[发明专利]包含在吸水性聚合物颗粒中的不溶性金属硫酸盐

说明书

本发明涉及包含不溶性金属硫酸盐的吸水性聚合物颗粒以及一种制备它们的方法及其用途。 

吸水性聚合物尤其为(共)聚合的亲水性单体的聚合物、一种或多种亲水性单体在合适的接枝基质上的接枝(共)聚合物、交联的纤维素醚或淀粉醚、交联的羧甲基纤维素、部分交联的聚氧化烯或者可在水性流体中溶胀的天然产品如瓜耳胶衍生物。这类水凝胶作为可吸收水溶液的产品用来制造尿布、棉塞、卫生棉和其它卫生制品，也作为保水剂用于商品蔬菜种植。 

为改进它们的性能特征，例如尿布中的盐水导流率(SFC)和负载下的吸收率，通常将吸水性聚合物进行表面或凝胶后交联。所述后交联优选在水凝胶相中进行，或以研磨且分级的聚合物颗粒的后交联进行。 

后交联应理解为凝胶交联或吸水性水凝胶的二次交联。 

可用于此的交联剂为包含两个或更多个能够与亲水性聚合物的羧酸盐基团形成共价键的基团。合适化合物的实例为二-或多缩水甘油基化合物如二缩水甘油基膦酸酯、烷氧基甲硅烷基化合物、聚氮丙啶、多胺或聚酰胺胺，所述化合物也可以以相互间的混合物使用(例如参见EP-A 083 022、EP-A 543303和EP-A 530 438)。适合用作交联剂的聚酰胺胺尤其描述于EP-A 349 935中。 

此外，适合作为交联剂的化合物包括DE-A 198 07 502所述的2-噁唑烷酮及其衍生物、WO 03/031482所述的吗啉-2，3-二酮及其衍生物、DE-A198 54 573所述的2-氧代四氢-1，3-噁嗪及其衍生物、DE-A 198 54 574所述的N-酰基-2-噁唑烷酮和DE-A 198 07 992所述的二-和多-2-噁唑烷酮。 

在先德国专利申请103 34 584.1描述了双环酰胺缩醛在后交联中的应用。 

WO 02/060983描述了用水不溶性金属磷酸盐后处理的超吸收性颗粒。事实上，金属磷酸盐颗粒与超吸收剂表面缔合。这导致具有高吸收容量、 改进的流体输送和高溶胀速率的超吸收剂。金属磷酸盐颗粒的平均粒度优选为2-7μm，即金属磷酸盐颗粒的摩擦产生明显量的细尘。 

在先德国专利申请10 2004 015 686.7公开了具有高渗透性的细碎水凝胶的生产。随后将磷酸钙颗粒施加于水凝胶并通过添加树枝状聚合物固定。 

因此，本发明的目的是提供在溶胀状态具有高渗透性的吸水性聚合物颗粒，该吸水性聚合物不产生尘，不需要任何特殊的施加磷酸盐层的装置，也不需要昂贵的辅助材料。 

我们发现该目的通过将水不溶性金属硫酸盐，尤其是硫酸钙在聚合之前加入单体溶液中，或在反应过程中混入反应物料中而实现。该加料不仅可以粉末计量加入合适的混合单元中，或者优选作为硫酸盐的水分散体计量加入。除纯硫酸盐外，还可以使用它们的水合物或者这些组分的任何所需混合物。本发明提供了，仅加入足够的硫酸盐以实现盐水导流率的显著增加，但超吸收剂的吸收容量没有受到显著降低。如果加入太多的硫酸盐，吸水性聚合物受到不必要的稀释，因此吸收容量下降，这通常是不希望的。 

水不溶性是指在25℃下在100mL水中的溶解度低于2g，优选低于0.1g，更优选低于0.01g。 

如此生产的吸水性聚合物与不含硫酸盐而其它方面相同的对比聚合物相比具有更高的离心保留容量(CRC)值、更高的负载下的吸收率(AUL0.7psi)值，尤其是更高的盐水导流率(SFC)值。我们还发现与其它方面相同的对比聚合物相比，显著降低了硫酸化聚合物在后交联段的所需停留时间。 

因此，本发明方法允许较高的生产量并提供了具有改进质量的吸水性聚合物。 

本发明的吸水性聚合物可通过使如下组分的混合物聚合而生产： 

a)至少一种烯属不饱和酸官能的单体，其各自可至少部分中和，如5-100摩尔％中和， 

b)至少一种交联剂， 

c)合适的话一种或多种可与a)共聚的烯属和/或烯丙基属不饱和单体，和 

d)合适的话一种或多种可至少部分被单体a)、b)以及合适的话c)接枝 的水溶性聚合物， 

合适的话将所得原料聚合物A后中和以使总共25-100摩尔％，优选65-90摩尔％的酸性基团被中和，干燥，分级并用e)后处理： 

e)至少一种后交联剂。 

可在聚合之前，即在单体溶液中故意产生引发自由基前，或在聚合过程中，即在单体转化不超过90％，优选不超过70％，更优选不超过50％时将水不溶性金属硫酸盐以粉末或水分散体松散地加入单体溶液中。