制备具有高溶胀速度的吸水性聚合物颗粒的方法
【专利摘要】本发明涉及一种制备具有高溶胀速度的吸水性聚合物的方法，所述方法为将包括带有酸基团的烯键式不饱和单体、交联剂、引发剂和烯键式不饱和离子型表面活性剂的单体溶液或单体悬浮液聚合。
【专利说明】制备具有高溶胀速度的吸水性聚合物颗粒的方法
[0001]本发明涉及制备具有高自由溶胀率的吸水性聚合物的方法，所述方法通过将包括带有酸基团的烯键式不饱和单体、交联剂、引发剂和烯键式不饱和离子型表面活性剂的单体溶液或悬浮液进行聚合而实现。
[0002]吸水聚合物颗粒用于生产尿布、卫生棉条、卫生巾和其他卫生用品，也在商品蔬菜种植业中用作保水剂。吸水聚合物颗粒又称为超级吸收剂(superabsorbent)。
[0003]吸水聚合物颗粒的制备描述于专题著作〃Modern Superabsorbent PolymerTechnology", F.L.Buchholz 和 A.T.Graham, ffiley-VCH, 1998,第 71 至 103 页中。
[0004]可对吸水聚合物颗粒的性质进行调节，例如通过交联剂的用量。随着交联剂含量的增加，离心保留容量(CRC)下降，且在21.0g/cm2 (AUL0.3psi)压力下的吸收量通过最大值。
[0005]为了提高使用性能，例如尿布中的溶胀凝胶床的渗透率(SFC)和在49.2g/cm2(AUL0.7psi)压力下的吸收量，吸水性聚合物颗粒通常是经表面后交联的。表面后交联增加了颗粒表面的交联，这可至少部分地使49.2g/cm2 (AUL0.7psi)压力下的吸收量和离心保留容量(CRC)不再关联。所述表面后交联可在含水凝胶相中进行。然而，对干燥的、经研磨的且过筛的聚合物颗粒(基础聚合物)优选用表面后交联剂进行表面涂敷，并进行热表面后交联。适于上述目的的交联剂为可与吸水性聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的化合物。
[0006]序列号PCT/EP2011/0055761的在先申请教导了共聚单体用于增加自由溶胀率的用途。
[0007]本发明的目的是提供一种制备吸水性聚合物颗粒、特别是具有高自由溶胀率的吸水性聚合物颗粒的改进方法。
[0008]所述目的通过以下制备吸水性聚合物颗粒的方法而实现，所述方法将包括下列组分的单体溶液或悬浮液聚合:
[0009]a)带有酸基团且可至少被部分中和的烯键式不饱和单体，
[0010]b)至少一种交联剂，
[0011]c )至少一种引发剂，
[0012]d)任选的可与a)中提到的单体共聚的烯键式不饱和单体和
[0013]e)任选的一种或多种水溶性聚合物，
[0014]其中所述单体溶液或悬浮液包括至少一种烯键式不饱和离子型表面活性剂。
[0015]本发明使用的烯键式不饱和离子型表面活性剂为界面活性化合物，所述界面活性化合物可降低水的表面张力，优选将水的表面张力降至70mN/m以下，更优选68mN/m以下，最优选67mN/m以下，每种情况均在23°C下的0.103重量％的水溶液中测量。
[0016]烯键式不饱和离子型表面活性剂优选具有烯键式不饱和基团、非极性间隔基(spacer)和离子末端基团，优选阴离子末端基团。合适的烯键式不饱和基团例如为烯丙基醚基团、乙烯基醚基团、丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团。合适的非极性间隔基例如为聚丙二醇基团。合适的离子末端基团例如为季胺基团、磷酸根基团和硫酸根基团。[0017]特别适合的烯键式不饱和离子型表面活性剂为通式(I)的化合物
[0018]
【权利要求】
1.一种制备吸水性聚合物颗粒的方法，所述方法为将包含以下组分的单体溶液或悬浮液聚合: a)至少一种带有酸基团且可至少被部分中和的烯键式不饱和单体， b)至少一种交联剂， c)至少一种引发剂， d)任选的一种或多种可与a)中提到的单体共聚的烯键式不饱和单体和 e)任选的一种或多种水溶性聚合物， 其中所述单体溶液或悬浮液包括至少一种烯键式不饱和离子型表面活性剂。
2.权利要求1的方法，其中所述烯键式不饱和离子型表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
3.权利要求2的方法，其中所述阴离子基团为磷酸根基团或硫酸根基团。
4.权利要求1至3任一项的方法，其中所述烯键式不饱和离子型表面活性剂中的非极性基团为聚丙二醇基团。
5.权利要求1至4任一项的方法，其中所述烯键式不饱和离子型表面活性剂中的烯键式不饱和基团为烯丙基醚基团、乙烯基醚基团、丙烯酸酯基团或甲基丙烯酸酯基团。
6.权利要求1至5任一项的方法，其中所述烯键式不饱和离子型表面活性剂为通式(I)的化合物
7.权利要求1至6任一项的方法，其中所述单体溶液或悬浮液包括0.05重量％至0.2重量％的烯键式不饱和离子型表面活性剂，基于未中和的单体a)的重量计。
8.权利要求1至7任一项的方法，其中单体a)是中和至至少90mol%程度的丙烯酸。
9.权利要求1至8任一项的方法，其中单体a)已被中和至30mol%至80mol%的程度。
10.权利要求1至9任一项的方法，其中单体溶液或悬浮液包括0.1重量％至I重量％的交联剂b)，基于未中和的单体a)的重量计。
11.通过权利要求1至10任一项的方法制备的吸水性聚合物颗粒。
12.—种卫生用品，其包含权利要求11的吸水性聚合物颗粒。
【文档编号】C08F2/26GK103649130SQ201280034377
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】M·布劳恩, M·威斯曼特尔 申请人:巴斯夫欧洲公司