[发明专利]具有延迟吸水特性的超吸收性聚合物

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及可吸收含水液体(如水、血液和尿)的吸收性聚合物。更具体说，本发明涉及超吸收性聚合物，即能够吸收超过其重量100倍水的聚合物，该超吸收性聚合物具有独特的延迟吸水特性，本发明还涉及制作这种超吸收性聚合物的新的方法。正如公知的那样，超吸收性聚合物具有很多用途，特别是用于吸收性的卫生制品，如一次性尿布、一次性成人失禁外套、一次性卫生巾和一次性绷带。本发明的超吸收性聚合物，由于其延迟的吸水特性，特别适合用于制造超吸收性聚合物和纤维素纤维的网，当该网通过湿法成网时可用作卫生制品中的夹层复合材料。缩略语定义

本说明书中通篇使用以下缩略语。缩略语          定义AUL          负荷下吸水性All-PEGMA    烯丙氧基聚甲基丙烯酸乙二醇酯，一种交联剂cm           厘米CRC          离心保留容量EO-TMPTA     氧基化三丙烯酸三羟甲基-丙烷酯，一种交联

         剂FWA          游离水吸收性mg           毫克mm           毫米ppm          百万分之份数psi          每平方英寸磅数SAP           超吸收性聚合物，一种可吸收超过其重量50

          倍、优选超过75倍、更优选超过100倍水的

          聚合物ABAH          2，2’-偶氮二(2-脒基-丙烷)二盐酸盐，一种聚

          合引发剂

发明背景

当第一次开发超吸收性技术时，只有超吸收性聚合物与液体接触时的高溶胀能力(根据游离水吸收性试验(FWA)，称作游离水溶胀能力)被首先认识。然而，后来认识到当存在于卫生制品如尿布或失禁外套时，吸水聚合物会受到穿着该制品的人移动所引起的机械负荷影响。因此，对超吸收性聚合物除具有高溶胀能力外又产生新的认识，认为它应当还具有高度的保留液体的能力(根据离心保留容量试验(CRC))和高度的压力下吸水性(负荷下吸水性试验(AUL))。关于AUL试验的详细讨论可参见EP专利申请0 339 461 A1(1989.11.2公开；优先权为US系列号184,302(专利)和334,260(部分继续申请)，其部分继续申请为US专利5,147,343)，该专利申请的发明人为Kellenberger，转让给Kimberly-Clark公司。

EP专利申请0 437 816 A1(1991.7.24公开，优先权为US系列号464,798，发明人Kim和Nielsen，转让给Hoechst Celanese公司)描述了用于制造超吸收性聚合物和纤维素纤维的网的湿法成网法。这些网被用作一次性卫生制品的夹层复合材料，如上所述。更具体说，公开了一种方法，该方法包括将超吸收性聚合物颗粒与液体共混，形成浆液，接着将纤维素纤维与浆液混合，然后过滤除去部分液体，最后干燥所得物。湿法成网法在US专利4,605,401(1986.8.12授权，授予Chmelir和Künschner，转让给Chemische Fabrik StockhausenGmbH)中也有描述。

杂志文章″用超吸收性聚合物保持干燥″(Chemtech，(1994.9)Buchholz)中包括一篇关于常规方法制作超吸收性聚合物的精彩讨论，某些超吸收性聚合物具有磺酸酯官能团，而某些超吸收性聚合物具有羧酸官能团。而且，Buchholz讨论了超吸收性聚合物的各种用途，如用于上述的卫生制品以及用于构建水下隧道墙壁的混凝土石块之间的密封复合材料和用于纤维光学电缆和功率传输电缆中的防水带。

关于制作超吸收性聚合物的详细讨论还可参见US专利5,409,771(1995.4.25授权，授予Dahmen和Mertens，转让给Chemische FabrikStockhausen GmbH)。更具体说，该专利提到了可商购获得的超吸收性聚合物通常是交联的聚丙烯酸或交联淀粉-丙烯酸-接枝聚合物，其羧基被氢氧化钠或苛性钾碱部分中和。还提到超吸收性聚合物通过两种方法制作，一种是溶剂聚合法并且另一种是反相悬浮或乳液聚合法。

在溶剂聚合法中，将部分中和的丙烯酸和多官能网络交联剂的水溶液通过自由基聚合转变成凝胶。将所得物干燥、磨碎和筛选至所需的粒度。