[发明专利]比无缔合的水膨胀聚合物具有更高水合速率的水膨胀聚合物的聚集体

说明书

众所周知，水膨胀聚合物适宜作尿布和各种需要吸收水分的其它装置。在生产这种聚合物的过程中，通常产生多种尺寸的颗粒。小于170目（88微米）的粒度很小的颗粒不如较大聚合物颗粒那样理想地吸收水分。这些细粉通常从所需较大的颗粒中分离并弃去。据信，较细颗粒的问题是胶粘，因为颗粒密集堆积和聚合物体的表面胶凝化，含水溶液难以进入聚合物。

因此，理想的是创造一种方法使这种细颗粒能循环使用或者使其成型为适宜的吸收水分的聚合物颗粒而不被弃掉。

本发明是具有改进水合速率和吸收性能的水膨胀聚合物的聚集体的制备方法，该方法包括（a）将聚合物颗粒悬浮于惰性疏水性液体中，和（b）在聚合反应条件下，向颗粒中缓慢加入含水溶液或混合物，生成所说的聚合物聚集体。

理想的是，将颗粒粘结成聚集体的含水溶液或混合物包括（ⅰ）至少一种可与水膨胀聚合物聚合的烯属不饱和羧酸和（ⅱ）一种无定形的、可油分散的、基本不溶于水的颗粒材料。

视情况而定，可以选择包括附加步骤（c）干燥聚集体和（d）粉碎聚集体。

本发明也包括水膨胀聚合物的聚集体，所说聚集体具有改进的水合速率和吸收性能，其特征是：水膨胀聚合物颗粒以可为吸收水分提供空间的无规堆积形式与另一种水膨胀聚合物缔合。本发明中的术语“聚集体”意指松散的水膨胀聚合物的颗粒团。由于有多种渗透通道，接触的含水溶液能够进入所说的聚合物并且被其吸收。

本发明的聚集体典型地是由水膨胀聚合物颗粒组成的，所说的颗粒具有宽的无缔合粒度范围：20目（841微米）至400目（37微米）。水膨胀聚合物颗粒以可为吸收水分提供空间的无规堆积形式结合到其他水膨胀聚合物颗粒上进行缔合或聚集。所说聚集体的粒度为300微米至3000微米。

本发明也涉及由水膨胀聚合物聚集体构成的吸收材料，形成的方法是（ⅰ）将无缔合聚合物颗粒悬浮于一种惰性疏水性溶液中，（ⅱ）在聚合反应条件下，向颗粒中缓慢加一种溶液或混合物，该溶液或混合物包括至少一种可与无缔合水膨胀聚合物聚合的烯属不饱和羧酸和一种无定形、分散于油、基本不溶于水的颗粒材料和（ⅲ）干燥所述的聚集体。

附图通过无缔合颗粒和所述颗粒的聚集体的配对显微照片说明了本发明。本发明由如图2、4、6、8和10所示的聚集体代表。图1、3、5、7和9描述无缔合的颗粒，不是本发明的照片。图1是无缔合的水膨胀聚合物颗粒的照片，颗粒的粒度为325目（44微米）和更小;图2是粒度为325目（44微米）和更小的无缔合颗粒的聚集体的照片。图3是具有各种尺寸的无缔合颗粒的照片;图4是这些具有不同尺寸的无缔合颗粒的聚集体的照片。图5是粒度为170～325目（88～44微米）的无缔合聚合物颗粒的照片，图6是粒度为170～325目（88～44微米）的无缔合颗粒的聚集体的照片。图7是粒度为100～170目（149～88微米）的无缔合聚合物颗粒的照片;图8是粒度为100～170目（149～88微米）的无缔合聚合物颗粒的聚集体的照片。图9是粒度为50～100目（297～149微米）的无缔合聚合物颗粒的照片;图10是粒度为50～100目（297～149微米）的无缔合聚合物颗粒的聚集体的照片。

A.水膨胀聚合物颗粒

适于本发明的水膨胀或轻度交联的亲水性聚合物颗粒可以是能够吸收大量液体的任何已知的亲水性聚合物。这些聚合物的例子包括在U.S.4，833，222;3，997，484;3，926，891;3，935，099;4，090，013和4，190，562中披露的聚合物。这些亲水性聚合物是从溶于水的α，β-乙烯不饱和单体（如一元羧酸和多元羧酸）和丙烯酰胺及其衍生物出发制备的。

能够聚合生成本发明水膨胀聚合物的水溶单体包括在U.S.4，833，222中所列那些单体。这种单体的例子包括α，β-乙烯不饱和单体的一元羧酸和多元羧酸。

B.聚集体

最容易掺合成本发明聚集体的水膨胀或轻度交联的亲水性聚合物颗粒是那些粒度小于400目（37微米），最好是170～400目（88～37微米）的无缔合颗粒。当这些聚合物颗粒与含水液体接触时，这些无缔合颗粒可发生胶粘。据认为，当聚合物颗粒小而细时会发生胶粘，引起无缔合颗粒体的紧密堆积。据认为，聚合物体颗粒压实到如此程度，使当其与含水液体接触时在聚合物体表面上发生膨胀和胶凝，胶粘使含水液体不能够自由地在颗粒之间流动从而被吸收。当掺合成本发明聚集体时，这些相同的无缔合颗粒不具备胶粘性能。