一种吸水剂及其制造方法

文档序号:1175727阅读:694来源:国知局
专利名称:一种吸水剂及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种吸水剂及制造所述吸水剂的方法。更具体而言,本发明提供了(i) 一种适合用于卫生材料例如一次性尿布的新型吸水剂,所述吸水剂具有改善的吸水特性, 以及(ii) 一种制造所述吸水剂的方法。特别地,本发明提供了(i) 一种吸水剂,具有改善 的吸收能力,并且尽管由于吸水导致凝胶溶胀但在压力下仍具有改善的液体渗透性,以及 (ii) 一种制造所述吸水剂的方法。
背景技术
近年来,吸水树脂作为用于吸收体液的吸水芯的主要构成材料已经广泛应用于卫 生材料例如一次性纸尿片、卫生巾和失禁垫中,其目的是吸收体液例如尿和血液。为公众所知的上述吸水树脂的例子包括部分中和并且交联的聚丙烯酸;淀 粉-丙烯腈接枝聚合物的水解产物;中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物;皂化的醋酸乙烯 酯_丙烯酸酯共聚物;交联的羧甲基纤维素;丙烯腈共聚物的水解产物或丙烯酰胺共聚物 的水解产物,或交联的丙烯腈共聚物或交联的丙烯酰胺共聚物;交联的阳离子单体;异丁 烯_马来酸交联共聚物;以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酸的交联聚合物。通常要求吸水树脂具有如下的吸水特性当吸水树脂与水性液体例如体液接触时 的高吸收能力;优异的吸收速度;液体渗透性;溶胀凝胶的凝胶强度;以及吸水树脂从含有 所述水性液体的基材中吸收的水量。近年来,卫生材料例如一次性纸尿片已经更加功能化和薄型化。为了在增加吸收 量和防止漏液的同时将卫生材料做得更薄,使用了更多的吸水树脂,并且在卫生材料中使 用了更大的所述吸水树脂相对于吸水芯的比例。当只考虑保留液体时,这样一种包含增量 的吸水树脂的吸水芯是优选的。但是,吸水芯在卫生材料例如一次性尿片中的实际使用牵 涉到这样的问题,即所述吸水树脂吸收水分而溶胀成软凝胶,导致凝胶堵塞现象,这时的吸 水芯不能再吸收更多的液体(尿或血液),尤其当人的体重压在卫生材料例如一次性尿片 上时,也就是说尤其在存在载荷的情况下。这将导致液体的吸收量减少或液体渗漏。在这种情况下,近年来吸水树脂的液体渗透性受到了关注,并且也出现了许多关 于包含具有较高的液体渗透性的卫生材料例如一次性尿片的报导(参见专利文献1至3)。另外,在吸水树脂中,为了既能抑制凝胶堵塞又能实现足够的吸收量,需要得到一 种在吸收能力和液体渗透性之间的平衡方面表现优异的吸水剂,例如吸收能力以离心保留 能力(CRC)为代表,液体渗透性以盐水导流率(SFC)为代表。然而,它们具有一个量提高会 导致另外一个降低的关系。因此,难以使两者间的上述关系(平衡)达到令人满意的水平。 关于能达到上述目的的方法,例如以下技术已为公众所知。专利文献4公开了一种经三价或更高价的阳离子处理过的吸水树脂。专利文献5公开了静电或者立体垫片与吸水树脂共用的技术。专利文献6公开了一种颗粒状吸水剂,所述吸水剂包含通过如下步骤制得的吸 水树脂颗粒(i)将含丙烯酸和/或其盐的单体交联和(ii)将由此得到的已被粉碎成不规则形状的每个颗粒的表面进一步交联;和一种用于提高液体渗透性的试剂。专利文献6的 目的是提供一种既具有毛细管吸力又具有液体渗透性的性质的吸水剂。同时,除了以改善吸收能力和液体渗透性之间的平衡为目的的专利文献4至6以 外,还提出了以改善吸水树脂的各项性能为目的的将各种添加剂混合的技术方案。例如,专利文献7公开了一种制造吸水剂的方法,所述方法包括以下步骤使用交 联剂处理吸水树脂颗粒的表面,所述吸水树脂颗粒包含羧基并且所述交联剂包含两个或更 多个能与所述羧基反应形成共价键的官能团,从而交联部分羧基;以及之后将所述颗粒与 重均分子量为2000或以上的阳离子高分子化合物混合,所述阳离子高分子化合物能与所 述羧基反应形成离子键。专利文献7由此容易地获得了一种与纤维素纤维复合时几乎不移 动或被去除(omit)的吸水剂,所述吸水剂具有这样的特点从而被预期在吸收性能方面具 有协同效果。进一步地,专利文献8公开了一种包含水不溶性无机粉体细颗粒和/或重均分子 量为5000或更大的多胺化合物的吸水剂组合物,其中,在20g/cm2(l. 96kPa)的载荷下,从 开始吸收起经过60分钟后对0. 9重量%的氯化钠溶液具有25g/g或更高的扩散吸收能力。更进一步地,专利文献9公开了一种包含至少具有阴离子解离基的吸水树脂颗粒 和具有阳离子基团的水溶胀性树脂颗粒的吸水剂组合物。专利文献9由此提供了一种吸水 剂组合物,其吸收速度、凝胶层的渗透速率、在压力下凝胶层的渗透速率和抗压吸收能力分 别比单独使用这两种树脂颗粒中的每一种更加优异。专利文献10公开了吸水树脂颗粒,其中所述吸水树脂颗粒的至少一部分表面被 涂膜覆盖,所述涂膜由多价胺化合物和具有烯烃双键的化合物的加合物制成。专利文献10 由此提供了一种吸水剂,其在压力下或无压力下的吸收能力方面是有利的,对人体皮肤等 的安全性高,并且适合用于卫生材料中,专利文献7还提供了制造所述吸水剂的方法。进一步地,专利文献11公开了吸水树脂颗粒和特定区域交联的阳离子高分子化 合物的混合物。专利文献11由此实现了 即使经过长时间的溶胀,所述混合物仍可能(i) 保持凝胶团聚在一起并保持一定的形状的状态;以及(ii)具有高液体渗透性和高抗压吸 收能力。专利文献12公开了一种由含氮原子的含氮聚合物制成的吸水剂以及所述含氮聚 合物;相对于吸水剂聚合物颗粒的总质量,所述氮原子能够实现5至17mol/kg的质子化。 专利文献12由此提供了一种具有改善的高吸收性能特性、改善的液体渗透性和强耐水性 的吸水剂。专利文献13公开了一种由酸性交联聚合物和碱性交联聚合物复合制得的吸水树 脂。在专利文献13中,使用交联的聚乙烯亚胺和交联的聚烯丙胺作为所述碱性交联聚合 物。同时,如专利文献14至31中所示,已报导了许多经多胺交联或涂覆的吸水剂。在 这些专利文献中,已报导了一种吸水剂,其中使用⑴胺和氨中的一种和(ii)环氧卤丙烷 的缩合物作为交联剂(专利文献30和31)。专利文献30公开了一种对具有高吸水性的树 脂进行改性的方法。在所述方法中,具有高吸水性的含有-COOM基的水不溶性树脂与(i) 所述环氧卤丙烷和(ii)所述胺和氨中的一种的反应物进行交联,以增加压力下的吸收能 力而不减少凝胶强度和无压力下的吸收能力。
进一步地,专利文献31公开了当通过聚合具有部分中和的羧基可聚合的单体制 造具有高吸水性的树脂时,若加入(i)所述环氧卤丙烷和(ii)所述胺和所述氨中的一种的 反应物用作交联剂,则聚合反应顺利进行,由此可以均勻地实现所述交联。更进一步地,专利文献5、11、12和25公开了一种制造吸水剂的方法,其中将所述 吸水剂和阳离子聚合物混合。阳离子聚合物的很多实例披露了所述胺和所述环氧卤丙烷的 缩合物。通常吸收能力和液体渗透性是冲突的,并且液体渗透性的提高通常伴随着吸收能 力的下降。进一步地,专利文献4至6中所公开的技术是为了通过向吸水树脂中加入具有 提高液体渗透性的效果的添加剂如多价金属盐(金属阳离子)、无机颗粒或聚阳离子(poly cation),以实现吸收能力和液体渗透性之间关系的改善(以实现液体渗透性比具有相同 吸收能力的吸水树脂高的吸水树脂)的技术。但是,所述关系(平衡/液体渗透性的提高) 仍然未达到一个足够的水平,并且需要进行更多改进。另外,专利文献7至13所公开的技术 没有使吸收能力和液体渗透性之间的关系(平衡/液体渗透性的提高)达到足够的水平。特别地,对于吸水剂要求其在实际使用中既具有高的离心保留能力(CRC),又具有 高的盐水导流率(SFC)。然而,常规技术没有成功地满足这些性质。引用文献
专利文献1
国际公开W095/26209号小册子
专利文献2
欧洲专利0951913号说明书
专利文献3
欧洲专利0640330号说明书
专利文献4
国际公开W02001/74913号小册子
专利文献5
美国专利申请公开2002/0128618号说明书
专利文献6
国际公开W02004/069915号小册子
专利文献7
欧洲专利0493011号说明书
专利文献8
美国专利5797893说明书
专利文献9
日本专利申请公开,特开2000-95955
专利文献10
日本专利申请公开,特开2002-212301
专利文献11
欧洲专利1364992号说明书
专利文献12
5
美国专利申请公开2005/0245684号说明书专利文献13国际公开W099/34841号说明书专利文献14日本专利申请公开,特开2008-536987专利文献15日本专利申请公开,特开2008-536988专利文献16国际公开W02008/025652号小册子专利文献17国际公开W02008/025655号小册子专利文献18国际公开W02008/025656号小册子专利文献19国际公开W02006/082188号小册子专利文献20国际公开W02006/082189号小册子专利文献21国际公开W02006/082197号小册子专利文献22PCT国际公开的日译本,特表2005-537131专利文献23PCT国际公开的日译本,特表2005-536292专利文献24国际公开W003/043670号小册子专利文献25日本专利申请公开,特开2003-062460专利文献26PCT国际公开的日译本,特表2000-95955专利文献27PCT国际公开的日译本,特表平09-509591号专利文献28美国专利5382610号说明书专利文献29
日本专利申请公开,特开平06-287220专利文献30日本专利申请公开,特开平02-248404专利文献31日本专利申请公开,特开平04-272910

发明内容
为了达到上述目的,本发明的发明人勤奋地研究并发现一种含有吸水树脂和特定 聚合物的吸水剂具有比那些通过常规技术获得的吸水剂改进更多的离心保留能力(CRC) 和改进更多的盐水导流率(SFC)。结果,本发明的发明人完成了本发明。换言之,采用如下构造的本发明的吸水剂达到了本申请的目的(1) 一种包含(i)吸水树脂㈧和(ii)聚合物⑶的吸水剂,所述聚合物为主链 上含有羟基的多胺聚合物。(2)所述吸水剂,其中可通过胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应 获得所述聚合物(B)。(3)所述吸水剂,其中可通过氨(bl)、胺/所述胺(b2)和环氧卤丙烷/所述环氧 卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应获得所述聚合物(B)。即,所述吸水剂含有(i)所述 吸水树脂㈧和(ii)可通过所述氨(bl)、所述胺(b2)和所述环氧卤丙烷(b3)作为单体和 基本组分反应获得的所述聚合物(B)。(4) 一种制造吸水剂的方法,所述方法包括将⑴吸水树脂㈧和(ii)聚合物⑶ 混合,所述聚合物为主链上含有羟基的多胺聚合物。(5)上述方法,其中所述聚合物⑶为可通过胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为单体 和基本组分反应获得的聚合物。(6)上述方法,其中所述聚合物(B)为可通过氨(bl)、胺/所述胺(b2)和环氧卤 丙烷/所述环氧卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应获得的聚合物。即,所述制造吸水剂 的方法包括混合(i)所述吸水树脂(A)和(ii)可通过所述氨(bl)、所述胺(b2)和所述环 氧卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应获得的所述聚合物(B)。根据本发明的吸水剂包括上述构造,并由此可以提供⑴在离心保留能力(CRC) 和盐水导流率(SFC)之间的平衡方面和吸收速度方面表现优异的吸水剂以及(ii)制造所 述吸水剂的方法。进一步地,由于根据本发明的吸水剂在代表吸收能力(吸收量)的离心保留能力 (CRC)和代表液体渗透性的盐水导流率(SFC)之间的平衡方面表现优异,因此当所述吸水 剂用作功能化和薄型化的卫生材料如一次性尿片(吸水芯)中的吸水剂时,可以获得具有 优异的液体吸收速度的卫生材料。另外,根据本发明的吸水剂安全性高,因此所述吸水剂在 安全性方面也适合用于与人体皮肤接触的卫生材料如一次性尿片中。另外,因为根据本发明的吸水剂具有足够程度的比含有多胺(例如聚乙烯亚胺) 和吸水树脂的常规吸水剂的粘性低的粘性,所以根据本发明的吸水剂在可加工性方面也是 优选的。为了更完整地理解本发明的本质和优点,应结合附图参考以下的详细说明。


图1是表示AAP测量装置的截面图。图2是表示SFC测量装置的示意图。附图标记说明0102]31贮槽0103]32玻璃管0104]330. 69wt%的盐水0105]34带旋阀的L型管0106]35旋阀0107]40容器0108]41腔室0109]42不锈金属网0110]43不锈金属网0111]44溶胀凝胶0112]45玻璃过滤器0113]46活塞0114]47活塞孔0115]48收集容器0116]49天平0117]100塑料支撑柱0118]101不锈金属网(4000119]102溶胀凝胶0120]103活塞0121]104载荷(重量)0122]105:Petri培养皿0123]106玻璃过滤器0124]107滤纸0125]1080. 9wt%盐水
具体实施例方式以下说明解释了本发明的实施方案。但是,本发明的范围不受所述说明的限制,而 只要在本发明的宗旨内,本发明可以以多种变化形式应用。在本发明中,“重量”和“质量”, 和“重量% ”和“质量% ”被认为具有相同的含义;在本说明书中使用的这种表述统一为“质 量”和“质量% ”。另外,在本说明书中,"A至B”的数值范围表示“不小于A但不大于B”。以下为本说明书中所使用的缩略词的定义。在本说明书中,CRC(Centrifugal Retention Capacity)为离心保留能力,是通过如随后描述的实例中说明的测量方法得 到的值。SFC(Saline Flow Conductivity)为盐水导流率,是通过如随后描述的实例中 说明的测量方法得到的值。AAP(Absorbency Against Pressure)为在4. 83kPa的压力 下的吸收率,是通过如随后描述的实例中说明的测量方法得到的值。FSR(Free Swell Rate)是代表吸收速度的指数之一,是通过如随后描述的实例中说明的测量方法得到的值。 D50 (Distribution)为质量平均颗粒尺寸,是通过如随后描述的实例中说明的测量方法得 到的值。ο ξ为颗粒尺寸分布的对数标准差,是通过如随后描述的实例中说明的测量方法 得到的值。FHA(Fixed Height Absorption)为定高吸收,是通过如随后描述的实例中说明的测量方法得到的值。另外,在本说明书中,盐水是指氯化钠水溶液。根据本发明的吸水剂是一种用于吸收和固化水性液体的吸收固化剂,所述吸收固 化剂包含(i)吸水树脂(A)以及(ii)聚合物(B),所述聚合物为主链上含有羟基的多胺聚 合物。根据本发明的吸水剂包含水性液体的吸收固化剂,所述吸收固化剂包含吸水树脂 (A)并且还包含可通过胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应获得的所述聚 合物⑶。进一步地,根据本发明的吸水剂可以是水性液体的吸收固化剂,所述吸收固化剂 包括吸水树脂(A)并且还包括可通过氨(bl)、胺/所述胺(b2)和环氧商丙烷/所述环氧卤 丙烷(b3)作为单体和基本组分反应得到的聚合物(B)。根据本发明的吸水剂可以选自那些含有吸水树脂(A)作为其主要组分并且还含 有所述聚合物(B)的吸水剂。在本说明书中,所述“主要组分”是指吸水剂中所含的吸水树 脂的量相对于吸水剂的总量至少为50质量%但不多于99. 999质量%。吸水剂中所含的吸 水树脂的量相对于吸水剂的总量更优选在不少于60质量%但不多于99. 999质量%的范围 内,进一步优选在不少于在80质量%但不多于99. 999质量%的范围内,更进一步优选在不 少于90质量%但不多于99. 999质量%的范围内,特别优选在不少于95质量%但不多于 99. 999质量%的范围内,并且最优选在不少于98质量%但不多于99. 999质量%的范围内。类似地,吸水剂中所含的聚合物(B)的量相对于吸水剂的总量优选在不少于 0. 001质量%但不多于10质量%的范围内,并且更优选在不少于0.01质量%但不多于5质 量%的范围内。进一步地,吸水剂中所含的聚合物(B)的量相对于100质量份的吸水树脂 (A)优选为0. 001至10质量份,并且更优选为不少于0. 01质量但不多于5质量份。优选吸水剂中所含的聚合物(B)的量相对于吸水剂的总量不少于0. 001质量%, 因为采用所述量可以获得在离心保留能力(CRC)和盐水导流率(SFC)之间的平衡方面以及 吸收速度方面表现优异的吸水剂。还优选吸水剂中所含的聚合物(B)的量相对于吸水剂的 总量不多于10质量%,因为采用所述量可以使CRC保持高值。进一步地,优选聚合物(B) 的量相对于100质量份的吸水树脂(A)不少于0. 001质量份,因为采用所述量可以获得在 离心保留能力(CRC)和盐水导流率(SFC)之间的平衡方面以及吸收速度方面表现优异的吸 水剂。更进一步地,优选聚合物(B)的量相对于100质量份的吸水树脂(A)不多于10质量 份,因为采用所述量可以使CRC保持高值。除了吸水树脂(A)和聚合物(B)以外,根据本发明的吸水剂通常包含水并且必要 时还包含其他的添加剂。所述水性液体不限于水,并且不限于具体的类型,只要所述水性液体包含水。所述 水性液体可以为尿、血液、排泄物、废液、湿气和蒸汽、冰、水和有机溶剂和/或无机溶剂的 混合物、雨水、地下水等。但是,尿,特别是人尿作为水性液体是更优选的。接下来的说明依次解释⑴本发明的吸水剂中所包含的吸水树脂㈧、⑵聚合 物(B)、(3)其他添加剂、⑷吸水剂、(5)制造吸水剂的方法和(6)吸水芯。(1)本发明的吸水剂中所包含的吸水树脂(A)用于根据本发明的吸水剂中的吸水树脂是不溶于水的水溶胀形成水凝胶的聚合 物(在本说明书中,以下所述吸水树脂可指不溶于水的水溶胀形成水凝胶的聚合物),所述聚合物可通过聚合水溶性不饱和单体而获得。所述不溶于水的水溶胀形成水凝胶的聚合物的具体例子包括部分中和的交联聚 丙烯酸聚合物(例如美国专利第4625001号、美国专利第4654039号、美国专利第5250640 号和美国专利第5275773号,和欧洲专利第456136号),交联的并部分中和的淀粉_丙烯 酸的接枝聚合物(美国专利第4076663号),异丁烯-马来酸共聚物(美国专利第4389513 号),皂化的醋酸乙烯酯_丙烯酸共聚物(美国专利第4124748号),丙烯酰胺(共)聚合物 的水解产物(美国专利第3959569号)和丙烯腈聚合物的水解产物(美国专利第3935099 号)。本发明的吸水剂中所包含的吸水树脂更优选为通过作为水溶性不饱和单体的包 含丙烯酸和/或其盐的单体聚合得到的聚丙烯酸(盐)交联聚合物构成的吸水树脂的颗 粒。所述聚丙烯酸(盐)交联聚合物是指通过包含至少50mol%、优选不少于70mol%、更 优选不少于90mol%的丙烯酸和/或其盐的单体聚合得到的交联聚合物。并且,优选中和所述聚丙烯酸(盐)交联聚合物中至少50mol%但不多于 90mol %,更优选不少于60mol %但不多于80mol %的酸基。所述聚丙烯酸盐的例子包括碱 金属(例如钠、钾和锂)盐;铵盐;及胺盐。其中,优选所述聚丙烯酸盐为钠盐。为了成盐所 进行的中和可在聚合前以单体状态进行,或可以在聚合过程中或聚合之后以聚合物状态进 行。可选地,在两种状态中均可进行所述中和。优选用作根据本发明的吸水剂中所使用的吸水树脂的聚丙烯酸(盐)交联聚合物 在必要时可以是由另一种单体与用作主要组分的单体(丙烯酸和/或其盐)共聚得到的聚 合物。所述另一种单体的例子包括国际专利公开W02007/116777A1中公开的单体。具 体而言,所述另一种单体的例子包括阴离子不饱和单体及其盐;含亲水基的非离子不饱 和单体;以及阳离子不饱和单体。所述另一种单体的用量相对于单体总量优选在不少于 Omol %但不多于30mol%的范围内,并且更优选在不少于Omol %但不多于IOmol %的范围 内。优选本发明中所使用的吸水树脂为具有内部交联结构的交联聚合物。以下方法为 向吸水树脂引入内部交联结构的方法的例子一种通过自交联而不用交联剂引入内部交联 结构的方法;一种通过与一个分子中含有至少两个可聚合的不饱和基团和/或至少两个反 应基团的内部交联剂进行共聚或反应引入内部交联结构的方法;以及类似的方法。其中,优 选使用通过与内部交联剂进行共聚或反应引入内部交联结构的方法。所述内部交联剂的具体例子包括N,N'-亚甲基二(甲基)丙烯酰胺、(聚)乙 二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,3-丁二醇二(甲 基)丙烯酸酯;其他在国际专利公开W02007/116777A1中公开的内部交联剂;多元醇例如 乙二醇、聚乙二醇、1,4_ 丁二醇、丙二醇、甘油和季戊四醇;乙二胺、聚乙烯亚胺和(甲基) 丙烯酸缩水甘油酯。这些内部交联剂可以单独使用或者两种或更多种类型结合使用。特别地,从由此 获得的吸水树脂颗粒的吸水特性的角度上,优选主要使用具有至少两个可聚合的不饱和基 团的化合物作为内部交联剂。所述内部交联剂的用量相对于单体总量优选在不少于0.005mol%但不多于3mol%的范围内,并且进一步优选在不少于0.01mol%但不多于2mol%的范围内,并且最 优选在不少于0. 05mol%但不多于0. 2mol%的范围内。在聚合过程中,可以加入亲水性聚合物或链转移剂。所述亲水性聚合物的例子包 括亲水性聚合物,例如淀粉_纤维素、淀粉_纤维素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸和/或 其盐以及聚丙烯酸和/或其盐的交联聚合物。链转移剂的例子包括次磷酸和/或其盐。在主要组分为所述丙烯酸和/或其盐的单体的聚合过程中,可进行例如本体聚 合、反相悬浮聚合或沉淀聚合。但是,从所获得的吸水树脂的性能和控制聚合的容易性的角 度上,更优选进行反向悬浮聚合或水溶液聚合,在所述水溶液聚合中,所述单体以水溶液的 形式使用。上述聚合方法在如下专利中已有描述例如美国专利第4625001号,美国专利第 4769427号,美国专利第4873299号,美国专利第4093776号,美国专利第4367323号,美国 专利第4446261号,美国专利第4683274号,美国专利第4690996号,美国专利第4721647 号,美国专利第4738867号,美国专利第4748076号和美国专利申请公开第2002/40095号。在单体的聚合过程中,可以使用例如自由基聚合引发剂如过硫酸钾、过硫酸铵、过 硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢和2,2-偶氮二异丁基脒二盐酸盐;以及对辐射射线、电 子束和紫外线敏感的聚合引发剂。进一步地,所述聚合反应可以通过以下步骤进行将反 应体系暴露于活性能量射线例如辐射、电子束和紫外线中;使用所述活性能量射线和对上 述辐射射线、电子束和紫外线敏感的聚合引发剂的组合;或使用所述活性能量射线和所述 自由基聚合引发剂。在使用自由基聚合引发剂的情况下,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁 和L-抗坏血酸等还原剂可与自由基聚合引发剂并用,以进行氧化还原聚合。进一步地,优 选所述聚合引发剂的用量相对于全部单体量在不少于0. OOlmol %但不多于2mol%的范围 内,并且更优选在不少于0. Olmol %但不多0. 5mol %的范围内。另外,本发明所使用的吸水树脂可以包含螯合剂。对混合螯合剂的步骤没有具体 限定,但是所述螯合剂优选与所述单体或单体溶液混合。所述螯合剂的例子包括各种高分 子螯合剂或非高分子螯合剂。所述螯合剂优选为含有酸基的非高分子螯合剂(其分子量优 选为100至1000,并且特别优选为100至500),并且更优选为含有磷酸或含有羧酸基团的 非高分子螯合剂。其中,优选使用含有2至10个酸基、进一步优选2至6个酸基的非高分 子螯合剂,同时还优选其中含氮的螯合剂(优选氨基羧酸(或其盐))。进一步地,所述螯合 剂优选为可溶于水的。所述螯合剂的例子包括美国专利第6599989号和国际专利公开 W02008/090961A1中所公开的螯合剂。其中,更优选为W02008/090961A1中所公开的有机磷 化合物。所述螯合剂的用量相对于100质量份吸水树脂优选为不少于0. 001质量份,更优 选不少于0. 01质量份,并且进一步优选不少于0. 05质量份,但优选不多于1质量份,更优 选不多于0. 5质量份,进一步优选不多于0. 2质量份,并且特别优选不多于0. 1质量份。通过上述聚合得到的吸水树脂的形状优选为颗粒状,并且通常为不规则压碎的形 状、球状、纤维状、棒状、大致的球状、扁平状或类似的形状。但是,更优选所述吸水树脂的形 状为不规则压碎的形状。当所述交联聚合物是通过水溶液聚合而得到的且为凝胶态时,即,当所述交联聚 合物是水凝胶交联聚合物(以下可用水凝胶表示)时,优选干燥所述水凝胶交联聚合物,并在干燥之前和/或之后将其压碎以得到吸水树脂颗粒。在本发明中,干燥意为增加固含量 的操作。通常固含量相对于未经干燥时将有所增加,但是,更优选地,所述固含量增至至少 90质量%,并且其上限大约为99质量%。所述干燥可以与聚合反应同时进行,或者在聚合 过程中和之后均进行干燥。然而,优选在聚合后进行干燥步骤以通过使用干燥装置干燥所 述水凝胶交联聚合物。在本发明中,优选地,干燥后的吸水树脂具有至少90质量%,并且进 一步优选不小于95质量%的固含量。固含量低不但使所述吸水树脂的流动性变差导致制 造困难,还使所述吸水树脂难以压碎。这可能导致颗粒尺寸无法被控制成特定的颗粒尺寸 分布。注意,吸水树脂的固含量通过随后描述的测量方法得到的值表示。在本发明中,所述干燥在100°C至250°C的温度范围内持续干燥步骤全部时间的 至少50%,并且优选持续整个干燥步骤。100°C或以上的干燥温度不会产生未干物,从而使 吸水树脂可以被充分粉碎。因此能够容易地控制颗粒尺寸分布。250°C或以下的干燥温度 不会破坏吸水树脂,从而水溶性成分不会增加。因此可以提高物理性能。热载体限定干燥 温度,但是,如果不能用热载体限定干燥温度,例如在使用微波的情况下,则所述干燥温度 由物质温度限定。对于干燥方法没有特别的限定,只要干燥温度在上述范围内,并且适于使 用热空气干燥、无风干燥、真空干燥、红外干燥或微波干燥方法。特别地,优选使用热空气 干燥方法。当采用热空气干燥时,风速(风径直吹过平坦分布的待干燥物的速度)优选在 0. Olm/S至10m/s的范围内,并且更优选在0. lm/s至5m/s的范围内.所述干燥温度优选在130°C至220°C的范围内,并且进一步优选在150°C至200°C 的范围内。所述干燥可在恒温或变温条件下进行。但是,优选所述温度基本在整个干燥步 骤的过程中保持在上述的范围内。根据表面积、所述聚合物的湿气含量以及干燥设备的类型,干燥时间有所变化,适 当选择干燥时间以使聚合物达到目标含水量。通常干燥时间在10至120分钟的范围内,更 优选在20至90分钟的范围内,并且进一步优选在30至60分钟的范围内。10分钟或更长 的干燥时间可以获得具有优异的可加工性的充分干燥的吸水树脂。120分钟或更短的干燥 时间不会破坏吸水树脂,从而水溶性成分不会增加。因此,可以获得提高物理性能的效果。由此得到的吸水树脂被粉碎机粉碎。粉碎可在任意时期进行,如干燥之前、干燥过 程中或干燥之后,但是,优选在干燥之后进行。对于粉碎机没有特别的限定,使用例如辊式 粉碎机(例如辊式研磨机)、锤式粉碎机(例如锤磨机)、冲击研磨机、切碎研磨机、涡轮研 磨机、球磨机及快磨机(flash mill)或类似的机械。特别地,优选采用辊式研磨机以控制 颗粒尺寸分布。更优选对吸水树脂连续粉碎至少两次以控制颗粒尺寸分布,并且进一步优 选对吸水树脂连续粉碎至少三次。当对吸水树脂粉碎至少两次时,两次使用的粉碎机可以 彼此相同或不同。可以组合使用不同种类的粉碎机。为了将如此粉碎的吸水树脂颗粒控制至特定的颗粒尺寸分布,可通过使用特定筛 孔尺寸的筛网对吸水树脂颗粒进行分级从而除去比特定颗粒尺寸大的颗粒。进一步地,再 次粉碎被除去的颗粒,以将所述颗粒控制至特定的颗粒尺寸范围。对通过使用筛网用于对 吸水树脂颗粒分级的分级设备没有特别的限定。例如使用振动筛(即失衡重量驱动法、共 振法、振动马达法、电磁法和循环振动法)、面内移动筛(即水平移动法、水平圆周_直线移 动法和三维移动法)、活动网筛、强制搅拌筛、网面振动筛、风力筛及声波筛等等。其中,更优 选使用振动筛和面内移动筛。所述筛网的筛孔尺寸优选在1000 μ m至100 μ m的范围内。更
12优选使用多个(优选2至7个)筛孔尺寸在上述范围内的筛网以获得目标颗粒尺寸分布。为了将按照上述方法分级后的吸水树脂颗粒控制至进一步特定的颗粒尺寸分布, 可对吸水树脂颗粒进一步分级,从而除去部分或所有比特定颗粒尺寸小的颗粒。对在此步 骤中使用的分级设备没有特别限定,但是优选使用上文中提到的设备,也可以使用其他设 备例如粉碎型分级装置(例如离心力型、惯性力型)。在本步骤中,除去部分或全部的颗粒 尺寸小于200 μ m、更优选小于150 μ m、最优选小于106 μ m的颗粒。如上所述,本发明中使用的吸水树脂为一种水溶胀的交联聚合物,其内部包含交 联结构(在所述水溶胀的交联聚合物的颗粒内部)。所述吸水树脂(颗粒)进一步优选为表 面交联的,以使得所述表面和/或浅表面上的交联密度高于所述吸水树脂(颗粒)内部的 交联密度。注意,所述表面和/或所述浅表面通常表示离所述吸水树脂表面层的距离不多 于几十个μ m的区域,和/或离所述吸水树脂表面层的距离不多于吸水树脂的厚度的1/10 的区域。但是,根据所需的目的确定深度。所述吸水剂可以(1)采用表面交联剂进行表面交联,所述表面交联剂是除聚合 物(B)以外的有机表面交联剂和/或水溶性无机表面交联剂,(2)在表面与交联单体交联 和聚合(例如美国专利第7201941号),或(3)采用由过硫化物或类似物生成的自由基进 行表面交联(例如美国专利第4783510号)。进一步地,优选通过加热或辐射射线(优选 紫外线,例如欧洲专利第1824910号)促进交联反应。当所述吸水树脂在表面和/或浅表 面上进行表面交联时,吸水剂中所包含的吸水树脂可以显著地提高所述吸水剂的液体渗透 性。当组合使用所述聚合物(B)和所述表面交联时,可以进一步提高所述液体渗透性。在本发明中,聚合物(B)与吸水树脂(A)混合。在本发明中,当吸水树脂进行表面 交联时,对于混合所述聚合物(B)和表面交联吸水树脂的顺序没有特别限定,并且其中的 任何一个可以先进行,以及两者可以同时进行。混合聚合物(B)的步骤和吸水树脂表面交 联的步骤可以同时进行或者分别进行,但是更优选地,所述吸水树脂用除了聚合物(B)以 外的表面交联剂进行表面交联(也就是说不存在聚合物(B)时进行表面交联),然后将所述 聚合物(B)与由此得到的表面交联的吸水树脂混合。作为优选交联方法,下面描述使用表面交联剂对吸水树脂进行表面交联的方法。 使用表面交联剂对吸水树脂进行的表面交联可在制造过程的任意阶段中进行,但是,当吸 水树脂为颗粒形状时,优选在吸水树脂颗粒被控制至特定颗粒尺寸分布之后进行。所述表面交联剂的例子包括具有至少两个可与吸水树脂所包含的官能团(例如 羧基)反应的官能团的表面交联剂。上述表面交联剂可以是有机的或无机的,但是,特别 地,适合使用水溶性有机表面交联剂。表面交联剂的例子包括各种无机的或有机的表面交联剂。根据所得的吸水树脂的 特性和可加工性优选使用的表面交联剂是那些能与羧基反应的表面交联剂。上述表面交 联剂的例子包括多元醇;环氧化合物;多胺化合物;卤代环氧化合物;恶唑啉化合物;单_、 双-和多-恶唑烷酮化合物;多价金属盐;以及碳酸亚烃酯化合物。更具体地,上述交联剂 的例子包括美国专利第6228930号、美国专利第6071976号和美国专利第6254990号所公 开的化合物。表面交联剂的例子为多元醇,例如乙二醇、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、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-环己 二甲醇、1,2_环己醇、三羟甲基丙烷、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、季戊四醇和山梨醇;多胺化合物及其无机盐或有机盐(例如氮杂环丁烷鐺 (azetidinium)盐等);多异氰酸酯化合物,例如2,4-甲苯基二异氰酸酯和六亚甲基二异氰 酸酯;多恶唑啉化合物,例如1,2_乙烯二恶唑啉;具有脲结构的化合物,例如尿素、硫脲、咪 唑啉酮、胍和二氰二胺;恶唑啉酮化合物,例如N-酰基-2-恶唑啉酮和2-恶唑啉酮;碳酸亚 烃酯化合物,例如1,3- 二氧五环-2-酮、4-甲基-1,3- 二氧五环-2-酮、4,5- 二甲基-1,
3-二氧五环-2-酮、4,4- 二甲基-1,3- 二氧五环-2-酮、4-乙基-1,3- 二氧五环_2_酮、
4-羟甲基-1,3-二氧五环-2-酮、1,3- 二氧六环-2-酮、4-甲基-1,3- 二氧六环_2_酮、4, 6-二甲基-1,3-二氧六环-2-酮和l,3-dioxopane-2-酮;卤代环氧化合物,例如环氧氯丙 烷、环氧溴丙烷和α-甲基环氧氯丙烷;硅烷偶联剂,例如Y-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧 基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷;以及氧杂环丁烷化合物。可使用上述表面交联剂的一种类型,或可以将所述表面交联剂的两种或更多种类 型结合使用。其中,所述恶唑啉酮化合物、碳酸亚烃酯化合物、多元醇和氧杂环丁烷化合物 是优选的,进一步优选多元醇和氧杂环丁烷化合物,因为其具有高安全性,并且特别优选多 元醇,因为其能够改善吸水树脂颗粒表面的亲水性。相对于所述吸水树脂颗粒100质量份的固含量,上述表面交联剂的用量优选在不 少于0. 001质量份但不多于5质量份的范围内。在表面交联剂与吸水树脂颗粒混合的过程中,可使用水。相对于吸水树脂颗粒100 质量份的固含量,水的用量优选在多于0. 5质量份但不多于10质量份的范围内,更优选在 不少于1质量份但不多于5质量份的范围内。当表面交联剂或其水溶液和吸水树脂颗粒混合时,可使用亲水性有机溶剂或第三 种物质作为混合助剂。当使用亲水性有机溶剂时,例如可以使用国际公开第2004/069915 号中描述的亲水性溶剂。亲水性有机溶剂的用量虽然取决于吸水树脂颗粒的类型、颗粒尺寸和湿气含量 等,但是,相对于吸水树脂颗粒100质量份的固含量,亲水性有机溶剂的用量优选不多于10 质量份,并且更优选在不少于O质量份但不多于5质量份的范围内。另外,欧洲专利第0668080号中描述的无机酸、有机酸、聚氨基酸等可作为第三种 物质存在。这些混合助剂可用作所述表面交联剂,但优选不降低表面交联后得到的吸水树 脂颗粒的吸水能力的混合助剂。本发明中所使用的吸水树脂颗粒优选通过以下步骤交联 (i)将所述吸水树脂颗粒与表面交联剂混合,所述表面交联剂不含沸点不高于100°C的亲 水性有机溶剂,和(ii)加热该混合物。如果所述吸水树脂颗粒不含沸点不高于100°C的亲 水性有机溶剂,则可以避免由亲水性有机溶剂的蒸发引起的所述吸水树脂颗粒表面上的表 面交联剂的状态发生变化,因为亲水性有机溶剂很难蒸发。这是优选的,因为充分得到了物 理性能例如SFC。为了使吸水树脂颗粒与表面交联剂混合均勻,当吸水树脂颗粒与表面交联剂混合 时,优选地令水溶性无机盐(更优选过硫酸盐)与吸水树脂颗粒和表面交联剂共存。尽管 水溶性无机盐的用量取决于吸水树脂颗粒的类型、颗粒尺寸等,但是,相对于吸水树脂颗粒 100质量份的固含量,水溶性无机盐的用量优选在不少于0. 01质量份但不多于1质量份的范围内,并且更优选在不少于0. 05质量份但不多于0. 5质量份的范围内。进一步地,所述 吸水树脂颗粒优选通过以下步骤交联(i)将吸水树脂颗粒和含有水溶性无机盐(优选过 硫酸盐)的有机表面交联剂和/或水溶性无机表面交联剂进行混合,所述有机表面交联剂 的量相对于吸水树脂颗粒的总质量不少于0.01质量%但不多于1.0质量%,和(ii)加热 该混合物。对于用于混合吸水树脂和表面交联剂的混合方法没有特别的限定。可以采用的方 法的例子包括一种将必要时溶于水和/或亲水性有机溶剂的表面交联剂与在亲水性有机 溶剂中浸泡过的吸水树脂混合的方法;和一种将溶于水和/或亲水性有机溶剂的表面交联 剂喷洒或直接滴加至吸水树脂的方法。吸水树脂与表面交联剂混合后,优选加热所述混合物以进行交联反应。加热温度 虽然取决于待使用的表面交联剂,但是优选在不低于40°C但不高于250°C的范围内,更优 选不低于100°C但不高于240°C的范围内,并且进一步优选不低于150°C但不高于230°C。优 选加热温度为40°C或以上,因为所述加热温度充分地改进了吸收特性例如AAP和SFC。另 外,优选加热温度为250°C或以下,因为所述加热温度能避免吸水树脂的劣化,从而各项物 理性能可以保持在良好的状态中。优选加热不少于1分钟至不多于2小时,并且更优选进 行不少于5分钟至不多于1小时。当本发明中所使用的吸水树脂为颗粒形状时,所述颗粒优选具有在不小于100 μ m 但不大于600 μ m的范围内的质量平均颗粒尺寸,更优选在不小于200 μ m但不大于500 μ m 的范围内,并且最优选在不小于300 μ m但不大于400 μ m的范围内。优选所述吸水树脂颗 粒的质量平均颗粒尺寸在不小于100 μ m但不大于600 μ m的范围内,因为上述吸水树脂颗 粒具有优异的液体渗透性和液体扩散性,并且吸收速度不会下降。这种吸水树脂颗粒在例 如一次性尿片中的使用是优选的,因为不会发生可能液体渗漏等问题。在本发明中使用的吸水树脂颗粒更优选含有至少50质量%的颗粒尺寸在不小于 175 μ m至不多于710 μ m的范围内的吸水树脂颗粒,并且还更优选含有至少80质量%的上 述颗粒尺寸的吸水树脂颗粒。另外,本发明中使用的吸水树脂颗粒中所包含的具有能穿过开孔为150μπι的筛 网的尺寸的颗粒的量相对于吸水树脂颗粒的总质量优选不多于5质量%,更优选不多于3 质量%,并且进一步优选不多于1质量%。将包含相对于吸水树脂颗粒的总质量不多于5 质量%的具有能穿过开孔为150μπι的筛网的尺寸的颗粒的吸水树脂颗粒用于吸水剂,能 够减少由此获得的吸水剂中的粉尘的量。从而能够防止在制造吸水剂的过程中由吸水树脂 颗粒所含的细颗粒弥散导致的安全和卫生问题。并且,可防止最终获得的吸水剂的物理性 能的下降。另外,经附聚、干燥、调整颗粒尺寸和表面交联的质量平均颗粒尺寸不大于300 μ m 的细吸水树脂颗粒(以下适当地用“细粉”表示)可用作吸水树脂颗粒。通过与所述细粉 的附聚产物与吸水树脂颗粒(即经粉碎得到的不规则粉碎形状的初级颗粒)部分混合制得 的吸水树脂颗粒,也可用作吸水树脂颗粒。通过上述将细粉的附聚产物与吸水树脂颗粒部 分混合,可获得如美国专利公开第2005/0003191A1号中所描述的具有更优异吸收性能(例 如吸水速度和定高吸收(FHA))的吸水剂。吸水树脂颗粒中所含有的细粉附聚产物的混合 量优选为至少5质量%,更优选不少于10质量%,进一步优选为不少于15质量%,并且最优选为不少于20质量%。上述量的上限优选不多于80质量%,并且更优选不多于60质 量%。注意,通过用于分级细粉的筛网的开孔尺寸表示细粉的颗粒尺寸。公知的用于再生细粉的技术可以作为制造细粉的附聚产物的方法使用。例如,可 使用以下方法一种使细粉与温水混合并干燥细粉的方法(美国专利第6228930号);一 种使细粉与单体水溶液混合并聚合的方法(美国专利第5264495号);一种在所述细粉中 加水然后通过施加特定的平面压力使细粉附聚的方法(欧洲专利第844270号);一种使 细粉充分溶胀从而形成无定形凝胶,然后干燥并压碎所述无定形凝胶的方法(美国专利第 4950692号);以及一种使细粉与聚合的凝胶混合的方法(美国专利第5478879号)。特别地,优选使用其中细粉与温水混合然后干燥的方法作为附聚细粉的制造 方法。在所述方法中,附聚的吸水树脂颗粒具有多孔结构(与日本专利申请公开特开 2004-261797中描述的多孔结构相同),因此是优选的。优选本发明中所使用的吸水树脂颗 粒包含至少5质量%的具有多孔结构的颗粒,更优选不少于10质量%,进一步优选不少于 15质量%,并且特别优选不少于20质量%。上述颗粒量的上限优选不多于80质量%,并且 更优选不多于60质量%。通过令吸水树脂颗粒包含具有多孔结构的附聚细粉,所述吸水树 脂颗粒以及含有所述吸水树脂颗粒的吸水剂具有优异的定高吸收(FHA)。本发明所使用的吸水树脂(为颗粒形状)的CRC优选不小于5 (g/g),更优选不小 于15 (g/g),并且进一步优选不小于25 (g/g)。对于CRC的上限没有特定限定,但是优选不 大于70 (g/g),更优选不多于50 (g/g),并且进一步优选为不大于40 (g/g)。CRC为5 (g/g) 或以上的吸水树脂颗粒适合用于卫生材料如一次性尿片中,因为当吸水剂中使用这种吸水 树脂颗粒时,吸收量大。另外,当CRC为70 (g/g)或以下的吸水树脂颗粒用于吸水剂时,所 述吸水树脂颗粒可以使吸水剂具有优异的向吸水芯内吸收液体的速度。本发明所使用的吸水树脂(为颗粒形状)的AAP不小于8 (g/g),优选不小于16 (g/ g),更优选不小于20 (g/g),进一步优选不小于22 (g/g),并且最优选不小于24 (g/g)。对于 上述AAP的上限没有特定限制,但是优选不大于30 (g/g)。当AAP为8 (g/g)或以上的吸水 树脂颗粒用于吸水剂时,所述吸水树脂颗粒可以提供一种在吸水芯受压时从吸水剂中挤出 的液体的量(所谓的再湿(Re-Wet))很少的吸水剂。本发明所使用的吸水树脂的SFC优选不小于10 (10_7 · cm3 · s · g—1),更优选 不小于 30 (10_7 -Cm3-S- g-1),并且进一步优选不小于 50 (10_7 · cm3 · s · g-1)。SFC 为 10(10_7 · cm3 · s · g—1)或以上的吸水树脂颗粒改进了液体渗透性,从而当上述吸水树 脂颗粒用于吸水剂时,可以获得向吸水芯内吸收液体的速度优异的吸水剂。对于SFC 的上限没有特定限制,但是优选不多于3000(10_7 · cm3 · s · g—1),并且更优选不多于 2000 (10_7 -Cm3-S- g-1)。当 SFC 为 3000 (10_7 · cm3 · s · g-1)或以下的吸水树脂颗粒用于 吸水剂时,所述吸水树脂颗粒可以防止液体从吸水芯中渗漏。优选本发明所使用的吸水树脂包含不多于35质量%、更优选不多于25质量%、并 且进一步优选不多于15质量%的水溶性成分。如果水溶性成分为35质量%或以下,则所 述吸水树脂颗粒的凝胶强度高,并且液体渗透性变优异。另外,当上述吸水树脂颗粒用于吸 水剂时,可以获得一种在吸水芯受压时从吸水剂中挤出的液体的量(所谓的再湿)很少的 吸水剂。本发明所使用的吸水树脂吸收液体时的吸收速度可以通过作为吸收速度的指标之一的Vortex吸水时间测得。优选本发明中使用的吸水树脂具有优选不多于380秒的 Vortex吸水时间,更优选不多于160秒,进一步优选不多于100秒,并且最优选不多于70 秒。Vortex吸水时间的下限优选不少于1秒。优选所述吸水树脂具有不多于380秒的 Vortex吸水时间,因为例如当含有根据本发明的吸水树脂的吸水剂用于吸水芯时,液体被 充分吸收并且不会产生液体渗漏。注意,在本发明中,所述Vortex吸水时间是通过随后所 述的实施例中所记载的方法测得的值。通常,所述值越低,吸收速度越优异。上述具有较低 值的Vortex吸水时间的吸水树脂将具有改进的向吸水芯内吸收液体的速度。进一步地,优选本发明所使用的吸水树脂具有不少于0. 05g/g/sec的FSR(吸收速 度的另一个指标),更优选不少于0. 10g/g/sec,进一步优选不少于0. 15g/g/sec,并且最优 选不少于0. 17g/g/sec0对于FSR的上限没有特别限定,但是优选不多于5. Og/g/sec,并且 更优选不多于3. Og/g/sec。FSR为0. 05g/g/sec或以上的吸水树脂是优选的,因为例如当 上述吸水树脂用于吸水芯时,液体被充分吸收并且不会产生液体渗漏。在本发明所使用的吸水树脂中,将残余单体的量控制在O至500wtppm的范围内, 优选在O至400wtppm的范围内,并且更优选在O至300wtppm的范围内。(2)聚合物(B)用于根据本发明的吸水剂中的聚合物(B)可以选自主链上含有羟基的多胺聚合 物。在本发明中,“主链上含有羟基”表示所述羟基与所述多胺聚合物的主链相连,而不是与 所述多胺聚合物的侧链相连。所述羟基优选与所述多胺聚合物的主链上的碳原子相连。通过使用含有与主链相连的羟基的多胺聚合物,可以制造在离心保留能力(CRC) 和盐水导流率之间的平衡方面和吸收速度方面表现优异的吸水剂。因此,当所述吸水剂用作高度功能化和薄型化的卫生材料(吸水芯)例如一次性 尿片中的吸水剂时,可以获得具有优异的液体(例如体液)吸收速度的卫生材料。多胺聚合物所包含的羟基的量相对于所述多胺聚合物的一个完整的组成单元,即 相对于所述多胺聚合物的主链所含有的氮原子的总量,优选不少于30mol%,更优选不少 于50mol %,进一步优选不少于70mol %。进一步更优选不少于80mol %,特别优选不少于 90mol %,并且最优选不少于IOOmol %。进一步地,所述氮原子的浓度(可质子化的氮原子的浓度)优选为2至20mmol/g, 更优选为3至15mmol/g,进一步优选为4至lOmmol/g,并且特别优选4至8mmol/g。所述多胺聚合物优选为在其主链上含有一种或更多种官能团例如伯氨基、仲氨 基、叔氨基、季铵基、氨基氯醇(aminochlorohydrin)基、氨基醇基和二氨基醇基的功能化 聚合物。所述多胺聚合物的例子包括可通过胺和环氧卤丙烷作为基本单体组分聚合得到 的聚合物。随后描述所述聚合物。聚合物(B)可以为具有支链结构的聚合物,也可以为线性聚合物。另外,所述聚合 物(B)可以具有交联的结构,也可以具有非交联的结构。进一步地,所述聚合物(B)优选可溶于水。在本发明中,“溶于水”表示在大气压下 25°C时聚合物(B)溶于纯水的量相对于IOOg纯水优选不少于lg,更优选不少于5g,并且最 优选不少于10g。注意,所述聚合物(B)在水中的溶解度没有上限,因为较高的溶解度是更 优选的。
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更进一步地,当聚合物(B)溶于水中从而得到固含量为10%的水溶液时,采用B 型粘度计测量由此获得的水溶液(60rpm/25°C ),该水溶液优选具有0. 1至1000 (mPa · s) 的粘度,更优选具有1至100 (mPa · s)的粘度,并且进一步优选具有1至30 (mPa · s)的粘 度,。当采用B型粘度计测量该溶液(60rpm/25°C )时,优选聚合物(B)的水溶液具有不高 于1000(mPa*S)的粘度,因为具有在此范围内的粘度的聚合物(B)能够实现更加均勻的添 加。所述聚合物(B)的重均分子量优选为30,000至2,000, 000道尔顿,更优选为 30,000至1,000, 000道尔顿,进一步优选为30,000至500,000道尔顿,并且特别优选为 40,000 至 500,000 道尔顿。<可通过胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为基本单体组分反应获得的聚合物>用于根据本发明的吸水剂的聚合物(B)可以选自主链上含有羟基的多胺聚合物。 例如,可以适当地使用可通过胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应获得的 聚合物。注意,“主链上含有羟基”表示优选所述羟基与主链的碳原子直接相连。使用上述聚合物可以产生在预定的重均分子量范围内的、在离心保留能力(CRC) 和盐水导流率(SFC)之间的平衡方面表现优异并且具有改进的吸收速度的吸水剂。进一步 地,可以获得着色少并且即使在高湿度和高温度的条件下经过长时间储存颜色稳定性仍然 优异以及可加工性优异的吸水剂。特别的,通过还原多胺聚合物的主链所含的伯氨基的量, 可以获得着色更少并且经过长期储存颜色稳定性更加优异的吸水剂。所述聚合物(B)优选为阳离子聚合物,其中所述胺(b2)是一种或两种或更多种选 自由伯胺、仲胺、叔胺、聚亚烷基多胺和烷醇胺组成的组的胺。在聚合物⑶中,用于得到聚合物⑶的环氧卤丙烷(b3)的摩尔数相对于所述胺 (b2)的氮原子总量优选为0. 8至2. 0当量,更优选为0. 9至1. 5当量,并且进一步优选为 1. 0至1. 2当量。优选用于得到聚合物⑶的环氧卤丙烷(b3)的摩尔数相对于氮原子的总 量不少于0.8当量,因为可以增加聚合物的摩尔量。优选环氧卤丙烷(b3)的摩尔数相对于 氮原子的总量不多于2. 0当量,因为可以控制聚合物的摩尔量。所述聚合物(B)优选为在其主链上含有一种或两种或更多种官能团例如伯氨基、 仲氨基、叔氨基、季铵基、氨基氯醇基、氨基醇基和二氨基醇基的功能化聚合物。特别优选那 些含有所述仲氨基的功能化聚合物,因为这可以减少伯氨基的含量以避免吸水剂着色。所 述伯氨基的含量相对于聚合物(B)中全部的胺(b2)优选不多于IOmol%,进一步优选不多 于5mol %,并且特别优选不多于Imol %。可以用作所述胺(b2)的胺不限于具体的类型,只要所述胺在其分子中含有至少 一个能与环氧卤丙烷反应的氨基。但是,所述胺优选为一种或两种或更多种选自由伯胺、仲 胺、叔胺、聚亚烷基多胺和烷醇胺组成的组的胺。进一步地,所述胺(b2)更优选包含至少一种仲胺(b2_l)。优选所述胺(b2)具有 至少一种仲胺(b2-l),因为这可以获得颜色稳定性优异的吸水剂。更进一步地,所述胺(b2)可包含(i)所述仲胺(b2_l)和(ii)除仲胺(b2_l)以 外的胺。所述除仲胺(b2-l)以外的胺为例如一种或者两种或更多种选自由伯胺、叔胺、聚 亚烷基多胺和烷醇胺组成的组的胺(下文用“伯胺或类似物”表示)(b2-2)。反应前仲胺(b2_l)占全部胺(b2)的比例,即用于得到聚合物⑶的仲胺占全部胺(b2)的比例,优选不少于Imol %但是不多于IOOmol %,更优选不少于50mol%但不多于 IOOmol %,进一步优选不少于80mol%但不多于IOOmol %,并且特别优选不少于90mol% 但不多于100mol%。优选仲胺(b2-l)占全部胺(b2)的比例不少于Imol %但不多于 IOOmol%,因为这种吸水剂具有优异的颜色稳定性。所述仲胺(b2_l)的例子包括脂肪族仲胺、芳香族仲胺、脂环族仲胺和环状仲胺。 其中特别优选那些脂肪族仲胺。可以使用一种仲胺或者可以将两种或更多种仲胺结合使 用。优选脂肪族仲胺作为所述仲胺(b2-l)使用,因为这种吸水剂具有优异的颜色稳定性。脂肪族仲胺的例子包括具有碳原子数为1至20的烷基或碳原子数为7至20的苯 烷基的二烷基胺。更具体而言,脂肪族仲胺的例子包括二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲基乙胺、 甲基丙胺、甲基丁胺、甲基辛胺、甲基十二胺和二苯甲胺。其中在所得到的聚合物的亲水性 和水溶解性的角度上特别优选为二甲胺和/或二乙胺,并且特别优选二甲胺。芳香族仲胺的例子包括N-烷基苯胺、N-烷基甲苯胺或N-烷基萘胺,所述芳香族 仲胺通过例如氮原子与碳原子数为1至20的烷基相连或者与碳原子为7至20的苯烷基相 连而形成。特别地,所述芳香族仲胺的例子包括N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、 N- 丁基苯胺、N-戊基苯胺、N-己基苯胺、N-辛基苯胺、N-癸基苯胺、N-十二烷基苯胺、N-苯 甲基苯胺、N-甲基甲苯胺、N-乙基甲苯胺、N-丙基甲苯胺、N- 丁基甲苯胺、N-戊基甲苯胺、 N-己基甲苯胺、N-辛基甲苯胺、N-癸基甲苯胺、N-十二烷基甲苯胺、N-苯甲基甲苯胺、N-甲 基萘胺、N-乙基萘胺、N-丙基萘胺、N- 丁基萘胺、N-戊基萘胺、N-己基萘胺、N-辛基萘胺、 N-癸基萘胺、N-十二烷基萘胺和N-苯甲基萘胺。其中所述N-烷基苯胺特别优选为N-甲 基苯胺和/或N-乙基苯胺。芳香族仲胺的其他例子包括以这样一种方式形成的胺两个芳环连接氮原子。特 别地,芳香族仲胺的其他例子包括二苯胺、N-苯基-邻甲苯胺、N-苯基-间甲苯胺、N-苯 基-对甲苯胺、N-甲苯甲酰-邻甲苯胺、N-甲苯甲酰-间甲苯胺、N-甲苯甲酰-对甲苯胺、 N-苯基氨基吡啶、N-甲苯甲酰基氨基吡唳、N-苯基萘胺和N-甲苯甲酰基萘胺。其中特别 优选的胺为二苯胺。脂环族仲胺的例子包括以这样一种方式形成的胺一个或两个碳环连接氮原子。 特别地,所述脂环族仲胺包括N-烷基环己胺,例如N-甲基环己胺、N-乙基环己胺、N-丙 基环己胺、N- 丁基环己胺、N-己基环己胺、N-辛基环己胺、N-癸基环己胺、N-十二烷基环 己胺;N-烷基环辛烷,例如N-甲基环辛烷、N-乙基环辛胺、N-丙基环辛胺、N- 丁基环辛胺、 N-己基环辛胺、N-辛基环辛胺、N-癸基环辛胺和N-十二烷基环辛胺;和二环烷基胺,例如 二环己胺和二环辛胺。其中所述脂环族仲胺特别优选为二环己胺。环状的仲胺的例子包括哌嗪、哌啶和甲基哌啶。下面描述伯胺或类似物(b2_2)。以下描述的为可以用作伯胺或类似物(b2_2)的 伯胺、叔胺、聚亚烷基多胺和烷醇胺。所述伯胺的例子包括脂肪族伯胺、芳香族伯胺和脂环族伯胺。可以使用一种伯胺 或者可以将两种或更多种伯胺结合使用。脂肪族伯胺的例子包括以这样一种方式形成的伯胺例如氮原子与碳原子数为1 至20的烷基或者与碳原子数为7至20的苯烷基相连。特别地,脂肪族伯胺的例子包括甲 胺、乙胺、丙胺、异丙胺、烯丙基胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺、戊胺、2-氨基戊烷、己胺、2-氨基己烷、3-氨基己烷、辛胺和苯甲胺。其中特别优选所述脂肪族伯胺为甲胺、乙胺、丙胺、异 丙胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺等。芳香族伯胺的例子包括以这样一种方式形成的伯胺氮原子与苯环、缩合苯环或 共轭芳香环相连。特别地,所述芳香族伯胺的例子包括苯胺、甲苯胺、联苯胺、萘胺、氨基吡 啶和氨基甲基吡啶。脂环族伯胺的例子为以这样一种方式形成的伯胺氮原子与碳环相连。特别地,所 述脂环族伯胺的例子包括环己胺和环辛胺。所述叔胺的例子包括脂肪族叔胺、芳香族叔胺和脂环族叔胺。可以使用一种叔胺 或者可以将两种或更多种叔胺结合使用。所述脂肪族叔胺的例子包括以这样一种方式形成的叔胺例如氮原子与三个碳原 子数为1至20的烷基或与三个碳原子为7至20的苯烷基相连。特别地,所述脂肪族叔胺 的例子包括三甲胺、三乙胺、三丙胺、三异丙胺、三正丁胺、三仲丁胺、三叔丁胺、三戊胺、三 己胺、三辛胺和三苯甲胺。其中特别优选所述脂肪族叔胺为三甲胺和三乙胺。所述芳香族叔胺的例子包括以这样一种方式形成的叔胺氮原子与至少一个选自 由苯环、缩合苯环、共轭芳香环组成的组的环相连。特别地,所述芳香族叔胺的例子包括二 甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺、二乙基甲苯胺、N-甲基二苯胺、N-乙基二苯胺、N-甲 基二甲苯胺、N-乙基二甲苯胺和三苯胺。所述脂环族叔胺的例子为以这样一种方式形成的叔胺氮原子与至少一个碳环相 连。特别地,所述脂环族叔胺的例子包括二甲基氨基环己烷、二环己基氨基甲烷、二甲基氨 基环辛烷、二环辛基氨基甲烷、三环己胺和三环辛胺。聚亚烷基多胺的例子为在其分子中含有至少两个或更多个伯氨基和至少一个或 更多个仲氨基的化合物。所述化合物的典型例子包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五 胺、五乙烯六胺、六乙烯八胺、九乙烯十胺和三乙烯双(三亚甲基)六胺。可以使用一种聚 亚烷基多胺或者可以将两种或更多种聚亚烷基多胺结合使用。烷醇胺的例子包括含有羟基的胺。特别地,所述烷醇胺的例子包括乙醇胺、二乙 醇胺、N-甲基乙醇胺、三乙醇胺、N, N- 二乙基乙醇胺、N, N- 二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇 胺、N,N-二丁基乙醇胺和N-(2-氨乙基)乙醇胺。可以使用一种烷醇胺或者可以将两种或 更多种烷醇胺结合使用。除了伯胺、叔胺、聚亚烷基多胺和烷醇胺以外,具有一个或更多个碳环的二胺也可 以用作伯胺或类似物(b2-2)。所述二胺的例子包括1,3_环己基二胺、1,4_环己基二胺、 4,4' - 二氨基_3,3' -二甲基二环己烷、4,4'-双(对-氨基环己基)甲烷、异佛尔酮 二胺、1,3(或2,4)_双-(氨甲基)环己烷、N-氨丙基环己胺、八氢-4,7-甲桥茚-1(2), 5(6)-二甲胺、2,2'-双_(4_氨基环己基)甲烷、4,4'-氧代双(环己胺)、4,4'-硫代 双(环己胺)、1,3,5_三氨基环己烷和2,4'-或4,4' - 二氨基_3,3' ,5,5'-四烷基二 环己基烷烃。另外,亚烷基二胺也可以用作伯胺或类似物(b2_2)。所述亚烷基二胺的例子包括
乙烯二胺、三亚甲基二胺和丙烯二胺。环氧卤丙烷例如环氧氯丙烷、环氧溴丙烷和甲基环氧氯丙烷可以优选用作所述环 氧卤丙烷(b3)。可以使用一种环氧卤丙烷或者将两种或更多种环氧卤丙烷结合使用。其中所述环氧卤丙烷特别优选为环氧氯丙烷。所述聚合物(B)的重均分子量优选为30,000至2,000, 000道尔顿,更优选为 30,000至1,000, 000道尔顿,进一步优选为30,000至500,000道尔顿,并且特别优选 40,000 至 500,000 道尔顿。重均分子量不少于30,000的聚合物(B)是优选的,因为通过使用所述聚合物(B) 可以制造一种具有改进的吸收速度的吸水剂。另外,重均分子量不多于2,000,000的聚合 物(B)是优选的,因为可以防止由于高粘度引起不均勻的添加。注意在本说明书中,可以通过公知的方法测量重均分子量,例如GPC (凝胶渗透色 谱技术)和静态光散射法。所述聚合物(B)为主要组分为两种组分的聚合物,即作为单体的所述胺(b2)和 所述环氧卤丙烷(b3),但是所述聚合物(B)可以包含组分(b4)作为第三组分,作为聚合 物(B)的结构单元(原材料)。所述组分(b4)的量相对于聚合物(B)的总量为0至60质 量%,优选为0至40质量%,更优选为0至20质量%,特别优选0至10质量%。所述组分 (b4)不限于具体的类型,但是例如所述组分(b4)为碳原子数为2至20的烯化氧;芳香族氧 化物;碳原子数为2至20的烷基缩水甘油醚;硅烷偶联剂;碳原子数为2至20的脂肪酸; 或者碳原子数为2至20的羟基脂肪酸。另外,所述聚合物⑶可以含有未反应的胺和/或环氧卤丙烷,但是聚合物⑶中 所含的未反应的胺和/或环氧卤丙烷的总量的比例优选为不多于20质量%,更优选不多于 10质量%,进一步优选不多于5质量%,进一步更优选不多于1质量%,并且特别优选基本 为0质量%。所述聚合物(B)可以通过这样的方式反应所述胺(b2)溶解在水溶性溶剂例如水 中,将环氧卤丙烷滴入所获得溶液中,然后将所述溶液在30至100°C下加热,并且更优选在 60至10(TC下加热。注意所述“反应”过程必须包括聚合反应。可以采用公知的合成方法如美国专利第4088613等的说明书公开的方法制造所 述聚合物。本申请的合成实施例所描述的方法通过在几小时内将环氧氯丙烷滴加至氨水提 供了一种高分子量的聚合物。相反地,采用日本专利申请公开特开平7-10893所公开的迅 速混合环氧氯丙烷以进行反应的方法不可能充分地提高分子量,或者基本不可能获得所述 高分子量的聚合物。 可商业购买的聚合物(B)的例子包括由SENKA公司制造的UNI SENCE KHE 103L(六亚甲基二胺/环氧氯丙烷树脂,的水溶液的pH约为5.0,粘度为20至 50 (mPa s),该水溶液的固体组分的浓度为50质量% ),和UNISENCE KHE 104L ( 二甲胺/ 环氧氯丙烷树脂,的水溶液的PH约为7. 0,粘度为1至10(mPa s),该水溶液的固体组 分的浓度为20质量%)。<可通过氨(bl)、胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为基本单体组分反应制得的聚合 物〉更进一步地,还可以适当地使用阳离子聚合物作为用于根据本发明的吸水剂中的 所述聚合物(B)。通过氨(bl)、胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为基本单体组分反应可以获 得所述阳离子聚合物。
采用上述的聚合物,可以制造在离心保留能力(CRC)和盐水导流率(SFC)之间的 平衡方面表现优异并且具有提高的吸收速度的吸水剂。进一步地,上述聚合物起到这样的作用即便所述聚合物的分子量或大或小,也可 以制造具有优异的吸收速度的吸水剂。也就是说,所述聚合物可以具有从小到大的范围广 的分子量。因此,不需要严格地控制分子量以合成上述聚合物,从而可以使所述聚合物(B) 易于制造。更进一步地,通过减少多胺聚合物的主链上所含的伯氨基的量,可以获得颜色稳 定性更优异的吸水剂以使其在长期的储存中颜色不会有太大变化。所述伯氨基含量相对于 聚合物(B)中的全部胺(b2)优选不多于10mol%,进一步优选不多于5mol%,并且特别优 选不多于lmol%。在聚合物⑶中,用于得到聚合物(B)的所述氨(bl)与所述胺(b2)的摩尔比 (bl b2)优选为(大于0但不大于2)(不少于8但少于10),并且更优选为0.01 9.99 至2 8。优选用于得到聚合物⑶的所述氨(bl)与所述胺(b2)的摩尔比在上述范围内, 因为这可以提高颜色稳定性。聚合物(B)优选为阳离子聚合物,其中所述胺(b2)为一种或者两种或多种选自由 伯胺、仲胺、叔胺、聚亚烷基多胺和烷醇胺组成的组中的胺。进一步地,用于得到聚合物⑶的环氧卤丙烷(b3)的摩尔数相对于所述氨(bl) 和所述胺(b2)的氮原子的总数优选为0. 5至3当量,更优选为0. 8至2. 0当量,进一步优 选为0. 8-1. 2当量,特别优选为0. 9-1. 2当量,最优选为1. 0至1. 2当量。优选用于得到聚 合物(B)的环氧卤丙烷(b3)的摩尔数相对于氮原子的总数不小于0.5当量,因为这防止分 子量减少。优选环氧卤丙烷(b3)的摩尔数相对于氮原子的总数不多于3当量,因为这更易 于控制分子量。聚合物⑶优选为具有一种或两种或多种官能团例如伯氨基、仲氨基、叔氨基、季 铵基、氨基氯代醇、氨基醇基和二氨基醇基的功能化的聚合物。其中特别优选含有仲氨基和 季铵基的功能化的聚合物。氨(bl)可以选自任意的氨和氨水。除气体形式的氨以外所述氨还可以是液态氨。 进一步地,当使用氨水时,对于氨水中的氨浓度没有特别限定。除了优选的仲胺(b2_l)的比例不同以外,可以用作胺(b2)的胺与〈可通过胺 (b2)和环氧卤丙烷(b3)作为基本单体成分反应制得的聚合物〉中所述的胺相同。因此, 在此省去对可用作所述胺(b2)的胺的描述。在可通过氨(bl)、胺(b2)和环氧卤丙烷(b3) 作为基本单体组分反应获得的聚合物⑶中,在反应前,仲胺(b2-l)与全部胺(b2)的比例 优选不少于lmol%但不多于100mol%,更优选不少于50mol%但不多于100mol%,进一步 优选不少于80mol %但不多于lOOmol %,并且特别优选不少于90mol %但不多于lOOmol %。 进一步地,反应后的仲胺(b2-l)与全部胺(b2)的比例优选为0mol%或以上但不多于 50mol%,更优选为0mol%或以上但不多于30mol%,并且进一步优选为0mol%或以上但不 多于20mol%。优选反应前的仲胺(b2-l)与全部胺(b2)的比例优选不少于lmol%但不多 于lOOmol %,因为该量有效地防止吸水剂着色。聚合物(B)的重均分子量优选为5,000至2,000, 000道尔顿,更优选为20,000至 1,000, 000道尔顿,进一步优选为30,000至1,000, 000道尔顿,进一步更优选为40,000至500,000道尔顿,并且最优选50,000至500,000道尔顿。优选聚合物(B)的重均分子量不少于5,000,因为可以防止聚合物(B)渗入吸水树 脂中。另外,优选聚合物(B)的重均分子量不多于2,000,000,因为这可以防止由于粘度高 导致的聚合物(B)添加不均勻。聚合物⑶的基本组分为三种组分,由所述氨(bl)、所述胺(b2)和环氧卤丙烷 (b3)作为单体组成,但是聚合物(B)可以含有组分(b4)作为第四组分,作为聚合物(B)结 构单元(原材料)。所述组分(b4)的量相对于全部聚合物(B)为0至60质量%,优选为0 至40质量%,更优选为0至20质量%,特别优选为0至10质量%。所述组分(b4)不受限 于特定的类型,但是组分(b4)的例子包括碳原子数为2至20的烯化氧;芳香族氧化物、碳 原子为2至20的烷基缩水甘油醚;硅烷偶联剂;碳原子数为2至20的脂肪酸;和碳原子数 为2至20的羟基脂肪酸。进一步地,根据本发明的聚合物(B)可以包含未反应的氨、胺和 /或环氧卤丙烷。但是,聚合物⑶中所含的未反应的氨、胺和环氧卤丙烷的总量的比例优 选为不多于20质量%,更优选不多于10质量%,进一步更优选不多于5质量%,更进一步 优选不多于1质量%,并且特别优选基本为0质量%。聚合物⑶可以以这样一种方式反应将所述氨(bl)溶解在水溶性溶剂例如水 中,将环氧卤丙烷(b3)滴入所得的溶液中,然后在30至100°C下加热该溶液。可以采用美国专利4088613等的说明书中所公开的公知方法制备聚合物(B)。可商业购买的聚合物(B)的例子包括UNISENCE KHE 100L、UNISENCE KHE 101L 和UNISENCE KHE 102L(由SENKA公司制造二甲胺/氨/环氧氯丙烷树脂,平均分子量约 为70,000 (参考值),1 %的水溶液的pH约为6,粘度为100至300 (mPa s),该水溶液含有 浓度为50质量%的固体组分),UNISENCE KHE 1000L( 二甲胺/氨/环氧氯丙烷树脂,平均 分子量约为280,000 (参考值),1 %的水溶液的pH约为4. 5,粘度为1000至3000 (mPa s), 该水溶液含有浓度为50质量%的固体组分),Nalco7607和Nalco8850(由Dispersol San Luis S. A.制造,阿根廷布宜诺斯艾利斯)。(3)其他添加剂除了吸水树脂(A)和聚合物(B)以外,通常含有水作为主要组分。更进一步地,根 据需要使用其他添加剂。在本发明中可使用的其他添加剂的例子包括水溶性多价金属盐、 水不溶性多价金属盐、水不溶性无机细颗粒、水溶性聚合物例如聚乙二醇、表面活性剂、羟 基羧酸、螯合剂、还原剂、抗氧化剂、磷化合物和聚合物乳液。添加剂可以采用水溶液、水分 散液或粉末的形式添加。进一步地,可以使用一种类型的添加剂,也可以将两种或更多种类 型的添加剂结合使用。水溶性多价金属盐的例子包括氯化铝、聚氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、双硫酸钾铝 (bis aluminum potassium sulfate)、双 Ijj^itl 内 IS (bis aluminum sodium sulfate)、明矶 钾、明矾铵、明矾钠、铝酸钠、氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化锌、硫酸锌、硝酸 锌、氯化锆、硫酸锆、硝酸锆、碳酸锆铵、碳酸锆钾和碳酸锆钠。可优选使用这些水溶性多价 金属盐。考虑到在吸水剂所吸收的水性液体中的溶解性,更优选地,所述水溶性多价金属盐 包含结晶水。可以单独使用这些水溶性多价金属盐,也可以将其中的两种或多种结合使用。 其中最优选使用硫酸铝(优选其水溶液)。水不溶性多价金属盐的例子包括氢氧化铝、乳酸铝、磷酸铝、硫酸钡、磷酸钡、碳酸钡、焦磷酸钙、磷酸钙、碳酸钙、氢氧化亚铁、磷酸亚铁、焦磷酸铁、碳酸亚铁、焦磷酸镁、磷 酸镁、氯化亚铜、氢氧化锰、硫酸锰、氢氧化镍、磷酸镍、硫酸铅、氧化锌、磷酸铅、氢氧化锌和 焦磷酸锌。水溶性多价金属盐和水不溶性多价金属盐的总含量相对于全部吸水剂优选在0 质量%至5质量%的范围内,更优选在0. 001质量%至5质量%的范围内,并且最优选在 0. 01质量%至1质量%的范围内。添加上述任意一个范围内的水溶性多价金属盐和/或水 不溶性多价金属盐进一步改善了吸水剂的离心保留能力(CRC)和盐水导流率(SFC)。进一步地,根据本发明的吸水剂可以包含具有上述的量的有机酸的多价金属盐以 改善粉末的流动性和防止在吸收湿气的过程中发生堵塞。适于用作有机酸的多价金属盐和 混合方法为例如在 PCT 国际申请 PCT/JP2004/1355、PCT/JP2004/1007、PCT/JP2004/1294 和PCT/JP2004/9242中披露的多价金属盐和混合方法。在本发明中可以使用的有机酸的 多价金属盐(PCT/JP2004/1355)为分子中含有7或更多的碳原子的有机酸的多价金属盐, 优选为除了碱金属之外的金属的有机酸盐,所述有机酸例如脂肪酸、石油酸和聚合物酸 (polymer acid)。进一步地,至少50质量%的水不溶性无机细颗粒优选具有10至1,000, OOOnm的
颗粒尺寸。所述水不溶性的无机细颗粒的例子包括矿物产品例如滑石、高岭土、漂白土、 膨润土、活性土、重晶石、天然浙青、锶矿石、钛铁矿及珍珠岩;多价金属氧化物及多价金属 氢氧化物;亲水性无定形二氧化硅(例如Reolosil QS-20(干法,株式会社德山生产), Sipernat 22S和Sipernat 2200 (沉淀法,德固萨(Degussa)公司生产));以及氧化物复合 材料,例如二氧化硅-氧化铝-氧化镁复合材料(例如恩格尔哈德(Engelhard)公司生产 的Attadel #50)、二氧化硅-氧化铝复合材料及二氧化硅-氧化镁复合材料。作为不溶于 水的无机细颗粒,其中最优选使用亲水性无定形二氧化硅。水不溶性无机细颗粒的含量相对于全部吸水剂优选在0质量%至5质量%的范围 内,更优选在0.01质量%至1质量%的范围内,并且最优选在0. 1质量%至0.5质量%的 范围内。添加上述任意一个范围内的水不溶性无机细颗粒进一步改善了吸水剂的可加工性 (流动性)和SFC。表面活性剂的例子包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性 剂和两性表面活性剂。可以将这些表面活性剂以相对于100质量份的吸水树脂为0. 0001 至0.01质量份的比例与吸水树脂或者与吸水剂混合。优选地使用非离子表面活性剂作为 所述表面活性剂。特别地,可以按照美国专利7473739中所述的量采用该专利所用的表面 活性剂。所述羟基羧酸不受限于特定的类型,并且适于采用a-羟基羧酸。在本申请的说 明书中,所述“a-羟基羧酸”表示在分子中羟基与a位的碳原子相连的羧酸。其中优选 的羟基羧酸为非聚合物的羟基羧酸,并且在便于添加和添加效果的角度上,所述 a -羟基羧酸优选具有40至2000的分子量,更优选60至1000,并且特别优选100至500。 进一步优选地,所述a -羟基羧酸可溶于水。所述a _羟基羧酸的例子包括乳酸及其盐、柠 檬酸及其盐、苹果酸及其盐、异柠檬酸及其盐、甘油酸及其盐和聚a "羟基丙烯酸及其盐。 将a-羟基羧酸用作添加剂可以提高吸水剂的长期颜色稳定性。最优选提前将所述羟基羧酸添加至单体溶液中,但是也可以在吸水树脂的制备过程中的任意阶段添加。所述羟基羧酸的添加量相对于吸水树脂的质量优选在1至lOOOOwtppm的范围内。所述还原剂优选为无机还原剂,并且更优选为含硫的无机还原剂。所述含硫的无 机还原剂的具体例子包括水溶性硫代二烷基(thiodialkyl)化合物、亚硫酸钠、亚硫酸 钾、亚硫酸钙、亚硫酸铵、亚硫酸、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、硫代 硫酸钾、硫代硫酸铵、硫代硫酸镁、半胱氨酸和胱氨酸。可以使用一种或两种或更多种含硫 的无机还原剂。进一步地,所述还原剂的用量相对于100质量份的吸水树脂不少于0. 001 质量份,优选不少于0. 05质量份,更优选不少于0. 1质量份,但相对于100质量份的吸水树 脂不多于0. 5质量份,更优选不多于0. 2质量份。优选所述磷化合物为水溶性磷化合物并且其中特别优选为水溶性无机磷化合物。 所述水溶性无机磷化合物的具体例子包括磷酸、亚磷酸、次磷酸、三磷酸、三聚磷酸及其盐 (例如,磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸三钠等)。可以使用一种磷化合物,或者将两种或更 多种磷化物结合使用。进一步优选所述盐为碱金属盐,例如钠盐和钾盐、铵盐、胺盐等。(4)吸水剂根据本发明的吸水剂是含有吸水树脂(A)和聚合物(B)的吸水剂。根据本发明的吸水剂更优选为含有(i)通过水溶性不饱和单体聚合得到的并且 具有内部交联结构的所述吸水树脂(A)和(ii)所述聚合物(B)。根据本发明的吸水剂进一 步优选为含有(i)通过水溶性不饱和单体聚合得到的并且通过将具有内部交联结构的吸 水树脂进一步表面交联这样一种方式制得的吸水树脂(A)以及(ii)所述聚合物(B)。这可 以获得高的CRC并且可以获得采用常规方法不可能得到的改善液体渗透性的效果。在根据本发明的吸水剂中,聚合物(B)和吸水树脂(A)的位置没有特别限定。但 是所述聚合物(B)优选位于所述吸水树脂(A)的内部或表面上。所述聚合物(B)更优选位 于所述吸水树脂(A)的表面上。根据本发明的吸水剂含有相对于吸水剂的总量优选为1至20质量%的水,更优选 为1至10质量%,进一步优选为1至5质量%。注意吸水剂中所含的水的量通过随后所述 的固含量的量限定。优选水的量不多于20质量%,因为采用该量可以保持离心保留能力 (CRC)而不减少CRC。进一步地,优选水的量不少于1质量%,因为含有所述量的水的吸水 剂具有优异的可加工性。根据本发明的吸水剂优选为颗粒的形状。在所述吸水剂为颗粒形状的情况下,重 均颗粒尺寸优选不小于100 u m但不大于600 u m,更优选不小于200 u m但不大于500 u m, 进一步优选不小于300 iim但不大于450 iim,进一步更优选不小于300 y m但不大于 400 ym。优选所述颗粒在上述范围内,因为这种吸水剂的液体渗透性和液体进入吸水剂的 吸收速度会变得优异。换句话说,优选上述方案是因为这种吸水剂具有优异的液体吸收速 度,从而当将这种吸水剂用于一次性尿片等时不会出现漏液。更进一步地,在本发明的吸水剂中,所述聚合物(B)优选存在于所述吸水树脂的 表面上。颗粒尺寸不小于175 y m但不大于710 u m的吸水剂的量优选不少于50质量%,并 且更优选不少于80质量%。进一步地,在所述吸水剂为颗粒形状的情况下,具有能穿过开孔为150i!m的筛网 的尺寸的颗粒的量相对于全部的吸水剂优选不多于5质量%,更优选不多于3质量%,并且
25最优选不多于1质量%。如果具有能穿过开孔为150i!m的筛网的尺寸的颗粒的量不多于 5质量%,可以防止在制造吸水剂的过程中由于颗粒飞散导致的安全和健康问题。并且,可 抑制最终获得的吸水芯性能的下降。更进一步地,在所述吸水剂为颗粒形状的情况下,颗粒尺寸分布的对数标准差 (O o优选为不小于0. 20但不大于0. 50,并且更优选为不小于0. 30但不大于0. 40。优选 颗粒尺寸分布的对数标准差在上述范围内,因为这种吸水剂将具有改善的液体渗透性并且 液体进入吸水芯的吸收速度将变得优异。另外,吸水剂的CRC优选为不小于5 (g/g),更优选为不小于15 (g/g),并且进一步 优选为不小于25 (g/g)。对于CRC的上限没有特别限定,但是优选为不大于70 (g/g),更优选 为不大于50 (g/g),并且进一步优选为不大于40 (g/g)。当CRC不小于5 (g/g)时,因为吸收 量大,这种吸水剂适于用在卫生材料例如一次性尿片中。进一步地,当离心保留能力(CRC) 不大于70(g/g)时,可以获得这样一种吸水剂当将该吸水剂用于吸水芯时,具有优异的液 体进入吸水芯的吸收速度。根据本发明的吸水剂的SFC优选为不小于30(10-7 cm3 s g-1),更优选为不小 于50(10-7 cm3 s g—1),进一步优选为不小于100(10-7 cm3 s g—1),进一步更优选为 不小于150 (10_7 cm3 s g—1),特别优选为不小于170 (10_7 cm3 s g—1),并且最优选为 不小于 200(10-7 cm3 s g-1)。当 SFC 不小于 30(1(T7 cm3 s g"1)时,可以获得这样一 种吸水剂当将该吸水剂用于吸水芯时,具有优异的液体进入吸水芯的吸收速度。对于SFC 的上限没有特别限定,但是优选为不大于3000(10-7 cm3 s g-1)。当SFC的上限不大于 3000(10-7-cm3 s g_1)时,当将该吸水剂用于吸水芯时,可以防止在吸水芯中的液体渗漏。在根据本发明的吸水剂中,4. 83kPa的压力下的抗压吸收率(AAP)优选为不小于 8 (g/g),更优选为不小于16 (g/g),还更优选为不小于20 (g/g)。对于AAP的上限没有特别 限定,但是通常不多于30 (g/g)。当4. 83kPa的压力下的抗压吸收率(AAP)不小于8 (g/g) 时,可以获得这样一种吸水剂当将该吸水剂用于吸水芯时,向吸水芯施压时从吸水剂中挤 出的液体的量(所谓的再湿)少。根据本发明的吸水剂具有不多于380秒的Vortex吸水时间,更优选不多于160 秒,进一步优选不多于100秒,并且最优选不多于70秒。所述Vortex吸水时间的下限不少 于1秒。优选所述Vortex吸水时间不多于380秒,因为这样液体会被充分吸收并且不会出 现漏液,例如在该吸水剂用于吸水芯的情况下。通常Vortex吸水时间的值越低,吸水速度 越优异。具有较低值的Vortex吸水时间的吸水剂将具有改善的液体进入吸水芯中的吸收 速度。进一步地,特别而言在以下两种情况下(i)聚合物⑶为可通过胺(b2)和环 氧卤丙烷(b3)作为基本单体组分反应获得的聚合物,并且所述聚合物的重均分子量为 30,000至2,000, 000道尔顿;和(ii)聚合物(B)为可通过氨(bl)、胺(b2)和环氧卤丙烷 (b3)作为基本单体组分反应获得的聚合物,则混合了所述聚合物(B)之后的吸水树脂的吸 收速度优选比混合所述聚合物(B)之前的吸水树脂的吸收速度得到了更大的改善。进一步地,在这种情况下,混合了所述聚合物⑶之后的吸水剂的Vortex吸水时 间与混合所述聚合物(B)之前的吸水剂的Vortex吸水时间之间的差值不少于2秒,更优选 不少于4秒,并且进一步优选不少于6秒。
进一步地,优选根据本发明的吸水剂具有不少于0.05g/g/SeC、更优选不少于 0. 10g/g/sec、进一步优选不少于0. 15g/g/sec、并且最优选不少于0. 17g/g/sec的FSR。对 于FSR的上限没有特别限定,但是优选不多于5. Og/g/sec,并且更优选不多于3. 0g/g/seco 具有0. 05g/g/sec或以上的FSR的吸水剂是优选的,因为这样液体会被充分吸收并且不会 出现漏液,例如在该吸水树脂用于吸水芯的情况下。更进一步地,优选混合了所述聚合物(B)之后的吸水树脂的FSR优选比混合所 述聚合物(B)之前的吸水树脂的FSR得到了更大的改善。混合了所述聚合物(B)之后的 FSR相比于混合所述聚合物(B)之前的FSR优选改善了不少于0. 02g/g/sec,更优选不少于 0. 04g/g/sec,并且进一步优选不少于0. 06g/g/sec。在根据本发明的吸水剂中,优选滴加0. 9质量%氯化钠水溶液时液滴的接触角优 选为0°或以上且90°或以下,更优选为70°或以下,还更优选为50°或以下,特别优选为 30°或以下。采用接触角为90°或以下的配置方案时,所得的吸水剂具有高亲水性从而使 当将该吸水剂用于吸水芯时具有优异的液体扩散性。因此,液体被更大面积的吸水芯吸收, 使得吸水芯的性能也得到了改善。吸水剂的水溶性成分优选不多于35质量%,更优选不多于25质量%,并且进一步 优选不多于15质量%。优选水溶性成分不多于35质量%,因为这种吸水剂具有更高的凝 胶强度,并且液体渗透性变优异。进一步地,这是优选的是因为当这种吸水剂在一次性尿片 中使用一段延长的时间时,CRC、AAP等不会随着时间流逝而下降。进一步地,本发明的吸水剂更优选具有亲水性。为了使吸水剂具有亲水性,可以 适当的采用如下的常规已知的方法使用至少在其表面上含四价多元醇或者具有更高价的 多元醇的吸水树脂的方法(W02005/044915),将无机细颗粒添加至吸水树脂上并且令UV线 辐射到所述吸水树脂上的方法(日本专利申请公开第2006-233008号),使用包含水不溶 性的无机细颗粒并且满足特定条件的吸水剂组合物的方法(日本专利申请第2007-504791 号),使用包含水溶性的多价金属盐和尿素衍生物的吸水树脂的方法(美国专利申请公开 第2005-0288182号),以及添加亲水性无机细颗粒的方法(日本专利申请第2006-188668 号)。根据本发明的吸水剂可以适当地用于卫生材料例如一次性尿片中。当所述吸水剂 用于卫生材料例如一次性尿片中时,所述吸水剂优选即使在高湿度和高温下经过长时间的 存储后仍然保持极其干净洁白的状态。经过长时间存储后的状态可以通过进行用于促进经 长期存储的颜色稳定性的实验进行检测。所述用于促进长期存储颜色稳定性的实验通过 这样一种方式进行使所述吸水剂在温度为70士 1°C且相对湿度为65士 1 %的气氛中暴露7 天,然后通过分光色差计(spectral colorimeter)测量所述吸水剂的Hunter,s Lab色彩 体系中的L值(亮度)。在使用分光色差计测量已经经过用于促进经长期存储的颜色稳定 性的实验的吸水剂的Hunter’ sLab色彩体系中的L值(亮度)的过程中,根据本发明的吸 水剂优选具有至少70的L值。注意上述L值的上限通常为100,但是在实际使用中70的L 值基本不会造成任何问题。进一步地,b值优选为0至15,并且a值优选为-3至3。特别地在所述聚合物(B)是可通过胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为基本单体反 应获得的聚合物的情况下,根据本发明的吸水剂即使在高湿度和高温的条件下经过长时间 的存储后也可以保持更加干净洁白的状态。在这种情况下,在使用分光色差计测量已经经过用于促进经长期存储的颜色稳定性的实验的吸水剂的Hunter’ s Lab色彩体系中的L值 (亮度)的过程中,根据本发明的吸水剂优选具有至少70的L值,更优选不少于74,并且进 一步优选不少于78。注意上述L值的上限通常为100,但是在实际使用中70的L值基本不 会造成任何问题。进一步地,吸水剂优选具有0至15、更优选0至12并且进一步优选1至 10的b值。更进一步地,吸水剂优选具有_3至3、更优选-2至2并且进一步优选-1至1 的a值。进一步地,根据本发明的吸水剂具有优选不多于35、更优选不多于30、进一步优 选不多于25并且最优选不多于20的YI值(经过在温度为70 士 1°C且相对湿度为65 士 1 % 的气氛中暴露7天的YI值)。如果本发明的吸水剂具有在上述范围内的YI值,可以获得这 样一种吸水芯在本发明的吸水剂用于卫生材料例如一次性尿片的吸水芯的情况下,即使 在高温和高湿度的条件下这种吸水芯也很难着色。(5)制造吸水剂的方法本发明用于制造吸水剂的方法包括将吸水树脂(A)与聚合物⑶混合。因此,可 以获得在CRC和SFC之间的平衡方面表现优异的吸水剂。本发明所述的用于制造吸水剂的 方法进一步包括一种制造包含在表面上含有所述聚合物(B)的吸水树脂颗粒(A)的吸水剂 的方法。本发明所述的制造吸水剂的方法可以选自那些至少包含将所述吸水树脂颗粒(A) 和所述聚合物(B)混合的混合步骤的方法。在本发明中,将所述吸水树脂颗粒(A)和所述聚合物(B)混合的混合步骤不受限 于任何具体的方法,但是可以采用以下方法中的任意一种(i)将所述吸水树脂(A)与含有 所述聚合物(B)的溶液或分散液混合的方法;(ii)将所述溶液或分散液喷洒在所述吸水树 脂(A)上,并且将所得物混合的方法;以及(iii)将所述聚合物(B)直接添加至吸水树脂 (A),必要时添加水、溶剂、分散介质等,并且将所得物混合的方法。在根据本发明的用于制造吸水剂的方法中,特别地,更优选将所述聚合物(B)的 溶液或分散液与所述吸水树脂(A)混合的方法。这是优选的是因为这提高了混合性能。进一步优选配置根据本发明的制造吸水剂的方法,将所述聚合物(B)的溶液、乳 化溶液或悬浮液与吸水树脂(A)混合。在所述聚合物(B)的溶液与所述吸水树脂(A)混合的情况下,所使用的溶剂不受 限于任何具体的类型,但是可以优选为例如水;醇,例如乙醇、甲醇、丙二醇、丙三醇;或聚 乙二醇。特别地,最优选使用水或水和所述醇的混合物溶剂。另外,优选溶液中所述聚合物 ⑶的浓度为至少1质量%但为100质量%或以下,更优选至少10质量%但为100质量% 或以下。在所述聚合物(B)的悬浮液与所述吸水树脂(A)混合的情况下,所使用的分散介 质不受限于任何具体的类型,但是可以优选为例如水;醇,例如乙醇、甲醇、丙二醇、丙三醇; 或聚乙二醇。另外,优选分散液中所述聚合物(B)的浓度为至少1质量%但为100质量% 或以下,更优选至少10质量%但为100质量%或以下。进一步地,可以添加分散剂例如水 溶性聚合物和表面活性剂。所述聚合物(B)的乳化溶液(包含乳化剂,例如水)与所述溶液或悬浮液一样,可 以与吸水树脂(A)混合。在这种情况下,所使用的分散介质不受限于任何具体的类型,但是可以优选为例如水。所述乳化剂不受限于任何具体的类型,但是可以为非离子表面活性剂、 阳离子表面活性剂等。另外,优选乳化溶液中所述聚合物(B)的浓度为至少1质量%但为 90质量%或以下,更优选为至少10质量%但为90质量%或以下。进一步优选配置根据本发明的用于制造吸水剂的方法,以使得所述聚合物(B)的 水溶液与吸水树脂(A)混合。另外,优选所述聚合物(B)在水溶液中的浓度为至少1质量% 但为90质量%或以下,更优选至少10质量%但为90质量%或以下。另外,对于进行前述混合步骤的时机没有特别限定。优选用于本发明中使用的吸 水树脂为其表面和/或浅表面已经被交联的吸水树脂。因此,优选根据本发明的用于制造 吸水剂的方法进一步包括通过使用表面交联剂交联每个吸水树脂的表面的表面交联步骤。 另外,优选在表面交联步骤的过程中和/或之后的进行所述混合步骤。在表面交联步骤的过程中和/或之后的进行所述混合步骤的时机可以为当所述 吸水树脂与表面交联剂混合时;在对所述吸水树脂和表面交联剂的混合物进行加热的过程 中;当对所述吸水树脂和表面交联剂的混合物后的加热完成之后的即时;在将通过加热所 述吸水树脂和表面交联剂的混合物获得的吸水树脂冷却之后;或上述的多个时机。特别地,在获得高CRC和更优异的液体渗透性改进效果的角度上,优选在表面交 联步骤之后进行所述混合步骤。例如,更优选在对所述吸水树脂和表面交联剂的混合物后 的加热结束之后或者将在将通过加热所述吸水树脂和表面交联剂的混合物获得的吸水树 脂冷却之后立即进行所述混合步骤。进一步地,特别优选在将通过加热所述吸水树脂和表 面交联剂的混合物获得的吸水树脂冷却之后进行所述混合步骤。另外,优选在所述混合步骤中使用的吸水树脂是已经被加热至30°C至80°C、更优 选50°C至70°C的温度的吸水树脂。优选在所述混合步骤中使用的吸水树脂在30°C或以上 的温度,因为这种吸水树脂在混合后已经改善了可加工性。另外,优选在所述混合步骤中 使用的吸水树脂在80°C或以下的温度,因为这种吸水树脂可以避免自身由于加热引起的着 色。另外,根据本发明的用于制备吸水剂的方法可以进一步包括添加添加剂例如前述 的水溶性多价金属盐和/或水不溶性无机细颗粒等的步骤。在添加这种添加剂的情况下, 添加的方法不受限于任何具体的方法,但是可以为将含有所述添加剂的溶液或分散液与 吸水树脂(A)混合或者与吸水树脂(A)和聚合物(B)的混合物混合的方法;喷洒含有所述 添加剂的溶液或分散液并将所得物混合的方法;直接加入添加剂,必要时加入水、溶剂、分 散介质等并且将所得物混合的方法。对于添加添加剂的时间也没有特别限定。所述添加剂可以在加入聚合物(B)时加 入。也可在将吸水树脂(A)与聚合物(B)混合到一起后将添加剂添加到由此所获得的混合 物中。其中,为了改善吸水剂的可加工性以及改善SFC,更优选在吸水树脂(A)和聚合物(B) 混合到一起后加入所述添加剂。另外,在混合步骤以及在添加添加剂的步骤中,将吸水树脂(A)、聚合物(B),以及 必要时如上文描述的其他添加剂相互混合的具体方法也没有特别限定,但是,可以使用任 何公知的搅拌设备。优选使用的搅拌设备的例子包括圆柱形混合器、螺旋混合器、螺杆挤 出机、湍流增强器(Turbulizer)、诺塔(Nauter)混合器、V型混合器、双臂式捏合机、流动混 合器、空气混合器、转盘混合器、辗轮式混合器、涡流混合器、罗地格(Loedige)混合器、搅拌式混合器、螺带混合器、旋转式混合器、罐式转筒、普罗耶(Plaujer)混合器和砂浆混合 器。进一步地,所述搅拌设备可以包括用于加热吸水树脂(A)、聚合物(B)和必要时如上 文所述的其他添加剂的混合物的加热设备;或者用于冷却经加热设备加热后的混合物的冷 却设备。对于使用上述任意一种搅拌设备进行搅拌的时间没有特别限定,但是可优选为60 分钟或以下,更优选为30分钟或以下。还优选将由此所获得的混合物在混合步骤和/或添加添加剂的步骤后进行干燥。 干燥温度为至少40°C但低于100°C,并持续干燥步骤全部时间的50%或以上,更优选持续 干燥步骤的几乎全部时间。在这样的温度下进行干燥过程,不会因受热而破坏吸水剂。因此 不会产生对由此所获得的吸水剂的性能不利的影响。根据加热介质的温度确定干燥温度。 但是,例如当用微波加热时,不可能根据加热介质确定干燥温度。在这种情况下,干燥温度 由物质的温度决定。对于干燥方法没有特别限定,但仅需要其具有在上述范围内的干燥温 度。干燥方法可以优选使用热空气干燥、无风干燥、真空干燥、红外干燥和微波干燥等。干燥温度更优选在40°C至100°C的范围内,进一步优选在50°C至90°C的范围内。 在所述干燥步骤的过程中,温度可保持为某个特定值或者是可变的。但是,优选所述温度在 整个干燥步骤中都基本维持在上述的范围内。干燥时间取决于吸水剂的表面积、湿气含量和干燥器的类型。适当选择干燥时间 以获得目标湿气含量。干燥时间通常在10分钟至120分钟的范围内,更优选在20分钟至 90分钟的范围内,进一步优选在30分钟至60分钟的范围内。10分钟或更长的干燥时间可 以获得被充分干燥的具有优异的可加工性的吸水剂。120分钟或更短的干燥时间不会破坏 吸水剂,从而使水溶性成分不会增加。因此,可以获得改善物理性能的效果。在所述用于制造吸水剂的方法中,更优选在吸水树脂颗粒承受机械损坏以形成不 规则压碎的形状之后将聚合物(B)和吸水树脂颗粒互相混合。具有不规则压碎形状的吸水 树脂颗粒能够在其表面上有效地包含聚合物(B)。因此,可以改善由此获得的吸水剂的性 能。在此所述的“机械损坏”意为用一片玻璃或金属撞击所述吸水树脂颗粒以使所述 吸水树脂颗粒承受物理震动。对于对吸水树脂颗粒给予机械损坏的方法没有特别的限定,但仅需要能够对吸水 树脂颗粒给予震动。此方法的实例包括摇动含有吸水树脂颗粒和玻璃珠的玻璃容器以使吸 水树脂颗粒承受机械损坏的方法(随后所述的油漆震荡器试验(paint shaker test)。对 吸水树脂颗粒给予机械损坏的另一种方法可以为转动装有吸水树脂颗粒和球或类似物的 筒形容器的方法(球磨);在带有搅拌桨的搅拌设备内搅拌吸水树脂颗粒的方法;令吸水树 脂颗粒通过桨式干燥器(带有桨叶的冷却设备或加热设备)的方法;用压碎装置压碎吸水 树脂颗粒的方法;通过空气流输送吸水树脂颗粒的方法;或者造成吸水剂的一个颗粒与另 一个颗粒之间的相互碰撞或摩擦的方法。(6)吸水芯本发明的吸水芯包含本发明的吸水剂。可以将本发明的吸水剂和适当的材料结合 用作例如适合用作作为卫生材料的吸水层的吸水芯。下面将对根据本发明的吸水芯进行解释。在本发明中,吸水芯是由吸水剂和其他材料制成并形成一定形状的材料。所述吸水芯用于卫生材料中以吸收血液、体液和尿液等。所述卫生材料的实例可包括一次性尿 布、卫生巾、失禁垫、医用垫等。用于吸水芯的其他材料可包括纤维素纤维。这种纤维素纤 维的具体例子包括例如木浆纤维,如木材制成的机械纸浆、化学纸浆、半化学纸浆和溶解 纸浆;人造纤维素纤维,如人造纤维和醋酸纤维等。更优选的纤维素纤维是木浆纤维。这些 纤维素纤维可部分含有合成纤维例如尼龙和聚酯。当本发明的吸水剂用作吸水芯的一部分 时,吸水芯中吸水剂的含量优选为20质量%或以上,更优选为30质量%或以上,并且最优 选为40质量%或以上。若本发明的吸水剂在吸水芯中的质量低于20质量%,则存在不能 获得足够的吸收效果的风险。为了通过使用本发明的吸水剂和纤维素纤维获得吸水芯,例如可适当地采用以下 常规方法使吸水剂分散在由纤维素纤维制成的纸片或垫子上,并且必要时将所述吸水剂 夹在所述纸片或垫子之间以获得所述吸水芯的方法;通过均勻混合纤维素纤维和吸水剂以 获得所述吸水芯的方法;以及类似的方法。更优选的方法包括将吸水剂和纤维素纤维干法 混合得到它们的混合物,然后压紧所述混合物以获得所述吸水芯的方法。这种方法明显防 止吸水剂从纤维素纤维中脱落。优选边加热所述混合物边进行所述压紧。所述加热在例如 50°C至200°C的范围内进行。当在吸水芯中使用根据本发明的吸水剂时,可以获得能迅速吸收液体并在吸水芯 的表面层中残余较少的液体的极其优良的吸水芯。这些优异的吸水性能使本发明的吸水剂能够用作各种用途的吸水保持剂,例如, 用于卫生材料如一次性尿布、卫生巾、失禁用垫、医疗用垫等的吸水保持剂;农业/园艺用 保水剂如泥炭癣替代物、土壤改良剂、保水剂、农业化学效果保持剂;建筑/ 土木工程用保 水剂如用于内墙材料的防凝露剂、水泥添加剂等;缓释剂、保冷剂、一次性暖身器、淤泥凝结 剂、食品保鲜剂、离子交换柱材料、淤泥/油脱水剂、干燥剂、湿度控制剂等。具体地说,本发 明的吸水剂适合用于吸收粪便、尿液和/或血液的卫生材料(例如一次性尿布、卫生巾等)。在根据本发明的吸水芯用于一次性尿布、卫生巾、失禁垫、医用垫等卫生材料中的 情况下,优选采取包括如下项目的配置方案使用所述吸水芯(a)紧贴使用者身体的液体 可渗透的表层,(b)紧贴使用者衣物而远离使用者身体的液体不渗透的背层,和(C)置于表 层和背层之间的吸水芯。所述吸水芯可以是多层的(两层或更多层)。另外所述吸水芯可 与纸浆层等结合使用。实施例通过以下实施例进一步描述本发明。但是本发明并不受限于以下实施例。在以下 实施例中,为方便起见,“质量份”可用“份”表示,“升”可用“L”表示。另外,“质量% ”可用 “wt%”表示。吸水树脂、吸水树脂颗粒或吸水剂的性能可以按照下列方法检测。如果没有特别 说明,以下检测是在室温(20至25°C )、湿度为50冊%的条件下进行。当吸水剂用于最终产品例如卫生材料时,吸水剂吸收湿气。在这种情况下,可以将 吸水剂从最终产品中适当地分离,并在低温低压下干燥(例如,在不高于ImmHg的气压和 60°C下干燥12小时),从而可对由此获得的所得物进行测量。进一步地,本发明实施例和对 比实施例中使用的吸水剂的固含量都不小于94wt%。以下测量方法的描述作为吸水剂测量 的实施例,但是吸水树脂颗粒的性能也可以采用相同的方法测量。
〈离心保留能力(CRC)>离心保留能力(CRC)表示的是在没有任何负载时,30分钟内对0. 90衬%盐水的吸 收能力。CRC也指无负载吸收能力。然后,将0. 200克吸水剂均勻地装入不织布(南国纸浆工业株式会社制造,希特龙 纸(Heatron Paper)型号为GSP-22)制成的袋子(85毫米X60毫米)里,并且将袋子热 封。然后,在室温下将袋子浸泡在过量的(通常约500毫升)0.90wt%盐水(氯化钠水溶 液)中,30分钟后取出。采用离心分离机(国产集团制造,离心机型号为H-122)在离心力 (250G)的作用下将袋子脱水3分钟(如欧洲不织布协会(edana)ABSORBENCY II 441. 1-99 中所述),并测定袋子的重量Wl (g)。另外,在不使用吸水剂的条件下进行相同操作,并测定 重量WO (g)。然后,根据下面的公式,由重量Wl和WO即可计算出离心保留能力(CRC) (g/g)。离心保留能力(CFC) (g/g)= (W1 (g) -WO (g)) / (吸水剂的重量(0. 200g)) _1<4. 83kPa下的抗压吸收率(AAP) >抗压吸收率(AAP)表示的是4. 83kPa下、60分钟内对0. 9wt%盐水的吸收能力。 AAP也指4. 83kPa下的吸收率。图1为说明AAP的测量装置的截面图。采用如图1所示的测量设备测得了抗压吸收率(AAP)。内径为60毫米的塑料支 撑柱100底部熔接一个400目(38μπι的筛目尺寸)的不锈金属网101。然后,在室温(20 至25V ) ,50% RH湿度的条件下,将0. 900克吸水剂均勻分布于不锈金属网101上。再将 活塞103及载荷104依次施加在吸水剂上。活塞103及载荷104的外径稍小于支撑柱100 的内径60毫米,从而使活塞和支撑柱之间没有缝隙,且活塞103和载荷104向上向下的移 动不受阻碍。注意,调整活塞103和负荷104以将4. 83kPa(0. 7psi)的载荷均勻地施加在 作为测试主体102的吸水剂上。然后,测量整个测量装置10的重量Wa(g)。将一个直径90毫米的玻璃过滤器106 (株式会社相互理化学玻璃制作所的产品; 小孔直径100 μ m-120 μ m)放置入直径150毫米的Petri培养皿105内。之后加入0. 90wt % 盐水108(不低于20°C但不高于25°C ),直至液面达到玻璃过滤器106的上表面。然后, 将一张直径90毫米的滤纸(Advantec东洋会社产品;产品名称JIS P3801, No. 2 ;厚度 0. 26毫米;保留颗粒的直径5 μ m)铺在其上,使滤纸107的整个表面完全浸润,除去过量 的 0. 90wt% 盐水 108。将整套测量装置10放置在湿润的滤纸107上。然后令吸水剂在载荷下吸收溶液 一小时。一个小时后,提起整套测量装置10并测量其重量Wb (g)。根据下列公式,由重量 Wa和Wb计算出4. 83kPa下的抗压吸收率(AAP) (g/g)。4. 83kPa下的抗压吸收率(AAP)= (Wb(g)-Wa(g))/吸水剂的重量(0. 900g)<盐水导流率(SFC) >盐水导流率(SFC)是表示当吸水剂溶胀时的液体渗透性的数值。SFC数值越高, 液体渗透性越高。在实例中,测试根据美国专利第5849405号中所描述的SFC测试来进行。 图2为说明SFC的测量装置的示意图。在图2所示的测量装置中,将玻璃管32插入贮槽31内,并且设定好所述玻璃管32 的下端,以使得0. 69wt%盐水33比腔室41内溶胀凝胶44的底部高出5cm。另外,贮槽31
32中的0. 69wt%盐水33通过带有旋阀的L型管34输送到腔室41。腔室41的下面设置收集 流过凝胶层的液体的收集容器48,并且所述收集容器48设置于天平49之上。腔室41的内 径为6cm,并且腔室41下部的底面上设置400号的不锈金属网(38 μ m的筛目尺寸)42。活 塞46的下部设有允许液体通过的孔47,并且将具有高透过性的玻璃过滤器45设在其底部 从而不让吸水剂或溶胀凝胶进入孔47。腔室41放在用于该腔室的架台上,而与腔室41接 触的架台表面设置在不妨碍液体透过的不锈金属网43之上。人工尿液(1)通过将0. 25g 二水合氯化钙、2. Og氯化钾、0. 50g六水合氯化镁、 2. Og硫酸钠、0. 85g磷酸二氯铵、0. 15g磷酸氢二铵和994. 25g纯水混合而成。使用如图2所示的测量装置20,在2. 07kPa(0. 3psi)的载荷下使均勻分布在容器 40中的吸水剂(0.900g)在人工尿液(1)中溶胀60分钟,以得到凝胶44,并记录下所得到 的凝胶44的凝胶层高度。下一步,在2. 07kPa(0. 3psi)的压力下,使0. 69wt%盐水33在恒 定的静水压力下从贮槽31流出,经过所述溶胀凝胶层。此SFC测试在室温(不低于20°C但 不高于25°C)下进行。利用计算机及天平记录每20秒内流过所述凝胶层的液体量,作为时 间的函数记录10分钟。以增重(g)除以时间增量(s)来确定溶液流经溶胀凝胶44(主要 是在凝胶颗粒之间)的流速?8(10,单位为8/8。得到恒定的静水压力和稳定的流速的时间 设为“Ts”,并且只用“Ts”与10分钟之间所得到的数据计算流速,用“Ts”与10分钟之间计 算的流速计算Fs (T = 0)的值,即溶液流经所述凝胶层的第一流速。从Fs (T)和时间之间 关系的最小均方逼近得到的结果外推至T = 0来计算Fs (T = 0)。盐水导流率(SFC)= (Fs (T = 0) XL0)/(p XAX ΔP)= (Fs (Τ = 0) X L0)/139506这里,Fs (Τ = 0)流速,用 g/s 表示LO 凝胶层的高度,用cm表示ρ =NaCl 溶液的密度(1. 003g/cm3)A 腔室41的凝胶层上面的面积(28. 27cm2)Δ P 施加于凝胶层的静水压力(4920dyne/cm2)。另外,SFC值的单位是 (1(Γ7 · cm3 · s · 。在由于液体流过太快使得静水压力不满足上述条件的情况下,也可以通过将ΔΡ 的值变为通过盐水的液面高度计算出来的值来计算SFC。〈Vortex 吸水时间 >对于Vortex吸水时间而言,通过如下步骤测量生理盐水的Vortex吸水时间将 0. 02份食用蓝No. 1亮蓝=落日黄(FCF,食品添加剂)添加至1000质量份的前面已经准备 好的生理盐水(0.9%盐水);将所获得的生理盐水的温度调节至30°C;称取50ml由此获得 的添加了食用蓝No. 1亮蓝的生理盐水并将其加入IOOml的烧杯中;在使用搅拌器芯片(长 度40mm,直径8mm)搅拌所述盐水的同时,在所述盐水中加入2. Og吸水剂(或吸水树脂); 然后测量Vortex吸水时间(秒)。根据JIS K 7224(1996)描述的标准“超吸收性聚合物 的吸水速度的测试方法一说明书”决定测量终点。将所述吸水剂(或所述吸水树脂)放入 盐水中的时间和所述搅拌器芯片被已经吸收了盐水的吸水剂(或吸水树脂)测试溶液覆盖的时间之间的时间间隔确定为Vortex吸水时间(秒)。<FSR(自由溶胀速率)>FSR是吸水剂的吸收液体的速度的指标。较高值的吸收速度是优选的。使用具有 高FSR值的吸水剂可以获得液体吸收速度优异的吸水芯。所述吸收速度采用以下方法测量。精确称取1. 000士0. 0005g的吸水剂的重量至小数点后四位(Wc (单位g)),然后 将其加入25ml的玻璃烧杯中(直径32-34mm,高度50mm)。在这个过程中,以这样的方式 将吸水剂加入烧杯中烧杯中的所述吸水剂的上表面是平的。必要时,可以轻轻敲打烧杯以 使得所述吸水剂是平的。接下来,称取温度调节至23°C 士2. 0°C的20ml的0.9质量%氯化 钠水溶液并将其加入50ml的玻璃烧杯中,并且所述0. 9质量%氯化钠水溶液的重量测量精 确至小数点后四位(Wd(单位g))。然后将所述称量过的0. 9质量%氯化钠水溶液迅速倒 入含有吸水剂的25ml的烧杯中,在被倒入的氯化钠水溶液与所述吸水剂互相接触时开始 测量时间。在测量过程中,通过以大约20°的角度观察烧杯内的氯化钠水溶液的上表面来 用眼睛观察上表面。然后,在所述氯化钠水溶液的上表面被吸收了氯化钠水溶液的吸水剂 的上表面代替时(由于吸水剂吸收了氯化钠水溶液所导致),停止时间的测量(Th (单位 秒))。接着,测量在倒入氯化钠水溶液后附在烧杯上的剩余的氯化钠水溶液的重量至小数 点后四位(We(单位g))。已经倒入的氯化钠水溶液的重量(Wf (单位g))通过以下的公 式(a)计算。进一步地,通过以下的公式(b)计算FSR(单位g/g/sec)。公式(a):fff(g) = ffd(g)-ffe(g)公式(b):FSR(g/g/sec) = fff/(ThXffc)相同的测量对每个试样进行三次,并且计算上述测量的平均值作为测量的结果。<质量平均颗粒尺寸(D50)和颗粒尺寸分布的对数标准差(σ ζ ) >测试根据国际公开第2004/69915号的小册子中描述的质量平均颗粒尺寸(D50) 和对数标准差(σ ζ)测试进行。〈具有能够通过筛目尺寸为150μ m的筛网的颗粒尺寸的颗粒的比例〉以与质量平均颗粒尺寸(D50)和颗粒尺寸分布的对数标准差(σ ζ)相同的方式 进行分级,使具有能够通过筛目尺寸为150μπι的筛网的颗粒尺寸的颗粒的比例(wt%)由 通过筛目尺寸为150 μ m的筛网的颗粒的量来计算。〈吸水剂的固含量〉吸水剂的固含量表示吸水剂中在180°C下不挥发的组分的比例。进一步地,固含量 与湿气含量的关系如下。固含量(wt % ) = 100-湿气含量(wt % )所述固含量是通过以下的方式测得称量大约Ig吸水剂(重量Ws (单位g))并倒入底面直径约5cm的铝杯(重量 Wl (单位g))中,然后在180°c的无风干燥器中静置3小时以干燥所述吸水剂。之后称量 铝杯和干燥后的吸水剂的总重量(Wk(单位g)),并且根据下式计算固含量。固含量(wt% ) = ((ffk-ffl)/ffs) XlOO<水溶性成分(水溶性组分)的量>称量184. 3g的0. 90衬%盐水并将其倒进250ml的带盖塑料容器中。然后向该溶液中加入1. OOg吸水剂,将装有上述溶液和所述吸水剂的塑料容器通过转动磁力搅拌子 (直径8mm,长度25mm)以500rpm搅拌16小时,由此从树脂中萃取出可萃取成分。用滤纸 (Advantec东洋会社的产品,品名JIS P3801,No. 2 ;厚度0. 26mm,保留颗粒直径5μπι)过 滤此萃取溶液,由此获得滤液。然后称出50. Og滤液以用作待测溶液。首先,用0. IN NaOH溶液仅滴定0. 90wt%盐水,直至盐水的ρΗ达到10。然后用0. IN HCl溶液滴定该盐水直至ρΗ达到2. 7。由此方式测定空白滴定量([bNaOH]ml和[bHCl]ml)。对待测溶液进行同样的操作,由此测定滴定量([NaOH]ml和[HCl]ml)。之后,例如,在吸水剂中包含已知量的丙烯酸及其钠盐作为其主要组分的情况下, 依据以下的方程式由单体的平均分子量及通过上述操作得到的滴定量计算出吸水剂中水 溶性成分的量。在吸水剂中包含未知量的丙烯酸及其钠盐的情况下,通过使用由滴定计算 出的中和率计算出单体的平均分子量。水溶性成分(wt % )= 0. IX (平均分子量)X 184. 3X 100X ([HCl]-[bHCl])/1000/1. 0/50. 0中和率(mol%)= (1-([NaOH]-[bNaOH]))/([HC1]-[bHCl])) X 100< 定高吸收(FHA) >依据US2005/000319A1中所披露的方法测量定高吸收(FHA)。在本发明中,上述测 量在20cm的高度下进行。<油漆震荡器试验>油漆震荡器试验(PS)如下。首先,将IOg直径为6mm的玻璃珠和30g吸水树脂或 吸水剂放入直径6厘米、高11厘米的玻璃容器内,并将玻璃容器放在一个油漆震荡器(株 式会社东洋精机制作所的产品,产品编号488)内以800圈/分钟(CPM)进行震动。有关 该仪器的详细描述公开在日本未审查专利公开特开平9-235378中。描述为“油漆震荡器试 验1”的试验的震动时间为30分钟,而描述为“油漆震荡器试验2”的试验的震动时间为10 分钟。振动后,用筛目尺寸为2毫米的JIS标准筛除去玻璃珠。由此获得受到破坏的吸 水树脂颗粒或吸水剂。<对吸水剂的着色性评价(Hunter,s Lab色彩体系/L值、a值、b值、YI值)>使用分光色差计SZ- Σ 80色彩测试系统(COLOR MEASURING SYSTEM)(日本电色 的产品)对吸水剂的着色性进行评价。选取反射测量作为测量的预设条件,并且使用内径 为30mm、高度为12mm的附属的粉末-膏糊载物台。下一步,以粉末-膏糊标准圆形白色板 No. 2和30Φ泛光管用作标准物。大约5g吸水剂被放入内置载物台中(相当于该内置载 物台的约60% )。然后在室温(从20至25°C )和湿度为50RH%的条件下,使用上述的分 光色差计测量Hunter’ s Lab色彩体系中的L值(亮度亮度指数)、a值(色度)和b值 (色度)。这些值表示“暴露前的L值、a值和b值”。下一步,大约5g吸水剂被放入所述膏糊载物台中,将包含吸水剂的膏糊载物台在 温度被调至70 士 1 °C且相对湿度被调至65 士 1 %的恒温恒湿器(TABAI ESPEC株式会社的产 品,PLATINOUS LUCIFFER,PL-2G)中暴露7天。该暴露过程是为了在7天内促进着色而进 行的测试。暴露后,使用分光色度计测定Hunter’ s Lab色彩体系中的L值(亮度)、a值(色度)和b值(色度)。所测得的值表示“在70士 1°C以及相对湿度为65士 的大气中 暴露7天后的L值、a值和b值”。L值越高越是优选的。另外,优选a值和b值的绝对值接近零。进一步地,使用上述同一种仪器和同一种测量方法可以同时测定其他目标颜色 YI (黄色指数)或WB(白平衡(White Blue))。WB越大或YI越小,则吸水剂着色越少且其 颜色越接近于实质上的白色。<聚合物⑶的合成实施例>用于根据本发明的吸水剂中的聚合物⑶的合成实施例如下所述,其中所述聚合 物(B)包含氨(bl)、胺(b2)和环氧卤丙烷(b3)作为基本组分。(合成实施例1)在配备有搅拌装置、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的反应器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% )、6. 8克氨水(25% )和172. 6克水。搅拌该混合物以使得上述物质均勻 溶解,然后通过滴液漏斗经过大约3小时将101. 8克环氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完 成滴加后,所得到的产物在80°C下反应6小时,由此获得树脂含量为39%的无色-淡黄的 水溶液。通过GPC(凝胶渗透色谱仪)测得的所得到的聚合物的重均分子量为20,000。(合成实施例2)在配备有搅拌装置、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的反应器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% ) ,34. 0克氨水(25% )和217. 9克水。搅拌该混合物以使得上述物质均勻 溶解,然后通过滴液漏斗经过大约3小时将138. 8克环氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完 成滴加后,所得到的产物在80°C下反应8小时,由此获得树脂含量为39%的无色-淡黄的 水溶液。通过GPC测得的所得到的聚合物的重均分子量为25,000。(合成实施例3)在配备有搅拌装置、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的反应器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% )、68克氨水(25% )和2746克水。搅拌该混合物以使得上述物质均勻溶 解,然后通过滴液漏斗经过大约3小时将185克环氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完成滴 加后,所得到的产物在80°C下反应10小时,由此获得树脂含量为39%的无色-淡黄的水溶 液。通过GPC测得的所得到的聚合物的重均分子量为30,000。(合成实施例4)在配备有搅拌装置、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的反应器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% ) ,68. 0克氨水(25% )和81克水。搅拌该混合物以使得上述物质均勻溶 解,然后通过滴液漏斗经过大约3小时将203. 5克环氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完成 滴加后,所得到的产物在90°C下反应10小时,由此获得树脂含量为57%的无色-淡黄的水 溶液。通过GPC测得的所得到的聚合物的重均分子量为80,000。(合成实施例5)在配备有搅拌装置、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的反应器中加入146. 2克二 乙胺水溶液(50% ) ,34. 0克氨水(25% )和231. 9克水。搅拌该混合物以使得上述物质均 勻溶解,然后通过滴液漏斗经过大约3小时将138. 8克环氧氯丙烷滴加至所述混合物。在 完成滴加后,所得到的产物在80°C下反应10小时,由此获得树脂含量为39%的无色-淡黄 的水溶液。通过GPC测得的所得到的聚合物的重均分子量为30,000。
(合成实施例6)在配备有搅拌装置、回流冷凝器、滴液漏斗和温度计的反应器中加入120. 5份水、 30. 4 份(0. 5mol)28% 的氨水、45 份(0. 5mol) 50%二乙胺禾口 18. 3 份(0. 25mol)正丁胺。然 后在低于40°C的温度下经过90分钟将115. 6份(1. 25mol)环氧氯丙烷滴加至该混合物。 在完成滴加后,所述混合物的温度上升至40°C并且在40°C下保持1小时。之后,所述混合 物的温度上升至80°C并且在80°C下保持1.5小时。然后,将所述混合物冷却至室温。所获 得反应产物具有52. 6%的固含量,23. Ocps的粘度和5. 5的pH。〈制造本发明的吸水剂>(实施例1)在由容积为10升、设有两个Σ型桨叶和夹套的双臂型不锈捏合机加上顶盖构成 的反应器中,通过将436. 4克丙烯酸、4617. 9克37质量%的丙烯酸钠水溶液、395. 96克 纯水、10. 13克(0.08mol%)聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为523 ;对于用作内部交 联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯而言,加入的环氧乙烷的平均摩尔数(η)为9)以及0.873克 (0.04mol% )1,4_ 丁二醇溶解以得到反应液。然后,一边使该反应液保持在25°C,一边使 其在氮气气氛下脱气20分钟。溶解在上述体系中的氧气为Ippm或以下。随后,一边搅拌 一边将14. 53克20质量%的过硫酸钠水溶液和24. 22克1质量%的L-抗坏血酸水溶液加 入上述反应液中。在大约34秒后上述反应溶液达到25. 5°C,然后开始聚合。在聚合开始 3分钟后将21. 55克(总单体质量200衬 111)2质量%的乙二胺四甲叉膦酸五钠盐(简称 EDTMP -5Na)水溶液加入体系。然后在不低于25. 5°C且不高于92°C范围内的温度下进行所 述聚合,同时将得到的凝胶压碎。在聚合反应开始30分钟后取出水凝胶交联聚合物。将所 获得的水凝胶交联聚合物压碎以使得大部分凝胶颗粒的直径为约5mm或以下。将粉碎后的水凝胶交联聚合物铺展到50目的金属丝网上,然后在180°C下热空气 干燥45分钟。干燥后的水凝胶用辊式研磨机进行粉碎,再用筛孔尺寸为710 μ m的JIS标 准筛进行分级。穿过了上述JIS标准筛的颗粒进一步用筛孔尺寸为172 μ m的JIS标准筛 进行分级。除去穿过筛孔尺寸为172 μ m的JIS标准筛的细颗粒,由此得到质量平均颗粒尺 寸(D50)为389 μ m、颗粒尺寸分布的对数标准差(σ ζ )为0. 31的不规则粉碎的吸水树脂 (a)。该吸水树脂(a)的离心保留能力(CRC)为32. 9 (g/g),并且包含9. 7质量%的水溶性 成分和0. 3质量%的具有能穿过筛孔尺寸为150 μ m的筛网的尺寸的颗粒。将由通过混合0. 34份1,4- 丁二醇、0. 56份丙二醇和3. 0份纯水制备的液体组成 的表面交联液体与100份获得的上述吸水树脂(a)均勻混合。将所得混合物在208°C下加 热40分钟。然后,将所得颗粒粉碎,使其能通过筛孔尺寸为710μπι的JIS标准筛。由此得 到每个颗粒都进行了表面交联的吸水树脂颗粒(1)。然后,对所述吸水树脂颗粒(1)进行油漆震荡器试验1。从而由所述吸水树脂颗 粒(1)获得吸水树脂颗粒(ID)。所述吸水树脂颗粒(ID)的质量平均颗粒尺寸(D50)为 389 μ m,颗粒尺寸分布的对数标准差(σ ζ)为0.31,水溶性成分为9.2质量%并且具有能 够穿过筛孔尺寸为150 μ m的筛网的尺寸的颗粒的量为0. 4质量%。表1中示出了所述吸水树脂(a)的性能。表2中示出了所述吸水树脂颗粒(ID) 的性能。将通过混合2. 0质量份的UNISENCE KHE 102L (由SENKA公司制造,二甲胺/氨/环氧氯丙烷树脂,平均分子量约为70,000 (参考值),含有浓度为50质量%的固体组分的水 溶液,当将该水溶液稀释至时的PH约为6)和2. 0质量份甲醇制备的混合溶液添加至 100质量份的吸水树脂颗粒(ID)中。在上述过程中,一边搅拌所述吸水树脂颗粒(ID) — 边加入所述混合溶液,以将所述溶液均勻地添加至所述颗粒中。在没有空气流通下将所得 混合物静置并在90°C下干燥1小时。然后,令得到的混合物穿过筛孔尺寸为710 μ m的JIS 标准筛。由此获得吸水剂(1)。所述吸水剂(1)的质量平均颗粒尺寸(D50)为395 μ m,颗 粒尺寸分布的对数标准差(σ ζ)为0.30,水溶性成分为9.0质量%并且具有能够穿过筛孔 尺寸为150 μ m的筛网的尺寸的颗粒的量为0质量%。注意二甲胺/氨/环氧氯丙烷树脂是一种含有通过以下化学式(1)表示的结构和 通过以下化学式(2)表示的结构的聚合物
权利要求
一种吸水剂,包括吸水树脂(A);以及聚合物(B),所述聚合物为主链上含有羟基的多胺聚合物。
2.根据权利要求1所述的吸水剂,其特征在于,所述聚合物(B)是通过胺(b2)和环氧 卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应获得的聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的吸水剂,其特征在于,所述聚合物(B)是通过氨(bl)、胺 /所述胺(b2)以及环氧卤丙烷/所述环氧卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应获得的聚 合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸水剂,其特征在于,所述吸水树脂(A)具有交 联的表面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的吸水剂,其特征在于,相对于100质量份的吸水 树脂(A),所述聚合物(B)为0. 001至10质量份。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸水剂,其特征在于,所述聚合物(B)的重均分 子量不低于5,000道尔顿但不高于2,000, 000道尔顿。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的吸水剂,其特征在于,所述吸水树脂㈧为聚 丙烯酸和/或其盐的交联聚合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的吸水剂,其特征在于,所述吸水剂含有1至20 质量%的水。
9.一种制造吸水剂的方法,所述方法包括将吸水树脂(A)和聚合物(B)混合,所述聚合物为主链上含有羟基的多胺聚合物。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述聚合物(B)是通过胺(b2)和环氧卤 丙烷(b3)作为单体和基本组分反应得到的聚合物。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述聚合物(B)是通过氨(bl)、胺 /所述胺(b2)和环氧卤丙烷/所述环氧卤丙烷(b3)作为单体和基本组分反应得到的聚合 物。
全文摘要
本发明提供了一种在离心保留能力(CRC)和盐水导流率(SFC)之间的平衡方面表现优异的吸水剂以及一种制造所述吸水剂的方法。所述制造吸水剂的方法包括混合(i)吸水树脂(A)与(ii)聚合物(B),所述聚合物为主链上含有羟基的多胺聚合物,所述制造吸水剂的方法提供了一种包含(i)所述吸水剂(A)和(ii)所述聚合物(B)的吸水剂,所述聚合物为主链上含有羟基的多胺聚合物。
文档编号A61F13/15GK101939383SQ20098010465
公开日2011年1月5日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年3月7日
发明者池内博之, 町田沙耶加, 足立芳史, 鸟井一司 申请人:株式会社日本触媒
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