[发明专利]柔性超吸收性粘结剂聚合物组合物

说明书

本申请要求分别于2005年12月2日和2006年11月17日提交的美国申请Nos.11/293,043和11/561,145的优先权，其公开内容清楚地通过引用并入本文。

背景技术

本发明涉及柔性(flexible)超吸收性粘结剂聚合物组合物以及制备该柔性超吸收性粘结剂聚合物组合物的聚合方法。

粘合剂或粘结剂是许多吸收性制品的必需成分。虽然粘合剂有利地将制品保持在一起，但是粘合剂也会有干扰吸收性制品中的吸收流体能力的倾向。粘合剂通常是疏水性的，因此它们不有益于吸收能力或液体传递功能。此外，大多数粘合剂是非吸收性的并因而无法提供液体保留作用。

亲水性粘合剂包括由水溶性聚合物例如聚(乙烯醇)、聚(乙烯基甲基醚)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(环氧乙烷)或者纤维素衍生物例如羟丙基纤维素配制的粘合剂。葡聚糖、淀粉和植物胶已经用于提供亲水性粘合剂。这些材料在干燥条件下提供粘附力。然而，当暴露于含水流体时，这些材料由于它们实质上可溶于含水流体中而失去粘结能力。

使亲水性粘合剂在暴露于含水流体时变得更实用的一种已知方法是将水溶性聚合物交联。由于交联，所述材料变得可溶胀并且不再可溶于含水流体中。然而，由于经过交联的聚合物是热固性的，因此它们难以施加至基材上或者与表面建立密切接触，这是因为经过交联的聚合物是固体材料并且流动能力小或不能流动。通常，经过交联的聚合物是坚硬的、刚性和脆性的。这些聚合物不具有许多吸收性制品由于聚合物的最终用途所需的柔性。

大多数现有的粘结剂吸收能力小或无吸收能力。因此需要还可充当为所述应用增添附加吸收能力的吸收剂的粘结剂聚合物。这里，将具有这些特性的粘结剂聚合物称为柔性超吸收性粘结剂聚合物组合物，其可以在本文中被称为柔性吸收性粘结剂或FAB，从而用于具有潜在交联能力的亲水性柔性粘结剂或涂料中。所述超吸收性聚合物组合物可以像水溶性聚合物一样容易地施加，因为所述亲水性聚合物溶液在交联之前能够流动。潜在的交联能力也可提供在所述聚合物已与基材建立密切接触或者已形成期望的最终形状或形态之后交联该聚合物的简单方法。

Soerens等在美国专利6,737,491中描述了特别适合用于制造吸收性制品的吸收性粘结剂组合物，其包含单烯键式不饱和聚合物以及含有烷氧基硅烷官能度的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。Soerens等还描述了包括以下步骤的制备被报道为醇基水溶性粘结剂组合物的吸收性粘结剂组合物的方法：制备单体溶液，将所述单体溶液加入到引发剂体系中，以及活化该引发剂体系内的聚合引发剂。

制备水溶性聚合物方面的问题之一是留在所述聚合物中的残余单烯键式不饱和单体含量的大小。对于个人卫生制品中的应用，要求所述超吸收性聚合物组合物的残余单烯键式不饱和单体含量的数值小于约1000ppm。另外，对于所述柔性超吸收性粘结剂组合物，希望具有至少24wt％的固含量。

除上述以外，所述现有柔性吸收性粘结剂组合物的另一方面在于必须使用相对较稀的聚合物溶液以便该溶液不会开始交联，其中交联被称为凝胶化。由于一般通过将所述溶液施涂于基材上然后干燥该溶液以形成交联的吸收性涂层来使用该溶液，干燥稀溶液的成本会比期望的更高。

在使用烷氧基硅烷作为交联剂的情况下，在不限制本发明的情况下，可以通过以下理论来说明凝胶化。作为统计概率的函数，两条聚合物链上的烷氧基硅烷官能单元在溶液中相互“寻找”以提供缩合并形成交联。一种方法是通过使用约20wt％的聚合物浓度来保持该概率处于低水平。另一种方法是通过减少被引入聚合物中的烷氧基硅烷官能度的量来降低凝胶化的概率。例如，简单近似法显示将烷氧基硅烷的一半引入所述聚合物中应当使聚合物浓度加倍。因而，引入一半烷氧基硅烷的40％聚合物溶液应当具有与柔性超吸收性粘结剂聚合物组合物的20％溶液相同的稳定性。然而，该40％溶液需要少得多的能量和成本以将溶液干燥成吸收性涂层。

因此需要的是具有潜在交联能力以及能够以有吸引力的成本制备的亲水性聚合物。所述聚合物可以像水溶性聚合物一样容易地施加，因为所述亲水性聚合物溶液在交联之前能够流动。潜在的交联能力也可提供在聚合物已与基材建立密切接触或者已形成期望的最终形状或形态之后交联该聚合物的简单方法。另外需要或期望具有合适柔性水平的上述聚合物。