气味和颜色稳定的吸水组合物的制作方法
【专利说明】气味和颜色稳定的吸水组合物
[0001] 本发明涉及吸水组合物、生产吸水组合物的方法，可通过该方法得到的吸水组合 物，复合物，生产复合物的方法，可通过该方法得到的复合物，化学产品如泡沫、模制品、纤 维、箔、膜、电缆、密封材料、吸液卫生制品、植物和真菌生长调节剂的载体、包装材料、土壤 添加剂或建筑产品，以及吸水组合物的用途。
[0002] 超吸收剂为水溶性交联聚合物，其能够在压力下通过溶胀并形成水凝胶而吸收 并保持大量水、含水流体，尤其是体液，优选尿或血液。超吸收剂优选吸收不小于其自身 重量的100倍的水。关于超吸收剂的其它细节公开于"Modern Superabsorbent Polymer Technology"，F. L. Buchholz，A. T. Graham，Wiley_VCH，1998 中。由于这些特性，这些吸水聚 合物主要并入卫生制品如婴儿尿布、失禁产品或卫生巾中。
[0003] 目前市售的超吸收剂包含基本交联的聚丙烯酸或交联淀粉-丙烯酸接枝聚合物， 其中羧基用氢氧化钠或氢氧化钾水溶液部分中和。这些可通过使单体丙烯酸和/或其盐在 合适交联剂的存在下自由基聚合而得到。发现不同的聚合方法可用于此处，实例为溶液聚 合方法、乳液聚合方法或悬浮聚合方法。这些不同的方法最后得到粒径为150-850 μπι的颗 粒形式的吸水聚合物，然后将其并入卫生制品中。
[0004] 然而，这类超吸收剂倾向于在长期储存以后的颜色劣化。超吸收剂经受从干净的 清晰白色至甜蜜棕色的颜色转变的倾向在储存时间、温度和湿度提高时加速。在温带气候 中，例如美国和欧洲，超吸收剂经受颜色劣化的速率是足够低的，使得超吸收剂或包含超吸 收剂的制品通常在肉眼可观察到颜色变化以前消耗。然而，在热带和亚热带气候中，例如南 美和东南亚，超吸收剂颜色劣化足够快，使得颜色变化通常在超吸收剂或包含超吸收剂的 制品消耗以前发生。
[0005] 超吸收剂的颜色劣化不仅归因于自由基聚合中所用并保留在聚合物中的引发 剂，实例为抗坏血酸和过氧化二硫酸钠，以及通常包含在丙烯酸中用于抑制自发聚合的 抑制剂，实例为氢醌的单甲醚（HQME)，而且归因于在其制备以后混入超吸收剂中的某 些添加物质材料。在该上下文中发现颜色稳定性特别受氧化剂如过碳酸钠影响，其如 W0-A-2009/066255所教导，以颗粒形式混入超吸收剂中以便可改进超吸收剂的气味形成性 能。当包含超吸收剂的卫生制品吸收流体如尿时，由于尿的组分，尤其是氨和其它碱性含氮 化合物，通常快速形成不愉悦的气味。细菌生长也可导致引起气味的产物和/或导致皮肤 刺激。为解决该问题，W0-A-2009/066255提出氧化剂如过碳酸钠与漂白活性剂一起并入卫 生制品中。优选，氧化剂与超吸收剂一起并入卫生制品的吸收剂芯中。然而，此处发生超吸 收剂的颜色稳定性明显受氧化剂的存在影响。因此，改进的气味稳定性以降低的颜色稳定 性为代价出现。
[0006] 因此，本发明解决的问题是克服由现有技术获悉的缺点。
[0007] 本发明解决的问题更特别是描述特征不仅是有利的气味稳定性，而且是有利的颜 色稳定性的吸水组合物。
[0008] 本发明解决的问题还有描述制备这类有利的吸水组合物的方法。
[0009] 对解决如开头所定义的问题的贡献由至少包含以下组分的吸水组合物做出：
[0010] i) 89-99. 89重量％，更优选91. 2-98. 9重量％，最优选94. 5-97. 8重量％的至少一 种吸水聚合物；
[0011] ii)〇. 1-10重量％，更优选1-8重量％，最优选2-5重量％的至少一种氧化剂；
[0012] iii)0. 01-1重量％，更优选0. 1-0. 75重量％，最优选0. 2-0. 5重量％的至少一种 抑制自由基聚合的抑制剂，
[0013] 其中重量量各自基于吸水组合物的总重量。
[0014] 在本发明吸水组合物的一个特定实施方案中，组分iii)与组分ii)的重量比为 1:20-1:1，更优选 1:15-1:2,最优选 1:10-1:4。
[0015] 完全惊讶地发现氧化剂如过碳酸钠对超吸收剂的颜色稳定性的不利影响可通过 还使超吸收剂与聚合抑制剂如氢醌单甲醚（HQME)接触而降低。这是令人惊讶的，因为现有 技术中对颜色稳定性的不利影响归因于通常加入用于制备超吸收剂的丙烯酸中以抑制特 别是丙烯酸的自发聚合的聚合抑制剂如HQME本身。
[0016] 本发明吸水组合物包含至少一种吸水聚合物作为组分i)。
[0017] 本发明优选吸水聚合物i)为纤维、泡沫或颗粒，优选纤维和颗粒，更优选颗粒。
[0018] 根据本发明优选的聚合物纤维的尺寸使得它们可并入或者作为织品的纱，以及直 接并入织品中。根据本发明优选聚合物纤维具有l-5〇〇mm，优选2-500mm，更优选5-100mm 的长度和1-200旦，优选3-100旦，更优选5-60旦的直径。
[0019] 根据本发明优选的颗粒吸水聚合物i)的尺寸使得它们具有10-3000 μπι，优选 20-2000 μ m，更优选150-850 μ m的WSP 220. 2平均粒度。此处特别优选至少90重量％的 吸水聚合物颗粒i)具有150-850 μm的粒度。在吸水聚合物i)的一个特定实施方案中，粒 度为300-600 μ m的聚合物颗粒的含量基于吸水聚合物i)的总重量为至少50重量％，更优 选至少65重量％，最优选至少80重量％。
[0020] 吸水聚合物i)优选基于交联且至少部分中和的聚丙烯酸。在该上下文中特别优 选吸水聚合物i)以至少50重量％，优选至少70重量％，更优选至少90重量％ (都基于聚 合物的重量）的程度基于聚合丙烯酸。根据本发明进一步优选吸水聚合物i)至少50重 量％，优选至少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 丙烯酸优选为至少20摩尔％，更优选至少50摩尔％，甚至更优选60-85摩尔％中和的。
[0021] 吸水聚合物i)优选可通过如下方法得到，所述方法包括步骤：
[0022] a)使单体水溶液自由基聚合以得到水凝胶，所述单体水溶液包含可聚合的单烯属 不饱和酸官能单体（α 1)或其盐，任选可与单体（α 1)聚合的单烯属不饱和单体（α 2)以 及至少一种交联剂（α 3);
[0023] b)任选将水凝胶粉碎；
[0024] c)将任选粉碎的水凝胶干燥以得到颗粒吸水聚合物；
[0025] d)任选将所得颗粒吸水聚合物研磨和筛分；
[0026] e)将因此所得颗粒吸水聚合物用具有至少2个能够与聚合物材料表面上的酸基 团反应的官能团的交联剂表面后交联。
[0027] 工艺步骤a)包括使单体水溶液初始自由基聚合以得到聚合物凝胶，所述单体水 溶液包含可聚合的单烯属不饱和酸官能单体（α 1)或其盐、任选可与单体（α 1)聚合的单 烯属不饱和单体（α 2)以及至少一种交联剂（α 3)。单烯属不饱和酸官能单体（α 1)可以为 部分或完全，优选部分中和状态。优选，单烯属不饱和酸官能单体（α 1)为至少25摩尔％， 更优选至少50摩尔％，最优选50-80摩尔％中和的。在该上下文中，通过引用将DE 195 29 348 Al的公开内容并入本文中。中和也可在聚合以后部分或全部地进行。中和可进一步 使用碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、氨以及碳酸盐和碳酸氢盐进行。能够与酸结合以 形成水溶性盐的任何其它碱也是可能的。用不同的碱混合中和也是可能的。优选用碳酸盐 和/或碳酸氢盐（其也充当起泡剂或物理发泡剂）和碱金属氢氧化物的组合，更优选碳酸 钠和氢氧化钠的组合中和。
[0028] 优选的单烯属不饱和酸官能单体（α 1)优选为WO 2004/037903 A2中描述的那些 化合物作为烯属不饱和酸官能单体（α 1)，通过引用将其并入本文中，因此认为是本公开内 容的一部分。丙烯酸和甲基丙烯酸是特别优选的单烯属不饱和酸官能单体（α 1)，而丙烯酸 是最优选的。
[0029] 丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或乙烯基酰胺可用作可与单体（α 1)共聚的单烯属不饱 和单体（α 2)。进一步优选的共聚单体尤其是那些，一在单体（α?)方面，其优选为WO 2004/037903 Α2中所述作为共聚单体（α 2)的那些化合物。
[0030] 交联剂（α 3)优选也使用WO 2004/037903 Α2中作为交联剂（α 3)的那些化合物。 在这些交联剂中，特别优选水溶性交联剂。Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二（甲基） 丙烯酸酯、三烯丙基甲基氯化铵、四烯丙基氯化铵以及烯丙基九甘醇丙烯酸酯（使用9