[发明专利]渗透性超吸收剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种通过以下方法制备的高渗透性超吸收剂，所述方法包括：使包含以下组分的单体水溶液聚合：a)至少一种带有酸基团的并且任选地至少部分为盐形式的烯键式不饱和单体，b)至少一种交联剂，c)至少一种引发剂，d)任选地一种或多种可与a)中所述单体共聚的烯键式不饱和单体，和e)任选地一种或多种水溶性聚合物；干燥所得的聚合物；任选地，研磨经干燥的聚合物并筛分经研磨的聚合物；以及任选地对经干燥并任选研磨和筛分的聚合物的表面进行后交联，其特征在于，在干燥、研磨或筛分之后，以及如果进行表面后交联，则在该表面后交联过程中或之后，添加X射线无定形氢氧化铝粉末。

本发明涉及一种渗透性超吸收剂、其制备方法及其用途以及包含其的卫生用品。

超吸收剂是已知的。对于这类材料，通常也使用名称例如“高溶胀性聚合物”、“水凝胶”(通常也用于干燥形式)、“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”、“溶胀树脂”、“吸水性树脂”等。这些材料为交联的亲水性聚合物，更特别为由(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烃或可在水性流体中溶胀的天然产物，例如瓜尔胶衍生物，最常用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其能够吸收数倍于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。以干粉形式使用的超吸收剂在其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，并且这是与常规的简单增稠剂的重要区别，因为它使得聚合物具有在水中的不溶性。可溶性物质将不能用作超吸收剂。迄今为止，超吸收剂最重要的应用领域是吸收体液。超吸收剂用于例如婴儿尿布、成人失禁用品或女性卫生用品中。其他应用领域是例如作为商品蔬菜栽培中的保水剂、作为防火的储水装置、用于食品包装中的流体吸收或通常用于吸收湿气。

超吸收剂能够吸收数倍于自身重量的水，并能在一定压力下将其保留。通常，这种超吸收剂的CRC(“离心保留容量”，参见下文测试方法)为至少5g/g、优选至少10g/g且更优选至少15g/g。“超吸收剂”也可以是各种不同超吸收性物质的混合物或多种组分的仅当组分间相互作用时才显示出超吸收特性的混合物；本文中，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在于其吸收能力，而且在于其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(尽管改变超吸收剂不一定改变其SFC和GBP值，或在相同的程度上改变它们))。溶胀的凝胶可阻碍或阻止流体传导到尚未溶胀的超吸收剂(“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芯中的孔，并且从而阻止流体传导到尚未溶胀的或不完全溶胀的超吸收剂以及流体被这种尚未溶胀或不完全溶胀的超吸收剂所吸收。提高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。提高凝胶强度的优越方法是与颗粒内部相比，增加在超吸收剂颗粒表面的交联度。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在其颗粒的薄表面层中进行额外的交联。表面后交联提高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水平。尽管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，它们的核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降低颗粒内部中的交联度。