[发明专利]通过聚合单体溶液液滴生产具有较高渗透性的吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种通过在围绕包含具有酸基的单体的单体溶液液滴的气 相中聚合所述液滴来制备具有高渗透性的吸水性聚合物颗粒的方法，其中 所述单体溶液包含多价阳离子以及所述聚合物颗粒具有至少150μm的平 均直径。

吸水性聚合物颗粒的制备描述于专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology(现代超吸收性聚合物技术)”，F.L.Buchholz和A.T. Graham，Wiley-VCH，1998，第71-103页中。

作为吸收水溶液的产品，吸水性聚合物用于生产尿布、棉塞、卫生巾 和其它卫生制品，而且也作为市场园艺中的保水剂。

吸水性聚合物颗粒的性能可经由交联度调节。随着交联提高，凝胶强 度提高而吸收容量下降。这意味着离心保留容量(CRC)随着负载下的吸收 率(AUL)提高而下降(负载下的吸收率在极高交联度下也再次下降)。

为了改进使用性能如在尿布中的溶胀凝胶床中的盐水导流率(SFC)和 负载下的吸收率(AUL)，通常将吸水性聚合物颗粒后交联。后交联仅提高 颗粒表面的交联度，这允许至少部分地消除负载下的吸收率(AUL)与离心 保留容量(CRC)之间的相互影响。该后交联可在含水凝胶相中进行。然而， 优选将研磨并过筛的聚合物颗粒(基础聚合物)用后交联剂进行表面涂覆， 热后交联并干燥它们。适合该目的的交联剂为包含至少两个能够与亲水性 聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。

喷雾聚合结合了聚合与干燥的工艺步骤。此外，通过合适的工艺控制 将粒度设置在一定范围内。

通过聚合单体溶液液滴制备吸水性聚合物颗粒例如描述于EP-A 0 348 180、WO 96/40427、US 5,269,980、DE-A 103 14 466、DE-A 103 40 253和 DE-A 10 2004 024 437以及在先德国申请10 2005 002 412.2和 10 2006 001 596.7中。DE-A 10 2004 042 946、DE-A 10 2004 042 948和 DE-A 10 2004 042 955以及在先德国申请10 2005 019 398.6描述了通过喷 雾聚合制备增稠剂。

本发明目的是提供一种制备具有高渗透性即高的通过溶胀凝胶床的盐 水导流率的吸水性聚合物颗粒的方法。

该目的通过一种通过在围绕包含下列物质的单体溶液液滴的气相中聚 合所述液滴来制备吸水性聚合物颗粒的方法实现：

a)至少一种具有酸基的烯属不饱和单体，

b)至少一种交联剂，

c)至少一种引发剂，以及

d)水，

其中所述单体溶液包含多价阳离子以及所述聚合物颗粒具有至少150μm 的平均直径。

可通过本发明方法获得的吸水性聚合物颗粒的渗透性(SFC)通常为至 少5×10^-7cm³s/g，优选至少15×10^-7cm³s/g，优选至少35×10^-7cm³s/g，更优 选至少50×10^-7cm³s/g，最优选至少120×10^-7cm³s/g。吸水性聚合物颗粒的 渗透性(SFC)通常小于500×10^-7cm³s/g。

可通过本发明方法获得的吸水性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通 常为至少10g/g，优选至少15g/g，优选至少20g/g，更优选至少25g/g，最 优选至少30g/g。吸水性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通常小于50g/g。

合适多价阳离子的实例为二价阳离子如锌、镁、钙和锶的阳离子，三 价阳离子如铝、铁、铬、稀土和锰的阳离子，四价阳离子如钛和锆的阳离 子。优选至少三价阳离子。可能的抗衡离子为氯离子、溴离子、硫酸根、 硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根 和羧酸根如乙酸根和乳酸根。优选铝盐如硫酸铝。

多价阳离子的量在每种情况下基于单体a)优选为0.001-0.25重量％， 更优选0.01-0.2重量％，最优选0.05-0.15重量％。

应选择多价阳离子的量使得在单体溶液中既不存在混浊也不存在沉 淀。