[发明专利]通过喷雾聚合制备聚合物的方法

说明书

本发明涉及一种通过单体溶液的喷雾聚合而制备吸水性聚合粒子的方 法，涉及该吸水性聚合粒子本身，以及涉及包含这些吸水性聚合粒子的卫 生制品。

本发明的其他实施方案可由权力要求、说明书和实施例中看出。应当 理解不偏离本发明的范围上文提到的和将在下文更特别描述的本发明的主 题特征不仅可应用于所指出的具体组合，也可应用于其他组合。

吸水性聚合物尤其为(共)聚合的亲水性单体的聚合物，一种或多种亲 水性单体在适合的接枝基上的接枝(共)聚合物，纤维素或淀粉的交联醚， 交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚氧化烯或可溶胀于含水流体的天然产 物例如瓜耳胶衍生物。这种聚合物作为可吸收水溶液的产物用于生产尿布、 棉塞、卫生巾和其他卫生制品，还作为保水剂用于商品蔬菜种植业。

吸水性聚合物的性能可借助交联度控制。凝胶强度以及吸收能力随交 联度增加而降低。因此，随负载下的吸收率(AUL)提高时，离心保留能力 (CRC)降低(即使在非常高的交联度下，负载下的吸收率也会降低)。

为改善其工作性能，如尿布中的盐水导流能力(SFC)和负载下的吸收率 (AUL)，通常将吸水性聚合粒子后交联。这仅提高粒子表面的交联度，能 使负载下的吸收率(AUL)和离心保留能力(CRC)至少在某种程度上消除相 互影响。后交联可在含水凝胶相中进行。然而优选将基础聚合物的磨碎和 筛过的粒子用后交联剂表面涂覆，干燥并热后交联。有用的后交联剂包括 包含至少两个可与亲水聚合物的羧酸根基团形成共价键基团的化合物。

后交联描述于专论“Modern Superabsorbent Polymer Technology”， F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，第97-103页。通常 将吸水性聚合粒子用后交联剂湿润并通过加热聚合粒子而热后交联，并同 时通过热空气或通过接触干燥而干燥。

现有方法的一个缺点是基础聚合物的聚合、干燥和分类以及热后交联 必须作为分别的操作进行。

喷雾聚合是将聚合与干燥步骤相结合的方法。此外，通过适合的工序 管理，使粒度变得在一定限度内可控制。

通过喷雾聚合制备吸水聚合粒子例如描述于EP-A-0 348 180、 WO-A-96/40427，以及现有德国专利申请10340253.5和102004024437.5。

但是现有喷雾聚合方法仍然需要额外的后交联步骤。已证明没有该额 外步骤不可能得到具有足够盐水导流能力(SFC)和负载下的吸收率(AUL) 的吸水聚合粒子。

因此，本发明的目的是提供一种制备吸水聚合粒子的改进方法。

更具体地，单体溶液应在单一操作中可转变为在粒子表面区域比粒子 内部具有更高交联度的吸水性聚合粒子。

此外，单体溶液应在单一操作中可转变为具有改善的负载下的吸收率 (AUL)和高的离心保留能力(CRC)的吸水性聚合粒子。

我们已发现该目的通过一种通过包含如下组分的单体溶液喷雾聚合而 制备吸水性聚合粒子的方法而实现：

a)至少一种烯属不饱和酸官能单体，

b)至少一种交联剂，

c)如果适合的话，一种或多种可与单体a)共聚的烯属和/或烯丙属不 饱和单体，和

d)如果合适的话，单体a)、b)和如果合适的话c)可至少部分接枝于其 上的一种或多种水溶性聚合物，

其中将单体溶液喷雾分散，其中至少一种交联剂b)聚集在液滴表面。

根据ASTM D3825，交联剂b)的聚集速率通过测量单体溶液中的动态 表面张力而测定。在单体溶液中产生气泡，并且气泡的表面张力作为气泡 的函数而测定。随着交联剂b)扩散，表面张力(动态表面张力)将改变直至 达到平衡状态(静态表面张力)。达到平衡的时间为交联剂b)如何快速在相 界聚集的测量尺度，其通常为小于10秒，优选小于5秒，更优选小于1 秒。当随后的变化为小于5％总变化时，则认为体系处于平衡状态。

交联剂b)优选包含至少两种可自由基聚合的基团。

适合的交联剂b)为包含疏水基和亲水基的交联剂，例如为已改性为疏 水的亲水性交联剂。优选为包含可聚合基团的亲水基。

用于交联剂b)的起始原料可以为自身聚集在水溶液的喷雾分散的液滴 表面的多元醇。其实例为基于氧化丙烯和氧化乙烯的嵌段聚合物。