[发明专利]具有延迟自由吸水性的超吸收性聚合物

说明书

本申请是申请号为200480040089.9的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为2004年11月10日，发明名称为“具有延迟自由吸水性的超吸收性聚合物”。

发明领域

本发明涉及吸收水、含水液体和血液的超吸收性聚合物，其中本发明的超吸收性聚合物具有改进的性能，特别是在保持可接受的液体保留性能情况下15秒的延迟自由吸水性被增强。本发明还涉及这些超吸收性聚合物的制备和它们作为吸收剂在卫生制品和工业领域的应用。

发明背景

超吸收剂指在水中含有0.9重量％的氯化钠溶液的水溶液中能够吸收至少约10倍于其重量直至约30倍于其重量的可水溶胀的水不溶性有机或无机材料。依据超吸收剂的一般定义，超吸收性聚合物为能够吸收大量的含水液体和体液如尿液或血液，同时溶胀并形成水凝胶，并能够在一定压力下保留所述液体的交联聚合物。

当前市售的超吸收性聚合物为交联聚丙烯酸或交联的淀粉/丙烯酸接枝聚合物，其中一些羧基用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中和。由于这些特征性能，这些聚合物主要用于掺入卫生用品如婴儿尿布、失禁制品或卫生巾中。

在尿布构造体中，需要能够在湿法成网构造体中结合SAP与纤维。为此，SAP需要具有使其吸水延迟至少1分钟的性能，以便在湿法成网方法中在SAP和纤维结合的结构体中不反应。

GB 2,280,115 A描述了诸如尿布的吸收制品，其在释出体液的区域含有涂覆的超吸收性颗粒。超吸收性颗粒的涂层阻碍溶胀直至该涂层溶解在测试液或体液中或被其渗透。这些超吸收性颗粒在溶胀开始前具有活化时间，该时间可随涂层的材料和厚度而变化。公开的一些涂料为无反应性的多糖，如明胶、微晶纤维素和纤维素衍生物。在开始溶胀前的活化期应至少为5分钟，优选15分钟，更强烈地优选60分钟。

涂覆的超吸收性聚合物具有的缺点在于即使小的不必然导致高度可溶胀聚合物溶胀的起始湿润也会通过溶解、分离、溶胀或分解导致表面处理的破坏。一旦围绕聚合物的涂层溶解，这种超吸收性聚合物显示出没有表面处理的常规材料的高溶胀率。于是失去希望的在吸收性材料中的改进液体控制效果。

因此，本发明的目的是提供这样的吸收性聚合物组合物，其显示出改进的延迟自由吸水性，并且即使在超吸收性聚合物基于吸收性结构体的重量百分比增加时依然保持优异的性能，如保持高液体渗透性和液体保留值的能力。

发明概述

本发明涉及一种包含具有延迟自由吸水性能的涂覆的超吸收性聚合物颗粒的涂覆的超吸收性聚合物颗粒，其中延迟自由吸水性能为每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收少于约13克水。

本发明进一步涉及具有改进的延迟自由吸水性的涂覆的超吸收性聚合物颗粒，其包含：a)包含约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体和约0.001至约5.0重量％的内交联剂的组合物，其中所述组合物具有大于约20％的中和度；以及b)涂覆在组合物上的盐，其中涂覆的超吸收性聚合物具有的延迟自由吸水性为每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收少于约13克水。

本发明还涉及一种制备具有延迟自由吸水性能的涂覆的超吸收性聚合物的方法，其中所述延迟自由吸水性能为每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收少于约13克水，该方法包括如下步骤：a)包含约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体；和b)约0.001至约5.0重量％的内交联剂；以及c)中和剂的组合物，其中所述组合物具有大于约20％的中和度；d)通过添加有效量的至少一种自由基引发剂引发自由基聚合反应并在约0℃至约100℃的温度下聚合，形成微孔水凝胶；e)在约85℃至约210℃的温度下干燥所述凝胶块，形成干块，将该干块研磨到约0.05mm至约5.0mm直径的尺寸，形成改进的干超吸收性聚合物；以及f)向该干燥的超吸收性聚合物颗粒添加涂覆组合物以涂覆该超吸收性聚合物颗粒。

优选实施方案的说明

合适的超吸收性聚合物可选自天然的、可生物降解的、合成的和改性的天然聚合物和材料。关于超吸收性聚合物使用的术语交联指任何有效地使正常水溶性材料基本不溶于水但可溶胀的方式。该类交联方式可包括例如物理缠结、结晶畴(crystalline domains)、共价键、离子配合和缔合、亲水缔合如氢键、疏水缔合或范德华力。超吸收性聚合物包括内交联和表面交联。