種可與a)中提到的單體共聚的烯鍵式不飽和單體和 e)任選的一種或多種水溶性聚合物， 其中所述單體溶液或懸浮液包括至少一種烯鍵式不飽和離子型表面活性劑。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述烯鍵式不飽和離子型表面活性劑為陰離子型表面活性劑。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述陰離子基團(tuán)為磷酸根基團(tuán)或硫酸根基團(tuán)。
4.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中所述烯鍵式不飽和離子型表面活性劑中的非極性基團(tuán)為聚丙二醇基團(tuán)。
5.權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法，其中所述烯鍵式不飽和離子型表面活性劑中的烯鍵式不飽和基團(tuán)為烯丙基醚基團(tuán)、乙烯基醚基團(tuán)、丙烯酸酯基團(tuán)或甲基丙烯酸酯基團(tuán)。
6.權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的方法，其中所述烯鍵式不飽和離子型表面活性劑為通式(I)的化合物

7.權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其中所述單體溶液或懸浮液包括0.05重量％至0.2重量％的烯鍵式不飽和離子型表面活性劑，基于未中和的單體a)的重量計(jì)。
8.權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的方法，其中單體a)是中和至至少90mol%程度的丙烯酸。
9.權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的方法，其中單體a)已被中和至30mol%至80mol%的程度。
10.權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其中單體溶液或懸浮液包括0.1重量％至I重量％的交聯(lián)劑b)，基于未中和的單體a)的重量計(jì)。
11.通過(guò)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)的方法制備的吸水性聚合物顆粒。
12.—種衛(wèi)生用品，其包含權(quán)利要求11的吸水性聚合物顆粒。
【文檔編號(hào)】C08F2/26GK103649130SQ201280034377
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月14日
【發(fā)明者】M·布勞恩, M·威斯曼特爾 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司