[发明专利]制备具有改善的颜色稳定性的吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中加入至少一种无机磷酸和/或其盐以及至少一种有机2-羟基酸和/或其盐，其中无机磷酸中的磷的氧化数小于+V且有机2-羟基酸不含有任何烯键式不饱和基团，且本发明还涉及可根据本发明方法得到的吸水性聚合物颗粒。

吸水性聚合物颗粒用于制造尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生用品，也可作为商品园艺中的保水剂。所述吸水性聚合物颗粒也被称为超吸收剂。

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

吸水性聚合物颗粒的性质可以例如通过交联剂的用量来调节。随着交联剂的用量的提高，离心保留能力（CRC）降低且在21.0g/cm₂压力下的吸收（AUL0.3psi）通过一个最大值。

为改善应用性能，例如尿布中溶胀凝胶床的渗透性（SFC）和49.2g/cm²压力下的吸收（AUL0.7psi），吸水性聚合物颗粒通常进行表面后交联。这提高了颗粒表面的交联度，使49.2g/cm₂压力下的吸收（AUL0.7psi）和离心保留能力（CRC）至少部分不相关。这种表面后交联可在水性凝胶相中进行。然而，优选地，用表面后交联剂表面涂布经干燥、研磨并筛分过的聚合物颗粒（基础聚合物），使其热表面后交联并干燥。适用于此目的的交联剂是可与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。

吸水性聚合物颗粒经常存在的问题是变色，其发生在温度升高或空气湿度升高的储存过程中。这种条件通常存在于热带或亚热带国家的储存过程中。在这种条件下，吸水性聚合物颗粒趋于变黄；它们甚至呈现棕色或甚至几乎黑色。实际无色的吸水性聚合物颗粒的这种变色是难看且不想要的，因为这种变色尤其在所需薄卫生用品中是可见的，而消费者会拒绝难看的卫生用品。变色的原因还没有完全明确，但反应性化合物如聚合的残余单体、一些引发剂的使用、单体或中和剂中的杂质、表面后交联剂或所用单体中的稳定剂似乎起到作用。

根据WO 00/55245A1，吸水性聚合物颗粒的颜色稳定性可通过加入无机还原剂提高。可以将无机还原剂加入例如聚合后或热表面后交联后的聚合物凝胶中。

WO 2006/058682A1教导了热表面后交联过程中氧的存在导致变色。

根据WO 2004/084962A1，使用亚磺酸作为聚合引发剂对得到的吸水性聚合物颗粒的颜色稳定性具有良好效果。

WO 2008/092842A1和WO 2008/092843A1公开了用碱性盐涂布以实现相同目的。

根据WO 2009/060062A1，含有亚磺酸及其盐的吸水性聚合物颗粒的颜色稳定性有提高，在这种情况下亚磺酸或其盐优选恰好在表面后交联前加入。

WO 03/014172A2记载了制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中由于醛的存在特别被认为导致变色，使用的丙烯酸提前用醛清除剂处理。

本发明的一个目的是提供一种制备具有改善的颜色稳定性的吸水性聚合物颗粒的方法。同时，吸水性聚合物颗粒，尤其是在温暖和潮湿环境下延长的储存过程中，不应产生任何难闻气味。

所述目的通过聚合一种单体溶液或悬浮液制备吸水性聚合物颗粒的方法实现，所述单体溶液或悬浮液含有：

a）至少一种具有酸基团且可被至少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）中提到的单体共聚的烯键式不饱和单体和

e）任选地一种或多种水溶性聚合物，

所述方法包括如下步骤：聚合单体溶液得到聚合物凝胶i），任选地粉碎得到的聚合物凝胶ii），干燥聚合物凝胶iii），将经干燥的聚合物凝胶研磨并分级为聚合物颗粒iv），以及任选地将分级的聚合物颗粒进行热表面后交联v），该方法包括在步骤i）至v）之一之前、期间或之后分别或一起加入

-至少一种无机磷酸和/或其盐以及

-至少一种有机2-羟基酸和/或其盐，

其中无机磷酸中的磷的氧化数小于+V且有机2-羟基酸不含有任何烯键式不饱和基团。

无机磷酸和/或其盐和有机2-羟基酸和/或其盐优选以水溶液的形式计量加入。

合适的无机磷酸和/或其盐是次磷酸、亚磷酸铵、次磷酸铵、亚磷酸钠、次磷酸钠、亚磷酸钾和次磷酸钾。

极特别优选的无机磷酸和/或其盐是次磷酸及其钠盐。