[发明专利]吸水性多糖及其生产方法

说明书

通常，超吸收材料是指：在含有0.9重量百分比氯化钠的水溶液中，能够吸收至少其重量的约10倍且多达约30倍或更多的水溶胀型、水不溶性材料。本发明涉及吸收水、水性液体和血液的多糖超吸收颗粒，以及制造该超吸收聚合物和颗粒的方法。缩写SAP可在本文中使用，其普遍用于工业中，以代替超吸收聚合物、超吸收聚合物组合物、超吸收聚合物颗粒或其变形。

根据超吸收材料的通常定义，超吸收聚合物通常为交联的、部分中和的聚合物，其能够吸收大量水性液体和体液(例如尿和血液)，伴随溶胀和形成水凝胶，并且能够在一定压力下保持它们。超吸收聚合物组合物为经过表面处理的超吸收聚合物，所述表面处理包括表面交联、表面处理和其他处理。商业可得的超吸收聚合物组合物通常包括交联的聚丙烯酸或交联的淀粉-丙烯酸接枝聚合物，其中一些羧基用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中和。超吸收聚合物组合物颗粒为超吸收聚合物或超吸收聚合物组合物的颗粒，通常具有约150微米至约850微米的粒径。对超吸收聚合物以及它们的用途和制造的综述在以下文件中给出：F.L.Buchholz and A.T.Graham(editors)in“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，Wiley-VCH，New York，1998。

SAP和SAP颗粒的主要用于卫生制品中，例如：婴儿尿布、失禁用品或卫生巾。为了合适、舒服和美观等原因，并从环境方面考虑，增加的趋势是使卫生制品更小和更薄。这正在通过降低在这些制品中的高体积绒毛纤维的含量来实现。为确保在这些卫生制品中恒定的体液总保持容量，在这些卫生制品中使用更多的SAP含量。

今天使用的多数超吸收材料主要基于轻微交联的合成聚合物。这些包括，例如，基于丙烯酸或丙烯酰胺的聚合物或共聚物，其不是基于可再生材料，且不能充分或完全不能生物降解。

总体上，本发明涉及用于生产多糖超吸收聚合物颗粒的方法、可通过此方法获得的多糖超吸收聚合物颗粒、或该多糖超吸收聚合物颗粒的用途。文献中描述了很多基于多糖且至少部分可生物降解的吸水性聚合物。然而，用于制造基于多糖的超吸收聚合物的原料经常为水溶性的，为了能将它们作为超吸收剂用于卫生应用中，必须将其转换成水不溶性形式。

EP 0 538 904 A1和US 5,247,072描述了基于羧基烷基多糖的超吸收剂。在该方法中，将羧基烷基多糖溶于水中，且通过干燥和沉淀分离，然后通过多糖骨架的羟基与酸性羧基反应，经由内酯桥而热交联。由于该交联反应对pH值、温度或反应持续时间的微小变化非常敏感，因此获得具有广泛变化的吸收性能的吸收剂。该材料的特征在于在压力下的高吸收能力，然而，随着该吸收剂的储存，其在数周内下降至原吸收性能的一部分。

US 5,550,189描述了基于羧基烷基多糖的超吸收聚合物，其中通过添加多官能交联剂(例如铝盐或柠檬酸)而提高老化稳定性。该吸收剂的生产在羧基烷基多糖与交联剂的常用的均匀水溶液中进行，其中各组分以低浓度存在，被一起分离，然后热交联。由于该水溶液仅为非常低的浓度，因此这些吸收剂的合成需要高能量和时间消耗。在许多示例性的实施方案中，该老化稳定性的提高与实践中相关的需求不相符。

本发明的一个方面是克服现有技术中存在的缺点。本发明的目的是提供没有上述缺点的可生物降解的、基于可再生原料的超吸收性聚合物。此超吸收聚合物应当具有高的长期储存稳定性，其中该吸收性能尽可能地保持。同时，期望吸收剂颗粒具有高度机械稳定性，以避免在加工处理(例如过筛或输送)过程中形成微细粉尘部分。

本发明的另一方面在于发现用于这种超吸收聚合物的生产方法，该方法简单、经济且可以可靠地进行，得到一致的产物质量，且其中使用少量溶剂，并且如果可能的话避免使用有机溶剂。此外，应当可以不使用毒物学上有问题的物质来实施该方法。

概要

本发明的前述方面可以通过用于生产吸水性多糖超吸收聚合物的方法来实现，该方法包括以下工艺步骤：在水存在下将多糖与作为交联剂的多磷酸盐/酯(polyphosphate)或多磷酸混合以形成多糖凝胶，干燥该多糖凝胶，将该多糖凝胶粉碎成多糖超吸收聚合物颗粒，用作为交联剂的多磷酸盐/酯或多磷酸涂覆该多糖超吸收聚合物颗粒，交联该经涂覆的多糖超吸收聚合物颗粒，用选自多价金属盐或酸的处理剂对该干燥的多糖超吸收聚合物颗粒进行表面处理。

此外，本发明涉及具有约30天渗透率半衰期的多糖超吸收聚合物颗粒。另外，本发明涉及包括本发明的多糖超吸收聚合物颗粒的吸收剂制品。