[发明专利]制备表面后交联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吸水性聚合物颗粒的方法，其中在表面后交联之前、期间或之后用至少一种含有三价金属阳离子和氨基乙酸根阴离子的盐涂覆所述吸水性聚合物颗粒。

吸水性聚合物颗粒用于制备尿布、卫生棉条、卫生巾和其他卫生用品，还可用作商品园艺品中的保水剂。吸水性聚合物颗粒也称为超吸收剂。

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

吸水性聚合物颗粒的特性可以例如通过所使用的交联剂的量而调节。随着交联剂的用量的提高，离心保留容量(centrifuge retention capacity)(CRC)降低且在21.0g/cm²(AUL0.3psi)压力下的吸收经过一个最大值。

为改进性能特性，例如改进盐水导流率(saline flow conductivity，SFC)、凝胶床渗透性(gel bed permeability，GBP)和49.2g/cm²(AUL0.7psi)压力下的吸收，吸水性聚合物颗粒通常进行表面后交联(还称为“表面交联”，该方法也可称为“二次交联”)。这提高了颗粒表面的交联度，使49.2g/cm²(AUL0.7psi)压力下的吸收和离心保留容量(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覆经干燥、研磨并筛分的聚合物颗粒(原料聚合物，即在表面后交联之前的聚合物)，并使其热表面后交联。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。

为改进盐水导流率和/或凝胶床渗透性，吸水性聚合物颗粒通常在热表面后交联之前用多价金属阳离子涂覆，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。

WO2007/121937A2教导了用一种盐制备表面后交联吸水性聚合物的方法，该盐包括二价或更高价金属阳离子和至少一种有机碱作为阴离子。优选的金属是Mg、Ca、Ba、Al、Fe、Ga、Ti、Zr、Cu和Zn，Al是最优选的金属。优选的有机碱是部分去质子化的一元羧酸、二元羧酸或三元羧酸，去质子化的一元羧酸是最优选的。此外，羟化羧酸(hydroxicarboxy acid)也是优选的。最优选的有机碱是酒石酸盐和乳酸盐，乳酸盐是极最优选的有机碱。

WO2010/108875A1记载了用三价金属阳离子和一价羧基阴离子中的至少一种制备涂覆有碱式盐的表面后交联的吸水性聚合物颗粒的方法。所述碱式盐可以用以下物质稳定：多羟基醇，如甘露醇和丙三醇；可溶性碳水化合物，如二糖和单糖；多价无机酸，如硼酸、磷酸；羟基羧酸或其盐，如柠檬酸、乳酸和酒石酸或其盐；二羧酸或其盐，如己二酸和琥珀酸；脲；和硫脲。

在名为“Ultrastructure Processing of Advanced Ceramics”(John D.Mackenzie and Donald R.Ulrich,eds.,Wiley Interscience 1988)的书中,George F.Everitt在章节“Stabilized Aluminum Acetate used for an Alumina Source in Ceramic Fibers”中描述了二元乙酸铝(又称为单乙酸铝)的合成，并指出硼酸主要作为稳定剂。当其与乳酸和/或二甲基甲酰胺结合时其作用增强。US 3795524公开了一种由市售可得的通过硼酸稳定的二元乙酸铝溶液起始而制备硼酸铝和硅硼酸铝制品的方法。在某些实施方案中，二氧化硅和二甲基甲酰胺加入至该溶液中。

本发明的一个目的是提供另一种或者改进的制备吸水性聚合物颗粒的方法，特别是制备高渗透性吸水性聚合物颗粒的方法。

因此，发明人已经发现一种制备吸水性聚合物颗粒的方法，该方法通过聚合一种单体溶液或悬浮液实现，所述单体溶液或悬浮液包含：

a)至少一种带有酸基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)任选的一种或多种可与a)中所述单体共聚合的烯键式不饱和单体，和

e)任选的一种或多种水溶性聚合物，