[发明专利]用金属盐和金属氧化物处理并在其表面后交联的超吸收体

说明书

技术领域

本发明涉及吸水聚合物结构体的制备工艺，由此工艺获得的吸水聚合物结构体、吸水聚合物结构体、复合物、复合物的制备工艺、通过此工艺获得的复合物，包括该吸水聚合物结构体或复合物的化学产品，以及在化学产品中吸水聚合物结构体或复合物的应用。

背景技术

超吸收体为不溶水的交联聚合物，其能够通过溶胀和形成水凝胶在给定的压力下吸收和保留大量的水性液体，尤其是体液，优选为尿液或血液。由于这些特有的特性，这些聚合物主要的应用为制成卫生制品如婴孩尿布、失禁产品和卫生巾等。

目前市售的超吸收体主要为交联的聚丙烯酸或交联的淀粉丙烯酸接枝聚合物，其中羧基用氢氧化钠或氢氧化钾部分中和。

为了美学和环境原因，越来越倾向于制造更小更纤薄的卫生制品。为了保证卫生制品可靠的整体保持能力，此需求只能够通过减少体积大的短纤维(voluminous fluff)的比例来实现。这意味着进一步的任务是关于超吸收体对液体的运送和分布，其能够概述为渗透性。

对于超吸收体材料中的渗透性应理解为在溶胀状态下渗透液体于溶胀凝胶内运送和均匀分布的能力。此过程通过毛细运送(capillary transport)穿过凝胶颗粒之间的空间而发生。溶胀的超吸收体颗粒间的液体运送本身遵循扩散定律，其为非常慢的过程，其在卫生制品的使用中没有参与液体分布。对于由于缺乏凝胶稳定性而不能实现毛细运送的超吸收体材料，通过将这些材料埋入纤维基体使颗粒彼此分开，避免出现凝胶封堵的现象。在新一代的尿布构造中，吸收层中只有少量或甚至没有纤维材料支持液体运送。这里所用的超吸收体在溶胀状态下必需相应地具有足够高的稳定性，使溶胀凝胶具备足够的毛细作用空间，使液体能够据此进行运送。

为了获得高溶胶稳定性的超吸收体材料，一方面，可增加聚合物的交联度，其必然降低溶胀能力和保持能力。

另外，可以使用改善超吸收体特性的聚合物颗粒表面后处理方法。现有技术已知的表面处理为，例如，吸水聚合物结构体的表面后交联，使表面与无机化合物接触或在无机化合物存在下的表面后交联。

DE-A-10016041实现吸水聚合物(其受到机械作用的损害)的凝胶渗透性的恢复，其通过在后交联后用至少为三价的阳离子的至少一种盐的溶液对该聚合物进行后处理来实现。

WO-A-98/48857公开了凝胶床回弹性(gel bed resiliency)得到改善的超吸收体聚合物，其通过使聚合物与多价金属盐干混合，然后将混合物与粘合剂接触而获得。这种与无机微细颗粒物质混合的缺点在于例如混合分层(demixing)或扬尘(dust)。

WO-A-98/49221说明热处理后吸水聚合物与含单价或多价金属盐的添加剂水溶液进行的再湿润处理，其使聚合物具有改善的加工性。

现有技术中已知的吸水聚合物结构体的缺点在于其中吸收剂结构体，例如尿布中的吸收剂芯体(其包括之前的高吸收能力的聚合物结构体作为吸收剂)在大量体液突然进入时(例如可以发生在成人尿布穿用者)，或在由患有夜间遗尿(尿床)的年长的儿童弄湿尿布的情况中，不能完全进行吸收并进一步将体液分布于吸收剂结构体内，特别是在尿布穿用者躺着造成的压力下。

发明内容

总体而言，本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷。

具体而言，本发明的目的在于提供具有高吸收能力的吸水聚合物结构体，与先前的吸收剂相比，其在吸收剂结构体的应用中(例如尿布)具有改善的吸液量，以及进一步改善的分布性。更具体而言，高吸收能力的吸水聚合物结构体还应该能够在用作成人或患有夜间遗尿的尿布穿用者的尿布时，确保在负载下，能迅速吸收并进一步均匀地分布突然进入的，特别是大量的体液。

本发明的另一目的在于提供一种使该吸水聚合物结构体能够以简单，尽可能连续的方式以及尽可能使用最少的有机溶剂制备的工艺。在此制备工艺中，加入的粉末状添加剂应该最多是小量地与聚合物结构体分离，且不应对聚合物造成负面影响。

上述目的的解决方案在于提供一种制备吸水聚合物结构体的工艺，其包括下列步骤：

I.提供一种未处理的吸水聚合物结构体(Pu)，根据本文所述的测试方法确定其保持力(retention)至少为37.5g/g，优选至少38g/g，特别优选至少39g/g，再更优选至少41g/g，且最优选至少43g/g，其中优选不超过75g/g的保持力，特别优选70g/g，再更优选65g/g，进一步更优选60g/g，且最优选55g/g；