氣味和顏色穩(wěn)定的吸水組合物的制作方法
【專利說明】氣味和顏色穩(wěn)定的吸水組合物
[0001] 本發(fā)明涉及吸水組合物、生產(chǎn)吸水組合物的方法，可通過該方法得到的吸水組合 物，復(fù)合物，生產(chǎn)復(fù)合物的方法，可通過該方法得到的復(fù)合物，化學(xué)產(chǎn)品如泡沫、模制品、纖 維、箔、膜、電纜、密封材料、吸液衛(wèi)生制品、植物和真菌生長調(diào)節(jié)劑的載體、包裝材料、土壤 添加劑或建筑產(chǎn)品，以及吸水組合物的用途。
[0002] 超吸收劑為水溶性交聯(lián)聚合物，其能夠在壓力下通過溶脹并形成水凝膠而吸收 并保持大量水、含水流體，尤其是體液，優(yōu)選尿或血液。超吸收劑優(yōu)選吸收不小于其自身 重量的100倍的水。關(guān)于超吸收劑的其它細節(jié)公開于"Modern Superabsorbent Polymer Technology"，F(xiàn). L. Buchholz，A. T. Graham，Wiley_VCH，1998 中。由于這些特性，這些吸水聚 合物主要并入衛(wèi)生制品如嬰兒尿布、失禁產(chǎn)品或衛(wèi)生巾中。
[0003] 目前市售的超吸收劑包含基本交聯(lián)的聚丙烯酸或交聯(lián)淀粉-丙烯酸接枝聚合物， 其中羧基用氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液部分中和。這些可通過使單體丙烯酸和/或其鹽在 合適交聯(lián)劑的存在下自由基聚合而得到。發(fā)現(xiàn)不同的聚合方法可用于此處，實例為溶液聚 合方法、乳液聚合方法或懸浮聚合方法。這些不同的方法最后得到粒徑為150-850 μπι的顆 粒形式的吸水聚合物，然后將其并入衛(wèi)生制品中。
[0004] 然而，這類超吸收劑傾向于在長期儲存以后的顏色劣化。超吸收劑經(jīng)受從干凈的 清晰白色至甜蜜棕色的顏色轉(zhuǎn)變的傾向在儲存時間、溫度和濕度提高時加速。在溫帶氣候 中，例如美國和歐洲，超吸收劑經(jīng)受顏色劣化的速率是足夠低的，使得超吸收劑或包含超吸 收劑的制品通常在肉眼可觀察到顏色變化以前消耗。然而，在熱帶和亞熱帶氣候中，例如南 美和東南亞，超吸收劑顏色劣化足夠快，使得顏色變化通常在超吸收劑或包含超吸收劑的 制品消耗以前發(fā)生。
[0005] 超吸收劑的顏色劣化不僅歸因于自由基聚合中所用并保留在聚合物中的引發(fā) 劑，實例為抗壞血酸和過氧化二硫酸鈉，以及通常包含在丙烯酸中用于抑制自發(fā)聚合的 抑制劑，實例為氫醌的單甲醚（HQME)，而且歸因于在其制備以后混入超吸收劑中的某 些添加物質(zhì)材料。在該上下文中發(fā)現(xiàn)顏色穩(wěn)定性特別受氧化劑如過碳酸鈉影響，其如 W0-A-2009/066255所教導(dǎo)，以顆粒形式混入超吸收劑中以便可改進超吸收劑的氣味形成性 能。當(dāng)包含超吸收劑的衛(wèi)生制品吸收流體如尿時，由于尿的組分，尤其是氨和其它堿性含氮 化合物，通?？焖傩纬刹挥鋹偟臍馕?。細菌生長也可導(dǎo)致引起氣味的產(chǎn)物和/或?qū)е缕つw 刺激。為解決該問題，W0-A-2009/066255提出氧化劑如過碳酸鈉與漂白活性劑一起并入衛(wèi) 生制品中。優(yōu)選，氧化劑與超吸收劑一起并入衛(wèi)生制品的吸收劑芯中。然而，此處發(fā)生超吸 收劑的顏色穩(wěn)定性明顯受氧化劑的存在影響。因此，改進的氣味穩(wěn)定性以降低的顏色穩(wěn)定 性為代價出現(xiàn)。
[0006] 因此，本發(fā)明解決的問題是克服由現(xiàn)有技術(shù)獲悉的缺點。
[0007] 本發(fā)明解決的問題更特別是描述特征不僅是有利的氣味穩(wěn)定性，而且是有利的顏 色穩(wěn)定性的吸水組合物。
[0008] 本發(fā)明解決的問題還有描述制備這類有利的吸水組合物的方法。
[0009] 對解決如開頭所定義的問題的貢獻由至少包含以下組分的吸水組合物做出：
[0010] i) 89-99. 89重量％，更優(yōu)選91. 2-98. 9重量％，最優(yōu)選94. 5-97. 8重量％的至少一 種吸水聚合物；
[0011] ii)〇. 1-10重量％，更優(yōu)選1-8重量％，最優(yōu)選2-5重量％的至少一種氧化劑；
[0012] iii)0. 01-1重量％，更優(yōu)選0. 1-0. 75重量％，最優(yōu)選0. 2-0. 5重量％的至少一種 抑制自由基聚合的抑制劑，
[0013] 其中重量量各自基于吸水組合物的總重量。
[0014] 在本發(fā)明吸水組合物的一個特定實施方案中，組分iii)與組分ii)的重量比為 1:20-1:1，更優(yōu)選 1:15-1:2,最優(yōu)選 1:10-1:4。
[0015] 完全驚訝地發(fā)現(xiàn)氧化劑如過碳酸鈉對超吸收劑的顏色穩(wěn)定性的不利影響可通過 還使超吸收劑與聚合抑制劑如氫醌單甲醚（HQME)接觸而降低。這是令人驚訝的，因為現(xiàn)有 技術(shù)中對顏色穩(wěn)定性的不利影響歸因于通常加入用于制備超吸收劑的丙烯酸中以抑制特 別是丙烯酸的自發(fā)聚合的聚合抑制劑如HQME本身。
[0016] 本發(fā)明吸水組合物包含至少一種吸水聚合物作為組分i)。
[0017] 本發(fā)明優(yōu)選吸水聚合物i)為纖維、泡沫或顆粒，優(yōu)選纖維和顆粒，更優(yōu)選顆粒。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的聚合物纖維的尺寸使得它們可并入或者作為織品的紗，以及直 接并入織品中。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選聚合物纖維具有l(wèi)-5〇〇mm，優(yōu)選2-500mm，更優(yōu)選5-100mm 的長度和1-200旦，優(yōu)選3-100旦，更優(yōu)選5-60旦的直徑。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的顆粒吸水聚合物i)的尺寸使得它們具有10-3000 μπι，優(yōu)選 20-2000 μ m，更優(yōu)選150-850 μ m的WSP 220. 2平均粒度。此處特別優(yōu)選至少90重量％的 吸水聚合物顆粒i)具有150-850 μm的粒度。在吸水聚合物i)的一個特定實施方案中，粒 度為300-600 μ m的聚合物顆粒的含量基于吸水聚合物i)的總重量為至少50重量％，更優(yōu) 選至少65重量％，最優(yōu)選至少80重量％。
[0020] 吸水聚合物i)優(yōu)選基于交聯(lián)且至少部分中和的聚丙烯酸。在該上下文中特別優(yōu) 選吸水聚合物i)以至少50重量％，優(yōu)選至少70重量％，更優(yōu)選至少90重量％ (都基于聚 合物的重量）的程度基于聚合丙烯酸。根據(jù)本發(fā)明進一步優(yōu)選吸水聚合物i)至少50重 量％，優(yōu)選至少70重量％ (都基于聚合物材料的重量）的程度基于聚合丙烯酸，所述聚合 丙烯酸優(yōu)選為至少20摩爾％，更優(yōu)選至少50摩爾％，甚至更優(yōu)選60-85摩爾％中和的。
[0021] 吸水聚合物i)優(yōu)選可通過如下方法得到，所述方法包括步驟：
[0022] a)使單體水溶液自由基聚合以得到水凝膠，所述單體水溶液包含可聚合的單烯屬 不飽和酸官能單體（α 1)或其鹽，任選可與單體（α 1)聚合的單烯屬不飽和單體（α 2)以 及至少一種交聯(lián)劑（α 3);
[0023] b)任選將水凝膠粉碎；
[0024] c)將任選粉碎的水凝膠干燥以得到顆粒吸水聚合物；
[0025] d)任選將所得顆粒吸水聚合物研磨和篩分；
[0026] e)將因此所得顆粒吸水聚合物用具有至少2個能夠與聚合物材料表面上的酸基 團反應(yīng)的官能團的交聯(lián)劑表面后交聯(lián)。
[0027] 工藝步驟a)包括使單體水溶液初始自由基聚合以得到聚合物凝膠，所述單體水 溶液包含可聚合的單烯屬不飽和酸官能單體（α 1)或其鹽、任選可與單體（α 1)聚合的單 烯屬不飽和單體（α 2)以及至少一種交聯(lián)劑（α 3)。單烯屬不飽和酸官能單體（α 1)可以為 部分或完全，優(yōu)選部分中和狀態(tài)。優(yōu)選，單烯屬不飽和酸官能單體（α 1)為至少25摩爾％， 更優(yōu)選至少50摩爾％，最優(yōu)選50-80摩爾％中和的。在該上下文中，通過引用將DE 195 29 348 Al的公開內(nèi)容并入本文中。中和也可在聚合以后部分或全部地進行。中和可進一步 使用堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、氨以及碳酸鹽和碳酸氫鹽進行。能夠與酸結(jié)合以 形成水溶性鹽的任何其它堿也是可能的。用不同的堿混合中和也是可能的。優(yōu)選用碳酸鹽 和/或碳酸氫鹽（其也充當(dāng)起泡劑或物理發(fā)泡劑）和堿金屬氫氧化物的組合，更優(yōu)選碳酸 鈉和氫氧化鈉的組合中和。
[0028] 優(yōu)選的單烯屬不飽和酸官能單體（α 1)優(yōu)選為WO 2004/037903 A2中描述的那些 化合物作為烯屬不飽和酸官能單體（α 1)，通過引用將其并入本文中，因此認為是本公開內(nèi) 容的一部分。丙烯酸和甲基丙烯酸是特別優(yōu)選的單烯屬不飽和酸官能單體（α 1)，而丙烯酸 是最優(yōu)選的。
[0029] 丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或乙烯基酰胺可用作可與單體（α 1)共聚的單烯屬不飽 和單體（α 2)。進一步優(yōu)選的共聚單體尤其是那些，一在單體（α?)方面，其優(yōu)選為WO 2004/037903 Α2中所述作為共聚單體（α 2)的那些化合物。
[0030] 交聯(lián)劑（α 3)優(yōu)選也使用WO 2004/037903 Α2中作為交聯(lián)劑（α 3)的那些化合物。 在這些交聯(lián)劑中，特別優(yōu)選水溶性交聯(lián)劑。Ν，Ν' -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烯丙基九甘醇丙烯酸酯（使用9