吸收剂材料、包括吸收剂材料的产品、组合物和制备吸收剂材料的方法
【专利说明】吸收剂材料、包括吸收剂材料的产品、组合物和制备吸收剂材 料的方法
[0001]相关申请的交叉引用 本申请要求2012年9月26日提交的题为"Absorbentmaterials,productsincluding absorbentmaterials,COMPOSITIONS,ANDMETHODSOFMAKINGAbsorbentmaterials (吸收剂材料、包括吸收剂材料的产品、组合物和制备吸收剂材料的方法r的美国临时申请 序列号61/705,703的优先权，其通过引用而全文结合到本文中。
[000^ 背景 纸产品的一个重要特性是能吸收流体，特别是，含水溶液。纸产品不应过度昂贵或提供 可能对使用产品的人具有不利作用的化学品。虽然一些纸产品实现一个或多个运些目标， 仍需要找到目前商业化的产品的备选。
[0003] 发明概述 在本文描述的各种示例性实施方案中，具有施用的吸收剂材料(例如，吸收剂膜)的吸 收剂结构(例如，纸材料)可通过用施用的吸收剂材料形成体系(也称为"膜形成体系")处理 纤维(例如，纤维素纤维)而形成、吸收剂材料、组合物、制备吸收剂材料的方法等。
[0004] 至少一个实施方案提供了一种包括具有施用的吸收剂材料的吸收剂结构的结构， 所述结构通过W下方法形成，所述方法包括用包含多胺聚酷氨基胺表面代醇树脂的施用的 吸收剂材料形成体系来处理纤维，其中所述施用的吸收剂材料W约10:1或更多的多胺聚酷 氨基胺表面代醇树脂的干聚合物重量的比率吸收水。
[0005] 至少一个实施方案提供了一种制备吸收剂结构的方法，所述方法包括：向纤维引 入包含多胺聚酷氨基胺表面代醇树脂的施用的吸收剂材料形成体系。
[0006] 至少一个实施方案提供了具有施用的吸收剂材料的吸收剂结构，所述结构通过W 下方法形成，所述方法包括用包含两种或更多种聚合物的共混物的施用的吸收剂材料形成 体系来处理纤维，其中至少一种第一聚合物自交联并且对共混物中的其它聚合物中的一种 具有反应性，和与第一聚合物反应的至少第二聚合物，其中所述施用的吸收剂材料W约10: 1或更多的共混物的干聚合物重量的比率吸收水。
[0007] 至少一个实施方案提供了一种制备吸收剂结构的方法，所述方法包括向纤维引入 包含两种或更多种聚合物的共混物的施用的吸收剂材料形成体系，其中至少一种第一聚合 物自交联并且对共混物中的其它聚合物中的一种具有反应性，和与第一聚合物反应的至少 第二聚合物，其中所述膜W约10:1或更多的共混物的干聚合物重量的比率吸收水。
[000引至少一个实施方案提供了一种组合物，所述组合物为两种或更多种聚合物的共混 物的混合物，其中至少一种第一聚合物自交联并且对共混物中的其它聚合物中的一种具有 反应性，和与第一聚合物反应的至少第二聚合物，其中施用的吸收剂材料形式的混合物W 约10:1或更多的共混物的干聚合物重量的比率吸收水。
[0009]实施方案的详细描述 在详细描述本公开的实施方案之前，应理解的是，除非另外指示，否则本公开不局限于 具体的材料、试剂、反应材料、制造过程等，因此可变化。还应理解的是本文使用的术语仅用 于描述具体实施方案的目的，并且不旨在限制。在本公开中，还可能各步骤可W按逻辑上可 能的不同的顺序执行。
[0010] 当提供值的范围时，应理解的是，该范围的上限和下限之间，至下限单位的十分之 一的每一个插入值(除非上下文明确说明另外的情况），W及在该陈述范围中的任何其它陈 述值或插入值，包括在本公开内。运些较小范围的上限和下限可独立地包括在运些较小的 范围内，并且包括在本公开内，服从在所述范围中任何具体排除的限度。当所述范围包括一 个或两个限度时，排除那些包括的限度中任一个或两个的范围也包括在本公开中。
[0011] 除非另外限定，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域普通 技术人员通常理解的相同含义。虽然与本文描述的那些类似或等价的任何方法和材料也可 用于本公开的实践或测试，现在描述优选的方法和材料。
[0012] 在本说明书中引用的所有出版物和专利通过引用结合到本文中，如同具体和单独 地说明每一个单个出版物或专利通过引用结合到本文中，并且通过引用结合到本文中，用 于与引用的出版物结合来公开和描述方法和/或材料。任何出版物的引用是针对在提交曰 期之前的公开内容，并且不应看作是承认由于现有的公开内容而本公开不早于运些出版 物。此外，提供的出版物的日期可能不同于实际的出版物日期，运可能需要独立地证实。
[0013] 在阅读本公开之后，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本文描述和说明的 每一个单独实施方案具有离散的组分和特征，在不偏离本公开的范围或精神的情况下，可 容易地与任何其它数个实施方案的特征分离或组合。任何引用的方法可按照陈述事件的顺 序或者在逻辑上可能的任何其它顺序进行。
[0014] 除非另外指示，否则本公开的实施方案将采用在本领域的技术范围内的化学、合 成有机化学、纸化学等的技术。运些技术在文献中得到充分解释。
[0015] 提出实施例，为本领域普通技术人员提供如何实施方法和使用本文公开和要求保 护的组合物和化合物的完整的公开和描述。已进行努力W确保关于数字(例如，量、溫度等） 的准确度，但是应考虑一些误差和偏差。除非另外指示，否则份数为重量份，溫度计，并 且压力处于或接近大气压。标准溫度和压力定义为20°C和1大气压。
[0016] 必须注意到，除非上下文明确说明另外的情况，否则在说明书和所附权利要求中 使用的单数形式"一个"和"该"包括复数对象。因此，例如，提及"一个载体"包括多个载体。 在本说明书和在后面的权利要求中，除非相反的意图明显，否则提及多个术语和短语应定 义为具有W下含义。
[0017] 定义 术语"被取代的"指在指定的原子上或在化合物中的任何一个或多个氨可被从指示基 团的选择所代替，条件是不超过指定的原子的正常化合价，并且该取代导致稳定的化合物。
[0018] "丙締酷胺单体"指下式的单体： 此C=C(Ri)C(0)NR2R3,其中Ri为H或C1-C4烷基，R2和R3为H、Ci-C4烷基、芳基或芳基烷基。 示例性丙締酷胺单体包括丙締酷胺和甲基丙締酷胺。
[0019] "醒"指含有一个或多个醒(-C册)基团的化合物，其中醒基团能够与本文描述的包 含氨基或酷氨基的聚合物的氨基或酷氨基反应，示例性醒可包括甲醒、多聚甲醒、戊二醒、 乙二醒等。
[0020] "脂族基团"指饱和或不饱和的直链或支化控基，并且包括例如烷基、締基和烘基。
[0021] "烷基"指通过除去单一氨原子，衍生自直链或支链饱和控的一价基团。示例性烧 基包括甲基、乙基、正丙基和异丙基、十六烷基等。
[0022] "亚烷基"指通过除去两个氨原子，衍生自直链或支链饱和控的二价基团。示例性 亚烷基包括亚甲基、亚乙基、亚丙基等。
[0023] "酷氨基"和"酷胺"指式-C(O)NYiYs的基团，其中Yi和Y2独立地选自H、烷基、亚烧 基、芳基和芳基烷基。
[0024] "氨基"和"胺"指式-NY3Y4的基团，其中Y3和Y4独立地选自H、烷基、亚烷基、芳基和 芳基烷基。
[0025] "芳基"指约6-约10个碳原子的芳族单环或多环环系统。芳基任选被一个或多个 Ci-Cw烷基、亚烷基、烷氧基或面代烷基取代。示例性芳基包括苯基或糞基，或被取代的苯基 或被取代的糞基。
[0026] "芳基烷基"指芳基-亚烷基-基团，其中芳基和亚烷基如本文定义。示例性芳基烧 基包括苄基、苯基乙基、苯基丙基、1 -糞基甲基等。
[0027] "烷氧基"指通过氧桥连接的具有指示数目的碳原子的如上定义的烷基。示例性烧 氧基包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正下氧基、仲下氧基、叔下氧基、正戊氧基和 仲戊氧基. "面素'指氣、氯、漠或舰。
[0028] "二簇酸化合物"包括有机脂族和芳族(芳基)二簇酸和它们的相应的酷氯、酸酢和 醋，和它们的混合物。示例性二簇酸化合物包括马来酸、班巧酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛 二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、糞二甲酸、马来酸二甲醋、丙 二酸二甲醋、丙二酸二乙醋、班巧酸二甲醋、班巧酸二异丙基醋、戊二酸二甲醋、戊二酸二乙 醋、己二酸二甲醋、己二酸甲醋乙醋、癸二酸二甲醋、邻苯二甲酸二甲醋、间苯二甲酸二甲 醋、对苯二甲酸二甲醋、糞二甲酸二甲醋、二元醋(D肥）、聚化二醇）双(簇甲基)酸、班巧酷 氯、戊二酷氯、己二酷氯、癸二酷氯、癸二酸醋、邻苯二甲酯氯、间苯二甲酯氯、对苯二甲酯 氯、糞二甲酸醋、马来酸酢、班巧酸酢、戊二酸酢、邻苯二甲酸酢、1,8-糞二甲酸酢等。
[0029] "聚亚烷基多胺"可包括多胺，例如聚亚乙基多胺、聚亚丙基多胺和聚氧亚下基多 胺。在一个实施方案中，"聚亚烷基多胺"指具有两个伯胺(-NH2)基团和至少一个仲胺基团 的那些有机化合物，其中氨基氮原子通过亚烷基连接在一起，条件是没有两个氮原子与相 同的碳原子连接。示例性聚亚烷基多胺包括二亚乙基S胺(DETAKS亚乙基四胺(TETA)、四 亚乙基五胺(TEPA)、二亚丙基S胺等。
[0030] "聚酷氨基胺"指一种或多种多元簇酸和/或多元簇酸衍生物与一种或多种聚亚烧 基多胺的缩合产物。
[0031]"聚乙締基胺"和"聚乙締基甲酯胺/乙締基胺"可指N-乙締基甲酯胺和/或N-乙締 基乙酷胺的均聚物或共聚物，其中一些摩尔％的甲酯基或乙酷胺基团水解，W形成聚乙締基 胺或聚乙締基甲酯胺/乙締基胺。水解的程度可W在约1-约100摩尔%或约5-约95摩尔%或甚 至约10-约90摩尔%变化。例如，可得到商品化N-乙締基甲酯胺聚合物，其中30摩尔％的甲酯 基水解。因此，聚乙締基胺可为N-乙締基甲酯胺聚合物，其经水解W得到聚乙締基胺，其中 胺的摩尔％在约1-约100摩尔％、约10-约100摩尔％、约20-约100摩尔％、约30-约100摩尔％、约 40-约95摩尔％或约50-约95摩尔％范围。在一个实施方案中，对N-乙締基甲酯胺进行的水解 反应通过已知的方法通过酸、碱或酶的作用而进行。参见例如，美国专利4,421，602、5,290，880和6,797,785,每一个专利通过引用结合到本文中。在一个实施方案中，聚乙締基胺(在 乙醒酸化之前）的平均分子量为例如1000-10，〇〇〇,〇〇〇,优选10,000-5，000,000道尔顿(通 过光散射测定）。运相应于例如K值为5-300,优选10-250(根据H. Fikentscher测定，在5% 强度氯化钢水溶液中，在25°C下，聚合物浓度为0.5重量％)。在一个实施方案中，聚乙締基胺 聚合物可为直链、交联的、链转移的或交联的和链转移的(结构化的）。
[0032]"纸强度"指纸材料的性质，并且可尤其是在干强度和/或湿强度方面表述。干强度 为干纸张呈现的拉伸强度，在测试前，通常在均匀湿度和室溫条件下调节。湿强度为在测试 前已被水润湿的纸张呈现的拉伸强度。
[0033]"非织造织物"或"非织造网"指具有夹层的单独纤维或线的结构的网，而不是像编 织的织物采用规则的或可识别的方式。合适的纤维包括天然和合成的纤维，例如，纤维素纤 维、用于造纸的所有品种的木纤维、非木质纤维（例如，甘薦渣、草、竹等)和其它植物纤维， 例如棉纤维、衍生自再循环纸的纤维；和合成纤维，例如媛索、尼龙、玻璃纤维或聚締控纤 维。形成的产品可仅由合成纤维组成。天然纤维可与合成纤维混合。例如，在产品的制备中， 材料可用合成纤维(例如尼龙或玻璃纤维)加强，或者用非纤维材料(例如塑料、聚合物、树 脂或洗剂)浸溃。在一个实施方案中，非织造织物或网可由各种方法形成，例如烙喷方法、纺 粘方法、空气敷设方法、复合成网方法、发泡形成方法、射流喷网方法和粘合粗疏网方法。非 织造织物或网还可包括纤维素纤维网和使用各种方法形成的其它吸收剂纤维网，W及具有 开口用于通过液体的多孔膜。非织造织物的基础重量可用材料的盎司/平方码(osy)或克/ 平方米(gsm)表述，可用的纤维直径通常用微米表述。
[0034] 本文使用的术语"纸"或"纸产品"（运两个术语在本文中可互换使用）理解为包括 含有纸纤维的片材材料，其也可含有其它材料。合适的纸纤维包括天然和合成的纤维，例 如，纤维素纤维、用于造纸的所有品种的木纤维、非木质纤维(例如，甘