[发明专利]制备表面后交联的吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种制备表面后交联的吸水性聚合物颗粒的方法，其中将该吸水性聚合物颗粒在表面后交联之前、期间或之后用至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐涂敷。

吸水性聚合物颗粒用来制造尿布、棉塞、卫生巾和其它卫生用品，还可用作商品园艺中的保水剂。该吸水性聚合物颗粒也被称作超吸收剂(super-absorbent)。

吸水性聚合物颗粒的制备记载于专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，第71至103页。

吸水性聚合物颗粒的性质可例如通过所用交联剂的量来调节。随着交联剂用量的增加，离心保留能力(CRC)下降且21.0g/cm²压力下的吸收(AUL0.3psi)经过一个最大值。

为了改善性能特性，例如盐水导流率(SFC)、凝胶床渗透性(GBP)以及49.2g/cm²压力下的吸收(AUL0.7psi)，一般对吸水性聚合物颗粒进行表面后交联。这样提高了颗粒表面的交联度，使得49.2g/cm²压力下的吸收(AUL0.7psi)与离心保留能力(CRC)至少部分地分离。这种表面后交联可在含水凝胶相中进行。但是，优选地，将经干燥、研磨并筛分过的聚合物颗粒(基础聚合物)用表面后交联剂表面涂敷并进行热表面后交联。适于此目的的交联剂为可与该吸水性聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的化合物。

为了改善盐水导流率和/或凝胶床渗透性，常常将吸水性聚合物颗粒在热表面后交联之前用多价金属阳离子涂敷。这种方法已知于例如WO 2000/053644 A1、WO 2000/053664 A1、WO 2005/108472 A1和WO 2008/092843 A1。

本发明的一个目的是提供一种改进的用于制备吸水性聚合物颗粒——尤其是高渗透性的吸水性聚合物颗粒——的方法。

此目的通过这样一种制备吸水性聚合物颗粒的方法实现，该方法通过聚合包含以下物质的单体溶液或悬浮液而实施：

a)至少一种具有酸基团且可至少被部分中和的烯键式不饱和单体，

b)至少一种交联剂，

c)至少一种引发剂，

d)任选地一种或多种可与a)中指定的单体共聚的烯键式不饱和单体，以及

e)任选地一种或多种水溶性聚合物，

该方法包含干燥、研磨、分级和表面后交联，其包含在表面后交联之前、期间或之后将吸水性聚合物颗粒用至少一种由三价金属阳离子和一价羧酸阴离子形成的碱式盐涂敷。

在碱式盐中，在成盐的碱中不是所有在水溶液中可以以氢氧根阴离子(OH^-)形式消去的氢氧根基团都被酸基团代替。

碱式盐中金属阳离子与羧酸阴离子的摩尔比一般为0.4至10，优选为0.5至5，更优选为0.6至2.5，最优选为0.8至1.2。

所用三价金属阳离子的量优选为从0.00004至0.05mol/100g待涂敷的吸水性聚合物颗粒，更优选为0.0002至0.03mol/100g待涂敷的吸水性聚合物颗粒，最优选为0.0008至0.02mol/100g待涂敷的吸水性聚合物颗粒。

该三价金属阳离子优选为元素周期表中第三主族、第三过渡族或镧系元素——更优选为铝、钪、钇、镧或铈，最优选为铝——的金属阳离子。

该一价羧酸阴离子优选为C₁-至C₄-链烷酸的阴离子，更优选为甲酸阴离子(甲酸根)、乙酸阴离子(乙酸根)、丙酸阴离子(丙酸根)和丁酸阴离子(丁酸根)，最优选为乙酸阴离子。

合适的三价金属阳离子和一价羧酸阴离子的碱式盐为，例如，碱式甲酸铝、碱式乙酸铝和碱式丙酸铝。极特别优选为一乙酸铝(CASNo.[7360-44-3])。

三价金属阳离子和一价羧酸阴离子的碱式盐可经稳定。合适的稳定剂为例如：多元醇，如甘露醇和丙三醇；可溶性糖类，如二糖和单糖；多价无机酸，如硼酸和磷酸；羟基羧酸或其盐类，如柠檬酸、乳酸和酒石酸或其盐类；二羧酸或其盐类，如己二酸和丁二酸；以及尿素和硫脲。优选使用硼酸和/或酒石酸作为稳定剂。