制备具有高自由溶胀率和高离心保留容量且同时具有高溶胀凝胶床渗透性的吸水性聚合...的制作方法_3

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根和 羧酸根(如乙酸根)、柠檬酸根、乳酸根。也可以为含有不同抗衡离子的盐,例如碱式铝盐, 如单乙酸铝或单乳酸铝。优选硫酸铝、单乙酸铝或乳酸铝。除金属盐之外,还可以使用多胺 作为多价阳离子。
[0077] 多价阳离子的用量为例如0.001至1.5重量%、优选0.005至1重量%且最优选 0. 01至0. 8重量%,各自基于聚合物颗粒计。
[0078] 表面后交联通常以将表面后交联剂溶液喷洒到干燥的聚合物颗粒上的方式进行。 喷施之后,表面后交联并干燥该涂覆有表面后交联剂的聚合物颗粒,并且表面后交联反应 既可在干燥之前进行,也可在干燥期间进行。
[0079] 表面后交联剂溶液的喷施优选在配有活动的混合工具的混合器中进行,所述混 合器为例如螺杆式混合器、圆盘式混合器和桨式混合器。特别优选卧式混合器(如桨式 混合器),非常特别优选立式混合器。卧式混合器和立式混合器之间的区别在于混合轴的 位置,即卧式混合器具有水平安装的混合轴而立式混合器具有垂直安装的混合轴。合适 的混合器为,例如卧式Pflugschar?犁头混合器(Gebr. Lodige Maschinenbau GmbH; Paderborn ;Germany)、Vrieco-Nauta 连续混合器(Hosokawa Micron BV ;Doetinchem ;the Netherlands)、Processall Mixmill 混合器(Processall Incorporated ;Cincinnati ; USA)和 Schugi Flexomix? (Hosokawa Micron BV ;Doetinchem ;the Netherlands)。然 而,也可以在流化床中喷洒表面后交联剂溶液。
[0080] 表面后交联剂通常以水溶液的形式使用。表面后交联剂进入聚合物颗粒的渗透深 度可通过非水性溶剂的含量和溶剂的总量进行调节。
[0081] 当仅用水作溶剂时,有利地加入表面活性剂。这会改善润湿性能并降低结块趋势。 然而,优选使用溶剂混合物,例如异丙醇/水、1,3-丙二醇/水和丙二醇/水,其中质量混合 比优选为20:80至40:60。
[0082] 表面后交联优选在接触式干燥器中进行、更优选桨式干燥器中进行、最优选盘式 干燥器中进行。合适的干燥器为例如Hosokawa Bepex*_l卧式桨式干燥器(HosokawaMicron GmbH ;Leingarten ;Germany)、Hosokawa Bepex、.」盘式干燥器(HosokawaMicron GmbH ; Leingarten ;Germany)、Holo-Flite* 干燥器(Metso Minerals Industries Inc.; Danville ;USA)和 Nara 奖式干燥器(NARA MachineryEurope ;Frechen ;Germany)。此外, 还可使用流化床干燥器。
[0083] 表面后交联可在混合器本身内通过加热夹套或吹入暖空气而进行。同样合适的为 下游干燥器,例如柜式干燥器、旋转管式炉或可加热螺杆。在流化床干燥器中进行混合和干 燥是特别有利的。
[0084] 优选的反应温度范围为100至250°C、优选120至220°C、更优选130至210°C且最 优选150至200°C。在该温度下的优选停留时间优选为至少10分钟、更优选至少20分钟、 最优选至少30分钟,且通常至多60分钟。
[0085] 在本发明的一个优选实施方案中,表面后交联之后冷却吸水性聚合物颗粒。冷 却优选在接触式冷却器中进行、更优选桨式冷却器中进行且最优选盘式冷却器中进 行。适合的冷却器为例如Hosokawa Bepex#卧式奖式冷却器(Hosokawa Micron GmbH ; Leingarten ;Germany)、Hosokawa Bepex :盘式冷却器(Hosokawa Micron GmbH ; Leingarten ;Germany)、Holo-Flite' 冷却器(Metso Minerals Industries Inc.; Danville ;USA)和 Nara 奖式冷却器(NARA Machinery Europe ;Frechen ;Germany) D 此外, 还可使用流化床冷却器。
[0086] 在冷却器中,吸水性聚合物颗粒被冷却至20至150°C、优选30至120°C、更优选40 至100°C且最优选50至80°C。
[0087] 随后,表面后交联的聚合物颗粒可被再次分级,将过小和/或过大的聚合物颗粒 移出并再循环到该过程中。
[0088] 为了进一步改善性能,可涂覆或再润湿经表面后交联的聚合物颗粒。
[0089] 该再润湿优选在30至80°C下进行、更优选在35至70°C下进行、最优选在40至 60°C下进行。在过低温度下,吸水性聚合物颗粒易于结块,而在较高温度下,水已显著蒸发。 用于再润湿的水的量优选为1至10重量%,更优选2至8重量%且最优选3至5重量%。 再润湿提高了聚合物颗粒的机械稳定性并降低了其带静电的倾向。有利地,再润湿在热干 燥之后在冷却器中进行。
[0090] 用于改善自由溶胀速率和渗透率(SFC)的合适的涂料为例如无机惰性物质,如不 溶于水的金属盐、有机聚合物、阳离子聚合物和二价或多价金属阳离子。用于粉灰粘合的合 适的涂料为例如多元醇。用于抵消聚合物颗粒的不想要的结块趋势的合适的涂料为例如热 解二氧化硅如Aerosil? 200和表面活性剂如Span? 20。
[0091] 本发明还提供通过聚合单体溶液或悬浮液获得的吸水性聚合物颗粒,所述单体溶 液或悬浮液包含:
[0092] a)带有酸基且可被至少部分地中和的烯键式不饱和单体,
[0093] b)至少一种交联剂,
[0094] c)至少一种引发剂,
[0095] d)任选地可与a)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体,及
[0096] e)任选地一种或多种水溶性聚合物,
[0097] 其中使用基于未中和的单体a)计的至少0. 25重量%的交联剂b),并且其中所得 的聚合物凝胶已被挤出,吸水性聚合物颗粒已被热表面后交联,吸水性聚合物颗粒的自由 溶胀速率为至少0. 25g/g s,离心保留容量为至少20g/g,在49. 2g/cm2压力下的吸收为至 少20g/g且盐水导流率为至少100X l(T7cm3s/g。
[0098] 交联剂b)的量优选为0. 25至1. 5重量%、更优选为0. 3至1. 2重量%且最优选 为0.4至0.8重量%,各自基于未中和的单体a)计。
[0099] 本发明的吸水性聚合物颗粒的自由溶胀速率(FSR)通常为至少0. 25g/g s、优选 至少0. 27g/g s、更优选至少0. 29g/g s且最优选至少0. 3g/g s。吸水性聚合物颗粒的自 由溶胀速率(FSR)通常小于1.0 g/g s。
[0100] 本发明的吸水性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通常为至少20g/g、优选至少 22g/g、更优选至少23g/g且最优选至少25g/g。吸水性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通 常小于60g/g。离心保留容量(CRC)通过EDANA推荐的第WSP 241. 2-05号测试方法"Fluid Retention Capacity in Saline, After Centrifugation" 测定。
[0101] 本发明方法的吸水性聚合物颗粒在49.2g/cm2(AUL(X7psi)压力下的吸收通常 为至少20g/g、优选至少21g/g、更优选至少22g/g、特别优选至少23g/g且最优选至少 24g/g。吸水性聚合物颗粒在49.2g/cm2(AUL0.7psi)压力下的吸收通常小于35g/g。在 49. 2g/cm2(AUL0. 7psi)压力下的吸收以类似于EDANA推荐的第WSP 242. 2-05号测试方 法"Absorption under Pressure,Gravimetric Determination"测定,不同之处在于设定 49. 2g/cm2的压力而不是21. Og/cm2的压力。
[0102] 本发明的吸水性聚合物颗粒的盐水导流率(SFC)通常为至少100X l(T7cm3s/g、优 选至少IlOX l〇_7cm3s/g、更优选120X 10_7cm3s/g且最优选130X 10_7cm3s/g。吸水性聚合物 颗粒的盐水导流率(SFC)通常小于500X10_7cm3s/g。
[0103] 本发明的吸水性聚合物颗粒具有的粒径为300至600 μm的颗粒的比例优选为至 少30重量%、更优选为至少40重量%且最优选为至少50重量%。
[0104] 本发明还提供包含本发明的吸水性聚合物颗粒的卫生制品。
[0105] 该卫生制品通常包含水不可渗透的背面、水可渗透的顶面和由本发明吸水性聚合 物颗粒和纤维(优选纤维素)构成的中间吸水芯材。吸水芯材中的本发明吸水性聚合物颗 粒的比例优选为20至100重量%且更优选为50至100重量%。
[0106] 方法:
[0107] 在下文中描述的且称为"WSP"的标准测试方法记载在:由Worldwide Strategic Partners EDANA(Avenue Eugene Plasky 157,1030 Brussels, Belgium, www. edana. org) 和 INDA(1100 Crescent Green,Cary,NC 27518,U. S. A.,www. inda. org)共同出版的 "Standard Test Methods for the Nonwovens Industry",第2005版中。该出版物由 EDANA 和INDA均可获得。
[0108] 除非另有说明,否则测量应在23±2°C的环境温度和50±10%的相对空气湿度下 进行。吸水性聚合物颗粒在测试前充分混合。
[0109] 离心保留容量
[0110] 离心保留容量(CRC)通过EDANA推荐的第WSP 241. 2-05号测试方法"盐水中的流 体保留能力,离心后(Fluid Retention Capacity in Saline, After Centrifugation)"测 定。
[0111] 在21. Og/cm
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