[发明专利]使用多功能化学剂增加超吸收材料吸收容量

说明书

本发明公开了一种用于通过用所选的多功能化学剂(MCA)或多种所选的MCA的组合处理超吸收材料(SAM)来增加所述SAM的吸收容量的方法。所选的MCA可通过一种或多种增强所述SAM的所述吸收容量的机制与所述SAM的聚合物链相互作用。在各种优选实施方案中，SAM包括由丙烯酸单体和丙烯酸钠盐的聚合混合物制成的聚电解质，并且选择L‑精氨酸或赖氨酸作为MCA。

背景技术

近年来已经开发了能够吸收其自身重量的许多倍的液体的超吸收材料(SAM)。SAM，也称为水不溶性水凝胶，是已用于增加卫生产品(诸如尿布和失禁护垫和内衣)的吸收性的聚合物材料。SAM通常以颗粒粉末、颗粒或纤维的形式提供，所述颗粒粉末、颗粒或纤维分布在整个吸收纤维素产品中以增加产品的吸收性。超吸收颗粒描述于例如美国专利号4,160,059；美国专利号4,676,784；美国专利号4,673,402；美国专利号5,002,814；和美国专利号5,057,166中。在美国专利号3,669,103和美国专利号3,670,731中示出并入吸收水凝胶的产品，诸如尿布。

更具体地，基于离子凝胶的超吸收剂或聚电解质已广泛用于个人护理产品中。因为它们具有独特的吸收含水液体的能力，因此具有特殊性。这些材料的显著的吸收和溶胀力源自聚合物主链上的负电荷(诸如羧酸根-COO^-)与抗衡正离子(诸如钠Na⁺)的渗透压之间的静电排斥。

然而，离子超吸收剂的吸水和溶胀力在含盐溶液诸如生理流体如尿液和血液中可以大大降低。这种盐敏感性的原因是生理流体中的过量离子诸如钠离子(Na+)可有效地筛选聚合物主链电荷，这可以导致抗衡离子数量和排斥力降低，并且因此溶胀较小。在一些情况下，当离子凝胶可以被筛选成非离子凝胶时，吸收和溶胀力可能完全丧失。因此，为了补偿SAM的盐敏感性，在吸收制品中使用更多的SAM。使用更多的SAM可能导致吸收物品体积增加、用户体验不适和产品成本增加。因此，仍需要改善SAM的吸收容量。

发明内容

本发明涉及一种通过用所选的多功能化学剂(MCA)或此类所选的MCA的组合处理超吸收材料(SAM)来增加所述SAM的吸收容量的方法。MCA可示出为具有四个不同官能团的四面体化合物，如式(I)中所示：

式(I)上的X基团包括-COOH、-SO₃H、-OSO₃H或其类似结构。

邻近式(I)上的X基团的是NR₁R₂基团。NR₁R₂基团中的N可选自伯氨基、仲氨基和叔氨基，并且R₁和R₂基团可选自-H、-Me、-Et和-Bu。式(I)上的R₃基团选自-H、-Me、-Et或-Bu。R₃基团优选为-H和-Me。

式(I)的R₄基团是具有八个或更少的碳的烷基链。R₄基团还

包括至少一个或多个附接到烷基链上的任一个碳的附加伯氨基、仲氨基或叔氨基。此外，烷基链上的每个碳包括附加取代基。这些附加取代基中的每一个可选自以下取代基中的一个：-H、-Me、-Et或-Bu。另选地，这些附加取代基中的每一个可选自含氮烷基。

附图说明

图1示出R₄基团上的氨基与沿着SAM的丙烯酸酯钠离子对的钠抗衡离子形成复合物，由此钠离子对从SAM聚合物链中脱离。

图2示出所选的MCA的酸官能团与钠抗衡离子形成复合物，由此钠离子对从SAM聚合物链中脱离。

图3示出在通过所选的MCA对SAM的未中和的丙烯酸单元进行去质子化之后大体积的抗衡离子的形成。