包括在表面上交联的粉末聚合物的吸液吸收层制造技术

本发明专利技术涉及在表面上后交联的吸水或含吸收水液体的粉末聚合物，由聚合的，可选预交联，部分中和的含羧基的单体合成。本发明专利技术还涉及一种上述聚合物的后处理方法及至少一种三价阳离子的盐溶液对恢复已被机械作用损坏的上述聚合物的凝胶渗透性的用途。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是于2002年10月22日向中国专利局提交的专利申请No.01808446.X的分案申请。本专利技术涉及一种吸液吸收层，它包括一个区域，所述区域包括在表面上后交联的吸水或吸收含水液体的粉末聚合物，由聚合的，可选预交联，含部分中和的羧基的单体合成。本专利技术还涉及一种上述聚合物的后处理方法及至少一种三价阳离子溶液对恢复已被机械作用破坏的上述聚合物的凝胶渗透性的用途。吸收含水液体的聚合物，即所谓的超吸收剂，可由许多公开物中得到。改性的天然聚合物及部分或完全合成的聚合物可用于此目的。完全合成的聚合物通常由各种亲水单体在水溶液中根据不同方法进行自由基聚合而得。通常由聚合引入交联剂，从而所得聚合物不再是水溶性的而仅仅可水溶胀。例如，以部分中和的形式作为碱金属盐存在的基于(甲基)丙烯酸的聚合物可用作超吸收剂。超吸收剂聚合物在聚合后一般要机械粉碎、干燥和研磨。在这一点粉末状可水溶胀聚合物根据生产方法处于或多或少宽的粒子范围，典型地范围是10-1000μm，其中通常150-850μm的颗粒级分在实际中作为吸收材料主要用于卫生领域。由于其成尘性和吸入时的毒性，＜150μm的细级分是不需要的。近来尿布构成的开发趋向于用超吸收剂逐渐代替大量的体积庞大的纤维素磨里。这要以体积减小并首要的是以改善性能为基础。由于超吸收剂浓度增高，液体吸收之后溶胀的吸收剂颗粒间相互接触增加。借助现有技术中所述的表面后交联方法，可抑制所谓的凝胶堵塞，凝胶堵塞时仅仅吸收剂颗粒的表面溶胀而液体不能渗透进入内部区域，并且已在一起结块了的溶胀吸收剂颗粒组合起来形成对后面液体的阻挡层。因此超吸收剂在粉碎、干燥、研磨和分级之后在表面上后交联。该类表面后交联方法记载于例如专利说明书DE4020780C1和US4,043,952。DE4020780C1中聚合物被低分子量的有机化合物交联在颗粒表面。不仅压力下的吸收容量因而上升，而且吸收剂所谓的“凝胶堵塞”性也被抑制。US4,043,952公开了一种用至少二价金属离子(第8列，51行)，在有机溶剂中处理吸收剂颗粒表面以提高在含水介质中的分散性和更快速的液体吸收。EP233067B1和US4,558,091记述了基于聚丙烯酸和/或水解淀粉/丙烯腈接枝聚合物的超吸收剂用铝化合物结合多元醇进行表面后交联以提高吸收性能。在表面后交联过程中或之后聚合物粉末由于混合和运输过程而改变了它们的颗粒范围，形成细颗粒研磨材料，结果需要重新筛分细级分以恢复原来的状态。这导致另外的生产耗费和材料损失，因为细级分根本不能再使用或者最多只能一定程度地利用。除了研磨材料形成外，对原来通过表面交联提高了的吸收性能也有损害，即特别是溶胀的吸收剂凝胶进一步输送液体的能力(凝胶渗透性)也受到了损害。这一问题不仅发生在超吸收剂粉末的生产中，最后也发生于之后生产卫生产品的进一步加工中。在此情况下常会发现由于在其输送过程中的磨损，超吸收剂的吸收性能受损且形成不需要的灰尘。EP691995A1的现有技术记载了一些措施例如通过加入聚乙二醇降低灰尘比例，然而这仅仅防止了灰尘但并不能解决吸收性能受损问题。US5,002,986记载了一种方法提高仅由细级分组成的超吸收剂的吸收速度，细级分在离子交联剂存在下在强混合器中凝聚形成大的颗粒。DE19646484A1记述了由特定的交联剂和单体结合组成的起吸收剂，在机械应力下性能仅受轻微损害。但用这些法不能实现性能损失的显著抑制。在现有技术中不知道有什么超吸收性聚合物其性能不受生产输送和尿布制造过程中机械应力的损害。现有技术也没有公开任何方法来解决由于表面改性和之后的生产输送和尿布制造过程中机械应力对超吸收剂粉末性能损害的问题。在任何情况下筛分细级分都是以产率为代价。因此本专利技术的目的在于提供这样的聚合物，其性能在尿布制造过程中仅受不明显的损害，不形成灰尘或仅有少量灰尘，在大气水分含量高的环境中形成结块的趋势小于现有技术产品。本专利技术的目的还在于提供一种生产上述聚合物的方法，借助该方法表面后交联之后细级分筛分基本避免且基本上没对聚合物性能造成损害。本专利技术的又一目的在于提供一种物质，借助该物质已被研磨过程损害的含细级分的表面交联超吸收剂粉末的凝胶渗透性被恢复。此目的根据本专利技术由在表面上后交联的吸水或吸收含水液体的粉末聚合物得以实现，该聚合物由聚合的，可选预交联的部分中和的含羧基的单体合成，其中粉末聚合物在后交联之后已与优选的一种至少三价阳离子的至少一种盐的水溶液反应。本专利技术的聚合物与现有技术的超吸收剂相比具有改善的凝胶渗透性，大致相当于无机械应力聚合物的性能。本专利技术聚合物的保留行为没有下降并且压力下的溶胀能力并未受损或仅轻微受损。另外，已发现本专利技术的聚合物具有良好的流动性并在所谓的抗结块性上显出了改善，即在湿的环境气氛中仅有轻微凝集倾向且另外还显示出灰尘形成降低。因此通常遇到的除尘法和抗结块处理的处理步骤减少或完全省去。本专利技术的粉末聚合物可以很可靠地进一步加工成例如尿布而不会形成灰尘和不会在机械或气动输送过程中造成性能损失。根据本专利技术可用至少三价阳离子的氯化物、溴化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐及有机酸的盐如乙酸盐和乳酸盐和至少三价阳离子的其它盐作为溶液中的盐组分。根据本专利技术可用的阳离子的例子包括铝和铁、铬、锰、钛、锆和其它过渡金属及两种阳离子的双盐或多种盐的混合物。铝盐和明矾及它们的各种水合物是优选的，如AlCl3×6H2O、NaAl(SO4)×12H2O、KAl(SO4)2×12H2O或Al2(SO4)3×18H2O。特别优选使用Al2(SO4)3及其水合物。盐组分优选用量为0.001-1.0wt％，优选0.002-0.5wt％并特别优选0.005-0.2wt％，以本专利技术的阳离子计算，每种情况下都基于聚合物。加入量优选经过计算以便聚合物粉末在压力下的吸收不受损害或仅轻微损害。根据本专利技术要用的至少三价阳离子盐优选以溶液形式使用。适合的溶剂是水或极性的水相混溶有机溶剂如丙酮、甲醇、乙醇或2-丙醇或它们的混合物；优选使用水。本专利技术中的术语含水溶液意思是指溶液除了水还含有其它有机溶剂的溶剂组分。溶剂中盐的浓度(以无水形式计算)可在很宽范围内变化，一般范围是1-80wt％，优选范围1-60wt％，特别优选范围5-35wt％。优选的盐组分溶剂是水，用量0.05-10wt％，优选0.1-5wt％并特别优选0.1-3wt％，基于聚合物计。优选水量调整在较低的范围以便有足够的液体可分布到盐溶液中。另一方面在上部范围内水量必须要最佳以便在使用相对大量的水时可能会临时发生的凝结形成保持在可接受的范围内。一般情况是随着至少三价阳离子盐用量上升，水用量也可上升而不会产生临时凝结。天然的，部分合成的和全部合成的物质适合作为水溶胀性亲水聚合物。优选部分合成或全部合成的物质，特别是以部分中和形式作为碱金属盐，特别是钠和/或钾盐存在的以(甲基)丙烯酸为基础的阴离子聚合物。酸性单体组分的中和度可以变化，但优选25-85mol％。这些组分可以是均聚物和共聚物，可由丙烯酸和/或甲基丙烯酸单独得到，由这些单体与一种或多种其它单体共同得到，或简单地由一种或多种其它单体得到，但例如也可以是接枝的阴离子聚合物例如以(甲基)丙烯酸为基础，以部分中和形式存在，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸液吸收层，它包括一个区域，所述区别包括６０－１００％的在表面上后交联的吸水或吸收含水液体的粉末状聚合物，由聚合的、可选预交联的、含部分中和的羧基单体合成，其特征在于粉末状聚合物在后交联之后已与一种至少三价阳离子的至少一种盐溶液反应。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：W英格尔，R霍斯，HP伯尔曼，
申请(专利权)人：施托克赫森有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]