[发明专利]超吸收剂

说明书

在一种与铝离子络合的改进的超吸收剂中，这些铝离子以包含铝离子的水溶液的形式施加，该水溶液具有以下特征：该水溶液包含基于该溶液的总质量，在按重量计0.5％‑15％范围内的比例的铝离子(在适当情况下转化为Al³⁺)，并且进一步包含乳酸(乳酸根离子)和磷酸(磷酸根离子)的阴离子，其中这些乳酸根离子的摩尔比例在Al³⁺的摩尔量的0.01‑2.99倍的范围内并且这些磷酸根离子的摩尔比例在Al³⁺的摩尔量的0.01至2.99倍的范围内。

本发明涉及一种改进的超吸收剂、其生产方法及其用途以及包含其的卫生制品。

超吸收剂是已知的。对于此类材料，也通常使用名称诸如“高度可溶胀的聚合物”、“水凝胶”(经常也用于干燥形式)、“形成水凝胶的聚合物”、“吸水性聚合物”、“形成吸收性凝胶的材料”、“可溶胀树脂”、“吸水性树脂”等。这些材料是交联的亲水性聚合物，更特别的是由(共)聚合的亲水性单体形成的聚合物、一种或多种亲水性单体在合适的接枝基体上的接枝(共)聚合物、交联的纤维素醚或淀粉醚、交联的羧甲基纤维素、部分交联的聚环氧烷或在水性液体中可溶胀的天然产物，例如瓜尔胶衍生物，最常见的是基于部分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。超吸收剂的基本特性是它们吸收数倍于其自身重量的水性液体并且即使在一定压力下也不再释放该液体的能力。以干燥粉形式使用的超吸收剂当吸收流体时转化为凝胶，并且当其像往常一样吸收水时相应地转化为水凝胶。交联对于合成超吸收剂是必需的，并且与惯常的简单增稠剂是重要的区别，因为它导致聚合物在水中的不溶性。可溶性物质将不能用作超吸收剂。到目前为止，超吸收剂的最重要的使用领域是吸收体液。超吸收剂例如用于婴儿尿布、成人失禁产品或女性卫生产品。其他使用领域例如是在市场园艺中作为保水剂、作为用于防止火灾的水储存装置、用于食品包装中的液体吸收、或者通常用于吸收水分。

超吸收剂能够吸收数倍于其自身重量的水并在一定压力下保留该水。通常，这种超吸收剂具有至少5g/g、优选至少10g/g、更优选至少15g/g的CRC(“离心保留容量”，参见下面的测试方法)。“超吸收剂”也可以是不同的单独的超吸收性物质的混合物或只有当相互作用时才表现出超吸收特性的组分的混合物；此处，物理组成不像超吸收特性那样重要。

超吸收剂的重要特征不仅是其吸收能力，而且还有在压力下保留流体的能力(保留，通常表示为“负载下的吸收”(“AUL”)或“抗压力吸收”(“AAP”)，测试方法参见下文)和渗透性，即在溶胀状态下传导流体的能力(通常表示为“盐水导流率”(“SFC”)或“凝胶床渗透率”(“GBP”)，测试方法参见下文(尽管对超吸收剂的变化不一定改变其SFC和GBP值二者，或者在相同的程度上改变它们))。溶胀的凝胶可阻碍或阻止尚未溶胀的超吸收剂的流体传导性(“凝胶阻塞”)。例如在溶胀状态下具有高凝胶强度的水凝胶具有良好的流体传导特性。仅具有低凝胶强度的凝胶在施加的压力(体压)下是可变形的，阻塞超吸收剂/纤维素纤维吸收剂核心中的孔，并且从而阻止尚未溶胀的或不完全溶胀的超吸收剂的流体传导性和这种尚未溶胀的或不完全溶胀的超吸收剂的流体吸收。增加的凝胶强度通常通过更高的交联度来实现，但这降低了产品的吸收能力。增加凝胶强度的优良方法是与颗粒内部相比，增加在超吸收剂颗粒的表面处的交联度。为此，使通常在表面后交联步骤中干燥并具有平均交联密度的超吸收剂颗粒经受在其颗粒的薄表面层中的附加交联。表面后交联增加了超吸收剂颗粒的壳中的交联密度，这将在压缩应力下的吸收提高到更高的水平。虽然超吸收剂颗粒的表面层中的吸收能力下降，但由于存在可移动聚合物链的结果，它们的核心与壳相比具有改进的吸收能力，使得壳结构确保改进的渗透性，而不发生凝胶阻塞。同样已知的是可以获得整体相对高度交联的超吸收剂，并且与颗粒的外壳相比可以随后减小颗粒内部中的交联度。