[发明专利]中空体用于生产吸水聚合物结构体的用途

说明书

技术领域

本发明涉及吸水聚合物结构体、用于生产吸水聚合物结构体的方法、通过此方法获得的吸水聚合物结构体、复合物、用于生产复合物的方法、通过此方法获得复合物、化学产品(如泡沫体、成型品或纤维)、吸水聚合物结构体或复合物在化学产品(如泡沫体、成型品或纤维)中的用途，以及具有无机或有机材料壳的中空体的用途。

背景技术

超吸收体为水不溶性交联聚合物，其能够吸收大量水性液体，尤其是体液，优选尿液或血液，伴随溶胀和形成水凝胶，并能够在压力下保持这些水性液体。通常，这些液体吸收是超吸收体或超吸收体组合物的干重的至少10倍或甚至至少100倍的水。由于这些特有的特性，这些聚合物主要用于卫生制品如尿布、失禁产品或卫生巾。对超吸收体和超吸收体组合物以及它们的用途和制造的综述在以下文件中给出：F.L.Buchholz and A.T.Graham(editors)in“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，Wiley-VCH，New York，1998。

一般情况下，通过通常部分中和的含有酸基团的单体在交联剂存在下自由基聚合来制备超吸收体。通过选择单体组成、交联剂和聚合条件以及聚合后获得的水凝胶的工艺性能，可以制备具有不同吸收性能的聚合物。此外，可以制备接枝聚合物，例如根据DE-A-26 12 846所述使用化学改性的淀粉、纤维素和聚乙烯醇。

在尿布构造方面，目前的趋势是生产具有降低的纤维素纤维含量和增加的超吸收体含量的甚至更薄的构造。更薄构造的优点不但表现在改善的使用舒适性，而且表现在减少包装和储存的成本。随着朝向更薄的尿布构造的趋势，对超吸收体的要求已显著变化。目前至关重要的是水凝胶传导和分布液体的能力。由于卫生制品的更高负载(每单位面积超吸收体的量)，在溶胀状态的聚合物不得形成对于后来液体的阻挡层(凝胶阻塞)。如果产品具有良好的传输性能，则能够确保所有卫生制品的最佳的利用。

除了超吸收体的渗透性(以所谓的“盐水流动传导性-SFC”形式描述)和在压缩应力下的吸收容量之外，特别地，超吸收体颗粒的吸收速率(以每克超吸收体每秒吸收的液体的量描述)也是关键的标准，所述吸收速率使得能够表述吸收核(其包含大量的此超吸收体且仅具有低绒毛含量)是否能够在与液体首次接触时快速吸收它们(所谓的“首次获得”)。在吸收核具有高吸收体含量的情况下，此“首次获得”依赖于超吸收体材料的吸收速率以及其它因素。

为了提高超吸收体的吸收速率，现有技术公开了多种方法。例如，通过使用更小的超吸收体颗粒(相应地具有更高的表面积-体积比)，能够增加超吸收体的表面积。然而，其结果是降低超吸收体的渗透性和其它性能特征如保持力。为了避免此问题，通过例如借助粉碎生产具有不规则形状的超吸收体颗粒，能够实现增加超吸收体颗粒的表面积而不降低颗粒直径。例如，US5,118,719和US 5,145,713也公开了在聚合期间在单体溶液中分散发泡剂，所述发泡剂在加热过程中释放二氧化碳。所得超吸收体的多孔性在聚合物颗粒中提供相对大的表面积，这最终能够增加吸收速率。US 5,399,391进一步公开在表面上后交联此发泡的超吸收体颗粒，也是为了以此方式改善在压缩应力下的吸收容量。然而，此方法的缺点是：由于发泡的超吸收体颗粒的大表面积，必须使用与非发泡超吸收体颗粒相比更大量的表面交联剂，这不可避免地导致在表面区域中增加交联密度。然而，在表面区域中过高的交联密度导致吸收速率的降低。此外，使用发泡剂是不利的，因为在使用碳酸盐的情况下，在单体溶液中形成的气体量极大地依赖于聚合期间的温度和pH值。另外，在单体溶液中的发泡剂趋于附聚以形成相对大的气泡，这样很难控制超吸收体材料的最终的多孔性。同样在使用碳酸盐的情况下，很难调节二氧化碳在单体溶液中的驻留时间以及尤其是二氧化碳释放的确切时间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中与具有高吸收速率的吸水聚合物结构体生产相关的缺点。

更具体地，本发明的目的是提供吸水聚合物结构体，其能够尤其高效地用于具有高超吸收体含量的卫生制品。除了有利的高吸收速率之外，所述吸水性聚合物还应当具有特别高的在压缩应力下的吸收性、特别高的保持力和特别高的渗透性。

本发明的另一目的是提供用于生产吸水聚合物结构体的方法，使用该方法可以以有效地可再生的方式生产具有上述吸收性质的聚合物。另外，通过此方法干燥聚合物凝胶后获得的聚合物颗粒，在进行表面后交联之后，其吸收速率的下降应比传统的吸水聚合物结构体的情况显著减小。