包含粘土的超吸收性聚合物、微粒及其制备方法技术

一种制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，该方法包括：(I)使聚合混合物聚合以形成交联的部分中和的水凝胶，所述聚合混合物包含：(a)一种或多种烯属不饱和的含羧基单体，(b)一种或多种交联剂，(c)任选地一种或多种可与含羧基单体共聚的共聚单体，(d)将聚合物部分中和至50-99重量％的中和剂，和(e)聚合介质，(II)将粘土与交联的部分中和的水凝胶混合以形成部分中和的超吸收性聚合物-粘土水凝胶；接着将所得中和的超吸收性聚合物-粘土混合物干燥和筛分，并任选表面交联以提供中和的超吸收性聚合物-粘土颗粒；超吸收性聚合物-粘土水凝胶颗粒的粉碎同时或顺序进行；在粉碎后，对粘性超吸收性聚合物-粘土水凝胶颗粒脱水以获得以固体或粉末形式的超吸收性聚合物-粘土颗粒。

【技术实现步骤摘要】
包含粘土的超吸收性聚合物、微粒及其制备方法本申请是申请号为200980141534.3、申请日为2009年10月13日、专利技术名称为“包含粘土的超吸收性聚合物、微粒及其制备方法”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及SAP颗粒以及制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法。更具体地，本专利技术涉及包含粘土的SAP(其含有吸水树脂和粘土)，以及制备该类SAP-粘土颗粒的方法。
技术介绍
超吸收性材料通常指能够吸收在水中包含0.9重量％氯化钠溶液的水溶液至少约其重量10倍、高达约其重量30倍或更多倍的水溶胀、水不溶性材料。本专利技术涉及吸收水、水成液和血液的超吸收性聚合物颗粒，以及制备超吸收性聚合物和颗粒的方法。在本文中使用并通常在工业中使用的首字母缩写词SAP用于代替超吸收性聚合物、超吸收性聚合物组合物、超吸收性聚合物颗粒或其变体。根据超吸收性材料的一般定义，超吸收性聚合物为交联的部分中和的聚合物，其能够吸收大量的水成液和体液如尿或血液，溶胀并形成水凝胶，并能够在一定压力下将它们保留。超吸收性聚合物组合物为已经过表面处理的超吸收性聚合物，所述表面处理可包括超吸收性聚合物的表面交联和/或其它表面处理。可市购得到的超吸收性聚合物组合物包括交联的聚丙烯酸或交联的淀粉-丙烯酸接枝聚合物，其中一些羧基被氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中和。超吸收性聚合物组合物颗粒为超吸收性聚合物或超吸收性聚合物组合物的颗粒，且通常具有约150-850微米的粒径。超吸收性聚合物及其用途和制备的综述见于F.L.Buchholz和A.T.Graham(编辑)的“ModernSuperabsorbentPolymerTechnology”，Wiley-VCH，NewYork，1998。SAP和SAP颗粒主要用于卫生制品，例如婴儿尿布、失禁产品或卫生巾。为了合身、舒适和美学原因，以及环境方面的原因，使卫生制品更小和更薄的趋势增加。这正通过降低这些制品中高体积绒毛纤维含量来实现。为确保体液在卫生制品中的总保留能力恒定，在这些卫生制品中使用更多的SAP含量。已经向SAP中加入粘土和其它矿产物以改进SAP性能。例如，在SAP粉末或颗粒的表面上加入可获自德国EvonikGmbH的粉碎的无定形二氧化硅如或可获自CabotCorporation的或膨润土是已知的。US5,140,076和4,734,478公开了在干SAP粉末的表面交联过程中加入二氧化硅。US4,286,082公开了用于卫生制品的二氧化硅和SAP的混合物。通常，在干SAP颗粒与二氧化硅粉末的混合物中，二氧化硅粘附于SAP颗粒表面并改变SAP颗粒的表面性能，但是不改变它们的固有吸收性能。例如，二氧化硅粉末为亲水或疏水的，这主要影响SAP颗粒吸收流体的速率。其它公开SAP颗粒和粘土的专利和申请包括GB2,082,614，其中公开了通过共混干SAP颗粒和1-75重量％增量材料的共混物制备的干燥固体水溶胀性吸收性组合物，所述增量材料选自未交联的纤维素衍生物、淀粉、某些粘土和矿物、及其混合物。US5,733,576公开了制备包含(a)水溶胀性合成聚合物或共聚物和(b)在常温下为可浇注粉末且在水中部分可溶或不溶的天然或合成聚合物的吸收剂的方法。吸收剂可包含粘土作为中性填充剂。WO01/68156公开了可形成亲水性可溶胀水凝胶的聚合物，其包含铝硅酸盐并具有增强的渗透性和改进的气味控制性。可在聚合之前、之中或之后加入铝硅酸盐。US5,514,754公开了包含粘土的超吸收性聚合物颗粒，其中将粘土在SAP中和之前加入SAP水凝胶以提供具有改进的流体收集速率和改进的流体经过溶胀SAP-粘土颗粒的渗透性的颗粒。本专利技术旨在通过在特定条件下将粘土引入SAP水凝胶中而改进SAP颗粒的性能。已经发现向部分中和的SAP水凝胶中加入粘土并在升高的温度下干燥水凝胶-粘土可改进SAP性能。因此，本专利技术旨在通过在制备过程中加入粘土改进SAP吸收速率和渗透性能，而没有不利地影响SAP颗粒的其它流体吸收和保留性能。
技术实现思路
本专利技术涉及SAP颗粒以及制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法。更具体地，本专利技术涉及包含粘土的SAP(其含有吸水树脂和粘土)，以及制备该类SAP-粘土颗粒的方法。本专利技术的一个实施方案包括一种制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法及其基于制备超吸收性聚合物的方法的颗粒，该方法包括如下步骤：(I)使聚合混合物聚合以形成交联的部分中和的水凝胶，所述聚合混合物包含：(a)一种或多种烯属不饱和的含羧基单体，(b)一种或多种交联剂，(c)任选地一种或多种可与含羧基单体共聚的共聚单体，(d)将聚合物部分中和至约50-99重量％的中和剂，和(e)聚合介质，(II)将粘土与交联的部分中和的水凝胶混合以形成部分中和的超吸收性聚合物-粘土水凝胶，(III)在约190-210℃的温度下将交联的部分中和的水凝胶干燥约15-120分钟，和(IV)将干燥过的部分中和的超吸收性聚合物-粘土水凝胶粉碎成颗粒。本专利技术的一个实施方案包括制备包含粘土的超吸收性聚合物，其中所述超吸收性聚合物的存在量为约90-99.5重量％，且粘土的存在量为约10-0.5重量％。本专利技术的另一实施方案进一步包括将包含粘土的超吸收性聚合物研磨成超吸收性聚合物微粒，所述微粒通过筛分经过美国标准20目筛且保留在美国标准100目筛上而测得的粒径为约150-850微米。本专利技术的实施方案进一步包括通过前述方法制备的超吸收性聚合物微粒。此外，本专利技术涉及可包含本专利技术的超吸收性聚合物组合物的吸收性制品或卫生制品如尿布。本专利技术的大量其它特征和优点将由以下描述呈现。在描述中，提及了本专利技术的示例性实施方案。这些实施方案不代表本专利技术的全部范围。因此，应该参照本文的权利要求书以解释本专利技术的全部范围。为简短和简洁起见，在本说明书中提到的任何数值范围考虑在该范围内的所有值，且应被解释为支持引用任何子范围的权利要求，所述子范围具有为在所述具体范围内的实数值的端点。以假设的说明性实例为例，在该说明书中公开的1-5的范围应被解释为支持权利要求的以下任何范围：1-5、1-4、1-3、1-2、2-5、2-4、2-3、3-5、3-4和4-5。附图说明本专利技术的前述及其它特征、方面和优点将参照以下说明书、所附权利要求书和附图变得更好理解，其中：图1为用于自由溶胀凝胶床渗透性试验的试验装置的侧视图；图2为在图1所示自由溶胀凝胶床渗透性试验装置中使用的圆筒/杯组件的横截面侧视图；图3为在图1所示自由溶胀凝胶床渗透性试验装置中使用的活塞的俯视图；以及图4为用于负载下的吸收性试验的试验装置的侧视图。具体实施方式定义应该注意的是用于本公开内容中的术语“包括”、“包含”和衍生于“包括”的其它术语意为开放式术语，其说明存在任何所述特征、元素、整数、步骤或组分，且不意预排除存在或加入一个或多个其它特征、元素、整数、步骤、组分或其组合。术语“吸收性制品”通常指可吸收并包含流体的装置。例如，个人护理吸收性制品指置于对着或靠近皮肤以吸收并包含由身体排出的各种流体的装置。当提及超吸收性聚合物时使用的术语“交联”指任何用于有效地使得正常水溶性材料基本上水不溶但溶胀的方法。这种交联方法可包括例如物理缠结、结晶畴、共价键、离子络合和缔合、亲水缔合如氢键、疏水缔合或范德本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，该方法包括：(I)使聚合混合物聚合以形成交联的部分中和的水凝胶，所述聚合混合物包含：(a)一种或多种烯属不饱和的含羧基单体，(b)一种或多种交联剂，(c)任选地一种或多种可与含羧基单体共聚的共聚单体，(d)将聚合物部分中和至50‑99重量％的中和剂，和(e)聚合介质，(II)将粘土与交联的部分中和的水凝胶混合以形成部分中和的超吸收性聚合物‑粘土水凝胶；接着将所得中和的超吸收性聚合物‑粘土混合物干燥和筛分，并任选表面交联以提供中和的超吸收性聚合物‑粘土颗粒；超吸收性聚合物‑粘土水凝胶颗粒的粉碎同时或顺序进行；在粉碎后，对粘性超吸收性聚合物‑粘土水凝胶颗粒脱水以获得以固体或粉末形式的超吸收性聚合物‑粘土颗粒。

【技术特征摘要】
2008.10.20 US 12/254,4341.一种制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，该方法包括：(I)使聚合混合物聚合以形成交联的部分中和的水凝胶，所述聚合混合物包含：(a)一种或多种烯属不饱和的含羧基单体，(b)一种或多种交联剂，(c)任选地一种或多种可与含羧基单体共聚的共聚单体，(d)将聚合物部分中和至50-99重量％的中和剂，和(e)聚合介质，(II)将粘土与交联的部分中和的水凝胶混合以形成部分中和的超吸收性聚合物-粘土水凝胶；接着将所得中和的超吸收性聚合物-粘土混合物干燥和筛分，并任选表面交联以提供中和的超吸收性聚合物-粘土颗粒；超吸收性聚合物-粘土水凝胶颗粒的粉碎同时或顺序进行；在粉碎后，对粘性超吸收性聚合物-粘土水凝胶颗粒脱水以获得以固体或粉末形式的超吸收性聚合物-粘土颗粒。2.根据权利要求1所述的制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，其中所述超吸收性聚合物的存在量为90-98重量％，且粘土的存在量为0.5-10重量％。3.根据权利要求1所述的制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，其进一步包括将超吸收性聚合物-粘土水凝胶研磨成超吸收性聚合物微粒的步骤，所述微粒通过筛分经过美国标准20目筛且保留在美国标准100目筛上而测得的粒径为150-850微米。4.根据权利要求3所述的制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，其中至少40重量％的超吸收性聚合物微粒通过筛分经过美国标准30目筛且保留在美国标准50目筛上而测得的粒径为300-600微米。5.根据权利要求1所述的制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，其中所述粘土为选自如下的膨胀粘土：蒙脱石、滑石粉、囊脱石、锂皂石、贝得石、锂蒙脱石、锌蒙脱石、斯皂石、蛭石、铬岭石、麦羟硅钠石、铜蒙脱石、水羟硅钠石及其混合物。6.根据权利要求1所述的制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，其中所述粘土为选自如下的非膨胀粘土：高岭土矿、蛇纹石矿、云母矿、绿泥石矿、海泡石、坡缕石、铝土矿及其混合物。7.根据权利要求1所述的制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，其中所述粘土包括高岭土矿。8.根据权利要求1所述的制备包含粘土的超吸收性聚合物的方法，其中所述烯属不饱和单体为酰胺、羧酸或其酯、乙烯胺或它们的盐或其...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·M·阿扎德，S·J·史密斯，M·乔伊，G·W·布雷克，M·S·贾曼，
申请(专利权)人：赢创有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US