專利名稱：具有改善封阻性質(zhì)的吸收性結(jié)構(gòu)的制作方法
本申請(qǐng)是國際申請(qǐng)日為2001年10月30日，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?1818238.0(國際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/EP01/12506)，發(fā)明名稱為“具有改善封阻性質(zhì)的吸收性結(jié)構(gòu)”的中國專利申請(qǐng)案的分案。
本發(fā)明涉及一種制造吸收性聚合物結(jié)構(gòu)的方法，一種通過這種方法獲得的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)，一種吸收性聚合物結(jié)構(gòu)，一種復(fù)合物，一種制造復(fù)合物的方法，一種根據(jù)這種方法獲得的復(fù)合物、發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生用品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑載劑、包裝材料及土壤添加劑或含有這種吸收性聚合物結(jié)構(gòu)或這種復(fù)合物的建材，以及使用這種吸收性聚合物結(jié)構(gòu)或這種復(fù)合物在發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生用品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑載劑、包裝材料、土壤添加劑或建材的用途。
吸水性聚合物用于現(xiàn)代纜線制造上，意圖保護(hù)纜線不被水侵入而結(jié)果造成損壞。若纜線之外套或結(jié)構(gòu)受機(jī)械作用或過度彎折而損傷，這種水造成的損害就特別嚴(yán)重。水可穿透如此形成的開口，若不存在有吸水性聚合物，纜線結(jié)構(gòu)將持續(xù)性受影響而無法保障纜線的功能。水可穿透的另一種可能方式是由于纜線重復(fù)暴露于水蒸氣，水蒸氣穿透通過絕緣層或外套，然后呈冷凝產(chǎn)物沉積在纜線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。這種冷凝產(chǎn)物特別導(dǎo)致電纜發(fā)生影響電纜功能的漏電流，或?qū)е掳l(fā)生摧毀纜線整體結(jié)構(gòu)的電短路。
與在纜線制造上使用吸水性聚合物相關(guān)，優(yōu)選吸水性聚合物除了具有良好的膠凝穩(wěn)定性之外，還具有良好的封阻性質(zhì)。
當(dāng)試驗(yàn)液體通過吸收性聚合物的穿透性盡可能低時(shí)，存在有良好的封阻性質(zhì)。據(jù)此，良好封阻性質(zhì)導(dǎo)致滲入的水可以盡可能長時(shí)間保留于吸收性聚合物內(nèi)，并以此方式延遲水滲入纜線結(jié)構(gòu)的其它部分。
此外這種吸水性聚合物需要對(duì)滲入的液體具有高度吸收性，必須可迅速溶脹，以致水分透入時(shí)有效完整填補(bǔ)纜線空腔。小型多孔粒子溶脹快速但不夠穩(wěn)定。同理，雖然低交聯(lián)密度導(dǎo)致高度吸收性，但其穩(wěn)定性進(jìn)一步降低。
至今為止使用的吸水性聚合物例如經(jīng)交聯(lián)的部分中和的聚丙烯酸酯，在淀粉上的丙烯酸的經(jīng)交聯(lián)中和的接枝聚合物，乙酸乙烯酯與丙烯酸酯的皂化的交聯(lián)共聚物，以及異丁烯及順丁烯二酐的經(jīng)中和的交聯(lián)共聚物。
US Re 32,649揭示一種傳統(tǒng)的吸水性聚合物，雖然其具有良好封阻性質(zhì)，其用于纜線制造上卻不具有滿意的膠凝穩(wěn)定性。
DE 40 20 780進(jìn)一步揭示一種吸水性聚合物，該聚合物與前述傳統(tǒng)吸水性聚合物對(duì)比，是在傳統(tǒng)聚合物合成后借助后交聯(lián)步驟改性。雖然這種后交聯(lián)聚合物具有用于纜線制造可接受的凝膠穩(wěn)定性，該后交聯(lián)聚合物的封阻性質(zhì)卻不適于纜線的制造。
本發(fā)明的目的概略言之是為了克服現(xiàn)有技術(shù)具有的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的目的還有提供一種適合用于纜線制造的吸水性聚合物。
此外根據(jù)本發(fā)明的目的還在于提供一種吸水性聚合物，其既具有適合用于纜線制造的封阻性質(zhì)，又具有同樣適合用于纜線制造的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種吸水性聚合物，其除了適合用于纜線制造外，也適合用于制造液體吸收性衛(wèi)生用品例如婦女衛(wèi)生巾或尿布。
前述目的是通過一種制造吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)的方法而實(shí)現(xiàn)，該方法包含下列步驟-通過第一次處理未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)外區(qū)而獲得經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)，(Pb)比較未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)提高了在0.3或0.9psi優(yōu)選在0.3和0.9psi的負(fù)載下的負(fù)載吸收(AUL)；
-通過經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)外區(qū)的第二次處理，獲得吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)，(Pa)比較經(jīng)第一次處理的聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)降低了AUL。
其中第一次處理是使用化學(xué)交聯(lián)劑進(jìn)行，或借助熱交聯(lián)或輻射交聯(lián)，且第二次處理是通過處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pb接觸涂覆劑進(jìn)行的，所述涂覆劑是包含以糖類為基礎(chǔ)的聚合物的涂覆劑顆粒。
根據(jù)本發(fā)明的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)包括纖維、發(fā)泡體及顆粒，其中優(yōu)選纖維及顆粒并特別優(yōu)選顆粒。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選吸收性聚合物纖維如此計(jì)量尺度，使其可攙混于線或作為線攙混于紡織品也可直接攙混于紡織品。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的吸收性聚合物纖維的長度為1至500毫米，優(yōu)選2至500毫米及特別優(yōu)選5至100毫米，并且直徑為1至200丹尼，優(yōu)選3至100丹尼及特別優(yōu)選5至60丹尼。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的吸收性聚合物顆粒具有根據(jù)ERT 420.1-99的平均粒度是在10至10000微米，優(yōu)選50至5000微米及特別優(yōu)選100至1000微米的范圍。
此外根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選通過進(jìn)一步處理，根據(jù)ERT 441.1-99的滯留容量(CRC)的下降基于第二次處理前的數(shù)值以百分比表示，小于AUL值的下降值。
未經(jīng)處理的聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)優(yōu)選是基于(α1)0.1至99.999重量％，優(yōu)選20至98.99重量％及特別優(yōu)選30至98.95重量％經(jīng)聚合的烯屬不飽和含酸基單體或其鹽、或經(jīng)聚合的烯屬不飽和含質(zhì)子化或季化氮原子單體、或其混合物，其中特別優(yōu)選至少含有烯屬不飽和含酸基單體優(yōu)選為丙烯酸的混合物，(α2)0至70重量％，優(yōu)選1至60重量％及特別優(yōu)選1至40重量％經(jīng)聚合的可與(α1)共聚合的烯屬不飽和單體，(α3)0.001至10重量％，優(yōu)選0.01至7重量％及特別優(yōu)選0.05至5重量％一或多種交聯(lián)劑，以及(α4)0至20重量％，優(yōu)選0.01至20重量％特別優(yōu)選0.1至15重量％及最優(yōu)選0.5至5重量％水溶性聚合物，以及(α5)0至20重量％，優(yōu)選0.01至7重量％及特別優(yōu)選0.05至5重量％一或多種輔助性物質(zhì)，其中(α1)至(α5)重量的和以100重量％計(jì)。
優(yōu)選單烯屬不飽和含酸基單體(α1)為丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、α-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧丙酸、山梨酸、α-氯代山梨酸、2’-甲基異巴豆酸、肉桂酸、對(duì)-氯代肉桂酸、β-硬脂酸、衣康酸、檸康酸、中康酸、戊烯二酸、烏頭酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、三羧乙烯及順丁烯二酐，其中特別優(yōu)選丙烯酸和甲基丙烯酸并最優(yōu)選丙烯酸。
除了這種含羧酸基的單體外，烯屬不飽和磺酸單體或烯屬不飽和膦酸單體優(yōu)選用作為單烯屬不飽和含酸基單體(α1)。
至于烯屬不飽和磺酸單體，以烯丙基磺酸或脂肪族或芳香族乙烯基磺酸或丙烯?；蚣谆；撬釣閮?yōu)選。至于脂肪族或芳香族乙烯基磺酸，以乙烯基磺酸、4-乙烯基芐基磺酸、乙烯基甲苯磺酸及苯乙烯磺酸為優(yōu)選。至于丙烯?；撬峄蚣谆；撬?，以(甲基)丙烯酸磺基乙酯、(甲基)丙烯酸磺基丙酯及2-羥-3-甲基丙烯酰氧丙基磺酸為優(yōu)選。至于(甲基)丙烯酰氨基烷基磺酸，以2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸為優(yōu)選。
此外烯屬不飽和膦酸單體例如乙烯基膦酸、烯丙基膦酸、乙烯基芐基膦酸、(甲基)丙烯酰氨基烷基膦酸、丙烯酰氨基烷基二膦酸、膦基甲基化乙烯基胺及(甲基)丙烯?；⑺嵫苌锸莾?yōu)選的。
至于含質(zhì)子化氮原子的烯屬不飽和單體(α1)，優(yōu)選質(zhì)子化形式的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯類，例如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯鹽酸鹽或(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯硫酸氫鹽；以及優(yōu)選質(zhì)子化形式的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺，例如二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺鹽酸鹽，二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺鹽酸鹽，二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺硫酸氫鹽，或二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺硫酸氫鹽。
至于含季化氮原子的烯屬不飽和單體(α1)，優(yōu)選四季化形式的二烷基銨烷基(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸三甲基銨乙酯甲基硫酸鹽或(甲基)丙烯酸二甲基乙基銨甲酯乙基硫酸鹽以及季化形式的(甲基)丙烯酰氨基烷基二烷基胺類，例如(甲基)丙烯酰氨基丙基三甲基氯化銨、(甲基)丙烯酸三甲基銨乙酯氯化物或(甲基)丙烯酰氨基丙基三甲基硫酸銨。
單烯屬不飽和含酸基單體(α1)可為部分或完全中和，優(yōu)選為部分中和。優(yōu)選單烯屬不飽和含酸基單體被中和至至少25摩爾％，特別優(yōu)選至少50摩爾％及最特別優(yōu)選50-90摩爾％程度。單體(α1)的中和可于聚合前或后施行。此外，中和可使用堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、氨及碳酸鹽及碳酸氫鹽進(jìn)行。此外可使用任何可與酸形成水溶性鹽的其它堿類。使用多種堿進(jìn)行混合中和亦屬可行。使用氨或使用堿金屬氫氧化物中和為優(yōu)選，以使用氫氧化鈉或氨中和為特別優(yōu)選。
此外，在聚合物結(jié)構(gòu)中游離酸基可以占主要部分，以致這種聚合物結(jié)構(gòu)具有酸范圍的pH值。這種酸性吸水性聚合物結(jié)構(gòu)可借助含游離堿基優(yōu)選為氨基的聚合物至少部分中和，該含游離堿基的聚合物對(duì)比酸性聚合物為堿性。這種聚合物在引用文獻(xiàn)中稱作「混合床離子交換吸收性聚合物」(MBIEA聚合物)并且揭示于WO 99/34843等。WO99/34843的揭示內(nèi)容作為引用并入此處因而構(gòu)成本揭示的一部分。原則上MBIEA聚合物表示一種一方面含有堿性聚合物而能交換陰離子，另一方面含有對(duì)比堿性聚合物為酸性的聚合物而能交換陽離子的組合物。堿性聚合物含有堿性基，典型地通過帶有堿性基或可轉(zhuǎn)變成堿性基的單體聚合獲得。這種單體特別為含伯胺、仲胺或叔胺或?qū)?yīng)膦或前述至少兩種官能基的單體。這種組單體特別包括亞乙基胺、烯丙基胺、二烯丙基胺、4-氨基丁烯、烷氧環(huán)烯、乙烯基甲酰胺、5-氨基戊烯、碳二亞胺、芙馬達(dá)辛(formaldacin)、黑素等及其仲胺或叔胺衍生物。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選未經(jīng)處理聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的至少50重量％，優(yōu)選至少70重量％及特別優(yōu)選至少90重量％數(shù)量是由含羧酸基單體組成的。根據(jù)本發(fā)明特別優(yōu)選未經(jīng)處理的聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)至少50重量％及優(yōu)選至少70重量％是由丙烯酸組成，其至少為20摩爾％，特別優(yōu)選至少為50摩爾％是中和的。
丙烯酰胺類及甲基丙烯酰胺類優(yōu)選用作為可與(α1)共聚合的單烯屬不飽和單體(α2)。
除了丙烯酰胺及甲基丙烯酰胺外，可能的(甲基)丙烯酰胺有經(jīng)烷基取代的(甲基)丙烯酰胺類或(甲基)丙烯酰胺的經(jīng)氨基烷基取代的衍生物，例如N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺或二乙基(甲基)丙烯酰胺。可能的乙烯基酰胺類，例如有N-乙烯基酰胺類、N-乙烯基甲酰胺類、N-乙烯基乙酰胺類、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺類、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺類、及乙烯基吡咯烷酮。這種單體中以丙烯酰胺為特別優(yōu)選。此外，可分散于水的單體優(yōu)選用作為可與(α1)共聚合的單烯屬不飽和單體(α2)。至于可分散于水的單體，優(yōu)選丙烯酸酯類及甲基丙烯酸酯類，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、或(甲基)丙烯酸丁酯以及乙烯乙酸酯、苯乙烯及異丁烯。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的交聯(lián)劑(α3)為分子內(nèi)具有至少兩個(gè)烯屬不飽和基的化合物(第I類交聯(lián)劑)、具有至少兩個(gè)官能基且可與單體(α1)或(α2)的官能基在縮合反應(yīng)(＝縮合交聯(lián)劑)、在加成反應(yīng)或在開環(huán)反應(yīng)中反應(yīng)的化合物(第II類交聯(lián)劑)、具有至少一個(gè)烯屬不飽和基以及至少一個(gè)官能基且可與單體(α1)或(α2)的官能基在縮合反應(yīng)、加成反應(yīng)或開環(huán)反應(yīng)中反應(yīng)的化合物(第III類交聯(lián)劑)、或多價(jià)金屬陽離子(第IV類交聯(lián)劑)。在此，聚合物的交聯(lián)是通過交聯(lián)分子的烯屬不飽和基與單烯屬不飽和單體(α1)或(α2)借助第I類交聯(lián)劑化合物進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)交聯(lián)而實(shí)現(xiàn)；而借助第II類交聯(lián)劑化合物以及第IV類交聯(lián)劑多價(jià)金屬陽離子的聚合物交聯(lián)是通過官能基(第II類交聯(lián)劑)與單體(α1)或(α2)的官能基進(jìn)行縮合反應(yīng)，及多價(jià)金屬陽離子(第IV類交聯(lián)劑)與單體(α1)或(α2)的官能基進(jìn)行靜電相互作用實(shí)現(xiàn)的。借助第III類交聯(lián)劑化合物的聚合物交聯(lián)是相應(yīng)地既通過烯屬不飽和基的自由基聚合反應(yīng)，又通過交聯(lián)劑官能基與單體(α1)或(α2)官能基間的縮合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。
優(yōu)選第I類交聯(lián)劑化合物為聚(甲基)丙烯酸酯類或聚(甲基)丙烯酰胺類，其例如可通過多元醇(例如乙二醇、丙二醇、三羥甲基丙烷、1，6-己二醇、甘油、季戊四醇、聚乙二醇或聚丙二醇)、氨基醇、聚亞烷基多胺(例如二亞乙基三胺或三亞乙基四胺)、或烷氧化多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸反應(yīng)獲得。作為第I類交聯(lián)劑化合物還優(yōu)選聚乙烯基化合物、聚(甲基)烯丙基化合物、單乙烯基化合物的(甲基)丙烯酸酯類或單(甲基)烯丙基化合物的(甲基)丙烯酸酯類，優(yōu)選為多元醇或氨基醇的單(甲基)烯丙基化合物。就此方面而言，可引用DE 195 43 366及DE 195 43 368。其揭示內(nèi)容作為引用文獻(xiàn)并入此處并因而構(gòu)成本揭示的一部分。
至于第I類交聯(lián)劑化合物作為實(shí)例的是烯基二(甲基)丙烯酸酯類，例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，18-十八烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、環(huán)戊烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、亞甲基二(甲基)丙烯酸酯或季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯；烯基二(甲基)丙烯酰胺類，例如N-甲基二(甲基)丙烯酰胺、N，N’-3-甲基亞丁基-二(甲基)丙烯酰胺、N，N’(1，2-二羥亞乙基)二(甲基)-丙烯酰胺、N，N’-六亞甲基二(甲基)-丙烯酰胺或N，N’-亞甲基二(甲基)丙烯酰胺；多烷氧二(甲基)丙烯酸酯類，例如二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、或四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯；雙酚-A-二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化雙酚-A-二(甲基)丙烯酸酯、亞芐基二(甲基)丙烯酸酯、1，3-二(甲基)丙烯酰氧-丙醇-2、對(duì)苯二酚二(甲基)-丙烯酸酯；每摩爾羥基優(yōu)選用1至30摩爾環(huán)氧烷而烷氧基化(優(yōu)選乙氧基化)的三羥甲基丙烷的二(甲基)丙烯酸酯，硫代乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，硫代丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，硫代聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，硫代聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯；二乙烯基醚類，例如1，4-丁二醇二乙烯基醚；二乙烯基酯類，例如己二酸二乙烯酯；烷二烯類，例如丁二烯或1，6-己二烯，二乙烯苯；二(甲基)烯丙基化合物，例如鄰苯二甲酸二(甲基)烯丙酯或丁二酸二(甲基)烯丙酯；二(甲基)烯丙基二甲基氯化銨的均聚物及共聚物以及二乙基(甲基)烯丙基氨基乙基(甲基)丙烯酸氯化銨的均聚物及共聚物；乙烯基(甲基)丙烯酸化合物，例如乙烯基(甲基)丙烯酸酯；(甲基)烯丙基(甲基)丙烯酸化合物，例如(甲基)烯丙基(甲基)丙烯酸酯、每摩爾羥基用1至30摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的(甲基)烯丙基(甲基)丙烯酸酯；多元羧酸的二(甲基)烯丙酯類，例如順丁烯二酸二(甲基)烯丙酯、反丁烯二酸二(甲基)烯丙酯、丁二酸二(甲基)烯丙酯、或?qū)Ρ蕉姿岫?甲基)烯丙酯；含三個(gè)或三個(gè)以上烯屬不飽和的自由基可聚合的基團(tuán)的化合物，例如甘油三(甲基)丙烯酸酯，每摩爾羥基優(yōu)選使用1至30摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的甘油的(甲基)丙烯酸酯類、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、每摩爾羥基優(yōu)選使用1至30摩爾環(huán)氧烷而烷氧基化(優(yōu)選乙氧基化)的三羥(甲基)丙烷的三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰胺、(甲基)亞烯丙基二(甲基)丙烯酸酯、3-烯丙基氧-1，2-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)烯丙基氰尿酸酯、三(甲基)烯丙基異氰尿酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、每摩爾羥基優(yōu)選以1至30摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的季戊四醇的(甲基)丙烯酸酯類、三(2-羥乙基)異氰尿酸三(甲基)丙烯酸酯、三乙烯基偏苯三酸酯、三(甲基)烯丙基胺；二(甲基)烯丙基烷基胺類，例如二(甲基)烯丙基甲基胺、三(甲基)烯丙基磷酸酯、四(甲基)烯丙基亞乙基二胺、多(甲基)烯丙基酯類、四(甲基)烯丙基氧乙烷或四(甲基)烯丙基鹵化銨。
至于第II類交聯(lián)劑化合物，優(yōu)選含有至少兩個(gè)官能基其可在縮合反應(yīng)(＝縮合交聯(lián)劑)、加成反應(yīng)或開環(huán)反應(yīng)中與單體(α1)或(α2)的官能基優(yōu)選是與單體(α1)的酸性基反應(yīng)。這種第II類交聯(lián)劑化合物的官能基團(tuán)優(yōu)選為醇、胺、醛、縮水甘油基、異氰酸根、碳酸根或表氯基。
至于第II類交聯(lián)劑化合物，作為實(shí)例列舉的是多元醇類，例如乙二醇，多乙二醇類，例如二乙二醇、三乙二醇及四乙二醇；丙二醇，多元丙二醇例如二丙二醇、三丙二醇或四丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、2，4-戊二醇、1，6-己二醇、2，5-己二醇、甘油、多元甘油、三羥甲基丙烷、聚氧丙烯、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、失水山梨糖醇脂肪酸酯類、聚氧亞乙基失水山梨糖醇脂肪酸酯類、季戊四醇、聚乙烯基二醇及山梨糖醇；氨基醇類，例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或丙醇胺；多元胺化合物，例如亞乙基二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺或五亞乙基六胺；多縮水甘油基醚化合物，例如乙二醇二縮水甘油醚、多乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、甘油多縮水甘油醚、季戊四醇多縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、多丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、己二醇縮水甘油醚、三羥甲基丙烷多縮水甘油醚、山梨糖醇多縮水甘油醚、苯二甲酸二縮水甘油酯、己二酸二縮水甘油醚、1，4-亞苯基-二(2-唑啉)、縮水甘油；多異氰酸酯類優(yōu)選為二異氰酸酯類，例如2，4-甲苯基二異氰酸酯及六亞甲基二異氰酸酯；多氮丙啶化合物例如2，2-二羥甲基-丁醇-三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]、1，6-六亞甲基-二亞乙基脲以及二苯基甲烷-二-4，4’-N，N’-二亞乙基脲；鹵代環(huán)氧化物例如表氯醇、表溴醇、以及α-甲基表氯醇；碳酸亞烴酯，例如1，3-二氧戊環(huán)-2-酮(亞乙基碳酸酯)、4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮(亞丙基碳酸酯)、4，5-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-羥甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、1，3-二烷-2-酮、4-甲基-1，3-二烷-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二烷-2-酮、1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、多-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮；多季胺類，例如二甲基胺類與表氯醇的縮合產(chǎn)物。作為第II類交聯(lián)劑化合物還優(yōu)選多唑啉類例如1，2-亞乙基二唑啉；與硅烷基的交聯(lián)劑例如γ-縮水甘油氧丙基三甲氧硅烷以及γ-氨基丙基三甲氧硅烷；唑烷酮類如2-唑烷酮；二-及多-2-唑烷酮類以及二甘醇硅酸酯類。
優(yōu)選第III類交聯(lián)劑化合物為含羥基或含氨基的(甲基)丙烯酸酯類，例如2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯，以及含羥基或含氨基的(甲基)丙烯酰胺類，或二醇的單(甲基)烯丙基化合物。
第IV類交聯(lián)劑的多價(jià)金屬陽離子優(yōu)選是衍生自一價(jià)或多價(jià)陽離子，一價(jià)陽離子特別是堿金屬如鉀、鈉及鋰，其中優(yōu)選鋰。優(yōu)選的二價(jià)陽離子是衍生自鋅、鈹、堿土金屬如鎂、鈣或鍶，其中優(yōu)選鎂。根據(jù)本發(fā)明也可使用較高價(jià)數(shù)陽離子包括鋁、鐵、鉻、錳、鈦、鋯及其它過渡金屬陽離子以及這種陽離子的復(fù)鹽或前述鹽的混合物。優(yōu)選使用鋁鹽及礬土及其多種水合物例如AlCl3×6H2O、NaAl(SO4)2×12H2O、KAl(SO4)2×12H2O、或Al2(SO4)3×14-18H2O。
Al2(SO4)3及其水合物特別優(yōu)選用作為第IV類交聯(lián)劑。
優(yōu)選未經(jīng)處理的聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)是借助下列類別交聯(lián)劑或下列交聯(lián)劑類別組合交聯(lián)的聚合物結(jié)構(gòu)I、II、III、IV、I II、I III、IIV、I II III、I II IV、I III IV、II III IV、II IV或IIIIV。前述各案例的交聯(lián)劑類別組合分別表示未經(jīng)處理聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的交聯(lián)劑的優(yōu)選具體實(shí)施例。其它未經(jīng)處理聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的優(yōu)選具體實(shí)施例是借助任意一種前述第I類交聯(lián)劑交聯(lián)的聚合物結(jié)構(gòu)。其中以水溶性交聯(lián)劑為優(yōu)選。就此方面而言，特別優(yōu)選N，N’-亞甲基二丙烯酰胺、多乙二醇二(甲基)丙烯酸酯類、三烯丙基甲基氯化銨、四烯丙基氯化銨以及每摩爾丙烯酸以9摩爾環(huán)氧乙烷乙氧基化的烯丙基九乙二醇丙烯酸酯。
至于水溶性聚合物(α4)在根據(jù)本發(fā)明的吸收性未經(jīng)處理的聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)中可含有前述單體的聚合物或共聚物，例如聚丙烯酸、部分皂化的聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙二醇類、淀粉及淀粉衍生物、纖維素及纖維素衍生物及其它多糖類。
至于輔助性物質(zhì)(α5)，優(yōu)選使用增量劑、脫臭劑、表面活性劑或抗氧化劑。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選具體實(shí)施例中，未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)具有下列至少一種性質(zhì)(a)根據(jù)ERT 440.1-99對(duì)0.9重量％水性氯化鈉溶液的最大吸收是在10至1000毫升/克，優(yōu)選15至500毫升/克及特別優(yōu)選20至300毫升/克的范圍，(b)根據(jù)ERT 470.1-99可使用0.9重量％水性氯化鈉溶液萃取分額低于30重量％，優(yōu)選低于20重量％及特別優(yōu)選低于10重量％，基于未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)，(c)根據(jù)ERT 440.1-99達(dá)到吸收0.9重量％水性氯化鈉溶液最大值的80％的溶脹時(shí)間是在0.01至180分鐘，優(yōu)選0.01至150分鐘及特別優(yōu)選0.01至100分鐘的范圍，(d)根據(jù)ERT 460.1-99的松密度是在300至1000克/升，優(yōu)選310至800克/升，及特別優(yōu)選320至700克/升的范圍，(e)根據(jù)ERT 400.1-991克未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)在1升水中的pH是在4至10，優(yōu)選5至9及特別優(yōu)選5.5至7.5的范圍，(f)根據(jù)ERT 441.1-99CRC是在10至100克/克，優(yōu)選15至80克/克及特別優(yōu)選20至60克/克的范圍，(g)凝膠穩(wěn)定性于溫?zé)崆俺醮螠y(cè)量是在1至100秒的范圍，以及在溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量是小于30秒，優(yōu)選于溫?zé)崆俺醮螠y(cè)量為2至50秒及溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量小于20秒，及特別優(yōu)選于溫?zé)崆俺醮螠y(cè)量為5至30秒及在溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量小于10秒，(h)滲透度于2小時(shí)后至多15厘米及24小時(shí)后至多20厘米，優(yōu)選2小時(shí)后至多12厘米或24小時(shí)后至多18厘米，以及特別優(yōu)選2小時(shí)后至多10厘米或24小時(shí)后至多16厘米，以2小時(shí)及24小時(shí)后的滲透度為優(yōu)選。
前述兩種或兩種以上性質(zhì)的組合分別表示根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選具體實(shí)施例。此外作為根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例特別優(yōu)選的方法是未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)，其具有以下列字母或字母組合表示的性質(zhì)或性質(zhì)組合a、b、c、d、e、f、g、h、ab、abc、abcd、abcde、abcdef、abcdefg、abcdefgh、bc、bcd、bcde、bcdef、bcdefg、bcdefgh、cd、cde、cdef、cdef g、cdefgh、de、def、defg、defgh、ef、efg、efgh、fg、fgh、gh。
未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)可由前述單體及交聯(lián)劑借助多種聚合方法制造。就此方面而言，例如值得一提的方法有本體聚合法，其優(yōu)選是在揉合反應(yīng)器例如擠塑機(jī)中進(jìn)行或借助長條聚合法以及溶液聚合法、噴霧聚合法、反相乳液聚合法及反相懸浮液聚合法進(jìn)行。溶液聚合反應(yīng)優(yōu)選是在水作為溶劑進(jìn)行。溶液聚合反應(yīng)可連續(xù)或分批進(jìn)行。以現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)參數(shù)的可能性的采用范圍寬廣，鑒于反應(yīng)關(guān)系例如溫度、引發(fā)劑、數(shù)值及數(shù)量以及反應(yīng)溶液。典型方法描述于下列專利說明書US 4,286,082，DE 27 06 135，US 4,076,663，DE 35 03 458，DE 40 20 780，DE 42 44 548，DE 43 23 001，DE43 33 056，DE 44 18 818。其揭示作為引用文獻(xiàn)并入此處如此構(gòu)成本揭示文的一部分。
聚合反應(yīng)引發(fā)劑可溶解或分散于根據(jù)本發(fā)明的單體溶液。至于引發(fā)劑可考慮所有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知分解形成自由基的化合物。這種化合物特別包括過氧化物、過氧氫類、過氧化氫、過硫酸鹽類、偶氮化合物即所謂的氧化還原催化劑。優(yōu)選使用水溶性催化劑。在許多實(shí)施例中使用多種聚合物引發(fā)劑混合物是有利的。這種混合物中，以過氧化氫以及過氧二硫酸鈉或鉀組成的混合物為優(yōu)選，其可以任何期望的定量比例使用。適當(dāng)有機(jī)過氧化物優(yōu)選為過氧化乙酰丙酮、過氧化丁酮、叔-丁基過氧化氫、異丙苯過氧化氫、叔-戊基過異戊酸酯(t-Amylperpivat)、叔-丁基過異戊酸酯(t-Butylperviat)、叔-丁基過新己酸酯、叔-丁基異丁酸酯、叔-丁基過-2-乙基己烯酸酯、叔-丁基過異壬酸酯、叔-丁基過順丁烯二酸酯、叔丁基過苯甲酸酯、叔丁基-3，5，5-三甲基己酸酯以及戊基過新癸酸酯。進(jìn)一步優(yōu)選用作聚合引發(fā)劑的化合物有偶氮化合物，例如2，2’-偶氮二-(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽，偶氮-二-脒基丙烷二鹽酸鹽，2，2’-偶氮二-(N，N-二亞甲基)異丁脒二鹽酸鹽，2-(氨基甲?；嫉?異丁腈以及4，4’-偶氮二-(4-氰基-戊酸)。前述化合物是以慣用量使用，優(yōu)選范圍0.01至5摩爾％，更優(yōu)選為0.1至2摩爾％，分別以欲聚合的單體量為基準(zhǔn)。
氧化還原催化劑至少含有前述過氧、過酸化合物之一作為氧化組分，以及含有下列成分作為還原組成分，優(yōu)選為抗壞血酸、葡萄糖、山梨糖、甘露糖、銨或堿金屬亞硫酸氫鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、亞硫酸氫鹽或硫化物、金屬鹽如鐵II離子或銀離子或鈉羧甲基次硫酸鹽。優(yōu)選使用抗壞血酸或焦亞硫酸鈉作為氧化還原催化劑的還原組分。使用1×10-5至1摩爾％氧化還原催化劑的還原組分以及1×10-5至5摩爾％氧化還原催化劑的氧化組分，參照聚合反應(yīng)中的單體用量。替代氧化還原催化劑的氧化組分，或作為其補(bǔ)充，可使用一或多種優(yōu)選為水溶性偶氮化合物。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用由過氧化氫、過氧基二硫酸鈉及抗壞血酸組成的氧化還原體系。通常根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用偶氮化合物作為引發(fā)劑，以偶氮-二-脒基丙烷二鹽酸鹽為特別優(yōu)選。原則上，聚合反應(yīng)是使用引發(fā)劑于0-90℃的溫度范圍引發(fā)。
另一種可能的制造未經(jīng)處理的聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的方式在于，首先，優(yōu)選借助自由基方法由前述單烯屬不飽和單體(α1)及(α2)制造未經(jīng)交聯(lián)的特別是線性聚合物，然后這些聚合物與交聯(lián)作用的反應(yīng)劑(α3)優(yōu)選II類及IV類交聯(lián)劑反應(yīng)。若吸水性聚合物首先是在成形過程處理中例如成形為纖維、薄片或其它平坦結(jié)構(gòu)例如編織物、針織物、紡織物或非織物并以這種成形形式交聯(lián)時(shí)，優(yōu)選采用這種方式。
此外，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選第一處理是使用化學(xué)交聯(lián)劑進(jìn)行，或借助熱交聯(lián)或輻射交聯(lián)或至少其中二者進(jìn)行，其中，以使用化學(xué)交聯(lián)劑處理為優(yōu)選。
未經(jīng)處理聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的輻射交聯(lián)優(yōu)選是將未經(jīng)處理聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)暴露于紅外線輻射(IR)、紫外線輻射(UV)、X射線及γ-射線或暴露于微波范圍的輻射進(jìn)行。
未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的熱交聯(lián)是通過將聚合物結(jié)構(gòu)加熱至100℃至300℃，特別優(yōu)選150℃至250℃范圍的溫度進(jìn)行。
化學(xué)交聯(lián)是通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員一般已知的交聯(lián)劑進(jìn)行。至于「后交聯(lián)劑」，以就交聯(lián)劑(α3)所述II及IV類交聯(lián)劑為優(yōu)選。
II及IV類交聯(lián)劑中，作為「后交聯(lián)劑」優(yōu)選二乙二醇、三乙二醇、多乙二醇、甘油、多甘油、丙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、脫水山梨糖醇脂肪酸酯類、聚氧亞乙基脫水山梨糖醇脂肪酸酯類、三羥甲基丙烷、季戊四醇、聚乙烯醇、山梨糖醇、碳酸亞烴酯類，如1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4，5-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、4-羥甲基-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮、1，3-二烷-2-酮、4-甲基-1，3-二烷-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二烷-2-酮、1，3-二氧庚環(huán)-2-酮、多-1，3-二氧戊環(huán)-2-酮及乙二醇二縮水甘油醚類，以碳酸亞乙酯為特別優(yōu)選。
「后交聯(lián)劑」優(yōu)選用量相對(duì)于未經(jīng)處理聚合物(Pu)為0.01至30重量％，優(yōu)選0.1至20重量％及特別優(yōu)選0.5至10重量％的范圍。有機(jī)溶劑以相對(duì)于未經(jīng)處理聚合物(Pu)為0至60重量％，優(yōu)選0.1至40重量％及特別優(yōu)選0.2至50重量％的量添加至混合物。至于有機(jī)溶劑，優(yōu)選使用低級(jí)醇如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇及叔丁醇，酮如丙酮、甲基乙基酮及甲基異丁基甲酮，醚如二烷、四氫呋喃及乙醚，酰胺類如N，N-二甲基甲酰胺及N，N-二乙基甲酰胺，以及亞砜類如二甲亞砜。
此外，在本發(fā)明方法中優(yōu)選，經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)具有由外區(qū)所包圍的內(nèi)區(qū)，外區(qū)具有比內(nèi)區(qū)更高的交聯(lián)程度，因此優(yōu)選形成芯-殼結(jié)構(gòu)。此外，就此方面而言優(yōu)選，外區(qū)半徑是小于兩倍的內(nèi)區(qū)半徑。對(duì)于約略呈球形的聚合物結(jié)構(gòu)而言，半徑測(cè)得為至少10個(gè)這種結(jié)構(gòu)的平均半徑。至于約略呈非球形而類似桿狀或纖維狀的聚合物結(jié)構(gòu)而言，半徑測(cè)得為至少10個(gè)這種非球形結(jié)構(gòu)截面的平均半徑。
此外優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的方法，經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)具有下列至少一種性質(zhì)(A)根據(jù)ERT 440.1-99對(duì)0.9重量％水性氯化鈉溶液的最大吸收是在10至800毫升/克，優(yōu)選15至400毫升/克及特別優(yōu)選20至200毫升/克的范圍，(B)根據(jù)ERT 470.1-99可使用0.9重量％水性氯化鈉溶液萃取分額低于30重量％，優(yōu)選低于20重量％及特別優(yōu)選低于10重量％，基于經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)，(C)根據(jù)ERT 440.1-99達(dá)到吸收0.9重量％水性氯化鈉溶液最大值的80％的溶脹時(shí)間是在0.01至180分鐘，優(yōu)選0.01至150分鐘及特別優(yōu)選0.01至100分鐘的范圍，(D)根據(jù)ERT 460.1-99的松密度是在300至1000克/升，優(yōu)選310至800克/升，及特別優(yōu)選320至700克/升的范圍，(E)根據(jù)ERT 400.1-99 1克未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)于1升水的pH是在4至10，優(yōu)選5至9及特別優(yōu)選5.5至7.5的范圍，(F)根據(jù)ERT 441.1-99 CRC是在10至100克/克，優(yōu)選15至80克/克及特別優(yōu)選20至60克/克的范圍，(G)凝膠穩(wěn)定性于溫?zé)崆俺醮螠y(cè)量是在至少400秒的范圍，以及在溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量是至少80秒，優(yōu)選于溫?zé)崆俺醮螠y(cè)量為至少500秒及溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量至少200秒，及特別優(yōu)選于溫?zé)崆俺醮螠y(cè)量為至少600秒及在溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量至少300秒，(H)滲透度于2小時(shí)后至少10厘米及24小時(shí)后至少20厘米，優(yōu)選2小時(shí)后至少15厘米或24小時(shí)后至少25厘米，以及特別優(yōu)選2小時(shí)后至少20厘米或24小時(shí)后至少30厘米，以2小時(shí)及24小時(shí)后的滲透度為優(yōu)選。
前述兩種或兩種以上性質(zhì)的組合分別表示根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選具體實(shí)施例。此外根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例特別優(yōu)選的方法是經(jīng)處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)，其具有以下列字母或字母的組合標(biāo)記的性質(zhì)或性質(zhì)組合A、B、C、D、E、F、G、H、AB、ABC、ABCD、ABCDE、ABCDEF、ABCDEFG、ABCDEFGH、BC、BCD、BCDE、BCDEF、BCDEFG、BCDEFGH、CD、CDE、CDEF、CDEFG、CDEFGH、DE、DEF、DEFG、DEFGH、EF、EFG、EFGH、FG、FGH、GH，所有含G的組合為優(yōu)選，而以G及H的組合為特別優(yōu)選。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方法的具體實(shí)施例中優(yōu)選，未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)于0.3或0.9psi的負(fù)載下的AUL值通過初次處理未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的外區(qū)而提高至少1克/克，優(yōu)選7克/克及特別優(yōu)選至少15克/克。
再者根據(jù)本發(fā)明方法的具體實(shí)施例中優(yōu)選，未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)于0.3和0.9psi的負(fù)載下的AUL值通過初次處理未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的外區(qū)而提高至少1克/克，優(yōu)選7克/克及特別優(yōu)選至少15克/克。
而且根據(jù)本發(fā)明方法的具體實(shí)施例中優(yōu)選，未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)于0.3psi的負(fù)載下的AUL值通過初次處理未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的外區(qū)而提高至少20克/克，優(yōu)選25克/克及特別優(yōu)選至少30克/克。在0.3psi負(fù)載下的AUL優(yōu)選至多為50克/克及特別優(yōu)選至多為40克/克。
另外根據(jù)本發(fā)明方法的具體實(shí)施例中優(yōu)選，未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)于0.9psi的負(fù)載下的AUL值通過初次處理未經(jīng)處理吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)的外區(qū)而提高至少10克/克，優(yōu)選15克/克及特別優(yōu)選至少20克/克。在0.9psi負(fù)載下的AUL優(yōu)選至多為40克/克及特別優(yōu)選至多為30克/克。
根據(jù)具體實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟中，其中經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)接受經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)的外區(qū)的第二次處理，優(yōu)選在0.3或0.9psi負(fù)載下的AUL于各例中降低達(dá)至少1克/克，優(yōu)選至少2克/克及特別優(yōu)選至少4克/克。
根據(jù)進(jìn)一步具體實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟中，其中經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)接受經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)的外區(qū)的第二次處理，優(yōu)選在0.3和0.9psi負(fù)載下的AUL于各例中降低達(dá)至少1克/克，優(yōu)選2克/克及特別優(yōu)選至少4克/克。
此外根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選，在經(jīng)處理后聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)的外區(qū)的第二次處理中，或者將外區(qū)暴露于能源，或第二次處理是通過將處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)接觸涂覆劑，就此，優(yōu)選將處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)接觸涂覆劑。
進(jìn)一步優(yōu)選處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)于接觸涂覆劑的第二次處理的范圍內(nèi)，接觸相對(duì)于經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)為0.001至40重量％，優(yōu)選0.01至20重量％，更優(yōu)選0.1至10重量％及特別優(yōu)選1至5重量％的涂覆劑。
于第二次處理的又一具體實(shí)施例中，經(jīng)處理后的聚合物結(jié)構(gòu)外區(qū)首先暴露于能源，隨后再與涂覆劑接觸。
第二次處理的另一具體實(shí)施例中，經(jīng)處理后的聚合物結(jié)構(gòu)外區(qū)首先接觸涂覆劑，隨后聚合物結(jié)構(gòu)再暴露于能源。
第二次處理采用的能源優(yōu)選為機(jī)械能或輻射或二者，以輻射為優(yōu)選。
在第二次處理中采用的機(jī)械能形式優(yōu)選為壓力，例如特別是由研磨、擠壓、壓密及壓縮所施加的，優(yōu)選壓密及壓縮且特別優(yōu)選為壓密。第二次處理采用的壓力優(yōu)選是在0.1至100噸/平方厘米，優(yōu)選0.5至10噸/平方厘米及特別優(yōu)選1至5噸/平方厘米的范圍。
優(yōu)選使用紅外線輻射、紫外線輻射、X射線及γ射線以及微波作為輻射。
此外根據(jù)本發(fā)明方法，優(yōu)選經(jīng)處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)除涂覆劑之外還接觸濕潤劑。就此方面而言，特別優(yōu)選經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)首先接觸涂覆劑然后接觸濕潤劑。
就此方面而言，優(yōu)選經(jīng)處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)接觸濕潤劑的量相對(duì)于經(jīng)處理后的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)在0.001至40重量％，優(yōu)選0.01至20重量％，特別優(yōu)選0.1至10重量％及最優(yōu)選1至5重量％的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的方法，此外優(yōu)選涂覆劑具有有機(jī)成分及無機(jī)成分。涂覆劑優(yōu)選是呈涂覆劑顆粒存在，就此優(yōu)選顆粒小于吸收性聚合物結(jié)構(gòu)。優(yōu)選至少50重量％涂覆劑顆粒的大小是在0.05至800微米，優(yōu)選0.05至600微米，特別優(yōu)選0.05至400微米及最優(yōu)選0.1至200微米的范圍。
此外，在本發(fā)明方法中，優(yōu)選有機(jī)組成分為聚合物(Ps)。優(yōu)選這種聚合物(Ps)于去離子水中呈4重量％溶液形式，其于20℃的粘度是在1至100,000，優(yōu)選10至50,000及特別優(yōu)選100至10,000mPa·s的范圍。
優(yōu)選聚合物(Ps)為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甘油、明膠、陽離子性或陰離子性線性聚合物或以糖類為主的聚合物。下列化合物值得一提作為實(shí)例蒼耳烷、淀粉、瓜耳芯粉(Guarkernmehl)、喜多聚糖(Citosan)、藻酸鹽、糊精、瓊脂、鹿角菜、西黃蓍膠、阿拉伯樹膠、藻酸鹽類、果膠、多糖類、瓜爾粉、角豆樹粉或聚丙烯酸化合物、聚甲基丙烯酸化合物、乙烯聚合物、聚羧酸類、聚醚類、聚亞胺類、或聚酰胺類。
根據(jù)本發(fā)明方法的具體實(shí)施例，優(yōu)選聚合物(Ps)是以糖類為基礎(chǔ)。特別優(yōu)選衍生糖例如酯類、醚類及羧甲基化衍生物。糖類的醚類優(yōu)選為具有C1至C1000000，較優(yōu)選C1至C10000及特別優(yōu)選C1至C10烷基的衍生糖。其中以甲基、乙基、丙基或丁基的衍生糖為優(yōu)選，以甲基的衍生糖為特別優(yōu)選。糖的酯類例如為乙酸酯、乙酰丁酸酯、乙酰丙酸酯或丙酸酯類。聚合物(Ps)優(yōu)選由占聚合物(Ps)至少10重量％，更優(yōu)選至少50重量％及特別優(yōu)選至少90重量％的量的糖或多糖組成。多糖中以纖維素及淀粉為優(yōu)選，以纖維素為特別優(yōu)選。進(jìn)一步優(yōu)選纖維素是呈羧甲基纖維素存在的，以羧甲基纖維素鈉及羧甲基纖維素鉀為優(yōu)選而以羧甲基纖維素鈉為特別優(yōu)選。
根據(jù)本發(fā)明方法中，此外優(yōu)選無機(jī)組成分為具有下列至少一種性質(zhì)的固體(α)根據(jù)DIN 66131的BET表面至少為10平方米/克，優(yōu)選至少50平方米/克，特別優(yōu)選至少200平方米/克，及最優(yōu)選180至1000平方米/克，
(β)于4％水性分散液的pH是在2至11，優(yōu)選2.5至8及特別優(yōu)選3至5的范圍，(γ)根據(jù)DIN 787/XI及JIS K 5101/18緊壓密度(未經(jīng)過篩)小于800克/升，優(yōu)選小于300克/升及特別優(yōu)選小于60克/升。
前述性質(zhì)的二或多種的性質(zhì)組合分別表示根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選具體實(shí)施例。此外作為本發(fā)明具體實(shí)施例特別優(yōu)選的方法為其中無機(jī)組成分具有下示字母或字母組合表示的性質(zhì)或性質(zhì)組合α、β、γ、αβ、αβγ、βγ、或αγ，以αβγ為特別優(yōu)選。
此外根據(jù)本發(fā)明方法中，優(yōu)選無機(jī)成分基于硅化合物，全部是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的硅-氧化合物，例如優(yōu)選硅酸及高嶺土，其中以硅酸為特別優(yōu)選。
此外優(yōu)選經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)接觸無機(jī)涂覆劑，該無機(jī)涂覆劑相對(duì)于經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)為0.001至40重量％，優(yōu)選0.01至20重量％及特別優(yōu)選0.05至5重量％的范圍。
經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)與涂覆劑的接觸優(yōu)選是通過混合經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)與涂覆劑而實(shí)現(xiàn)的。若涂覆劑既由無機(jī)又由有機(jī)組分組成，則優(yōu)選無機(jī)及有機(jī)組分在與接受處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)接觸之前混合。全部本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的混合裝置皆可用于混合。
至于濕潤劑可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的全部無機(jī)或有機(jī)液體，其中以無機(jī)液體為優(yōu)選。在無機(jī)液體中特別優(yōu)選水。
濕潤劑優(yōu)選添加于經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)與涂覆劑混合的過程中，或者噴霧添加于經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)與涂覆劑混合所得產(chǎn)物上。
此外，本發(fā)明涉及通過前述根據(jù)本發(fā)明方法所得的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)。
而且本發(fā)明涉及吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)，其具有至少一種下列性質(zhì)的內(nèi)區(qū)、環(huán)繞內(nèi)區(qū)的外區(qū)、以及環(huán)繞外區(qū)的表面區(qū)，該外區(qū)具有比內(nèi)區(qū)更高的交聯(lián)程度并且表面區(qū)具有涂覆劑。
(β1)CRC至少為10克/克，優(yōu)選至少15克/克，特別優(yōu)選至少20克/克及最優(yōu)選至少25克/克，(β2)在0.3psi負(fù)載下的AUL至少為15克/克，優(yōu)選至少20克/克，(β3)在0.9psi負(fù)載下的AUL至少為8克/克，優(yōu)選至少12克/克，(β4)該區(qū)的凝膠穩(wěn)定性在溫?zé)崆暗谝淮螠y(cè)量為至少100秒，以及在溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量時(shí)至少為15秒，優(yōu)選溫?zé)崆暗谝淮螠y(cè)量時(shí)至少為200秒以及在溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量時(shí)至少為20秒，以及特別優(yōu)選在溫?zé)崆暗谝淮螠y(cè)量時(shí)至少300秒以及在溫?zé)岷蟮诙螠y(cè)量時(shí)至少30秒，(β5)滲透度于2小時(shí)后至多15厘米或于24小時(shí)后至多20厘米，優(yōu)選于2小時(shí)后至多10厘米或于24小時(shí)后至多15厘米，及特別優(yōu)選于2小時(shí)后至多6厘米或于24小時(shí)后至多8厘米，滲透度于2小時(shí)及24小時(shí)后為優(yōu)選，或(β6)溶脹壓力至少400克，優(yōu)選至少500克，更優(yōu)選至少600克及特別優(yōu)選800克，由前述兩種或兩種以上性質(zhì)的組合分別表示根據(jù)本發(fā)明的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)的優(yōu)選具體實(shí)施例。此外，根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選具體實(shí)施例為一種吸收性聚合物結(jié)構(gòu)，其具有由下列字母或字母組合表示的性質(zhì)或性質(zhì)的組合β1、β2、β3、β4、β5、β6、β1β2、β1β2β3、β1β2β3β4、β1β2β3β4β5、β1β2β3β4β5β6、β2β3、β2β3β4、β2β3β4β5、β2β3β4β5β6、β3β4、β3β4β5、β3β4β5β6、β4β5、β4β5β6，其中以β1β2β3β4β5β6為特別優(yōu)選。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例形成的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)具有在0.3psi負(fù)載下小于27克/克的AUL以及溶脹壓力至少400克，優(yōu)選至少500克，更優(yōu)選至少600克及特別優(yōu)選至少800克。本具體實(shí)施例中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)優(yōu)選具有在0.3psi負(fù)載下在1至27克/克范圍的AUL，優(yōu)選10至27克/克及溶脹壓力是在500至3000克，優(yōu)選600至2800克，更優(yōu)選700至2600克，及特別優(yōu)選800至2400克的范圍。此外根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選，本具體實(shí)施例的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)包括一內(nèi)區(qū)、一個(gè)環(huán)繞內(nèi)區(qū)之外區(qū)、以及環(huán)繞外區(qū)的表面區(qū)，該外區(qū)具有比內(nèi)區(qū)更高的交聯(lián)程度并且表面區(qū)具有涂覆劑。此外根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選前述特性也適合于通過本發(fā)明方法獲得的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)。
此外本發(fā)明涉及一種含有如前文定義的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)以及基材的復(fù)合物。優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)及基材彼此牢固結(jié)合。優(yōu)選基材包括由聚合物例如聚乙烯、聚丙烯、或聚酰胺形成的薄膜、金屬、非織物、絨絮、織物、編織物、天然或合成纖維或其它發(fā)泡體。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選復(fù)合物為密封材料、纜線、吸收性核芯以及含吸收性芯的尿布及衛(wèi)生用品。
密封材料優(yōu)選為吸水性薄膜，其中吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)被加工并入作為基材的聚合物基質(zhì)或纖維基質(zhì)。其優(yōu)選進(jìn)行方式是將吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)與構(gòu)成聚合物基質(zhì)或纖維基質(zhì)的聚合物(Pm)混合，然后視需要借助加熱處理形成復(fù)合物。若使用吸收性結(jié)構(gòu)作為纖維，則由纖維獲得線，其與另外的由其它材料組成的纖維紡成基質(zhì)并然后例如借助編織或針織組合，或直接組合，即無需使用其它纖維紡制。適用于此的典型方法在H.Savano等人，國際電線電纜研討會(huì)議事錄40,333至338(1991年)；M.Fukuma等人，國際電線電纜研討會(huì)議事錄36,350至355(1987年)及US 4,703,132中有描述。這種揭示在此作為引用并入且構(gòu)成本揭示的一部份。
在復(fù)合物為纜線的具體實(shí)施例中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)可直接呈顆粒使用，優(yōu)選用于纜線絕緣下方。在纜線的另一具體實(shí)施例中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)可以可溶脹的抗拉強(qiáng)紗線的形式使用。根據(jù)纜線的另一具體實(shí)施例，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)可以可溶脹薄膜形式使用。此外在纜線的又一具體實(shí)施例，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)可用作為吸濕性纜心用于纜線中心。以纜線為例，基材形成纜線的全部組成分其不含吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)。其下是裝入纜線內(nèi)的導(dǎo)體例如電線或光導(dǎo)體、光或電隔離材料以及可確保纜線機(jī)械性能要求的纜線組分，例如抗拉強(qiáng)的編織物、織物或針織材料例如塑料及橡膠絕緣材料或其它可防止纜線外套破壞的材料。
若復(fù)合物為吸收性核芯，則將吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)加工并入基材。用于芯的基材主要由纖維素組成，優(yōu)選為纖維狀材料。在芯的具體實(shí)施例中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)是以相對(duì)于芯為10至90重量％，優(yōu)選20至80重量％及特別優(yōu)選40至70重量％的量加工并入的。在芯的一具體實(shí)施例中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)是呈顆粒攙混于芯。在芯的又一具體實(shí)施例中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)是呈纖維攙混于芯。芯例如可借助所謂的氣鋪方法或借助所謂的濕鋪方法制造，以根據(jù)氣鋪法制造的芯為優(yōu)選。于濕鋪法中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)以纖維或顆粒與其它基材纖維及液體共同處理而形成非織物。在氣鋪方法中，吸收性聚合物結(jié)構(gòu)的纖維或顆粒和基材纖維于干燥狀態(tài)共同處理成為非織物。氣鋪方法的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在US 5,916,670及US 5,866,242，濕鋪方法于US 5,300,192中有描述，其揭示作為引用并入此處且構(gòu)成本揭示的一部份。
在濕鋪及氣鋪方法中，除了吸收性聚合物纖維或顆粒以及基材纖維外，也可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它適宜的輔助性物質(zhì)，其用于強(qiáng)化由本方法所得的非織物。
在復(fù)材為尿布的具體實(shí)施例中，尿布組分是與吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)不同的復(fù)合物基材。于優(yōu)選具體實(shí)施例中，尿布含有前文所述芯。這種情況下，復(fù)合物基材是與芯不同的尿布組成分。通常用作為尿布的復(fù)合物材料包括一層不透水底層，一層透水性優(yōu)選為疏水性上層以及一層含有吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)排列于底層與上層間的層。該含有吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)的層優(yōu)選為前文所述的芯。底層可以是全部本領(lǐng)域技術(shù)人員已知材料，以聚乙烯或聚丙烯為優(yōu)選。上層可以同樣也含有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的全部適當(dāng)材料，以聚酯、聚烯、粘膠纖維等為優(yōu)選，其是多孔的層以確保上層有足夠的液體流通性。就此方面而言，可引用US 5,061,295，US Re.26,151，US 3,592,194，US 3,489,148及US 3,860,003的揭示，這些揭示以引用方式并入此處且構(gòu)成本文揭示的一部分。
此外本發(fā)明涉及一種制造復(fù)材的方法，其中一種根據(jù)本發(fā)明的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)和一種基材以及視需要的適當(dāng)輔助性物質(zhì)彼此接觸。各個(gè)組成分的接觸是優(yōu)選借助濕鋪法及氣鋪法壓密、擠壓與混合進(jìn)行的。
而且本發(fā)明涉及一種可借助前述方法獲得的復(fù)材。
另外，本發(fā)明涉及含有根據(jù)本發(fā)明的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)或前述復(fù)材的發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生用品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑載劑、建材添加劑、包裝材料及土壤添加劑。
此外，本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)或前述復(fù)材在發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生用品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑載劑、建材添加劑、包裝材料、用以控制活性組成分的釋放以及用于土壤添加劑中的用途。
本發(fā)明將借助下列非限制性實(shí)例進(jìn)一步說明。
實(shí)例粉末1(未經(jīng)后交聯(lián))290克丙烯酸分成兩份。一份添加至458.5克水。0.90克三烯丙胺及0.87克烯丙氧聚乙二醇丙烯酸酯溶解于第二份丙烯酸并同樣添加至水中。溶液冷卻至10℃。其后共225.4克50％氫氧化鈉溶液在冷卻下以使溫度不上升高于30℃的速率添加。然后溶液于20℃使用氮?dú)鉀_洗以及進(jìn)一步冷卻。當(dāng)已經(jīng)到達(dá)啟始溫度4℃時(shí)，加入引發(fā)劑溶液(0.1克2，2-偶氮二-2-脒基丙烷二鹽酸鹽于10克水，1.0克過氧二硫酸鈉于10克水，0.1克30％過氧化氫溶液于1克水及0.015克抗壞血酸于2克水)。在到達(dá)約100℃終端溫度后，將產(chǎn)生的凝膠破碎且于150℃干燥90分鐘。經(jīng)干燥的粉末經(jīng)過粗略粉碎、研磨及過篩而獲得具有粒度150至850微米的粉末。
粉末2(經(jīng)過后交聯(lián))0.5克碳酸亞乙酯、1.0克水及4.0克丙酮混合物在攪拌下添加至50克粉末1。將產(chǎn)物分布至展開皿并在循環(huán)空氣干燥柜內(nèi)于170℃干燥50分鐘。
粉末3(有機(jī)涂覆劑)50克粉末2與1克羧甲基纖維素鈉粉末于配備有攪拌葉片的混合機(jī)中合二為一。然后將混合物用1.5克水噴霧并再攪拌5分鐘。
粉末4(有機(jī)及無機(jī)涂覆劑)50克粉末2與1克羧甲基纖維素鈉粉末及0.1克Degussa AG的氣溶膠200(Aerosil200)于配備有攪拌器葉片的混合機(jī)中形成混合物。然后將此混合物用1.5克水噴霧并再攪拌5分鐘。
粉末5(輕度后交聯(lián))300克丙烯酸分成兩份。一份添加至376.4克水0.90克三烯丙基胺和1.5克烯丙基氧聚乙二醇丙烯酸酯溶解于第二份丙烯酸并同樣添加至水中?；旌衔锢鋮s至10℃。其后共283.1克50％氫氧化鈉在冷卻下使溫度不上升高于30℃的速率添加。然后溶液于20℃使用氮?dú)鈷叱约斑M(jìn)一步冷卻。達(dá)到啟始溫度4℃時(shí)加入引發(fā)劑溶液(0.1克，2，2’-偶氮二-2-脒基丙烷二氯化氫于10克水，1.0克過氧二硫酸鈉于10克水，0.1克30％過氧化氫溶液于1克水及0.015克抗壞血酸于2克水)。在達(dá)到終端溫度后，將產(chǎn)生的凝膠破碎且于150℃干燥90分鐘。經(jīng)干燥的粉末粗略經(jīng)粉碎、研磨及過篩而形成粒度為150至850微米的粉末。將50克粉末用1.5克碳酸亞乙酯的1克水溶液噴霧并在循環(huán)空氣柜中于190℃干燥35分鐘。
對(duì)粉末1至5進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)的研究結(jié)果示于下表1。
表1
粉末被加工處理成芯并顯示表2的性質(zhì)。
表2
芯與尿布的制造芯的制法是通過混合50重量％(以芯計(jì))吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(粉末2、3或5)以及47.5重量％Stora-Enzo公司(瑞典)的Stora絨絮EF纖維素纖維以及2.5重量％分別為具有丹麥Fibervision A/S公司的PP芯及PE涂層的各50重量％聚丙烯(PP)及聚乙烯(PE)的二組分式纖維，芯的制造是利用氣鋪法使用M&J機(jī)器(寬40厘米，操作寬度36厘米，帶速4米/分鐘，絨絮攝入槌磨機(jī)速度4米/分鐘，聚合物添加速率430克/分鐘，二組分式纖維以10克1份每分鐘2.1次排放)，吸收性聚合物是均勻分布?；貫椴缓徔椘窌r(shí)600克/平方厘米，以及含紡織品時(shí)636克/平方厘米，密度0.16至0.17克/立方厘米及尺寸30×12厘米的芯攙混于Recklinghausen的Paul HarmannAG公司的商購可得的Fixies型尿布中。該款尿布的背側(cè)被切開，取出原先的芯被而以本發(fā)明的芯替代，切口部借助織物粘著條密封。測(cè)量結(jié)果所得尿布的滲透時(shí)間以及液體分布值；數(shù)值顯示于表3。
表3
尿布滲透時(shí)間較短而液體分布面積較大表示衛(wèi)生用品的封阻效果較低。由表3清楚地表明本發(fā)明的粉末3在尿布芯里比帶有粉末5的芯的尿布滲透得更快，特別就對(duì)尿布具有關(guān)鍵重要性的第二及第三次添加而言尤為如此。
此外，液體分布測(cè)量值也顯示含粉末3的芯的尿布比含粉末5芯的對(duì)比性尿布明顯以更長的距離傳送液體。
測(cè)試方法ERTERT表示「EDANA推薦試驗(yàn)」。這種測(cè)試涉及EDANA(歐洲尿布及非織物協(xié)會(huì))成員核準(zhǔn)且通過EDANA公布可得的方法。
在0.9PSI負(fù)載下的負(fù)載下吸收(AUL)粒度大小300至600微米的超吸收性顆粒0.16±0.01克(W1)在耐熱玻璃圓柱體內(nèi)稱重，圓柱體內(nèi)徑為26.1±0.03毫米，底部為金屬篩織物具有網(wǎng)眼寬度400×400篩目。晶粒大小是通過網(wǎng)眼寬度300及600微米的篩過篩獲得。一小片外徑26.1±0.03毫米的聚四氟乙烯板鋪在超吸收劑顆粒上。板上加上332.4±0.1克重量。板重量以及加在上方的重量共同對(duì)超吸收劑顆粒施加63克/平方厘米壓力。測(cè)量裝置測(cè)量(W2)。然后測(cè)量裝置置于玻璃過濾板上(直徑125厘米，孔隙度＝C(25-50微米)覆蓋有濾紙且設(shè)置于玻璃皿內(nèi))。玻璃皿裝填0.9％氯化鈉溶液至玻璃過濾板上緣。由于接觸到液體，超吸收劑汲取液體而開始溶脹。經(jīng)1小時(shí)后，由過濾板取出整個(gè)測(cè)量裝置并稱重(W3)。AUL 0.9psi是以克/克表示且是由下式計(jì)算AUL 0.9psi＝(W3-W2)/W1在0.3PSI負(fù)載下的負(fù)載下吸收(AUL)粒度大小300至600微米的超吸收性顆粒0.16±0.01克(W1)在耐熱玻璃圓柱體內(nèi)稱重，圓柱體內(nèi)徑為26.1±0.03毫米，底部為金屬篩織物具有網(wǎng)眼寬度400×400篩目。晶粒大小是通過網(wǎng)眼寬度300及600微米的篩過篩獲得。一小片外徑26.1±0.03毫米的聚四氟乙烯板鋪在超吸收劑顆粒上。板上加上102.3±0.1克重量。板重量以及加在上方的重量共同對(duì)超吸收劑顆粒施加20克/平方厘米壓力。測(cè)量裝置測(cè)量(W2)。然后測(cè)量裝置置于玻璃過濾板上(直徑125厘米，孔隙度＝C(25-50微米)覆蓋有濾紙且設(shè)置于玻璃皿內(nèi))。玻璃皿裝填0.9％氯化鈉溶液至玻璃過濾板上緣。由于接觸到液體，超吸收劑汲取液體而開始溶脹。經(jīng)1小時(shí)后，由過濾板取出整個(gè)測(cè)量裝置并稱重(W3)。AUL 0.3psi是以克/克表示且是由下式計(jì)算
AUL 0.3psi＝(W3-W2)/W1滲透測(cè)試此測(cè)試是使用根據(jù)

圖1的裝置進(jìn)行。此裝置是由內(nèi)徑8毫米長310毫米且使用棉花塞2密封的玻璃管1組成。欲研究的吸收性材料填裝于管內(nèi)至300毫米長度且借助輕敲試管10次而裝緊。加入額外吸收材料讓其恢復(fù)300毫米填裝高度。然后管1通過塑料軟管4連接到貯器3。貯器3的液面高度比水平放置的管1高1米，以便施加0.1巴液壓于管。然后打開旋塞5與讓試驗(yàn)溶液流入管內(nèi)而填補(bǔ)于吸收性材料。然后于前表規(guī)定的時(shí)間測(cè)量滲透入填裝有吸收性材料的管1內(nèi)的試驗(yàn)溶液長度。
凝膠穩(wěn)定性測(cè)試圖2所示裝置用于凝膠穩(wěn)定性測(cè)試，此裝置是由長40厘米，直徑30毫米的塑料圓柱6組成。塑料圓柱使用橡皮塞7密封。圓柱6以10度角固定在架8上。使用直徑26.2毫米重73.3克的鋼珠9來測(cè)量穿過吸收性材料的移動(dòng)。首先測(cè)量超吸收性聚合物(SAP)在去離子水中的最大吸收。為此將0.200±0.005克SAP(稱重W1)稱重于由Dexter紙(7291級(jí))(12×8.5厘米)構(gòu)成的可熱封的茶包內(nèi)，其折迭一次且在一端密封。分別做三次重復(fù)測(cè)定(帶有SAP的茶包)并進(jìn)行空白樣品試驗(yàn)(不含SAP茶包)的兩次重復(fù)測(cè)定。茶包的開放端使用家庭用溶封裝置密封(距離邊緣約3-5毫米)。若稱重至測(cè)量中間時(shí)間比5分鐘更長，則將茶包置于一密封容器內(nèi)?？瞻自嚇?不含SAP的茶包)以類似方式制備。塑料皿內(nèi)填滿去離子水。液面高度應(yīng)約4厘米。若該溶液用于進(jìn)一步試驗(yàn)，則必須檢查液面高度。視需要，皿以液體補(bǔ)充。每升試驗(yàn)液至多浸泡10個(gè)茶包。然后更新溶液。將準(zhǔn)備后的茶包水平夾持，通過溫和振搖而使SAP在茶包內(nèi)分布均勻。將荼包(含及未含SAP)置于試驗(yàn)溶液表面上，用短時(shí)間浸泡使其完全被液體濕潤。同時(shí)開始做鬧表計(jì)時(shí)。30分鐘后取出茶包且懸吊邊角10分鐘使液體滴落。隨即稱量不含超吸收劑的荼包(W2)和含超吸收劑的荼包(W3)(稱重精確度0.01克)。吸收率(A)是根據(jù)下式計(jì)算
A＝(W3-W2-W1)/W1且以每克SAP的液體克數(shù)表示。按照吸收500克去離子水的超吸收劑需要量計(jì)算且在小型稱重皿上稱重。稱重500克水置于600毫升燒杯內(nèi)。溶液以300rpm使用攪拌器葉片攪拌。將超吸收劑盡可能快速噴灑于液體上。在SAP添加期間將磁性攪拌提高至700rpm而避免封閉效應(yīng)，直到全部的SAP都撒入為止。然后將速度減慢至300rpm且開始計(jì)時(shí)。攪拌時(shí)間為3分鐘。關(guān)閉攪拌器后再次用碼表計(jì)時(shí)。使凝膠后溶脹5分鐘。然后塑料圓柱用凝膠填補(bǔ)至35厘米測(cè)量記號(hào)。首先讓金屬球滑入凝膠內(nèi)做第一次測(cè)量，計(jì)錄金屬球由25厘米測(cè)量記號(hào)到10厘米測(cè)量記號(hào)的時(shí)間。將相同的凝膠移入帶有螺旋蓋的玻璃容器內(nèi)，將玻璃容器封閉于80℃的干燥柜內(nèi)維持16小時(shí)，然后于室溫(溫?zé)?冷卻4小時(shí)。如前述進(jìn)行第二次測(cè)量。超過600秒時(shí)間記錄為＞600秒，少于4秒時(shí)間記錄為＜4秒。
滲透時(shí)間及液體分布將復(fù)合物稱重，置于其體形試驗(yàn)裝置內(nèi)(分別根據(jù)用途將復(fù)合物與其它的材料一同試驗(yàn))并接受負(fù)載。然后使用量筒或者利用泵強(qiáng)制通過試驗(yàn)裝置開口加入數(shù)次等量液體。利用碼表可以測(cè)量由試驗(yàn)開始至試驗(yàn)液體完全被吸收的滲透時(shí)間。每次添加液體后等候20分鐘時(shí)間。然后取出稱重。整體實(shí)驗(yàn)的滲漏表現(xiàn)是以目測(cè)評(píng)估和/或通過稱重流出的液體量決定。各案例的液體分布是在加入下一次液體量之前不久，或在由試驗(yàn)裝置取出復(fù)合物前確定的。對(duì)此測(cè)量液體在復(fù)合物中的分布范圍。
試驗(yàn)參數(shù)試驗(yàn)溶液 0.9％氯化鈉溶液(5毫升/品紅酸(Fuchsinsure))添加次數(shù) 3 總添加量[克] 180堪加(Kanga)負(fù)載[千克] 9 添加間隔時(shí)間[分鐘] 20襯墊長度[厘米]30 襯墊寬度[厘米] 12重新濕潤負(fù)載[g/cm2] 20 重新濕潤負(fù)載時(shí)間[分鐘] 10溶脹壓力本方法用來評(píng)估溶脹體達(dá)到最大溶脹狀態(tài)的速度，以及確定在試驗(yàn)媒質(zhì)中的溶脹壓力。
本方法采用Stevens L.F.R.A.質(zhì)地分析儀，測(cè)量體高3.5厘米、直徑2.5厘米，量筒高7.4厘米、內(nèi)徑2.7厘米，達(dá)0.01克準(zhǔn)確度的稱，實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)，XYT記錄儀，10毫升量筒以及20至50篩目的篩，美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM和作為化學(xué)品的蒸餾水pH 6-7，ae小于或等于4微秒/厘米，以及只用Merk公司產(chǎn)品號(hào)6400的NaCl。
級(jí)分為20至50篩目的0.500克產(chǎn)品在量筒中稱重，加入10毫升0.9重量％氯化鈉水溶液。然后使用實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)將量筒升高至裝置下緣且固定。測(cè)量是使用如下設(shè)定值進(jìn)行速度1.0毫米/秒，距離00以及固定。溶脹壓力由XYT記錄儀以克數(shù)讀取。
權(quán)利要求
1.具有至少一種下列性質(zhì)的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa(β1)至少10g/g的CRC，(β2)于0.3psi負(fù)載下至少15g/g的AUL，(β3)于0.9psi負(fù)載下至少8g/g的AUL，(β4)在加熱前的第一次測(cè)量時(shí)為至少100秒且在加熱后的第二次測(cè)量時(shí)為至少15秒的凝膠穩(wěn)定性，或(β5)于2小時(shí)后滲透至多為15厘米或于24小時(shí)后滲透至多為20厘米，或(β6)溶脹壓力至少為400克，其包含內(nèi)區(qū)，包裹內(nèi)區(qū)的外區(qū)和包裹外區(qū)的表面區(qū)，其中所述外區(qū)比內(nèi)區(qū)具有更高的交聯(lián)度并且所述表面區(qū)包含涂覆劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其具有于0.3psi負(fù)載下小于27g/g的AUL，和至少400克的溶脹壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其基于(α1)0.1-99.999重量％的經(jīng)聚合的烯屬不飽和含酸基單體或其鹽，或經(jīng)聚合的含有質(zhì)子化或季化氮原子的烯屬不飽和的單體，或其混合物，(α2)0-70重量％經(jīng)聚合的可與(α1)共聚合的烯屬不飽和的單體，(α3)0.001-10重量％的一種或多種交聯(lián)劑，以及(α4)0-20重量％水溶性聚合物，(α5)0-20重量％的一種或多種輔助性物質(zhì)，其中(α1)至(α5)的重量總和為100重量％，經(jīng)表面交聯(lián)的且使之與涂覆劑接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中所述涂覆劑為涂覆劑顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中所述顆粒小于聚合物結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中至少50重量％的涂覆劑顆粒具有粒度在0.05-800μm的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中至少50重量％的涂覆劑顆粒具有粒度在0.05-400μm的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中至少50重量％的涂覆劑顆粒具有粒度在0.1-200μm的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中所述涂覆劑包含有機(jī)成分和無機(jī)成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中無機(jī)成分是呈現(xiàn)有以下性質(zhì)中至少一種性質(zhì)的固體(α)至少10m2/g的BET表面，(β)在4％水分散液中的pH值為2-9，(γ)緊壓密度小于800克/升。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中所述無機(jī)成分基于硅化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中所述硅化合物是硅-氧化合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中所述有機(jī)成分是聚合物Ps。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中以在去離子化水中的4重量％的溶液形式的所述聚合物Ps具有在20℃下的粘度為1-100000mPa·s。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其中所述聚合物Ps基于糖類。
16.吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟-提供未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pu；-在第一次處理中，將未處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pu的外區(qū)交聯(lián)，獲得經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pb；-在經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pb的外區(qū)的第二次處理中，將所述經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pb與涂覆劑接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pu基于(α1)0.1-99.999重量％的經(jīng)聚合的烯屬不飽和含酸基單體或其鹽，或經(jīng)聚合的含有質(zhì)子化或季化氮原子的烯屬不飽和的單體或其混合物，(α2)0-70重量％經(jīng)聚合的可與(α1)共聚合的烯屬不飽和的單體，(α3)0.001-10重量％的一種或多種交聯(lián)劑，以及(α4)0-20重量％水溶性聚合物，(α5)0-20重量％的一種或多種輔助性物質(zhì)其中(α1)至(α5)的重量總和為100重量％。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pu呈現(xiàn)至少一種以下的性質(zhì)(a)對(duì)0.9重量％氯化鈉水溶液的最大吸收在10至1000毫升/克的范圍，(b)可使用0.9重量％氯化鈉水溶液萃取的級(jí)分相對(duì)于未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)低于30重量％，(c)達(dá)到對(duì)0.9重量％氯化鈉水溶液的最大吸收的80％的溶脹時(shí)間是在0.01至180分鐘的范圍，(d)松密度是在300至1000克/升的范圍，(e)1克未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)于1升水中的pH值是在4至10的范圍，(f)CRC是在10至100克/克的范圍，(g)凝膠穩(wěn)定性于加熱前第一次測(cè)量時(shí)是在1至100秒的范圍，以及在加熱后第二次測(cè)量時(shí)小于30秒，(h)于2小時(shí)后滲透至多15厘米或于24小時(shí)后滲透至多20厘米。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pb呈現(xiàn)至少一種以下性質(zhì)(A)對(duì)0.9重量％氯化鈉水溶液的最大吸收在10至800毫升/克的范圍，(B)可使用0.9重量％氯化鈉水溶液萃取的級(jí)份相對(duì)于經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)低于30重量％，(C)達(dá)到對(duì)0.9重量％氯化鈉水溶液的最大吸收的80％的溶脹時(shí)間是在0.01至180分鐘的范圍，(D)松密度是在300至1000克/升的范圍，(E)1克經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)于1升水中的pH值是在4至10的范圍，(F)CRC是在10至100克/克的范圍，(G)凝膠穩(wěn)定性于加熱前第一次測(cè)量時(shí)是在至少400秒的范圍，以及在加熱后第二次測(cè)量時(shí)至少80秒，(H)于2小時(shí)后滲透至少10厘米或于24小時(shí)后滲透至少20厘米。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中使所述經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pb除了涂覆劑外還與潤濕劑接觸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pb首先接觸涂覆劑然后接觸潤濕劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述涂覆劑具有有機(jī)成分和無機(jī)成分。
23.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述涂覆劑呈涂覆劑顆粒形式。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中至少50重量％的涂覆劑顆粒具有粒度在0.05-800μm的范圍內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中至少50重量％的涂覆劑顆粒具有粒度在0.05-400μm的范圍內(nèi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中至少50重量％的涂覆劑顆粒具有粒度在0.1-200μm的范圍內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述第一次處理使用化學(xué)交聯(lián)劑或熱交聯(lián)或該兩者來進(jìn)行。
28.吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，其可以由根據(jù)權(quán)利要求16的方法獲得。
29.復(fù)合物，其包含根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求28的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa和基材。
30.制備復(fù)合物的方法，其中使根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求28的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa和基材以及視需要的輔助性物質(zhì)彼此接觸。
31.復(fù)合物，其可由根據(jù)權(quán)利要求30的方法獲得。
32.芯，其包含根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求28的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa和基材。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的芯，其中所述吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa以40-70重量％的量引入。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的芯，其中所述吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa以70-90重量％的量引入。
35.尿布，其包含根據(jù)權(quán)利要求32至34任一項(xiàng)的芯。
36.發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生制品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑用載劑、包裝材料、土壤添加劑或建材，其含有根據(jù)權(quán)利要求1或28的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa，或根據(jù)權(quán)利要求29或31的復(fù)合物。
37.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求28的所述吸收性聚合物結(jié)構(gòu)Pa或根據(jù)權(quán)利要求29或31的復(fù)合物的用途，其用于發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生用品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑用載劑、包裝材料和土壤添加劑，以用于活性成分的受控釋放，或用于建材中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pa)的方法，該方法包含下列步驟通過初次處理未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)外區(qū)而獲得經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)，(Pb)比較未經(jīng)處理的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pu)提高了在0.3或0.9psi負(fù)載下的負(fù)載下的吸收(AUL)，通過第二次處理經(jīng)處理后吸收性聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)的外區(qū)，而比較處理后聚合物結(jié)構(gòu)(Pb)以降低AUL，通過這種方法獲得的吸收性聚合物結(jié)構(gòu)、聚合物結(jié)構(gòu)、復(fù)合物、制造復(fù)合物的方法、由這種方法獲得的復(fù)合物、發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生用品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑載劑、包裝材料或土壤添加劑或建材其含有這種吸收性聚合物結(jié)構(gòu)或這種復(fù)合物；以及這種吸收性聚合物結(jié)構(gòu)或這種復(fù)合物用于發(fā)泡體、模制物件、纖維、薄片、薄膜、纜線、密封材料、液體吸收性衛(wèi)生用品、植物生長調(diào)節(jié)劑及真菌生長調(diào)節(jié)劑載劑、包裝材料及土壤添加劑，以用于活性成分經(jīng)過的受控釋放，或用于建材中的用途。
文檔編號(hào)A61L15/22GK1880363SQ20061009125
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2001年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者S·史密斯, B·邁斯納, M·弗蘭克 申請(qǐng)人:施托克赫森有限公司