851 中公开了测量凝 胶床渗透性的方法。
[0037] 凝胶床渗透性（GBP)是在通常称为"自由溶胀"条件的条件下凝胶颗粒（例如，经 表面处理的吸收性材料或经表面处理之前的超吸收性材料）的溶胀床的渗透性。然而，当 在"负载"（其通常与经穿用者向颗粒施加的正常使用负载（例如，坐、走、扭转等）一致） 条件下测量凝胶颗粒（例如，如在本文中使用的那些术语超吸收性材料或吸收性材料）的 溶胀床的渗透性时，即负载下的凝胶床渗透性（〇. 3psi GBP或0. 3GBP)可为2. 5达西或更 大，优选地2. 8达西或更大，并且更优选地3. 0达西或更大。负载下的凝胶渗透性高意味着 凝胶强度高，其为模拟在婴儿排尿后体重下的渗透性的指标。
[0038] 此外，本发明的超吸收性聚合物在具有高的负载下吸收速率的同时将上述液体渗 透性、保水容量和负载下吸收度维持在预定水平或更高。在所述超吸收性聚合物中，特别 地，在第三次注射0. 9重量％生理盐水溶液后在0. 3psi负载下吸收速率可为30秒至200 秒，优选地40秒至190秒，并且更优选地50秒至180秒。优选地，所述超吸收性聚合物具 有较高的负载下吸收速率。然而，如果负载下吸收速率低至200秒，在实际中尿布的尿液吸 收速率缓慢，导致尿液渗漏。特别地，超吸收性聚合物的负载下吸收速率是在〇. 3psi负载 下注射2g吸收性聚合物并以3分钟的间隔重复注射IOml 0. 9重量％生理盐水溶液三次之 后，在第三次注射生理盐水溶液后测量的吸收速率。
[0039] 在本发明中，可使用如图1所示的装置来测量负载下吸收速率。使用配备有筒（W/ 0型环：筛眼#400)、活塞（筛眼#100)和负荷的装置来测量在0. 9重量％生理盐水溶液中 的负载下吸收速率。在本发明中，测量负载下吸收速率的装置的特征在于：不同于使超吸 收性聚合物吸收盐水溶液的现有方法，该装置以更类似于实际应用的方式将盐水溶液注入 超吸收性聚合物（层）的顶部。此外，可以通过重复实验三次或更多次来测量负载下吸收 速率。在一个更具体的实施方案中，首先将瓦特曼纸（Whatman paper) 4在图1筒的底部展 开，并在其上均匀地散布2g本发明的超吸收性聚合物。然后，在其上放置活塞，并且向其施 加0. 3psi的负荷（负载）。然后，向活塞的孔中注入IOml 0. 9%的盐水溶液，并测量盐水 液从活塞孔中消失所需要的时间。在本发明中，重复该过程三次或更多次，并且将在第三次 测试时所测量的时间（秒）定义为负载下吸收速率。特别地，测量在负载下吸收生理盐水 溶液的现有方法是通过从底部到顶部的扩散来测量吸收。相反，在根据本发明的测量负载 下吸收速率的方法中，将盐水溶液注入顶部。以这种方式注射盐水溶液非常重要，因为其模 拟了实际使用的尿布，例如在尿布中吸收婴儿尿液，并且可以预先预测具有不同特性的尿 布广品的性能。
[0040] 就此而言，当以上述方法测量超吸收性聚合物的负载下吸收速率时，超吸收性聚 合物在第一次和第二次测试时以非常高的速率吸收生理盐水溶液。一旦由于在第一次和第 二次测试中充分吸收了水该聚合物的水溶胀增加，在第三次测试中负载下吸收速率可根据 各种超吸收性聚合物的性能而有所不同。如在本发明的超吸收性聚合物中，当在第三次注 射〇. 9重量％生理盐水溶液后在0. 3psi负载下吸收速率维持在30秒至200秒的优化范围 内时，超吸收性聚合物将液体渗透性、保水容量和负载下吸收度维持在预定水平或更高，并 表现出高的负载下吸收速率，并且因此当应用于尿布等时，其在实际中表现出高的吸收特 性。
[0041] 与此同时，本发明的超吸收性聚合物可包含通过使用具有2至8个碳原子的基于 二醇的化合物或基于乙二醇的化合物使粉状基体聚合物表面交联而获得的交联聚合物，其 中所述粉状基体聚合物通过使用两种或更多种复合内部交联剂使水溶性烯键式不饱和单 体聚合而制备，所述水溶性烯键式不饱和单体具有至少部分被中和的酸性基团。
[0042] 此外，由于所述交联聚合物的交联密度可以是影响负载下吸收度（AUL)的因素， 因此根据本发明的方法所述基体聚合物优选是经表面交联的。
[0043] 所述水溶性烯键式不饱和单体可包括选自以下的一种或更多种：阴离子单体，例 如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙 烯酰基乙磺酸、2-(甲基）丙烯酰基丙磺酸或2-(甲基）丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其盐； 非离子亲水性单体，例如（甲基）丙烯酰胺、N-取代的（甲基）丙烯酰胺、2-羟乙基（甲 基）丙烯酸酯、2-羟丙基（甲基）丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯或聚乙二醇 (甲基）丙烯酸酯；和含氨基的不饱和单体，例如（N，N)-二甲基氨基乙基（甲基）丙烯酸 酯或（N，N)-二甲基氨基丙基（甲基）丙烯酰胺，及其季铵化合物。其中，可适当地使用具 有被强碱如氢氧化钠至少部分中和的酸性基团的丙烯酸及其盐作为单体。在所述单体中， 被中和的丙烯酸可为约50mol%或更多、约60mol%或更多，或者约70mol%或更多，从而更 有效地实现本发明的物理特性。即，在水溶性烯键式不饱和单体中，酸性基团的中和度可为 50mol %或更大。
[0044] 同时，根据本发明的另一个实施方案，提供了用于制备上述超吸收性聚合物的方 法。用于制备超吸收性聚合物的方法可包括以下步骤：进行包含水溶性烯键式不饱和单体、 固化剂量为〇. 16J/cm2至0. 35J/cm2的两种或更多种内部交联剂、光聚合引发剂和热聚合引 发剂的单体组合物的热聚合或光聚合以制备水凝胶聚合物，其中所述水溶性烯键式不饱和 单体具有至少部分被中和的酸性基团；干燥所述水凝胶聚合物；粉碎经干燥的聚合物；和 通过向经粉碎的聚合物添加由以下化学式1表示的化合物和多价金属阳离子来进行表面 交联反应：
[0045] [化学式1]
[0046] R1-(CH2)n-R2
[0047] 在化学式1中，&和1?2彼此相同或不同，并且各自独立地为羟基、胺基、环氧基团 或异氰酸酯基团；并且η为1至3的整数。
[0048] 特别地，如上所述可如下制备具有优异物理特性特别是优异初始吸收性并且即使 经过长时间之后在负载下仍防止水流出因而表现出优异吸收性的超吸收性聚合物：使用两 种或更多种内部交联剂如聚乙二醇二丙烯酸酯进行聚合，并在特定范围内优化表面交联的 温度。因此，本发明通过同时优化所制备超吸收性聚合物的离心保留容量（CRC)、负载下吸 收度（AUL)、凝胶床渗透性（GBP)的物理特性组合提供了协同效应。
[0049] 在制备本发明的超吸收性聚合物的方法中，可通过添加选自以下的一种或更多种 物质来进行表面交联反应：满足S p〈ll(J/cm3)1/2的物质和满足δ H〈4.5(J/cm3)1/2的物质， Sp和S η定义为Hansen溶解度参数。
[0050] 根据用于制备超吸收性聚合物的方法，可制备由于保水容量或负载下吸收度减小 而液体渗透性提高和物理特性提高的超吸收性聚合物。
[0051] 此外，在用于制备本发明的超吸收性聚合物的方法中，作为超吸收性聚合物原材 料的单体组合物包含水溶性烯键式不饱和单体、光聚合引发剂和热聚合引发剂。
[0052] 所述水溶性烯键式不饱和单体可以是通常用于制备所述超吸收性聚合物的任何 单体而没有限制。在本文中，可使用选自以下的一种或更多种单体：阴离子单体及其盐、非 离子亲水性单体和含氨基的不饱和单体及其季铵化合物。
[0053] 具体地，可使用选自以下的一种或更多种：阴离子单体，例如（甲基）丙烯酸、马来 酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯酰基乙磺酸、2_(甲基）丙 烯酰基丙磺酸或2-(甲基）丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其盐；非离子亲水性单体，例如（甲 基）丙烯酰胺、N-取代的（甲基）丙烯酰胺、2-羟乙基（甲基）丙烯酸酯、2-羟丙基（甲 基）丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯或聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯；和含氨基 的不饱和单体，例如（N，N)-二甲基氨基乙基（甲基）丙烯酸酯或（N，N)-二甲基氨基丙基 (甲基）丙烯酰胺，及其季铵化合物。
[0054] 更优选地，可使用丙烯酸或其盐，例如丙烯酸或其碱金属盐如钠盐，并且可以通过 使用这些单体制备具有优异的物理特性的超吸收性聚合物。当使用丙烯酸的碱金属盐作为 单体时，丙烯酸可以在经碱性化合物如苛性钠（NaOH)中和之后使用。
[0055] 水溶性烯键式不饱和单体的浓度可为基于包含超吸收性聚合物原料和溶剂的单 体组合物的按重量计约20 %至约60 %，优选地按重量计约40 %至约50 %。考虑到聚合时 间和反应条件，可以适当地控制该浓度。然而，如果单体浓度过低，超吸收性聚合物的产量 会变低并且可发生经济问题。反之，如果该浓度过高，存在以下工艺问题：一部分单体发生 沉淀或者在粉碎经聚合的水凝胶聚合物时粉碎效率降低，并且可降低超吸收性聚合物的物 理特性。
[0056] 在本发明超吸收性聚合物的制备方法中，包括热聚合引发剂以及光聚合引发剂， 并且UV辐射等产生一定量的热量且放热的聚合反应也产生一定量的热量。因此，光聚合和 热聚合可以同时进行。
[0057] 作为光聚合引发剂，可使用能够通过光例如UV形成自由基的化合物而不受结构 的限制。
[0058] 例如，可使用选自以下的一种或更多种作为光聚合引发剂：安息香醚、二烷基 苯乙酮、羟基烷基酮、乙醛酸苯基酯、苄基二甲基缩酮、酰基膦和α-氨基酮。同时，作 为酰基膦的具体实例，可使用市售的Lucirin TPO，即2, 4, 6-三甲基-苯甲酰基-三 甲基氧化膦。更多不同的光聚合引发剂适当公开在由Reinhold Schwalm著作的"UV Coatings:Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier, 2007)'，第 115 页中，然而，并不限于上述实例。
[0059] 光聚合引发剂可以以40ppm至200ppm，优选地45ppm至180ppm，并且更优选地 50ppm至170ppm的浓度包含在单体组合物中。如果光聚合引发剂的浓度太低，聚合速率可 变低。如果光聚合引发剂的浓度太高，可降低超吸收性聚合物的分子量并且其物理特性可 不均匀。
[0060] 此外，可使用含硫的基于过硫酸盐/酯引发剂作为热聚合引发剂。具体地，基 于过硫酸盐/酯引发剂的实例可为选自过硫酸钠（Na2S 20s)、过硫酸钾（K2S2O8)、过硫酸铵 ((NH 4)2S2O8)中的一种或更多种。
[0061] 热聚合引发剂的浓度可以以按重量计约0. 05%至约0. 3%，优选地按重量计约 0. 08 %至约0. 25 % (重量％ )，并且更优选地按重量计