[发明专利]吸水性交联聚合物

说明书

本发明涉及带有酸基的吸水性交联聚合物，其中一些或全部酸基以具有至少两种不同类型的阳离子作为抗衡离子的羧酸盐基团存在，还涉及制备它们的方法以及吸水性交联聚合物的混合物。

吸水性聚合物尤其为(共)聚合的亲水单体的聚合物，一种或多种亲水单体在合适的接枝基质上的接枝(共)聚合物，交联的纤维素醚，交联的淀粉醚，交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚氧化烯或者可在水性流体中溶胀的天然产品如瓜耳胶衍生物。这类聚合物作为可吸收水溶液的产品用来制备尿布、棉塞、卫生棉和其它卫生制品，也作为保水剂用于商品蔬菜种植业。

吸水性聚合物是离心保留容量(CRC)优选高于15g/g，尤其是高于20g/g，更优选高于25g/g，尤其是高于30g/g，甚至更优选高于35g/g的聚合物。

为改进性能特征如尿布的再润湿和负载下的吸收率，通常将吸水性聚合物表面后交联或凝胶后交联。所述后交联优选在水凝胶相中进行或作为研磨并分级的聚合物颗粒的表面后交联进行。

本发明的目的是提高具有改进的吸收性能如具有改进的离心保留容量(CRC)或改进的自由溶胀能力(FSC)的吸水性交联聚合物。

本发明的另一目的是提供一种制备吸水性交联聚合物的方法。

我们发现该目的通过提供包含如下物质的吸水性交联聚合物实现：

a)至少一种共聚的带有酸基的烯属不饱和单体，其中一些或全部酸基以具有至少两种不同类型的金属单价阳离子作为抗衡离子的羧酸盐基团存在，

b)至少一种共聚的交联剂，

c)合适的话，可与a)共聚的一种或多种共聚的烯属和/或烯丙基属不饱和单体，和

d)合适的话，一种或多种其上至少部分接枝单体a)、b)以及合适的话c)的水溶性聚合物，

其中所述阳离子均匀分布在所述交联聚合物中。

在优选实施方案中，各类型的阳离子的摩尔比基于羧酸盐基团的抗衡离子为至少5mol％，优选至少10mol％，更优选至少15mol％，甚至更优选至少20mol％，甚至还更优选至少25mol％。

优选抗衡离子为钾阳离子、钠阳离子和锂阳离子。更优选抗衡离子为钾离子和钠离子。

如果将钾阳离子和钠阳离子用作抗衡离子，则钾的摩尔比基于钾阳离子和钠阳离子通常为至少10mol％，优选至少20mol％，更优选至少30mol％，甚至更优选至少40mol％，还更优选至少50mol％。

带有酸基的烯属不饱和单体的实例为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸、乙烯基膦酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷膦酸。优选的烯属不饱和单体为丙烯酸、甲基丙烯酸及其混合物。

通常将共聚的烯属不饱和单体的酸基中和25-100mol％，优选40-90mol％，更优选50-85mol％，甚至更优选55-80mol％的程度。

聚合物的水含量通常为0-20重量％，优选0-10重量％，更优选0-5重量％，最优选1-3重量％。

在优选实施方案中，本发明的吸水性交联聚合物为表面后交联的颗粒。

本发明的吸水性交联聚合物可通过各种方法制备。

例如可通过在引发剂存在下使如下物质的混合物作为水溶液自由基聚合形成水凝胶A：

a)至少一种带有酸基的烯属不饱和单体，

b)至少一种交联剂，

c)合适的话，可与a)共聚的一种或多种烯属和/或烯丙基属不饱和单体，和

d)合适的话，一种或多种可用作单体a)、b)以及合适的话c)的接枝基质的水溶性聚合物，

并且水凝胶A中的酸基可

e)至少部分中和，通常用对应于至少两种不同类型的阳离子的碱中和25-100mol％，优选40-90mol％，更优选50-85mol％，甚至更优选55-80mol％的程度。

例如可使具有少量交联剂的丙烯酸水溶液聚合。随后将所得含水凝胶与碳酸钾和氢氧化钠混合，其中一些羧基单元中和成对应的羧酸盐。首先将聚合的凝胶粉碎，随后干燥形成粗糙的干材料并通过研磨和筛分进一步加工形成可流动的细颗粒粉末。

然而，也可在引发剂存在下使如下物质的混合物作为水溶液自由基聚合：

a)至少一种带有酸基的烯属不饱和单体，其中一些或全部酸基，通常25-100mol％，优选40-90mol％，更优选50-85mol％，最优选55-80mol％酸基被对应于至少两种不同类型的阳离子的碱中和，

b)至少一种交联剂，