具有改进的气味控制能力的超吸收聚合物及其制备方法_3

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物。
[0050] 交联剂类型IV的多价金属阳离子优选衍生自单价或多价阳离子,单价阳离子尤 其衍生自碱金属,如钾、钠、锂,优选锂。优选的二价阳离子衍生自锌,铍,碱土金属如镁、钙、 锶,优选镁。根据本发明,可使用的其他更高价态的阳离子是铝、铁、铬、锰、钛、锆和其他过 渡金属的阳离子以及这些阳离子的复盐或所述盐的混合物。优选使用铝盐和矾类及其不同 水合物,例如 AlCl3 · 6H20、NaAl(SO4)2 · 12H20、KAl(SO4)2 · 12Η20 或 Al2 (SCM)3 · 14-18Η20。 特别优选使用Al2 (SO4)3及其水合物作为交联剂类型IV的交联剂。
[0051] 本发明方法所用的超吸收剂颗粒优选由以下交联剂类型的交联剂交联或由以下 交联剂类型组合的交联剂交联:Ι、ΙΙ、ΙΙΙ、?ν、ΙΙΙ、ΙΙΙΙ、Ι?ν、ΙΙΙΙΙΙ、ΙΙΙ?ν、ΙΙΙΙ IV、II III IV、II IV或III IV。上述交联剂类型的组合各自是本发明方法所用超吸收剂 颗粒的交联剂的优选实施方案。
[0052] 本发明方法所用的超吸收剂颗粒的其他优选实施方案是由交联剂类型I的任何 上述交联剂交联的聚合物。在这些中,优选水溶性交联剂。就此而言,特别优选N,N'_亚甲 基二丙烯酰胺、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 每摩尔丙烯酸用9摩尔氧化乙烯制备的烯丙基九甘醇丙烯酸酯。
[0053] 作为水溶性聚合物(α 4),所述超吸收剂颗粒可包含水溶性聚合物,例如部分或完 全水解的聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉或淀粉衍生物、聚二醇或聚丙烯酸,优选以聚 合形式引入。这些聚合物的分子量并不重要,条件是它们为水溶性的。优选的水溶性聚合 物是淀粉或淀粉衍生物或聚乙烯醇。所述水溶性聚合物、优选合成的水溶性聚合物例如聚 乙稀醇还可用作待聚合单体的接枝基础。
[0054] 在所述聚合物中所存在的添加剂(α 5)是有机或无机物质,例如气味结合剂,尤 其是沸石或环糊精、皮肤护理物质、表面活性剂或抗氧化剂。
[0055] 优选的有机添加剂包括环糊精或其衍生物和多糖类。还优选的是纤维素和纤维素 衍生物,如CMC、纤维素醚。优选的环糊精或环糊精衍生物是DE-A-198 25 486第3页51行 至第4页第61行所公开的那些化合物(对应于US2004/157989A1)。该公开专利申请的上 述部分由此通过引用并入且视为构成本发明公开内容的一部分。特别优选的环糊精是非衍 生的α-、β-、γ-或δ-环糊精。
[0056] 所用的无机颗粒状添加剂可以是任何通常用于改变吸水性聚合物性能的材料。优 选的无机添加剂包括硫酸盐如Na2SO4,乳酸盐如乳酸钠,硅酸盐,尤其是骨架硅酸盐如沸石, 或通过干燥二氧化硅水溶液或硅溶胶获得的硅酸盐,例如市售产品如沉淀二氧化硅和热解 法二氧化娃,例如具有5_50nm、优选8_20nm粒度的Aerosil,如购自Evonic Industries AG 的"Aerosil 200",铝酸盐,二氧化钛,氧化锌,粘土材料和本领域技术人员熟知的其他矿物 材料以及含碳无机材料。
[0057] 优选的娃酸盐为 Holleman and Wiberg,Lehrbuch der Anorganischen Chemie [无机化学],Walter de Gruyter Verlag,第 91-100 版,1985,第 750-783 页中作为 硅酸盐公开的所有天然或合成硅酸盐。该教科书的上述部分由此通过引用并入且视为构成 本发明公开内容的一部分。
[0058] 特别优选的硅酸盐是沸石。所用的沸石可以是本领域技术人员已知的所有合成 或天然沸石。优选的天然沸石是选自钠沸石类、交沸石类、丝光沸石类、菱沸石类、八面沸 石类(方钠石类)或方沸石类的沸石。天然沸石的实例是方沸石、白榴石、铯榴石、斜钙沸 石、贝尔伯格石、透锂铝石、伯格斯石、锶沸石、菱沸石、板沸石、刃沸石、环晶石、钡沸石、柱 沸石、毛沸石、八面沸石、镁碱沸石、斜碱沸石、十字沸石、水钙沸石、戈硅钠铝石、钠菱沸石、 纤沸石、古柱沸石、交沸石、钡钙十字石、钡交沸石、斜发沸石、片沸石、浊沸石、插晶菱沸石、 针沸石、麦钾沸石、蒙特索马石、丝光沸石、中沸石、钠沸石、钙沸石、钾沸石、副钠沸石、鲍林 沸石、皮水硅铝钾石、钠红沸石、辉沸石、淡红沸石、杆沸石、切尔尼希石或汤河原沸石。优选 的合成沸石是沸石A、沸石X、沸石Y、沸石P或产品ABSCENTS?。
[0059] 所用的沸石可以是所谓"中间"型沸石,其中Si02/A1022比小于10,更优选这些沸 石的SiO2AlO2之比为2-10。除这些"中间"沸石之外,也可使用"高"型沸石,其包括例如 已知的ZSM型"分子筛"沸石以及β沸石。优选这些"高"沸石的特征在于SiO2AlO2之比 至少为35,特别优选SiO2AlO2之比为200-500。
[0060] 所用的铝酸盐优选是天然存在的尖晶石,尤其是普通尖晶石、锌尖晶石、铁尖晶石 或铬尖晶石。
[0061] 优选的二氧化钛是呈金红石、锐钛矿和板钛矿晶型的纯二氧化钛,以及含铁二氧 化钛例如钛铁矿,含妈二氧化钛如榍石或妈钛矿。
[0062] 优选的粘土材料是Holleman and Wiberg,Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Walter de Gruyter Verlag,第91-100版,1985,第783-785页中作为粘土材料公开的那些。 特别地,该教科书的上述部分由此通过引用并入且视为构成本发明公开内容的一部分。特 别优选的粘土材料是高岭石、伊利石、埃洛石、蒙脱石和滑石。
[0063] 本发明优选的其他无机细微颗粒是单、低聚-和聚磷酸的金属盐。在这些中,尤 其优选水合物,特别优选一水合物至十水合物以及三水合物。有用的金属尤其包括碱金属 和碱土金属,其中优选碱土金属。在这些中,优选Mg和Ca,特别优选Mg。就磷酸盐、磷酸 及其金属化合物而言,参见 Holleman and Wiberg,Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Walter de Gruyter Verlag,第91-100版,1985,第651-669页。该教科书的上述部分由此 通过引用并入且视为构成本发明公开内容的一部分。
[0064] 优选的含碳但非有机的添加剂是Holleman and Wiberg,Lehrbuch der Anorganischen Chemie,Walter de Gruyter-Verlag,第 91-100 版,1985,第 705-708 页中 作为石墨提及的那些纯碳。该教科书的上述部分由此通过引用并入且视为构成本发明公开 内容的一部分。特别优选的石墨是合成石墨例如焦炭、焦石墨、活性炭或炭黑。
[0065] 在本发明方法中获得的吸水性聚合物优选可通过首先由上述单体和交联剂制备 呈颗粒形式的水凝胶聚合物而获得。所述吸水性聚合物的该原料例如通过优选在捏合式反 应器如挤出机中进行的本体聚合、溶液聚合、喷雾聚合、反向乳液聚合或反向悬浮聚合而制 备。优选在作为溶剂的水中实施溶液聚合。溶液聚合可连续或间歇进行。现有技术公开 了就反应条件例如温度、引发剂以及反应溶液的类型和数量而言的宽谱可能方案。典型的 方法描述于以下专利中:US4,286,082、DE27 06 135、US4,076,663、DE35 03 458、DE40 20 780、DE42 44 548、DE43 23 001、DE43 33 056、DE44 18 818。所述公开文献由此通过引用 并入且因此视为构成本公开内容的一部分。
[0066] 用于引发聚合反应的引发剂可以是所有在聚合条件下形成自由基且通常用于制 备超吸收剂中的引发剂。这些包括热引发剂、氧化还原引发剂和借助高能辐射活化的光引 发剂。所述聚合引发剂可以以溶解或分散于本发明单体溶液中的形式存在。优选使用水溶 性引发剂。
[0067] 有用的热引发剂包括所有在加热时分解为自由基且为本领域技术人员所已知的 化合物。特别优选在低于180°C、进一步优选在低于140°C下具有小于10秒,进一步优选小 于5秒半衰期的热聚合引发剂。过氧化物、氢过氧化物、过氧化氢、过硫酸盐和偶氮化合物 是特别优选的热聚合引发剂。在一些情况下,有利地使用不同热聚合引发剂的混合物。在 这些混合物中,优选过氧化氢和过二硫酸钠或过二硫酸钾的那些,其可以以任意可设想的 比例使用。合适的有机过氧化物优选是过氧化乙酰丙酮、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰、过 氧化月桂酰、过氧化乙酰、过氧化辛酰、过氧化二碳酸异丙酯、过氧化二碳酸2-乙基己酯、 氢过氧化叔丁基、氢过氧化枯烯、过新戊酸叔戊酯、过新戊酸叔丁酯、过新己酸叔丁酯、异丁 酸叔丁酯、过-2-乙基己酸叔丁酯、过异壬酸叔丁酯、过马来酸叔丁酯、过苯甲酸叔丁酯、 3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯和过新癸酸戊酯。其他优选的热聚合引发剂是:偶氮化合物,如 偶氮二异丁腈、偶氮双二甲基戊腈、2, 2' -偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、偶氮二脒基丙 烷二盐酸盐、2,2' -偶氮二(N,N-二亚甲基)异丁脒二盐酸盐、2-(氨基甲酰基偶氮)异 丁腈和4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)。所述化合物以常规量使用,优选为0.01-5!11〇1%,优 选0. l-2mol%,在每种情况下基于待聚合单体的量计。
[0068] 氧化还原引发剂包含至少一种上述过氧化合物作为氧化组分,和优选包括抗坏血 酸、葡萄糖、山梨糖、甘露糖、亚硫酸氢铵、硫酸盐、硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐或硫化物、碱 金属亚硫酸氢盐、硫酸盐、硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐或硫化物、金属盐如铁(II)离子或银 离子或羟甲基次硫酸钠作为还原组分。用于所述氧化还原引发剂中的还原组分优选是抗坏 血酸或焦亚硫酸钠。基于聚合中所用的单体的量计,使用IX KT5至1摩尔%的氧化还原引 发剂的还原组分和IX KT5至5摩尔%的氧化还原引发剂的氧化组分。代替氧化还原引发 剂的氧化组分或除此之外,可使用一种或多种优选水溶性的偶氮化合物。
[0069] 如果通过高能辐射的作用引发聚合,则通常使用所谓的光引发剂作为引发剂。这 些可以是例如所谓的α-分裂剂、H-夺取体系或叠氮化物。该类引发剂的实例是二苯甲酮 衍生物例如米蚩酮、菲衍生物、芴衍生物、蒽醌衍生物、噻吨酮衍生物、香豆素衍生物、安息 香醚及其衍生物、偶氮化合物如上述自由基引发剂、取代的六芳基二咪唑或酰基膦氧化物。 叠氮化物的实例为:4_叠氮基肉桂酸2-(N,N-二甲基氨基)乙基酯、2-(N,N-二甲基氨基) 乙基4-叠氮基萘基酮、4-叠氮基苯甲酸2-(N,N-二甲基氨基)乙基酯、5-叠氮基-1-萘 基-2' _(N,N-二甲基氨基)乙基砜、N-(4-磺酰叠氮苯基)马来酰亚胺、N-乙酰基-4-磺 酰基叠氮基苯胺、4-磺酰基叠氮基苯胺、4-叠氮基苯胺、4-叠氮基苯甲酰基溴、对叠氮基苯 甲酸、2, 6-二(对叠氮亚苄基)环己酮和2, 6-二(对叠氮亚苄基)-4-甲基环己酮。如果 使用光引发剂,则其通常以〇. 01-5重量%的量使用,基于待聚合的单体计。
[0070] 根据本发明,优选使用由过氧化氢、过二硫酸钠和抗坏血酸构成的引发剂体系。一 般而言,所述聚合反应用温度为0_90°c的引发剂引发。
[0071] 所述聚合反应可由一种引发剂或多种相互作用的引发剂引发。此外,所述聚合可 以以首先添加一种或多种氧化还原引发剂的方式进行。随后在聚合期间,然后额外施用热 弓丨发剂或光引发剂,且在光引发剂的情况下然后通过高能量辐射的作用引发聚合反应。还 可设想相反的顺序,即借助高能辐射和光引发剂或热引发剂引发初始反应,且随后在聚合 期间借助一种或多种氧化还原引发剂引发聚合。<
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