[发明专利]用于生产吸水剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产吸水剂的方法，更具体地涉及用通过以下生产吸水剂的方法：混合吸水性树脂、水和混合助剂而不加入水溶性自由基聚合物引发剂和烯属不饱和单体，在保持该混合物流动状态的同时，用紫外线照射该所得混合物。此外，用于本发明的术语“吸水剂”是指从改性(交联)吸水性树脂表面所得的产物。

背景技术

迄今为止，吸水性树脂已经被用作卫生材料例如卫生棉、一次性尿布和其他类型体液的吸收剂的一种组分。作为吸水性树脂的具体例子，可以列举淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解产物、中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物、皂化的乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物的水解产物和其交联产物，以及部分中和的交联丙烯酸。这些吸水性树脂均具有内部交联的结构并且在水中表现为不溶。

期望这些吸水性树脂具有的特性包括例如无压或加压下的高吸收倍率、优良的吸收速度、高凝胶强度和完全令人满意的从介质中吸水所必需的吸力。由于吸水性受到交联密度的影响，因此它们彼此不必表现出正相关性，正如交联密度增加导致凝胶强度增加但吸收的水的量降低的事实表明的那样。特别地，例如吸收倍率与吸收速度、凝胶强度和吸力呈矛盾关系。因此，当吸水性树脂颗粒与水接触时，已获得提高的吸收倍率的吸水性树脂可能回避均匀的水吸收而形成其本身部分聚集的部分，从而因为水没有扩散遍及吸水性树脂颗粒的整个体积而导致吸收速度极度降低。

出于缓解该现象并且获得具有高吸收倍率和比较令人满意的吸收速度的吸水性树脂的目的，赋予吸水性树脂颗粒用表面活性剂或非挥发性烃涂覆的表面的方法是可用的。该方法确实提高了最初吸收的水的分散性，但对提高单个树脂颗粒的吸收速度和吸力没有带来充分的效果。

作为生产高吸水性的聚丙烯酸类聚合物的方式，已经提出这样一种方法，其包括：使具有聚丙烯酸的部分碱金属盐作为主要组分并且具有低交联密度的水性组合物在水溶性过氧化物自由基引发剂存在下加热，由此通过自由基交联将交联引入其中(美国专利No.4910250)。在聚合物中难以均匀地分配内部交联并且不容易调节交联密度。因此，采用这样一种方式：制备含有具有低交联密度的水溶性聚丙烯酸凝胶的聚合物，然后将该聚合物与作为聚合引发剂加入其中的过硫酸盐一起加热。专利文献1称通过调节将被加入的引发剂的量而实现交联密度的精确控制，并且由于聚合物中交联的均匀存在而因此获得优良的吸水性并获得没有粘性的吸水性树脂。

尽管在上述专利文献1中使用的过硫酸盐通过热而分解，其也通过紫外线分解而产生自由基(J.Phys.Chem.，1975，79，2693和J.Photochem.Photobiol.，A，1988，44，243)。由于过硫酸盐履行作为聚合引发剂的作用，当暴露于射线时，水溶性乙烯基单体的水溶液同时进行聚合和自由基交联，产生水凝胶(JP-A2004-99789)。通过将亲水性聚合物组分、光聚合引发剂和交联剂一起加入并且用紫外线照射它们而形成内部交联的反应体系是已知的(WO2004/031253)。

同时，用交联剂给予吸水性树脂表面处理并且赋予其提高的交联密度的表面的方法也是已知的(例如美国专利No.4666983和美国专利No.5422405)。如在先前的专利文献中所引证的此种吸水性树脂需要在其表面上存在反应性官能团。通过加入能与该官能团反应的表面交联剂而在官能团之间引入交联，可以给予吸水性树脂提高的交联密度的表面，并且即使加压下也使吸水性树脂能够获得吸水性。

另外，由于上述表面交联剂的使用需要用于形成交联的反应在高温下长时间进行，并且伴有使交联剂以未变化状态存留的问题，因此提出这样一种方法：通过使含有过氧化物自由基引发剂的水溶液与树脂接触并且将树脂加热，实现了由于自由基引发剂分解而将交联引入树脂表面附近的聚合物分子链中(美国专利No.4783510)。在该方法的一个工作实施例中，通过用过热蒸汽在130℃下进行加热6分钟而获得表现出提高的吸收倍率的吸水性树脂。

此外，JP-A-2005-97585公开了一种通过加入含有自由基聚合化合物的处理液以及粒状吸水性树脂并用活性能量射线照射该所得混合物，而改性吸水性树脂表面和提高加压下的吸收倍率的技术。然而，由于该方法使用自由基聚合化合物，其极大地降低了无压下的吸收倍率并导致了很高的成本。