[发明专利]高吸水性聚合物的制造方法

说明书

本发明涉及高吸水性聚合物的制造方法。

用本发明方法制得的聚合物不仅对纯水而且对各种电解质水溶液诸如生理盐水和人尿也是高吸水性的。而且，它们能很快吸收水份，所得胶状聚合物具有高强度。因此，用本发明方法制得的高吸水性聚合物适用于各种吸收材料，尤其是卫生制品方面的吸收材料。    

近年来，高吸水性聚合物不仅实际应用于卫生制品诸如卫生巾和纸尿布，而且还用作工业领域以及园艺和农业领域使用的材料，诸如保水材料，防止滴状冷凝材料，保鲜材料以及脱水材料。预期高吸水性聚合物的应用前途广阔。

传统已知的高吸水性聚合物是淀粉和丙烯腈接枝共聚物的水解产物，羧甲基纤维素的交联产物，聚丙烯酸(盐)的交联产物，丙烯酸(盐)和乙烯醇的共聚物，聚环氧乙烷的交联产物等。

要求高吸水性聚合物具有高吸水能力，并在同含水液体接触时显示高的吸水速度。这些性能对卫生制品诸如卫生巾和尿布是特另重要的，这些制品近来已很快推广并通过日益进展的技术制造出来。但是，上述传统的高吸水性聚合物没有一种能满意地满足上述要求。

一般说来，高吸水性聚合物的吸水能力同吸水速度和胶状聚合物的强度(下面简称凝胶强度)是矛盾的；也就是说，高吸水性聚合物的吸水速度和凝胶强度两者随吸水能力变高而都下降。因此，如何调和这些互相抵触的性能已经成为技术上最重大的问题。尤其象本发明采用丙烯酸类单体作原材料时，这种单体如果用诸如过硫酸铵或过硫酸钾之类的过硫酸盐作引发剂，即便在没有交联剂存在下自身于聚合期间也往往会导致交联(所谓自交联)。丙烯酸类单体的自交联形成的聚合物一般具有足够高的吸水速度和凝胶强度，但吸水能力不够。

单体的自交联可以通过如显著降低单体浓度或采用偶氮化合物作聚合引发剂来加以抑制，诸如公开特许58-71907所揭示的水溶液聚合法以及59-62665所揭示的表面处理法。但是，前一种方法由于它生产效率很低，无实用价值，后一种方法据本发明人所知采用偶氮引发剂也是不能令人满意的。

因此，本发明的主要目的是提供一种高效制造高吸水性丙烯酸类聚合物的方法，该聚合物具有明显提高的吸水能力，同时又具有高吸水速度和高凝胶强度。

如今已经发现，在选自Fe(II)，Fe(III)，Cu(II)Mn(II)，VO(II)，Co(II)和Ni(II)的金属盐存在下使丙烯酸类单体聚合，可以制得比传统的高吸水性聚合物吸收纯水和各种电解质水溶液能力要高得多的高吸水性聚合物。还发现，借助一种特殊的硅烷化合物使以上的聚合物表面改性，所得聚合物显示出较高的吸水速度和明显提高的凝胶强度，而不致显著降低它的优异的吸水能力。根据以上发现实现了本发明。

由此，本发明提供一种制造高吸水性聚合物的方法，该方法包括在选自Fe(II)，Fe(II)，Cu(II)，Mn(II)，Vo(II)，Co(II)和Ni(II)的金属盐存在下使以丙烯酸和/或它的碱金属盐为主组分的丙烯酸类单体聚合的工序。

本发明还提供一种制造高吸水性聚合物的方法以制得粒状高吸水性聚合物，该方法包括在选自Fe(II)，Fe(II)，Cu(II)，Mn(II)，VO(II)，Co(II)和Ni(II)的金属盐存在下使以丙烯酸和/或它们碱金属盐为主组分的丙烯酸类单体聚合的工序，以及在水存在下用下列通式的硅烷化合物处理该粒状聚合物使聚合物表面改性的工序

        X(R)_mSi(Y)_3-m式中X为能  同高吸水性聚合物所含的羧基和/或羧酸盐基反应的官能团，R为烃基，Y为可水解的基团，m为0，1或2的整数。

按照本发明可以制得高吸水性的聚合物，该聚合物不仅对纯水而且对各种电解质水溶液显示出很高的吸水能力。另外，通过用特殊的硅烷化合物使聚合物表面改性，能使聚合物的吸水速度和凝胶强度均有明显改善而不致明显降低其优异的吸水能力。

多亏了这种有益的性能，本发明方法制得的高吸水性聚合物能够不仅适用于园艺和农业方面的材料诸如土壤调节剂和保水剂，而且也适用作卫生制品诸如卫生巾和纸尿布。

图1是用来测定由实施例和比较实例制得的高吸水性聚合物吸水速度的装置。

<丙烯酸类单体>