專利名稱:一種吸水劑及其制造方法
技術領域:
本發明涉及一種吸水劑及制造所述吸水劑的方法。更具體而言,本發明提供了(i) 一種適合用于衛生材料例如一次性尿布的新型吸水劑,所述吸水劑具有改善的吸水特性, 以及(ii) 一種制造所述吸水劑的方法。特別地,本發明提供了(i) 一種吸水劑,具有改善 的吸收能力,并且盡管由于吸水導致凝膠溶脹但在壓力下仍具有改善的液體滲透性,以及 (ii) 一種制造所述吸水劑的方法。
背景技術:
近年來,吸水樹脂作為用于吸收體液的吸水芯的主要構成材料已經廣泛應用于衛 生材料例如一次性紙尿片、衛生巾和失禁墊中,其目的是吸收體液例如尿和血液。為公眾所知的上述吸水樹脂的例子包括部分中和并且交聯的聚丙烯酸;淀 粉-丙烯腈接枝聚合物的水解產物;中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物;皂化的醋酸乙烯 酯_丙烯酸酯共聚物;交聯的羧甲基纖維素;丙烯腈共聚物的水解產物或丙烯酰胺共聚物 的水解產物,或交聯的丙烯腈共聚物或交聯的丙烯酰胺共聚物;交聯的陽離子單體;異丁 烯_馬來酸交聯共聚物;以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酸的交聯聚合物。通常要求吸水樹脂具有如下的吸水特性當吸水樹脂與水性液體例如體液接觸時 的高吸收能力;優異的吸收速度;液體滲透性;溶脹凝膠的凝膠強度;以及吸水樹脂從含有 所述水性液體的基材中吸收的水量。近年來,衛生材料例如一次性紙尿片已經更加功能化和薄型化。為了在增加吸收 量和防止漏液的同時將衛生材料做得更薄,使用了更多的吸水樹脂,并且在衛生材料中使 用了更大的所述吸水樹脂相對于吸水芯的比例。當只考慮保留液體時,這樣一種包含增量 的吸水樹脂的吸水芯是優選的。但是,吸水芯在衛生材料例如一次性尿片中的實際使用牽 涉到這樣的問題,即所述吸水樹脂吸收水分而溶脹成軟凝膠,導致凝膠堵塞現象,這時的吸 水芯不能再吸收更多的液體(尿或血液),尤其當人的體重壓在衛生材料例如一次性尿片 上時,也就是說尤其在存在載荷的情況下。這將導致液體的吸收量減少或液體滲漏。在這種情況下,近年來吸水樹脂的液體滲透性受到了關注,并且也出現了許多關 于包含具有較高的液體滲透性的衛生材料例如一次性尿片的報導(參見專利文獻1至3)。另外,在吸水樹脂中,為了既能抑制凝膠堵塞又能實現足夠的吸收量,需要得到一 種在吸收能力和液體滲透性之間的平衡方面表現優異的吸水劑,例如吸收能力以離心保留 能力(CRC)為代表,液體滲透性以鹽水導流率(SFC)為代表。然而,它們具有一個量提高會 導致另外一個降低的關系。因此,難以使兩者間的上述關系(平衡)達到令人滿意的水平。 關于能達到上述目的的方法,例如以下技術已為公眾所知。專利文獻4公開了一種經三價或更高價的陽離子處理過的吸水樹脂。專利文獻5公開了靜電或者立體墊片與吸水樹脂共用的技術。專利文獻6公開了一種顆粒狀吸水劑,所述吸水劑包含通過如下步驟制得的吸 水樹脂顆粒(i)將含丙烯酸和/或其鹽的單體交聯和(ii)將由此得到的已被粉碎成不規則形狀的每個顆粒的表面進一步交聯;和一種用于提高液體滲透性的試劑。專利文獻6的 目的是提供一種既具有毛細管吸力又具有液體滲透性的性質的吸水劑。同時,除了以改善吸收能力和液體滲透性之間的平衡為目的的專利文獻4至6以 外,還提出了以改善吸水樹脂的各項性能為目的的將各種添加劑混合的技術方案。例如,專利文獻7公開了一種制造吸水劑的方法,所述方法包括以下步驟使用交 聯劑處理吸水樹脂顆粒的表面,所述吸水樹脂顆粒包含羧基并且所述交聯劑包含兩個或更 多個能與所述羧基反應形成共價鍵的官能團,從而交聯部分羧基;以及之后將所述顆粒與 重均分子量為2000或以上的陽離子高分子化合物混合,所述陽離子高分子化合物能與所 述羧基反應形成離子鍵。專利文獻7由此容易地獲得了一種與纖維素纖維復合時幾乎不移 動或被去除(omit)的吸水劑,所述吸水劑具有這樣的特點從而被預期在吸收性能方面具 有協同效果。進一步地,專利文獻8公開了一種包含水不溶性無機粉體細顆粒和/或重均分子 量為5000或更大的多胺化合物的吸水劑組合物,其中,在20g/cm2(l. 96kPa)的載荷下,從 開始吸收起經過60分鐘后對0. 9重量%的氯化鈉溶液具有25g/g或更高的擴散吸收能力。更進一步地,專利文獻9公開了一種包含至少具有陰離子解離基的吸水樹脂顆粒 和具有陽離子基團的水溶脹性樹脂顆粒的吸水劑組合物。專利文獻9由此提供了一種吸水 劑組合物,其吸收速度、凝膠層的滲透速率、在壓力下凝膠層的滲透速率和抗壓吸收能力分 別比單獨使用這兩種樹脂顆粒中的每一種更加優異。專利文獻10公開了吸水樹脂顆粒,其中所述吸水樹脂顆粒的至少一部分表面被 涂膜覆蓋,所述涂膜由多價胺化合物和具有烯烴雙鍵的化合物的加合物制成。專利文獻10 由此提供了一種吸水劑,其在壓力下或無壓力下的吸收能力方面是有利的,對人體皮膚等 的安全性高,并且適合用于衛生材料中,專利文獻7還提供了制造所述吸水劑的方法。進一步地,專利文獻11公開了吸水樹脂顆粒和特定區域交聯的陽離子高分子化 合物的混合物。專利文獻11由此實現了 即使經過長時間的溶脹,所述混合物仍可能(i) 保持凝膠團聚在一起并保持一定的形狀的狀態;以及(ii)具有高液體滲透性和高抗壓吸 收能力。專利文獻12公開了一種由含氮原子的含氮聚合物制成的吸水劑以及所述含氮聚 合物;相對于吸水劑聚合物顆粒的總質量,所述氮原子能夠實現5至17mol/kg的質子化。 專利文獻12由此提供了一種具有改善的高吸收性能特性、改善的液體滲透性和強耐水性 的吸水劑。專利文獻13公開了一種由酸性交聯聚合物和堿性交聯聚合物復合制得的吸水樹 脂。在專利文獻13中,使用交聯的聚乙烯亞胺和交聯的聚烯丙胺作為所述堿性交聯聚合 物。同時,如專利文獻14至31中所示,已報導了許多經多胺交聯或涂覆的吸水劑。在 這些專利文獻中,已報導了一種吸水劑,其中使用⑴胺和氨中的一種和(ii)環氧鹵丙烷 的縮合物作為交聯劑(專利文獻30和31)。專利文獻30公開了一種對具有高吸水性的樹 脂進行改性的方法。在所述方法中,具有高吸水性的含有-COOM基的水不溶性樹脂與(i) 所述環氧鹵丙烷和(ii)所述胺和氨中的一種的反應物進行交聯,以增加壓力下的吸收能 力而不減少凝膠強度和無壓力下的吸收能力。
進一步地,專利文獻31公開了當通過聚合具有部分中和的羧基可聚合的單體制 造具有高吸水性的樹脂時,若加入(i)所述環氧鹵丙烷和(ii)所述胺和所述氨中的一種的 反應物用作交聯劑,則聚合反應順利進行,由此可以均勻地實現所述交聯。更進一步地,專利文獻5、11、12和25公開了一種制造吸水劑的方法,其中將所述 吸水劑和陽離子聚合物混合。陽離子聚合物的很多實例披露了所述胺和所述環氧鹵丙烷的 縮合物。通常吸收能力和液體滲透性是沖突的,并且液體滲透性的提高通常伴隨著吸收能 力的下降。進一步地,專利文獻4至6中所公開的技術是為了通過向吸水樹脂中加入具有 提高液體滲透性的效果的添加劑如多價金屬鹽(金屬陽離子)、無機顆粒或聚陽離子(poly cation),以實現吸收能力和液體滲透性之間關系的改善(以實現液體滲透性比具有相同 吸收能力的吸水樹脂高的吸水樹脂)的技術。但是,所述關系(平衡/液體滲透性的提高) 仍然未達到一個足夠的水平,并且需要進行更多改進。另外,專利文獻7至13所公開的技術 沒有使吸收能力和液體滲透性之間的關系(平衡/液體滲透性的提高)達到足夠的水平。特別地,對于吸水劑要求其在實際使用中既具有高的離心保留能力(CRC),又具有 高的鹽水導流率(SFC)。然而,常規技術沒有成功地滿足這些性質。引用文獻
專利文獻1
國際公開W095/26209號小冊子
專利文獻2
歐洲專利0951913號說明書
專利文獻3
歐洲專利0640330號說明書
專利文獻4
國際公開W02001/74913號小冊子
專利文獻5
美國專利申請公開2002/0128618號說明書
專利文獻6
國際公開W02004/069915號小冊子
專利文獻7
歐洲專利0493011號說明書
專利文獻8
美國專利5797893說明書
專利文獻9
日本專利申請公開,特開2000-95955
專利文獻10
日本專利申請公開,特開
專利文獻11
歐洲專利1364992號說明書
專利文獻12
5
美國專利申請公開2005/0245684號說明書專利文獻13國際公開W099/34841號說明書專利文獻14日本專利申請公開,特開專利文獻15日本專利申請公開,特開專利文獻16國際公開W02008/025652號小冊子專利文獻17國際公開W02008/025655號小冊子專利文獻18國際公開W02008/025656號小冊子專利文獻19國際公開W02006/082188號小冊子專利文獻20國際公開W02006/082189號小冊子專利文獻21國際公開W02006/082197號小冊子專利文獻22PCT國際公開的日譯本,特表專利文獻23PCT國際公開的日譯本,特表專利文獻24國際公開W003/043670號小冊子專利文獻25日本專利申請公開,特開專利文獻26PCT國際公開的日譯本,特表2000-95955專利文獻27PCT國際公開的日譯本,特表平09-509591號專利文獻28美國專利5382610號說明書專利文獻29
日本專利申請公開,特開平06-287220專利文獻30日本專利申請公開,特開平02-248404專利文獻31日本專利申請公開,特開平04-272910
發明內容
為了達到上述目的,本發明的發明人勤奮地研究并發現一種含有吸水樹脂和特定 聚合物的吸水劑具有比那些通過常規技術獲得的吸水劑改進更多的離心保留能力(CRC) 和改進更多的鹽水導流率(SFC)。結果,本發明的發明人完成了本發明。換言之,采用如下構造的本發明的吸水劑達到了本申請的目的(1) 一種包含(i)吸水樹脂㈧和(ii)聚合物⑶的吸水劑,所述聚合物為主鏈 上含有羥基的多胺聚合物。(2)所述吸水劑,其中可通過胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應 獲得所述聚合物(B)。(3)所述吸水劑,其中可通過氨(bl)、胺/所述胺(b2)和環氧鹵丙烷/所述環氧 鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應獲得所述聚合物(B)。即,所述吸水劑含有(i)所述 吸水樹脂㈧和(ii)可通過所述氨(bl)、所述胺(b2)和所述環氧鹵丙烷(b3)作為單體和 基本組分反應獲得的所述聚合物(B)。(4) 一種制造吸水劑的方法,所述方法包括將⑴吸水樹脂㈧和(ii)聚合物⑶ 混合,所述聚合物為主鏈上含有羥基的多胺聚合物。(5)上述方法,其中所述聚合物⑶為可通過胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為單體 和基本組分反應獲得的聚合物。(6)上述方法,其中所述聚合物(B)為可通過氨(bl)、胺/所述胺(b2)和環氧鹵 丙烷/所述環氧鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應獲得的聚合物。即,所述制造吸水劑 的方法包括混合(i)所述吸水樹脂(A)和(ii)可通過所述氨(bl)、所述胺(b2)和所述環 氧鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應獲得的所述聚合物(B)。根據本發明的吸水劑包括上述構造,并由此可以提供⑴在離心保留能力(CRC) 和鹽水導流率(SFC)之間的平衡方面和吸收速度方面表現優異的吸水劑以及(ii)制造所 述吸水劑的方法。進一步地,由于根據本發明的吸水劑在代表吸收能力(吸收量)的離心保留能力 (CRC)和代表液體滲透性的鹽水導流率(SFC)之間的平衡方面表現優異,因此當所述吸水 劑用作功能化和薄型化的衛生材料如一次性尿片(吸水芯)中的吸水劑時,可以獲得具有 優異的液體吸收速度的衛生材料。另外,根據本發明的吸水劑安全性高,因此所述吸水劑在 安全性方面也適合用于與人體皮膚接觸的衛生材料如一次性尿片中。另外,因為根據本發明的吸水劑具有足夠程度的比含有多胺(例如聚乙烯亞胺) 和吸水樹脂的常規吸水劑的粘性低的粘性,所以根據本發明的吸水劑在可加工性方面也是 優選的。為了更完整地理解本發明的本質和優點,應結合附圖參考以下的詳細說明。
圖1是表示AAP測量裝置的截面圖。圖2是表示SFC測量裝置的示意圖。附圖標記說明0102]31貯槽0103]32玻璃管0104]330. 69wt%的鹽水0105]34帶旋閥的L型管0106]35旋閥0107]40容器0108]41腔室0109]42不銹金屬網0110]43不銹金屬網0111]44溶脹凝膠0112]45玻璃過濾器0113]46活塞0114]47活塞孔0115]48收集容器0116]49天平0117]100塑料支撐柱0118]101不銹金屬網(4000119]102溶脹凝膠0120]103活塞0121]104載荷(重量)0122]105:Petri培養皿0123]106玻璃過濾器0124]107濾紙0125]1080. 9wt%鹽水
具體實施例方式以下說明解釋了本發明的實施方案。但是,本發明的范圍不受所述說明的限制,而 只要在本發明的宗旨內,本發明可以以多種變化形式應用。在本發明中,“重量”和“質量”, 和“重量% ”和“質量% ”被認為具有相同的含義;在本說明書中使用的這種表述統一為“質 量”和“質量% ”。另外,在本說明書中,"A至B”的數值范圍表示“不小于A但不大于B”。以下為本說明書中所使用的縮略詞的定義。在本說明書中,CRC(Centrifugal Retention Capacity)為離心保留能力,是通過如隨后描述的實例中說明的測量方法得 到的值。SFC(Saline Flow Conductivity)為鹽水導流率,是通過如隨后描述的實例中 說明的測量方法得到的值。AAP(Absorbency Against Pressure)為在4. 83kPa的壓力 下的吸收率,是通過如隨后描述的實例中說明的測量方法得到的值。FSR(Free Swell Rate)是代表吸收速度的指數之一,是通過如隨后描述的實例中說明的測量方法得到的值。 D50 (Distribution)為質量平均顆粒尺寸,是通過如隨后描述的實例中說明的測量方法得 到的值。ο ξ為顆粒尺寸分布的對數標準差,是通過如隨后描述的實例中說明的測量方法 得到的值。FHA(Fixed Height Absorption)為定高吸收,是通過如隨后描述的實例中說明的測量方法得到的值。另外,在本說明書中,鹽水是指氯化鈉水溶液。根據本發明的吸水劑是一種用于吸收和固化水性液體的吸收固化劑,所述吸收固 化劑包含(i)吸水樹脂(A)以及(ii)聚合物(B),所述聚合物為主鏈上含有羥基的多胺聚 合物。根據本發明的吸水劑包含水性液體的吸收固化劑,所述吸收固化劑包含吸水樹脂 (A)并且還包含可通過胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應獲得的所述聚 合物⑶。進一步地,根據本發明的吸水劑可以是水性液體的吸收固化劑,所述吸收固化劑 包括吸水樹脂(A)并且還包括可通過氨(bl)、胺/所述胺(b2)和環氧商丙烷/所述環氧鹵 丙烷(b3)作為單體和基本組分反應得到的聚合物(B)。根據本發明的吸水劑可以選自那些含有吸水樹脂(A)作為其主要組分并且還含 有所述聚合物(B)的吸水劑。在本說明書中,所述“主要組分”是指吸水劑中所含的吸水樹 脂的量相對于吸水劑的總量至少為50質量%但不多于99. 999質量%。吸水劑中所含的吸 水樹脂的量相對于吸水劑的總量更優選在不少于60質量%但不多于99. 999質量%的范圍 內,進一步優選在不少于在80質量%但不多于99. 999質量%的范圍內,更進一步優選在不 少于90質量%但不多于99. 999質量%的范圍內,特別優選在不少于95質量%但不多于 99. 999質量%的范圍內,并且最優選在不少于98質量%但不多于99. 999質量%的范圍內。類似地,吸水劑中所含的聚合物(B)的量相對于吸水劑的總量優選在不少于 0. 001質量%但不多于10質量%的范圍內,并且更優選在不少于0.01質量%但不多于5質 量%的范圍內。進一步地,吸水劑中所含的聚合物(B)的量相對于100質量份的吸水樹脂 (A)優選為0. 001至10質量份,并且更優選為不少于0. 01質量但不多于5質量份。優選吸水劑中所含的聚合物(B)的量相對于吸水劑的總量不少于0. 001質量%, 因為采用所述量可以獲得在離心保留能力(CRC)和鹽水導流率(SFC)之間的平衡方面以及 吸收速度方面表現優異的吸水劑。還優選吸水劑中所含的聚合物(B)的量相對于吸水劑的 總量不多于10質量%,因為采用所述量可以使CRC保持高值。進一步地,優選聚合物(B) 的量相對于100質量份的吸水樹脂(A)不少于0. 001質量份,因為采用所述量可以獲得在 離心保留能力(CRC)和鹽水導流率(SFC)之間的平衡方面以及吸收速度方面表現優異的吸 水劑。更進一步地,優選聚合物(B)的量相對于100質量份的吸水樹脂(A)不多于10質量 份,因為采用所述量可以使CRC保持高值。除了吸水樹脂(A)和聚合物(B)以外,根據本發明的吸水劑通常包含水并且必要 時還包含其他的添加劑。所述水性液體不限于水,并且不限于具體的類型,只要所述水性液體包含水。所述 水性液體可以為尿、血液、排泄物、廢液、濕氣和蒸汽、冰、水和有機溶劑和/或無機溶劑的 混合物、雨水、地下水等。但是,尿,特別是人尿作為水性液體是更優選的。接下來的說明依次解釋⑴本發明的吸水劑中所包含的吸水樹脂㈧、⑵聚合 物(B)、(3)其他添加劑、⑷吸水劑、(5)制造吸水劑的方法和(6)吸水芯。(1)本發明的吸水劑中所包含的吸水樹脂(A)用于根據本發明的吸水劑中的吸水樹脂是不溶于水的水溶脹形成水凝膠的聚合 物(在本說明書中,以下所述吸水樹脂可指不溶于水的水溶脹形成水凝膠的聚合物),所述聚合物可通過聚合水溶性不飽和單體而獲得。所述不溶于水的水溶脹形成水凝膠的聚合物的具體例子包括部分中和的交聯聚 丙烯酸聚合物(例如美國專利第4625001號、美國專利第4654039號、美國專利第5250640 號和美國專利第5275773號,和歐洲專利第456136號),交聯的并部分中和的淀粉_丙烯 酸的接枝聚合物(美國專利第4076663號),異丁烯-馬來酸共聚物(美國專利第4389513 號),皂化的醋酸乙烯酯_丙烯酸共聚物(美國專利第4124748號),丙烯酰胺(共)聚合物 的水解產物(美國專利第3959569號)和丙烯腈聚合物的水解產物(美國專利第3935099 號)。本發明的吸水劑中所包含的吸水樹脂更優選為通過作為水溶性不飽和單體的包 含丙烯酸和/或其鹽的單體聚合得到的聚丙烯酸(鹽)交聯聚合物構成的吸水樹脂的顆 粒。所述聚丙烯酸(鹽)交聯聚合物是指通過包含至少50mol%、優選不少于70mol%、更 優選不少于90mol%的丙烯酸和/或其鹽的單體聚合得到的交聯聚合物。并且,優選中和所述聚丙烯酸(鹽)交聯聚合物中至少50mol%但不多于 90mol %,更優選不少于60mol %但不多于80mol %的酸基。所述聚丙烯酸鹽的例子包括堿 金屬(例如鈉、鉀和鋰)鹽;銨鹽;及胺鹽。其中,優選所述聚丙烯酸鹽為鈉鹽。為了成鹽所 進行的中和可在聚合前以單體狀態進行,或可以在聚合過程中或聚合之后以聚合物狀態進 行。可選地,在兩種狀態中均可進行所述中和。優選用作根據本發明的吸水劑中所使用的吸水樹脂的聚丙烯酸(鹽)交聯聚合物 在必要時可以是由另一種單體與用作主要組分的單體(丙烯酸和/或其鹽)共聚得到的聚 合物。所述另一種單體的例子包括國際專利公開W02007/116777A1中公開的單體。具 體而言,所述另一種單體的例子包括陰離子不飽和單體及其鹽;含親水基的非離子不飽 和單體;以及陽離子不飽和單體。所述另一種單體的用量相對于單體總量優選在不少于 Omol %但不多于30mol%的范圍內,并且更優選在不少于Omol %但不多于IOmol %的范圍 內。優選本發明中所使用的吸水樹脂為具有內部交聯結構的交聯聚合物。以下方法為 向吸水樹脂引入內部交聯結構的方法的例子一種通過自交聯而不用交聯劑引入內部交聯 結構的方法;一種通過與一個分子中含有至少兩個可聚合的不飽和基團和/或至少兩個反 應基團的內部交聯劑進行共聚或反應引入內部交聯結構的方法;以及類似的方法。其中,優 選使用通過與內部交聯劑進行共聚或反應引入內部交聯結構的方法。所述內部交聯劑的具體例子包括N,N'-亞甲基二(甲基)丙烯酰胺、(聚)乙 二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,3-丁二醇二(甲 基)丙烯酸酯;其他在國際專利公開W02007/116777A1中公開的內部交聯劑;多元醇例如 乙二醇、聚乙二醇、1,4_ 丁二醇、丙二醇、甘油和季戊四醇;乙二胺、聚乙烯亞胺和(甲基) 丙烯酸縮水甘油酯。這些內部交聯劑可以單獨使用或者兩種或更多種類型結合使用。特別地,從由此 獲得的吸水樹脂顆粒的吸水特性的角度上,優選主要使用具有至少兩個可聚合的不飽和基 團的化合物作為內部交聯劑。所述內部交聯劑的用量相對于單體總量優選在不少于0.005mol%但不多于3mol%的范圍內,并且進一步優選在不少于0.01mol%但不多于2mol%的范圍內,并且最 優選在不少于0. 05mol%但不多于0. 2mol%的范圍內。在聚合過程中,可以加入親水性聚合物或鏈轉移劑。所述親水性聚合物的例子包 括親水性聚合物,例如淀粉_纖維素、淀粉_纖維素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸和/或 其鹽以及聚丙烯酸和/或其鹽的交聯聚合物。鏈轉移劑的例子包括次磷酸和/或其鹽。在主要組分為所述丙烯酸和/或其鹽的單體的聚合過程中,可進行例如本體聚 合、反相懸浮聚合或沉淀聚合。但是,從所獲得的吸水樹脂的性能和控制聚合的容易性的角 度上,更優選進行反向懸浮聚合或水溶液聚合,在所述水溶液聚合中,所述單體以水溶液的 形式使用。上述聚合方法在如下專利中已有描述例如美國專利第4625001號,美國專利第 4769427號,美國專利第4873299號,美國專利第4093776號,美國專利第4367323號,美國 專利第4446261號,美國專利第4683274號,美國專利第4690996號,美國專利第4721647 號,美國專利第4738867號,美國專利第4748076號和美國專利申請公開第2002/40095號。在單體的聚合過程中,可以使用例如自由基聚合引發劑如過硫酸鉀、過硫酸銨、過 硫酸鈉、叔丁基過氧化氫、過氧化氫和2,2-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽;以及對輻射射線、電 子束和紫外線敏感的聚合引發劑。進一步地,所述聚合反應可以通過以下步驟進行將反 應體系暴露于活性能量射線例如輻射、電子束和紫外線中;使用所述活性能量射線和對上 述輻射射線、電子束和紫外線敏感的聚合引發劑的組合;或使用所述活性能量射線和所述 自由基聚合引發劑。在使用自由基聚合引發劑的情況下,亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵 和L-抗壞血酸等還原劑可與自由基聚合引發劑并用,以進行氧化還原聚合。進一步地,優 選所述聚合引發劑的用量相對于全部單體量在不少于0. OOlmol %但不多于2mol%的范圍 內,并且更優選在不少于0. Olmol %但不多0. 5mol %的范圍內。另外,本發明所使用的吸水樹脂可以包含螯合劑。對混合螯合劑的步驟沒有具體 限定,但是所述螯合劑優選與所述單體或單體溶液混合。所述螯合劑的例子包括各種高分 子螯合劑或非高分子螯合劑。所述螯合劑優選為含有酸基的非高分子螯合劑(其分子量優 選為100至1000,并且特別優選為100至500),并且更優選為含有磷酸或含有羧酸基團的 非高分子螯合劑。其中,優選使用含有2至10個酸基、進一步優選2至6個酸基的非高分 子螯合劑,同時還優選其中含氮的螯合劑(優選氨基羧酸(或其鹽))。進一步地,所述螯合 劑優選為可溶于水的。所述螯合劑的例子包括美國專利第6599989號和國際專利公開 W02008/090961A1中所公開的螯合劑。其中,更優選為W02008/090961A1中所公開的有機磷 化合物。所述螯合劑的用量相對于100質量份吸水樹脂優選為不少于0. 001質量份,更優 選不少于0. 01質量份,并且進一步優選不少于0. 05質量份,但優選不多于1質量份,更優 選不多于0. 5質量份,進一步優選不多于0. 2質量份,并且特別優選不多于0. 1質量份。通過上述聚合得到的吸水樹脂的形狀優選為顆粒狀,并且通常為不規則壓碎的形 狀、球狀、纖維狀、棒狀、大致的球狀、扁平狀或類似的形狀。但是,更優選所述吸水樹脂的形 狀為不規則壓碎的形狀。當所述交聯聚合物是通過水溶液聚合而得到的且為凝膠態時,即,當所述交聯聚 合物是水凝膠交聯聚合物(以下可用水凝膠表示)時,優選干燥所述水凝膠交聯聚合物,并在干燥之前和/或之后將其壓碎以得到吸水樹脂顆粒。在本發明中,干燥意為增加固含量 的操作。通常固含量相對于未經干燥時將有所增加,但是,更優選地,所述固含量增至至少 90質量%,并且其上限大約為99質量%。所述干燥可以與聚合反應同時進行,或者在聚合 過程中和之后均進行干燥。然而,優選在聚合后進行干燥步驟以通過使用干燥裝置干燥所 述水凝膠交聯聚合物。在本發明中,優選地,干燥后的吸水樹脂具有至少90質量%,并且進 一步優選不小于95質量%的固含量。固含量低不但使所述吸水樹脂的流動性變差導致制 造困難,還使所述吸水樹脂難以壓碎。這可能導致顆粒尺寸無法被控制成特定的顆粒尺寸 分布。注意,吸水樹脂的固含量通過隨后描述的測量方法得到的值表示。在本發明中,所述干燥在100°C至250°C的溫度范圍內持續干燥步驟全部時間的 至少50%,并且優選持續整個干燥步驟。100°C或以上的干燥溫度不會產生未干物,從而使 吸水樹脂可以被充分粉碎。因此能夠容易地控制顆粒尺寸分布。250°C或以下的干燥溫度 不會破壞吸水樹脂,從而水溶性成分不會增加。因此可以提高物理性能。熱載體限定干燥 溫度,但是,如果不能用熱載體限定干燥溫度,例如在使用微波的情況下,則所述干燥溫度 由物質溫度限定。對于干燥方法沒有特別的限定,只要干燥溫度在上述范圍內,并且適于使 用熱空氣干燥、無風干燥、真空干燥、紅外干燥或微波干燥方法。特別地,優選使用熱空氣 干燥方法。當采用熱空氣干燥時,風速(風徑直吹過平坦分布的待干燥物的速度)優選在 0. Olm/S至10m/s的范圍內,并且更優選在0. lm/s至5m/s的范圍內.所述干燥溫度優選在130°C至220°C的范圍內,并且進一步優選在150°C至200°C 的范圍內。所述干燥可在恒溫或變溫條件下進行。但是,優選所述溫度基本在整個干燥步 驟的過程中保持在上述的范圍內。根據表面積、所述聚合物的濕氣含量以及干燥設備的類型,干燥時間有所變化,適 當選擇干燥時間以使聚合物達到目標含水量。通常干燥時間在10至120分鐘的范圍內,更 優選在20至90分鐘的范圍內,并且進一步優選在30至60分鐘的范圍內。10分鐘或更長 的干燥時間可以獲得具有優異的可加工性的充分干燥的吸水樹脂。120分鐘或更短的干燥 時間不會破壞吸水樹脂,從而水溶性成分不會增加。因此,可以獲得提高物理性能的效果。由此得到的吸水樹脂被粉碎機粉碎。粉碎可在任意時期進行,如干燥之前、干燥過 程中或干燥之后,但是,優選在干燥之后進行。對于粉碎機沒有特別的限定,使用例如輥式 粉碎機(例如輥式研磨機)、錘式粉碎機(例如錘磨機)、沖擊研磨機、切碎研磨機、渦輪研 磨機、球磨機及快磨機(flash mill)或類似的機械。特別地,優選采用輥式研磨機以控制 顆粒尺寸分布。更優選對吸水樹脂連續粉碎至少兩次以控制顆粒尺寸分布,并且進一步優 選對吸水樹脂連續粉碎至少三次。當對吸水樹脂粉碎至少兩次時,兩次使用的粉碎機可以 彼此相同或不同。可以組合使用不同種類的粉碎機。為了將如此粉碎的吸水樹脂顆粒控制至特定的顆粒尺寸分布,可通過使用特定篩 孔尺寸的篩網對吸水樹脂顆粒進行分級從而除去比特定顆粒尺寸大的顆粒。進一步地,再 次粉碎被除去的顆粒,以將所述顆粒控制至特定的顆粒尺寸范圍。對通過使用篩網用于對 吸水樹脂顆粒分級的分級設備沒有特別的限定。例如使用振動篩(即失衡重量驅動法、共 振法、振動馬達法、電磁法和循環振動法)、面內移動篩(即水平移動法、水平圓周_直線移 動法和三維移動法)、活動網篩、強制攪拌篩、網面振動篩、風力篩及聲波篩等等。其中,更優 選使用振動篩和面內移動篩。所述篩網的篩孔尺寸優選在1000 μ m至100 μ m的范圍內。更
12優選使用多個(優選2至7個)篩孔尺寸在上述范圍內的篩網以獲得目標顆粒尺寸分布。為了將按照上述方法分級后的吸水樹脂顆粒控制至進一步特定的顆粒尺寸分布, 可對吸水樹脂顆粒進一步分級,從而除去部分或所有比特定顆粒尺寸小的顆粒。對在此步 驟中使用的分級設備沒有特別限定,但是優選使用上文中提到的設備,也可以使用其他設 備例如粉碎型分級裝置(例如離心力型、慣性力型)。在本步驟中,除去部分或全部的顆粒 尺寸小于200 μ m、更優選小于150 μ m、最優選小于106 μ m的顆粒。如上所述,本發明中使用的吸水樹脂為一種水溶脹的交聯聚合物,其內部包含交 聯結構(在所述水溶脹的交聯聚合物的顆粒內部)。所述吸水樹脂(顆粒)進一步優選為表 面交聯的,以使得所述表面和/或淺表面上的交聯密度高于所述吸水樹脂(顆粒)內部的 交聯密度。注意,所述表面和/或所述淺表面通常表示離所述吸水樹脂表面層的距離不多 于幾十個μ m的區域,和/或離所述吸水樹脂表面層的距離不多于吸水樹脂的厚度的1/10 的區域。但是,根據所需的目的確定深度。所述吸水劑可以(1)采用表面交聯劑進行表面交聯,所述表面交聯劑是除聚合 物(B)以外的有機表面交聯劑和/或水溶性無機表面交聯劑,(2)在表面與交聯單體交聯 和聚合(例如美國專利第7201941號),或(3)采用由過硫化物或類似物生成的自由基進 行表面交聯(例如美國專利第4783510號)。進一步地,優選通過加熱或輻射射線(優選 紫外線,例如歐洲專利第1824910號)促進交聯反應。當所述吸水樹脂在表面和/或淺表 面上進行表面交聯時,吸水劑中所包含的吸水樹脂可以顯著地提高所述吸水劑的液體滲透 性。當組合使用所述聚合物(B)和所述表面交聯時,可以進一步提高所述液體滲透性。在本發明中,聚合物(B)與吸水樹脂(A)混合。在本發明中,當吸水樹脂進行表面 交聯時,對于混合所述聚合物(B)和表面交聯吸水樹脂的順序沒有特別限定,并且其中的 任何一個可以先進行,以及兩者可以同時進行。混合聚合物(B)的步驟和吸水樹脂表面交 聯的步驟可以同時進行或者分別進行,但是更優選地,所述吸水樹脂用除了聚合物(B)以 外的表面交聯劑進行表面交聯(也就是說不存在聚合物(B)時進行表面交聯),然后將所述 聚合物(B)與由此得到的表面交聯的吸水樹脂混合。作為優選交聯方法,下面描述使用表面交聯劑對吸水樹脂進行表面交聯的方法。 使用表面交聯劑對吸水樹脂進行的表面交聯可在制造過程的任意階段中進行,但是,當吸 水樹脂為顆粒形狀時,優選在吸水樹脂顆粒被控制至特定顆粒尺寸分布之后進行。所述表面交聯劑的例子包括具有至少兩個可與吸水樹脂所包含的官能團(例如 羧基)反應的官能團的表面交聯劑。上述表面交聯劑可以是有機的或無機的,但是,特別 地,適合使用水溶性有機表面交聯劑。表面交聯劑的例子包括各種無機的或有機的表面交聯劑。根據所得的吸水樹脂的 特性和可加工性優選使用的表面交聯劑是那些能與羧基反應的表面交聯劑。上述表面交 聯劑的例子包括多元醇;環氧化合物;多胺化合物;鹵代環氧化合物;惡唑啉化合物;單_、 雙-和多-惡唑烷酮化合物;多價金屬鹽;以及碳酸亞烴酯化合物。更具體地,上述交聯劑 的例子包括美國專利第6228930號、美國專利第6071976號和美國專利第6254990號所公 開的化合物。表面交聯劑的例子為多元醇,例如乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚 乙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、2,2,4_三甲基-1,3-戊二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、2-丁烯-1,4-二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-環己 二甲醇、1,2_環己醇、三羥甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧化乙烯-氧化丙 烯嵌段共聚物、季戊四醇和山梨醇;多胺化合物及其無機鹽或有機鹽(例如氮雜環丁烷鐺 (azetidinium)鹽等);多異氰酸酯化合物,例如2,4-甲苯基二異氰酸酯和六亞甲基二異氰 酸酯;多惡唑啉化合物,例如1,2_乙烯二惡唑啉;具有脲結構的化合物,例如尿素、硫脲、咪 唑啉酮、胍和二氰二胺;惡唑啉酮化合物,例如N-酰基-2-惡唑啉酮和2-惡唑啉酮;碳酸亞 烴酯化合物,例如1,3- 二氧五環-2-酮、4-甲基-1,3- 二氧五環-2-酮、4,5- 二甲基-1,
3-二氧五環-2-酮、4,4- 二甲基-1,3- 二氧五環-2-酮、4-乙基-1,3- 二氧五環_2_酮、
4-羥甲基-1,3-二氧五環-2-酮、1,3- 二氧六環-2-酮、4-甲基-1,3- 二氧六環_2_酮、4, 6-二甲基-1,3-二氧六環-2-酮和l,3-dioxopane-2-酮;鹵代環氧化合物,例如環氧氯丙 烷、環氧溴丙烷和α-甲基環氧氯丙烷;硅烷偶聯劑,例如Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧 基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷;以及氧雜環丁烷化合物。可使用上述表面交聯劑的一種類型,或可以將所述表面交聯劑的兩種或更多種類 型結合使用。其中,所述惡唑啉酮化合物、碳酸亞烴酯化合物、多元醇和氧雜環丁烷化合物 是優選的,進一步優選多元醇和氧雜環丁烷化合物,因為其具有高安全性,并且特別優選多 元醇,因為其能夠改善吸水樹脂顆粒表面的親水性。相對于所述吸水樹脂顆粒100質量份的固含量,上述表面交聯劑的用量優選在不 少于0. 001質量份但不多于5質量份的范圍內。在表面交聯劑與吸水樹脂顆粒混合的過程中,可使用水。相對于吸水樹脂顆粒100 質量份的固含量,水的用量優選在多于0. 5質量份但不多于10質量份的范圍內,更優選在 不少于1質量份但不多于5質量份的范圍內。當表面交聯劑或其水溶液和吸水樹脂顆粒混合時,可使用親水性有機溶劑或第三 種物質作為混合助劑。當使用親水性有機溶劑時,例如可以使用國際公開第2004/069915 號中描述的親水性溶劑。親水性有機溶劑的用量雖然取決于吸水樹脂顆粒的類型、顆粒尺寸和濕氣含量 等,但是,相對于吸水樹脂顆粒100質量份的固含量,親水性有機溶劑的用量優選不多于10 質量份,并且更優選在不少于O質量份但不多于5質量份的范圍內。另外,歐洲專利第0668080號中描述的無機酸、有機酸、聚氨基酸等可作為第三種 物質存在。這些混合助劑可用作所述表面交聯劑,但優選不降低表面交聯后得到的吸水樹 脂顆粒的吸水能力的混合助劑。本發明中所使用的吸水樹脂顆粒優選通過以下步驟交聯 (i)將所述吸水樹脂顆粒與表面交聯劑混合,所述表面交聯劑不含沸點不高于100°C的親 水性有機溶劑,和(ii)加熱該混合物。如果所述吸水樹脂顆粒不含沸點不高于100°C的親 水性有機溶劑,則可以避免由親水性有機溶劑的蒸發引起的所述吸水樹脂顆粒表面上的表 面交聯劑的狀態發生變化,因為親水性有機溶劑很難蒸發。這是優選的,因為充分得到了物 理性能例如SFC。為了使吸水樹脂顆粒與表面交聯劑混合均勻,當吸水樹脂顆粒與表面交聯劑混合 時,優選地令水溶性無機鹽(更優選過硫酸鹽)與吸水樹脂顆粒和表面交聯劑共存。盡管 水溶性無機鹽的用量取決于吸水樹脂顆粒的類型、顆粒尺寸等,但是,相對于吸水樹脂顆粒 100質量份的固含量,水溶性無機鹽的用量優選在不少于0. 01質量份但不多于1質量份的范圍內,并且更優選在不少于0. 05質量份但不多于0. 5質量份的范圍內。進一步地,所述 吸水樹脂顆粒優選通過以下步驟交聯(i)將吸水樹脂顆粒和含有水溶性無機鹽(優選過 硫酸鹽)的有機表面交聯劑和/或水溶性無機表面交聯劑進行混合,所述有機表面交聯劑 的量相對于吸水樹脂顆粒的總質量不少于0.01質量%但不多于1.0質量%,和(ii)加熱 該混合物。對于用于混合吸水樹脂和表面交聯劑的混合方法沒有特別的限定。可以采用的方 法的例子包括一種將必要時溶于水和/或親水性有機溶劑的表面交聯劑與在親水性有機 溶劑中浸泡過的吸水樹脂混合的方法;和一種將溶于水和/或親水性有機溶劑的表面交聯 劑噴灑或直接滴加至吸水樹脂的方法。吸水樹脂與表面交聯劑混合后,優選加熱所述混合物以進行交聯反應。加熱溫度 雖然取決于待使用的表面交聯劑,但是優選在不低于40°C但不高于250°C的范圍內,更優 選不低于100°C但不高于240°C的范圍內,并且進一步優選不低于150°C但不高于230°C。優 選加熱溫度為40°C或以上,因為所述加熱溫度充分地改進了吸收特性例如AAP和SFC。另 外,優選加熱溫度為250°C或以下,因為所述加熱溫度能避免吸水樹脂的劣化,從而各項物 理性能可以保持在良好的狀態中。優選加熱不少于1分鐘至不多于2小時,并且更優選進 行不少于5分鐘至不多于1小時。當本發明中所使用的吸水樹脂為顆粒形狀時,所述顆粒優選具有在不小于100 μ m 但不大于600 μ m的范圍內的質量平均顆粒尺寸,更優選在不小于200 μ m但不大于500 μ m 的范圍內,并且最優選在不小于300 μ m但不大于400 μ m的范圍內。優選所述吸水樹脂顆 粒的質量平均顆粒尺寸在不小于100 μ m但不大于600 μ m的范圍內,因為上述吸水樹脂顆 粒具有優異的液體滲透性和液體擴散性,并且吸收速度不會下降。這種吸水樹脂顆粒在例 如一次性尿片中的使用是優選的,因為不會發生可能液體滲漏等問題。在本發明中使用的吸水樹脂顆粒更優選含有至少50質量%的顆粒尺寸在不小于 175 μ m至不多于710 μ m的范圍內的吸水樹脂顆粒,并且還更優選含有至少80質量%的上 述顆粒尺寸的吸水樹脂顆粒。另外,本發明中使用的吸水樹脂顆粒中所包含的具有能穿過開孔為150μπι的篩 網的尺寸的顆粒的量相對于吸水樹脂顆粒的總質量優選不多于5質量%,更優選不多于3 質量%,并且進一步優選不多于1質量%。將包含相對于吸水樹脂顆粒的總質量不多于5 質量%的具有能穿過開孔為150μπι的篩網的尺寸的顆粒的吸水樹脂顆粒用于吸水劑,能 夠減少由此獲得的吸水劑中的粉塵的量。從而能夠防止在制造吸水劑的過程中由吸水樹脂 顆粒所含的細顆粒彌散導致的安全和衛生問題。并且,可防止最終獲得的吸水劑的物理性 能的下降。另外,經附聚、干燥、調整顆粒尺寸和表面交聯的質量平均顆粒尺寸不大于300 μ m 的細吸水樹脂顆粒(以下適當地用“細粉”表示)可用作吸水樹脂顆粒。通過與所述細粉 的附聚產物與吸水樹脂顆粒(即經粉碎得到的不規則粉碎形狀的初級顆粒)部分混合制得 的吸水樹脂顆粒,也可用作吸水樹脂顆粒。通過上述將細粉的附聚產物與吸水樹脂顆粒部 分混合,可獲得如美國專利公開第2005/0003191A1號中所描述的具有更優異吸收性能(例 如吸水速度和定高吸收(FHA))的吸水劑。吸水樹脂顆粒中所含有的細粉附聚產物的混合 量優選為至少5質量%,更優選不少于10質量%,進一步優選為不少于15質量%,并且最優選為不少于20質量%。上述量的上限優選不多于80質量%,并且更優選不多于60質 量%。注意,通過用于分級細粉的篩網的開孔尺寸表示細粉的顆粒尺寸。公知的用于再生細粉的技術可以作為制造細粉的附聚產物的方法使用。例如,可 使用以下方法一種使細粉與溫水混合并干燥細粉的方法(美國專利第6228930號);一 種使細粉與單體水溶液混合并聚合的方法(美國專利第5264495號);一種在所述細粉中 加水然后通過施加特定的平面壓力使細粉附聚的方法(歐洲專利第844270號);一種使 細粉充分溶脹從而形成無定形凝膠,然后干燥并壓碎所述無定形凝膠的方法(美國專利第 4950692號);以及一種使細粉與聚合的凝膠混合的方法(美國專利第5478879號)。特別地,優選使用其中細粉與溫水混合然后干燥的方法作為附聚細粉的制造 方法。在所述方法中,附聚的吸水樹脂顆粒具有多孔結構(與日本專利申請公開特開 中描述的多孔結構相同),因此是優選的。優選本發明中所使用的吸水樹脂顆 粒包含至少5質量%的具有多孔結構的顆粒,更優選不少于10質量%,進一步優選不少于 15質量%,并且特別優選不少于20質量%。上述顆粒量的上限優選不多于80質量%,并且 更優選不多于60質量%。通過令吸水樹脂顆粒包含具有多孔結構的附聚細粉,所述吸水樹 脂顆粒以及含有所述吸水樹脂顆粒的吸水劑具有優異的定高吸收(FHA)。本發明所使用的吸水樹脂(為顆粒形狀)的CRC優選不小于5 (g/g),更優選不小 于15 (g/g),并且進一步優選不小于25 (g/g)。對于CRC的上限沒有特定限定,但是優選不 大于70 (g/g),更優選不多于50 (g/g),并且進一步優選為不大于40 (g/g)。CRC為5 (g/g) 或以上的吸水樹脂顆粒適合用于衛生材料如一次性尿片中,因為當吸水劑中使用這種吸水 樹脂顆粒時,吸收量大。另外,當CRC為70 (g/g)或以下的吸水樹脂顆粒用于吸水劑時,所 述吸水樹脂顆粒可以使吸水劑具有優異的向吸水芯內吸收液體的速度。本發明所使用的吸水樹脂(為顆粒形狀)的AAP不小于8 (g/g),優選不小于16 (g/ g),更優選不小于20 (g/g),進一步優選不小于22 (g/g),并且最優選不小于24 (g/g)。對于 上述AAP的上限沒有特定限制,但是優選不大于30 (g/g)。當AAP為8 (g/g)或以上的吸水 樹脂顆粒用于吸水劑時,所述吸水樹脂顆粒可以提供一種在吸水芯受壓時從吸水劑中擠出 的液體的量(所謂的再濕(Re-Wet))很少的吸水劑。本發明所使用的吸水樹脂的SFC優選不小于10 (10_7 · cm3 · s · g—1),更優選 不小于 30 (10_7 -Cm3-S- g-1),并且進一步優選不小于 50 (10_7 · cm3 · s · g-1)。SFC 為 10(10_7 · cm3 · s · g—1)或以上的吸水樹脂顆粒改進了液體滲透性,從而當上述吸水樹 脂顆粒用于吸水劑時,可以獲得向吸水芯內吸收液體的速度優異的吸水劑。對于SFC 的上限沒有特定限制,但是優選不多于3000(10_7 · cm3 · s · g—1),并且更優選不多于 2000 (10_7 -Cm3-S- g-1)。當 SFC 為 3000 (10_7 · cm3 · s · g-1)或以下的吸水樹脂顆粒用于 吸水劑時,所述吸水樹脂顆粒可以防止液體從吸水芯中滲漏。優選本發明所使用的吸水樹脂包含不多于35質量%、更優選不多于25質量%、并 且進一步優選不多于15質量%的水溶性成分。如果水溶性成分為35質量%或以下,則所 述吸水樹脂顆粒的凝膠強度高,并且液體滲透性變優異。另外,當上述吸水樹脂顆粒用于吸 水劑時,可以獲得一種在吸水芯受壓時從吸水劑中擠出的液體的量(所謂的再濕)很少的 吸水劑。本發明所使用的吸水樹脂吸收液體時的吸收速度可以通過作為吸收速度的指標之一的Vortex吸水時間測得。優選本發明中使用的吸水樹脂具有優選不多于380秒的 Vortex吸水時間,更優選不多于160秒,進一步優選不多于100秒,并且最優選不多于70 秒。Vortex吸水時間的下限優選不少于1秒。優選所述吸水樹脂具有不多于380秒的 Vortex吸水時間,因為例如當含有根據本發明的吸水樹脂的吸水劑用于吸水芯時,液體被 充分吸收并且不會產生液體滲漏。注意,在本發明中,所述Vortex吸水時間是通過隨后所 述的實施例中所記載的方法測得的值。通常,所述值越低,吸收速度越優異。上述具有較低 值的Vortex吸水時間的吸水樹脂將具有改進的向吸水芯內吸收液體的速度。進一步地,優選本發明所使用的吸水樹脂具有不少于0. 05g/g/sec的FSR(吸收速 度的另一個指標),更優選不少于0. 10g/g/sec,進一步優選不少于0. 15g/g/sec,并且最優 選不少于0. 17g/g/sec0對于FSR的上限沒有特別限定,但是優選不多于5. Og/g/sec,并且 更優選不多于3. Og/g/sec。FSR為0. 05g/g/sec或以上的吸水樹脂是優選的,因為例如當 上述吸水樹脂用于吸水芯時,液體被充分吸收并且不會產生液體滲漏。在本發明所使用的吸水樹脂中,將殘余單體的量控制在O至500wtppm的范圍內, 優選在O至400wtppm的范圍內,并且更優選在O至300wtppm的范圍內。(2)聚合物(B)用于根據本發明的吸水劑中的聚合物(B)可以選自主鏈上含有羥基的多胺聚合 物。在本發明中,“主鏈上含有羥基”表示所述羥基與所述多胺聚合物的主鏈相連,而不是與 所述多胺聚合物的側鏈相連。所述羥基優選與所述多胺聚合物的主鏈上的碳原子相連。通過使用含有與主鏈相連的羥基的多胺聚合物,可以制造在離心保留能力(CRC) 和鹽水導流率之間的平衡方面和吸收速度方面表現優異的吸水劑。因此,當所述吸水劑用作高度功能化和薄型化的衛生材料(吸水芯)例如一次性 尿片中的吸水劑時,可以獲得具有優異的液體(例如體液)吸收速度的衛生材料。多胺聚合物所包含的羥基的量相對于所述多胺聚合物的一個完整的組成單元,即 相對于所述多胺聚合物的主鏈所含有的氮原子的總量,優選不少于30mol%,更優選不少 于50mol %,進一步優選不少于70mol %。進一步更優選不少于80mol %,特別優選不少于 90mol %,并且最優選不少于IOOmol %。進一步地,所述氮原子的濃度(可質子化的氮原子的濃度)優選為2至20mmol/g, 更優選為3至15mmol/g,進一步優選為4至lOmmol/g,并且特別優選4至8mmol/g。所述多胺聚合物優選為在其主鏈上含有一種或更多種官能團例如伯氨基、仲氨 基、叔氨基、季銨基、氨基氯醇(aminochlorohydrin)基、氨基醇基和二氨基醇基的功能化 聚合物。所述多胺聚合物的例子包括可通過胺和環氧鹵丙烷作為基本單體組分聚合得到 的聚合物。隨后描述所述聚合物。聚合物(B)可以為具有支鏈結構的聚合物,也可以為線性聚合物。另外,所述聚合 物(B)可以具有交聯的結構,也可以具有非交聯的結構。進一步地,所述聚合物(B)優選可溶于水。在本發明中,“溶于水”表示在大氣壓下 25°C時聚合物(B)溶于純水的量相對于IOOg純水優選不少于lg,更優選不少于5g,并且最 優選不少于10g。注意,所述聚合物(B)在水中的溶解度沒有上限,因為較高的溶解度是更 優選的。
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更進一步地,當聚合物(B)溶于水中從而得到固含量為10%的水溶液時,采用B 型粘度計測量由此獲得的水溶液(60rpm/25°C ),該水溶液優選具有0. 1至1000 (mPa · s) 的粘度,更優選具有1至100 (mPa · s)的粘度,并且進一步優選具有1至30 (mPa · s)的粘 度,。當采用B型粘度計測量該溶液(60rpm/25°C )時,優選聚合物(B)的水溶液具有不高 于1000(mPa*S)的粘度,因為具有在此范圍內的粘度的聚合物(B)能夠實現更加均勻的添 加。所述聚合物(B)的重均分子量優選為30,000至2,000, 000道爾頓,更優選為 30,000至1,000, 000道爾頓,進一步優選為30,000至500,000道爾頓,并且特別優選為 40,000 至 500,000 道爾頓。<可通過胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為基本單體組分反應獲得的聚合物>用于根據本發明的吸水劑的聚合物(B)可以選自主鏈上含有羥基的多胺聚合物。 例如,可以適當地使用可通過胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應獲得的 聚合物。注意,“主鏈上含有羥基”表示優選所述羥基與主鏈的碳原子直接相連。使用上述聚合物可以產生在預定的重均分子量范圍內的、在離心保留能力(CRC) 和鹽水導流率(SFC)之間的平衡方面表現優異并且具有改進的吸收速度的吸水劑。進一步 地,可以獲得著色少并且即使在高濕度和高溫度的條件下經過長時間儲存顏色穩定性仍然 優異以及可加工性優異的吸水劑。特別的,通過還原多胺聚合物的主鏈所含的伯氨基的量, 可以獲得著色更少并且經過長期儲存顏色穩定性更加優異的吸水劑。所述聚合物(B)優選為陽離子聚合物,其中所述胺(b2)是一種或兩種或更多種選 自由伯胺、仲胺、叔胺、聚亞烷基多胺和烷醇胺組成的組的胺。在聚合物⑶中,用于得到聚合物⑶的環氧鹵丙烷(b3)的摩爾數相對于所述胺 (b2)的氮原子總量優選為0. 8至2. 0當量,更優選為0. 9至1. 5當量,并且進一步優選為 1. 0至1. 2當量。優選用于得到聚合物⑶的環氧鹵丙烷(b3)的摩爾數相對于氮原子的總 量不少于0.8當量,因為可以增加聚合物的摩爾量。優選環氧鹵丙烷(b3)的摩爾數相對于 氮原子的總量不多于2. 0當量,因為可以控制聚合物的摩爾量。所述聚合物(B)優選為在其主鏈上含有一種或兩種或更多種官能團例如伯氨基、 仲氨基、叔氨基、季銨基、氨基氯醇基、氨基醇基和二氨基醇基的功能化聚合物。特別優選那 些含有所述仲氨基的功能化聚合物,因為這可以減少伯氨基的含量以避免吸水劑著色。所 述伯氨基的含量相對于聚合物(B)中全部的胺(b2)優選不多于IOmol%,進一步優選不多 于5mol %,并且特別優選不多于Imol %。可以用作所述胺(b2)的胺不限于具體的類型,只要所述胺在其分子中含有至少 一個能與環氧鹵丙烷反應的氨基。但是,所述胺優選為一種或兩種或更多種選自由伯胺、仲 胺、叔胺、聚亞烷基多胺和烷醇胺組成的組的胺。進一步地,所述胺(b2)更優選包含至少一種仲胺(b2_l)。優選所述胺(b2)具有 至少一種仲胺(b2-l),因為這可以獲得顏色穩定性優異的吸水劑。更進一步地,所述胺(b2)可包含(i)所述仲胺(b2_l)和(ii)除仲胺(b2_l)以 外的胺。所述除仲胺(b2-l)以外的胺為例如一種或者兩種或更多種選自由伯胺、叔胺、聚 亞烷基多胺和烷醇胺組成的組的胺(下文用“伯胺或類似物”表示)(b2-2)。反應前仲胺(b2_l)占全部胺(b2)的比例,即用于得到聚合物⑶的仲胺占全部胺(b2)的比例,優選不少于Imol %但是不多于IOOmol %,更優選不少于50mol%但不多于 IOOmol %,進一步優選不少于80mol%但不多于IOOmol %,并且特別優選不少于90mol% 但不多于100mol%。優選仲胺(b2-l)占全部胺(b2)的比例不少于Imol %但不多于 IOOmol%,因為這種吸水劑具有優異的顏色穩定性。所述仲胺(b2_l)的例子包括脂肪族仲胺、芳香族仲胺、脂環族仲胺和環狀仲胺。 其中特別優選那些脂肪族仲胺。可以使用一種仲胺或者可以將兩種或更多種仲胺結合使 用。優選脂肪族仲胺作為所述仲胺(b2-l)使用,因為這種吸水劑具有優異的顏色穩定性。脂肪族仲胺的例子包括具有碳原子數為1至20的烷基或碳原子數為7至20的苯 烷基的二烷基胺。更具體而言,脂肪族仲胺的例子包括二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲基乙胺、 甲基丙胺、甲基丁胺、甲基辛胺、甲基十二胺和二苯甲胺。其中在所得到的聚合物的親水性 和水溶解性的角度上特別優選為二甲胺和/或二乙胺,并且特別優選二甲胺。芳香族仲胺的例子包括N-烷基苯胺、N-烷基甲苯胺或N-烷基萘胺,所述芳香族 仲胺通過例如氮原子與碳原子數為1至20的烷基相連或者與碳原子為7至20的苯烷基相 連而形成。特別地,所述芳香族仲胺的例子包括N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、 N- 丁基苯胺、N-戊基苯胺、N-己基苯胺、N-辛基苯胺、N-癸基苯胺、N-十二烷基苯胺、N-苯 甲基苯胺、N-甲基甲苯胺、N-乙基甲苯胺、N-丙基甲苯胺、N- 丁基甲苯胺、N-戊基甲苯胺、 N-己基甲苯胺、N-辛基甲苯胺、N-癸基甲苯胺、N-十二烷基甲苯胺、N-苯甲基甲苯胺、N-甲 基萘胺、N-乙基萘胺、N-丙基萘胺、N- 丁基萘胺、N-戊基萘胺、N-己基萘胺、N-辛基萘胺、 N-癸基萘胺、N-十二烷基萘胺和N-苯甲基萘胺。其中所述N-烷基苯胺特別優選為N-甲 基苯胺和/或N-乙基苯胺。芳香族仲胺的其他例子包括以這樣一種方式形成的胺兩個芳環連接氮原子。特 別地,芳香族仲胺的其他例子包括二苯胺、N-苯基-鄰甲苯胺、N-苯基-間甲苯胺、N-苯 基-對甲苯胺、N-甲苯甲酰-鄰甲苯胺、N-甲苯甲酰-間甲苯胺、N-甲苯甲酰-對甲苯胺、 N-苯基氨基吡啶、N-甲苯甲酰基氨基吡唳、N-苯基萘胺和N-甲苯甲酰基萘胺。其中特別 優選的胺為二苯胺。脂環族仲胺的例子包括以這樣一種方式形成的胺一個或兩個碳環連接氮原子。 特別地,所述脂環族仲胺包括N-烷基環己胺,例如N-甲基環己胺、N-乙基環己胺、N-丙 基環己胺、N- 丁基環己胺、N-己基環己胺、N-辛基環己胺、N-癸基環己胺、N-十二烷基環 己胺;N-烷基環辛烷,例如N-甲基環辛烷、N-乙基環辛胺、N-丙基環辛胺、N- 丁基環辛胺、 N-己基環辛胺、N-辛基環辛胺、N-癸基環辛胺和N-十二烷基環辛胺;和二環烷基胺,例如 二環己胺和二環辛胺。其中所述脂環族仲胺特別優選為二環己胺。環狀的仲胺的例子包括哌嗪、哌啶和甲基哌啶。下面描述伯胺或類似物(b2_2)。以下描述的為可以用作伯胺或類似物(b2_2)的 伯胺、叔胺、聚亞烷基多胺和烷醇胺。所述伯胺的例子包括脂肪族伯胺、芳香族伯胺和脂環族伯胺。可以使用一種伯胺 或者可以將兩種或更多種伯胺結合使用。脂肪族伯胺的例子包括以這樣一種方式形成的伯胺例如氮原子與碳原子數為1 至20的烷基或者與碳原子數為7至20的苯烷基相連。特別地,脂肪族伯胺的例子包括甲 胺、乙胺、丙胺、異丙胺、烯丙基胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺、戊胺、2-氨基戊烷、己胺、2-氨基己烷、3-氨基己烷、辛胺和苯甲胺。其中特別優選所述脂肪族伯胺為甲胺、乙胺、丙胺、異 丙胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺等。芳香族伯胺的例子包括以這樣一種方式形成的伯胺氮原子與苯環、縮合苯環或 共軛芳香環相連。特別地,所述芳香族伯胺的例子包括苯胺、甲苯胺、聯苯胺、萘胺、氨基吡 啶和氨基甲基吡啶。脂環族伯胺的例子為以這樣一種方式形成的伯胺氮原子與碳環相連。特別地,所 述脂環族伯胺的例子包括環己胺和環辛胺。所述叔胺的例子包括脂肪族叔胺、芳香族叔胺和脂環族叔胺。可以使用一種叔胺 或者可以將兩種或更多種叔胺結合使用。所述脂肪族叔胺的例子包括以這樣一種方式形成的叔胺例如氮原子與三個碳原 子數為1至20的烷基或與三個碳原子為7至20的苯烷基相連。特別地,所述脂肪族叔胺 的例子包括三甲胺、三乙胺、三丙胺、三異丙胺、三正丁胺、三仲丁胺、三叔丁胺、三戊胺、三 己胺、三辛胺和三苯甲胺。其中特別優選所述脂肪族叔胺為三甲胺和三乙胺。所述芳香族叔胺的例子包括以這樣一種方式形成的叔胺氮原子與至少一個選自 由苯環、縮合苯環、共軛芳香環組成的組的環相連。特別地,所述芳香族叔胺的例子包括二 甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺、二乙基甲苯胺、N-甲基二苯胺、N-乙基二苯胺、N-甲 基二甲苯胺、N-乙基二甲苯胺和三苯胺。所述脂環族叔胺的例子為以這樣一種方式形成的叔胺氮原子與至少一個碳環相 連。特別地,所述脂環族叔胺的例子包括二甲基氨基環己烷、二環己基氨基甲烷、二甲基氨 基環辛烷、二環辛基氨基甲烷、三環己胺和三環辛胺。聚亞烷基多胺的例子為在其分子中含有至少兩個或更多個伯氨基和至少一個或 更多個仲氨基的化合物。所述化合物的典型例子包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五 胺、五乙烯六胺、六乙烯八胺、九乙烯十胺和三乙烯雙(三亞甲基)六胺。可以使用一種聚 亞烷基多胺或者可以將兩種或更多種聚亞烷基多胺結合使用。烷醇胺的例子包括含有羥基的胺。特別地,所述烷醇胺的例子包括乙醇胺、二乙 醇胺、N-甲基乙醇胺、三乙醇胺、N, N- 二乙基乙醇胺、N, N- 二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇 胺、N,N-二丁基乙醇胺和N-(2-氨乙基)乙醇胺。可以使用一種烷醇胺或者可以將兩種或 更多種烷醇胺結合使用。除了伯胺、叔胺、聚亞烷基多胺和烷醇胺以外,具有一個或更多個碳環的二胺也可 以用作伯胺或類似物(b2-2)。所述二胺的例子包括1,3_環己基二胺、1,4_環己基二胺、 4,4' - 二氨基_3,3' -二甲基二環己烷、4,4'-雙(對-氨基環己基)甲烷、異佛爾酮 二胺、1,3(或2,4)_雙-(氨甲基)環己烷、N-氨丙基環己胺、八氫-4,7-甲橋茚-1(2), 5(6)-二甲胺、2,2'-雙_(4_氨基環己基)甲烷、4,4'-氧代雙(環己胺)、4,4'-硫代 雙(環己胺)、1,3,5_三氨基環己烷和2,4'-或4,4' - 二氨基_3,3' ,5,5'-四烷基二 環己基烷烴。另外,亞烷基二胺也可以用作伯胺或類似物(b2_2)。所述亞烷基二胺的例子包括
乙烯二胺、三亞甲基二胺和丙烯二胺。環氧鹵丙烷例如環氧氯丙烷、環氧溴丙烷和甲基環氧氯丙烷可以優選用作所述環 氧鹵丙烷(b3)。可以使用一種環氧鹵丙烷或者將兩種或更多種環氧鹵丙烷結合使用。其中所述環氧鹵丙烷特別優選為環氧氯丙烷。所述聚合物(B)的重均分子量優選為30,000至2,000, 000道爾頓,更優選為 30,000至1,000, 000道爾頓,進一步優選為30,000至500,000道爾頓,并且特別優選 40,000 至 500,000 道爾頓。重均分子量不少于30,000的聚合物(B)是優選的,因為通過使用所述聚合物(B) 可以制造一種具有改進的吸收速度的吸水劑。另外,重均分子量不多于2,000,000的聚合 物(B)是優選的,因為可以防止由于高粘度引起不均勻的添加。注意在本說明書中,可以通過公知的方法測量重均分子量,例如GPC (凝膠滲透色 譜技術)和靜態光散射法。所述聚合物(B)為主要組分為兩種組分的聚合物,即作為單體的所述胺(b2)和 所述環氧鹵丙烷(b3),但是所述聚合物(B)可以包含組分(b4)作為第三組分,作為聚合 物(B)的結構單元(原材料)。所述組分(b4)的量相對于聚合物(B)的總量為0至60質 量%,優選為0至40質量%,更優選為0至20質量%,特別優選0至10質量%。所述組分 (b4)不限于具體的類型,但是例如所述組分(b4)為碳原子數為2至20的烯化氧;芳香族氧 化物;碳原子數為2至20的烷基縮水甘油醚;硅烷偶聯劑;碳原子數為2至20的脂肪酸; 或者碳原子數為2至20的羥基脂肪酸。另外,所述聚合物⑶可以含有未反應的胺和/或環氧鹵丙烷,但是聚合物⑶中 所含的未反應的胺和/或環氧鹵丙烷的總量的比例優選為不多于20質量%,更優選不多于 10質量%,進一步優選不多于5質量%,進一步更優選不多于1質量%,并且特別優選基本 為0質量%。所述聚合物(B)可以通過這樣的方式反應所述胺(b2)溶解在水溶性溶劑例如水 中,將環氧鹵丙烷滴入所獲得溶液中,然后將所述溶液在30至100°C下加熱,并且更優選在 60至10(TC下加熱。注意所述“反應”過程必須包括聚合反應。可以采用公知的合成方法如美國專利第4088613等的說明書公開的方法制造所 述聚合物。本申請的合成實施例所描述的方法通過在幾小時內將環氧氯丙烷滴加至氨水提 供了一種高分子量的聚合物。相反地,采用日本專利申請公開特開平7-10893所公開的迅 速混合環氧氯丙烷以進行反應的方法不可能充分地提高分子量,或者基本不可能獲得所述 高分子量的聚合物。 可商業購買的聚合物(B)的例子包括由SENKA公司制造的UNI SENCE KHE 103L(六亞甲基二胺/環氧氯丙烷樹脂,的水溶液的pH約為5.0,粘度為20至 50 (mPa s),該水溶液的固體組分的濃度為50質量% ),和UNISENCE KHE 104L ( 二甲胺/ 環氧氯丙烷樹脂,的水溶液的PH約為7. 0,粘度為1至10(mPa s),該水溶液的固體組 分的濃度為20質量%)。<可通過氨(bl)、胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為基本單體組分反應制得的聚合 物〉更進一步地,還可以適當地使用陽離子聚合物作為用于根據本發明的吸水劑中的 所述聚合物(B)。通過氨(bl)、胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為基本單體組分反應可以獲 得所述陽離子聚合物。
采用上述的聚合物,可以制造在離心保留能力(CRC)和鹽水導流率(SFC)之間的 平衡方面表現優異并且具有提高的吸收速度的吸水劑。進一步地,上述聚合物起到這樣的作用即便所述聚合物的分子量或大或小,也可 以制造具有優異的吸收速度的吸水劑。也就是說,所述聚合物可以具有從小到大的范圍廣 的分子量。因此,不需要嚴格地控制分子量以合成上述聚合物,從而可以使所述聚合物(B) 易于制造。更進一步地,通過減少多胺聚合物的主鏈上所含的伯氨基的量,可以獲得顏色穩 定性更優異的吸水劑以使其在長期的儲存中顏色不會有太大變化。所述伯氨基含量相對于 聚合物(B)中的全部胺(b2)優選不多于10mol%,進一步優選不多于5mol%,并且特別優 選不多于lmol%。在聚合物⑶中,用于得到聚合物(B)的所述氨(bl)與所述胺(b2)的摩爾比 (bl b2)優選為(大于0但不大于2)(不少于8但少于10),并且更優選為0.01 9.99 至2 8。優選用于得到聚合物⑶的所述氨(bl)與所述胺(b2)的摩爾比在上述范圍內, 因為這可以提高顏色穩定性。聚合物(B)優選為陽離子聚合物,其中所述胺(b2)為一種或者兩種或多種選自由 伯胺、仲胺、叔胺、聚亞烷基多胺和烷醇胺組成的組中的胺。進一步地,用于得到聚合物⑶的環氧鹵丙烷(b3)的摩爾數相對于所述氨(bl) 和所述胺(b2)的氮原子的總數優選為0. 5至3當量,更優選為0. 8至2. 0當量,進一步優 選為0. 8-1. 2當量,特別優選為0. 9-1. 2當量,最優選為1. 0至1. 2當量。優選用于得到聚 合物(B)的環氧鹵丙烷(b3)的摩爾數相對于氮原子的總數不小于0.5當量,因為這防止分 子量減少。優選環氧鹵丙烷(b3)的摩爾數相對于氮原子的總數不多于3當量,因為這更易 于控制分子量。聚合物⑶優選為具有一種或兩種或多種官能團例如伯氨基、仲氨基、叔氨基、季 銨基、氨基氯代醇、氨基醇基和二氨基醇基的功能化的聚合物。其中特別優選含有仲氨基和 季銨基的功能化的聚合物。氨(bl)可以選自任意的氨和氨水。除氣體形式的氨以外所述氨還可以是液態氨。 進一步地,當使用氨水時,對于氨水中的氨濃度沒有特別限定。除了優選的仲胺(b2_l)的比例不同以外,可以用作胺(b2)的胺與〈可通過胺 (b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為基本單體成分反應制得的聚合物〉中所述的胺相同。因此, 在此省去對可用作所述胺(b2)的胺的描述。在可通過氨(bl)、胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3) 作為基本單體組分反應獲得的聚合物⑶中,在反應前,仲胺(b2-l)與全部胺(b2)的比例 優選不少于lmol%但不多于100mol%,更優選不少于50mol%但不多于100mol%,進一步 優選不少于80mol %但不多于lOOmol %,并且特別優選不少于90mol %但不多于lOOmol %。 進一步地,反應后的仲胺(b2-l)與全部胺(b2)的比例優選為0mol%或以上但不多于 50mol%,更優選為0mol%或以上但不多于30mol%,并且進一步優選為0mol%或以上但不 多于20mol%。優選反應前的仲胺(b2-l)與全部胺(b2)的比例優選不少于lmol%但不多 于lOOmol %,因為該量有效地防止吸水劑著色。聚合物(B)的重均分子量優選為5,000至2,000, 000道爾頓,更優選為20,000至 1,000, 000道爾頓,進一步優選為30,000至1,000, 000道爾頓,進一步更優選為40,000至500,000道爾頓,并且最優選50,000至500,000道爾頓。優選聚合物(B)的重均分子量不少于5,000,因為可以防止聚合物(B)滲入吸水樹 脂中。另外,優選聚合物(B)的重均分子量不多于2,000,000,因為這可以防止由于粘度高 導致的聚合物(B)添加不均勻。聚合物⑶的基本組分為三種組分,由所述氨(bl)、所述胺(b2)和環氧鹵丙烷 (b3)作為單體組成,但是聚合物(B)可以含有組分(b4)作為第四組分,作為聚合物(B)結 構單元(原材料)。所述組分(b4)的量相對于全部聚合物(B)為0至60質量%,優選為0 至40質量%,更優選為0至20質量%,特別優選為0至10質量%。所述組分(b4)不受限 于特定的類型,但是組分(b4)的例子包括碳原子數為2至20的烯化氧;芳香族氧化物、碳 原子為2至20的烷基縮水甘油醚;硅烷偶聯劑;碳原子數為2至20的脂肪酸;和碳原子數 為2至20的羥基脂肪酸。進一步地,根據本發明的聚合物(B)可以包含未反應的氨、胺和 /或環氧鹵丙烷。但是,聚合物⑶中所含的未反應的氨、胺和環氧鹵丙烷的總量的比例優 選為不多于20質量%,更優選不多于10質量%,進一步更優選不多于5質量%,更進一步 優選不多于1質量%,并且特別優選基本為0質量%。聚合物⑶可以以這樣一種方式反應將所述氨(bl)溶解在水溶性溶劑例如水 中,將環氧鹵丙烷(b3)滴入所得的溶液中,然后在30至100°C下加熱該溶液。可以采用美國專利4088613等的說明書中所公開的公知方法制備聚合物(B)。可商業購買的聚合物(B)的例子包括UNISENCE KHE 100L、UNISENCE KHE 101L 和UNISENCE KHE 102L(由SENKA公司制造二甲胺/氨/環氧氯丙烷樹脂,平均分子量約 為70,000 (參考值),1 %的水溶液的pH約為6,粘度為100至300 (mPa s),該水溶液含有 濃度為50質量%的固體組分),UNISENCE KHE 1000L( 二甲胺/氨/環氧氯丙烷樹脂,平均 分子量約為280,000 (參考值),1 %的水溶液的pH約為4. 5,粘度為1000至3000 (mPa s), 該水溶液含有濃度為50質量%的固體組分),Nalco7607和Nalco8850(由Dispersol San Luis S. A.制造,阿根廷布宜諾斯艾利斯)。(3)其他添加劑除了吸水樹脂(A)和聚合物(B)以外,通常含有水作為主要組分。更進一步地,根 據需要使用其他添加劑。在本發明中可使用的其他添加劑的例子包括水溶性多價金屬鹽、 水不溶性多價金屬鹽、水不溶性無機細顆粒、水溶性聚合物例如聚乙二醇、表面活性劑、羥 基羧酸、螯合劑、還原劑、抗氧化劑、磷化合物和聚合物乳液。添加劑可以采用水溶液、水分 散液或粉末的形式添加。進一步地,可以使用一種類型的添加劑,也可以將兩種或更多種類 型的添加劑結合使用。水溶性多價金屬鹽的例子包括氯化鋁、聚氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁、雙硫酸鉀鋁 (bis aluminum potassium sulfate)、雙 Ijj^itl 內 IS (bis aluminum sodium sulfate)、明磯 鉀、明礬銨、明礬鈉、鋁酸鈉、氯化鈣、硝酸鈣、氯化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂、氯化鋅、硫酸鋅、硝酸 鋅、氯化鋯、硫酸鋯、硝酸鋯、碳酸鋯銨、碳酸鋯鉀和碳酸鋯鈉。可優選使用這些水溶性多價 金屬鹽。考慮到在吸水劑所吸收的水性液體中的溶解性,更優選地,所述水溶性多價金屬鹽 包含結晶水。可以單獨使用這些水溶性多價金屬鹽,也可以將其中的兩種或多種結合使用。 其中最優選使用硫酸鋁(優選其水溶液)。水不溶性多價金屬鹽的例子包括氫氧化鋁、乳酸鋁、磷酸鋁、硫酸鋇、磷酸鋇、碳酸鋇、焦磷酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣、氫氧化亞鐵、磷酸亞鐵、焦磷酸鐵、碳酸亞鐵、焦磷酸鎂、磷 酸鎂、氯化亞銅、氫氧化錳、硫酸錳、氫氧化鎳、磷酸鎳、硫酸鉛、氧化鋅、磷酸鉛、氫氧化鋅和 焦磷酸鋅。水溶性多價金屬鹽和水不溶性多價金屬鹽的總含量相對于全部吸水劑優選在0 質量%至5質量%的范圍內,更優選在0. 001質量%至5質量%的范圍內,并且最優選在 0. 01質量%至1質量%的范圍內。添加上述任意一個范圍內的水溶性多價金屬鹽和/或水 不溶性多價金屬鹽進一步改善了吸水劑的離心保留能力(CRC)和鹽水導流率(SFC)。進一步地,根據本發明的吸水劑可以包含具有上述的量的有機酸的多價金屬鹽以 改善粉末的流動性和防止在吸收濕氣的過程中發生堵塞。適于用作有機酸的多價金屬鹽和 混合方法為例如在 PCT 國際申請 PCT/JP2004/1355、PCT/JP2004/1007、PCT/JP2004/1294 和PCT/JP2004/9242中披露的多價金屬鹽和混合方法。在本發明中可以使用的有機酸的 多價金屬鹽(PCT/JP2004/1355)為分子中含有7或更多的碳原子的有機酸的多價金屬鹽, 優選為除了堿金屬之外的金屬的有機酸鹽,所述有機酸例如脂肪酸、石油酸和聚合物酸 (polymer acid)。進一步地,至少50質量%的水不溶性無機細顆粒優選具有10至1,000, OOOnm的
顆粒尺寸。所述水不溶性的無機細顆粒的例子包括礦物產品例如滑石、高嶺土、漂白土、 膨潤土、活性土、重晶石、天然浙青、鍶礦石、鈦鐵礦及珍珠巖;多價金屬氧化物及多價金屬 氫氧化物;親水性無定形二氧化硅(例如Reolosil QS-20(干法,株式會社德山生產), Sipernat 22S和Sipernat 2200 (沉淀法,德固薩(Degussa)公司生產));以及氧化物復合 材料,例如二氧化硅-氧化鋁-氧化鎂復合材料(例如恩格爾哈德(Engelhard)公司生產 的Attadel #50)、二氧化硅-氧化鋁復合材料及二氧化硅-氧化鎂復合材料。作為不溶于 水的無機細顆粒,其中最優選使用親水性無定形二氧化硅。水不溶性無機細顆粒的含量相對于全部吸水劑優選在0質量%至5質量%的范圍 內,更優選在0.01質量%至1質量%的范圍內,并且最優選在0. 1質量%至0.5質量%的 范圍內。添加上述任意一個范圍內的水不溶性無機細顆粒進一步改善了吸水劑的可加工性 (流動性)和SFC。表面活性劑的例子包括陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽離子表面活性 劑和兩性表面活性劑。可以將這些表面活性劑以相對于100質量份的吸水樹脂為0. 0001 至0.01質量份的比例與吸水樹脂或者與吸水劑混合。優選地使用非離子表面活性劑作為 所述表面活性劑。特別地,可以按照美國專利7473739中所述的量采用該專利所用的表面 活性劑。所述羥基羧酸不受限于特定的類型,并且適于采用a-羥基羧酸。在本申請的說 明書中,所述“a-羥基羧酸”表示在分子中羥基與a位的碳原子相連的羧酸。其中優選 的羥基羧酸為非聚合物的羥基羧酸,并且在便于添加和添加效果的角度上,所述 a -羥基羧酸優選具有40至2000的分子量,更優選60至1000,并且特別優選100至500。 進一步優選地,所述a -羥基羧酸可溶于水。所述a _羥基羧酸的例子包括乳酸及其鹽、檸 檬酸及其鹽、蘋果酸及其鹽、異檸檬酸及其鹽、甘油酸及其鹽和聚a "羥基丙烯酸及其鹽。 將a-羥基羧酸用作添加劑可以提高吸水劑的長期顏色穩定性。最優選提前將所述羥基羧酸添加至單體溶液中,但是也可以在吸水樹脂的制備過程中的任意階段添加。所述羥基羧酸的添加量相對于吸水樹脂的質量優選在1至lOOOOwtppm的范圍內。所述還原劑優選為無機還原劑,并且更優選為含硫的無機還原劑。所述含硫的無 機還原劑的具體例子包括水溶性硫代二烷基(thiodialkyl)化合物、亞硫酸鈉、亞硫酸 鉀、亞硫酸鈣、亞硫酸銨、亞硫酸、亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、亞硫酸氫銨、硫代硫酸鈉、硫代 硫酸鉀、硫代硫酸銨、硫代硫酸鎂、半胱氨酸和胱氨酸。可以使用一種或兩種或更多種含硫 的無機還原劑。進一步地,所述還原劑的用量相對于100質量份的吸水樹脂不少于0. 001 質量份,優選不少于0. 05質量份,更優選不少于0. 1質量份,但相對于100質量份的吸水樹 脂不多于0. 5質量份,更優選不多于0. 2質量份。優選所述磷化合物為水溶性磷化合物并且其中特別優選為水溶性無機磷化合物。 所述水溶性無機磷化合物的具體例子包括磷酸、亞磷酸、次磷酸、三磷酸、三聚磷酸及其鹽 (例如,磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸三鈉等)。可以使用一種磷化合物,或者將兩種或更 多種磷化物結合使用。進一步優選所述鹽為堿金屬鹽,例如鈉鹽和鉀鹽、銨鹽、胺鹽等。(4)吸水劑根據本發明的吸水劑是含有吸水樹脂(A)和聚合物(B)的吸水劑。根據本發明的吸水劑更優選為含有(i)通過水溶性不飽和單體聚合得到的并且 具有內部交聯結構的所述吸水樹脂(A)和(ii)所述聚合物(B)。根據本發明的吸水劑進一 步優選為含有(i)通過水溶性不飽和單體聚合得到的并且通過將具有內部交聯結構的吸 水樹脂進一步表面交聯這樣一種方式制得的吸水樹脂(A)以及(ii)所述聚合物(B)。這可 以獲得高的CRC并且可以獲得采用常規方法不可能得到的改善液體滲透性的效果。在根據本發明的吸水劑中,聚合物(B)和吸水樹脂(A)的位置沒有特別限定。但 是所述聚合物(B)優選位于所述吸水樹脂(A)的內部或表面上。所述聚合物(B)更優選位 于所述吸水樹脂(A)的表面上。根據本發明的吸水劑含有相對于吸水劑的總量優選為1至20質量%的水,更優選 為1至10質量%,進一步優選為1至5質量%。注意吸水劑中所含的水的量通過隨后所述 的固含量的量限定。優選水的量不多于20質量%,因為采用該量可以保持離心保留能力 (CRC)而不減少CRC。進一步地,優選水的量不少于1質量%,因為含有所述量的水的吸水 劑具有優異的可加工性。根據本發明的吸水劑優選為顆粒的形狀。在所述吸水劑為顆粒形狀的情況下,重 均顆粒尺寸優選不小于100 u m但不大于600 u m,更優選不小于200 u m但不大于500 u m, 進一步優選不小于300 iim但不大于450 iim,進一步更優選不小于300 y m但不大于 400 ym。優選所述顆粒在上述范圍內,因為這種吸水劑的液體滲透性和液體進入吸水劑的 吸收速度會變得優異。換句話說,優選上述方案是因為這種吸水劑具有優異的液體吸收速 度,從而當將這種吸水劑用于一次性尿片等時不會出現漏液。更進一步地,在本發明的吸水劑中,所述聚合物(B)優選存在于所述吸水樹脂的 表面上。顆粒尺寸不小于175 y m但不大于710 u m的吸水劑的量優選不少于50質量%,并 且更優選不少于80質量%。進一步地,在所述吸水劑為顆粒形狀的情況下,具有能穿過開孔為150i!m的篩網 的尺寸的顆粒的量相對于全部的吸水劑優選不多于5質量%,更優選不多于3質量%,并且
25最優選不多于1質量%。如果具有能穿過開孔為150i!m的篩網的尺寸的顆粒的量不多于 5質量%,可以防止在制造吸水劑的過程中由于顆粒飛散導致的安全和健康問題。并且,可 抑制最終獲得的吸水芯性能的下降。更進一步地,在所述吸水劑為顆粒形狀的情況下,顆粒尺寸分布的對數標準差 (O o優選為不小于0. 20但不大于0. 50,并且更優選為不小于0. 30但不大于0. 40。優選 顆粒尺寸分布的對數標準差在上述范圍內,因為這種吸水劑將具有改善的液體滲透性并且 液體進入吸水芯的吸收速度將變得優異。另外,吸水劑的CRC優選為不小于5 (g/g),更優選為不小于15 (g/g),并且進一步 優選為不小于25 (g/g)。對于CRC的上限沒有特別限定,但是優選為不大于70 (g/g),更優選 為不大于50 (g/g),并且進一步優選為不大于40 (g/g)。當CRC不小于5 (g/g)時,因為吸收 量大,這種吸水劑適于用在衛生材料例如一次性尿片中。進一步地,當離心保留能力(CRC) 不大于70(g/g)時,可以獲得這樣一種吸水劑當將該吸水劑用于吸水芯時,具有優異的液 體進入吸水芯的吸收速度。根據本發明的吸水劑的SFC優選為不小于30(10-7 cm3 s g-1),更優選為不小 于50(10-7 cm3 s g—1),進一步優選為不小于100(10-7 cm3 s g—1),進一步更優選為 不小于150 (10_7 cm3 s g—1),特別優選為不小于170 (10_7 cm3 s g—1),并且最優選為 不小于 200(10-7 cm3 s g-1)。當 SFC 不小于 30(1(T7 cm3 s g"1)時,可以獲得這樣一 種吸水劑當將該吸水劑用于吸水芯時,具有優異的液體進入吸水芯的吸收速度。對于SFC 的上限沒有特別限定,但是優選為不大于3000(10-7 cm3 s g-1)。當SFC的上限不大于 3000(10-7-cm3 s g_1)時,當將該吸水劑用于吸水芯時,可以防止在吸水芯中的液體滲漏。在根據本發明的吸水劑中,4. 83kPa的壓力下的抗壓吸收率(AAP)優選為不小于 8 (g/g),更優選為不小于16 (g/g),還更優選為不小于20 (g/g)。對于AAP的上限沒有特別 限定,但是通常不多于30 (g/g)。當4. 83kPa的壓力下的抗壓吸收率(AAP)不小于8 (g/g) 時,可以獲得這樣一種吸水劑當將該吸水劑用于吸水芯時,向吸水芯施壓時從吸水劑中擠 出的液體的量(所謂的再濕)少。根據本發明的吸水劑具有不多于380秒的Vortex吸水時間,更優選不多于160 秒,進一步優選不多于100秒,并且最優選不多于70秒。所述Vortex吸水時間的下限不少 于1秒。優選所述Vortex吸水時間不多于380秒,因為這樣液體會被充分吸收并且不會出 現漏液,例如在該吸水劑用于吸水芯的情況下。通常Vortex吸水時間的值越低,吸水速度 越優異。具有較低值的Vortex吸水時間的吸水劑將具有改善的液體進入吸水芯中的吸收 速度。進一步地,特別而言在以下兩種情況下(i)聚合物⑶為可通過胺(b2)和環 氧鹵丙烷(b3)作為基本單體組分反應獲得的聚合物,并且所述聚合物的重均分子量為 30,000至2,000, 000道爾頓;和(ii)聚合物(B)為可通過氨(bl)、胺(b2)和環氧鹵丙烷 (b3)作為基本單體組分反應獲得的聚合物,則混合了所述聚合物(B)之后的吸水樹脂的吸 收速度優選比混合所述聚合物(B)之前的吸水樹脂的吸收速度得到了更大的改善。進一步地,在這種情況下,混合了所述聚合物⑶之后的吸水劑的Vortex吸水時 間與混合所述聚合物(B)之前的吸水劑的Vortex吸水時間之間的差值不少于2秒,更優選 不少于4秒,并且進一步優選不少于6秒。
進一步地,優選根據本發明的吸水劑具有不少于0.05g/g/SeC、更優選不少于 0. 10g/g/sec、進一步優選不少于0. 15g/g/sec、并且最優選不少于0. 17g/g/sec的FSR。對 于FSR的上限沒有特別限定,但是優選不多于5. Og/g/sec,并且更優選不多于3. 0g/g/seco 具有0. 05g/g/sec或以上的FSR的吸水劑是優選的,因為這樣液體會被充分吸收并且不會 出現漏液,例如在該吸水樹脂用于吸水芯的情況下。更進一步地,優選混合了所述聚合物(B)之后的吸水樹脂的FSR優選比混合所 述聚合物(B)之前的吸水樹脂的FSR得到了更大的改善。混合了所述聚合物(B)之后的 FSR相比于混合所述聚合物(B)之前的FSR優選改善了不少于0. 02g/g/sec,更優選不少于 0. 04g/g/sec,并且進一步優選不少于0. 06g/g/sec。在根據本發明的吸水劑中,優選滴加0. 9質量%氯化鈉水溶液時液滴的接觸角優 選為0°或以上且90°或以下,更優選為70°或以下,還更優選為50°或以下,特別優選為 30°或以下。采用接觸角為90°或以下的配置方案時,所得的吸水劑具有高親水性從而使 當將該吸水劑用于吸水芯時具有優異的液體擴散性。因此,液體被更大面積的吸水芯吸收, 使得吸水芯的性能也得到了改善。吸水劑的水溶性成分優選不多于35質量%,更優選不多于25質量%,并且進一步 優選不多于15質量%。優選水溶性成分不多于35質量%,因為這種吸水劑具有更高的凝 膠強度,并且液體滲透性變優異。進一步地,這是優選的是因為當這種吸水劑在一次性尿片 中使用一段延長的時間時,CRC、AAP等不會隨著時間流逝而下降。進一步地,本發明的吸水劑更優選具有親水性。為了使吸水劑具有親水性,可以 適當的采用如下的常規已知的方法使用至少在其表面上含四價多元醇或者具有更高價的 多元醇的吸水樹脂的方法(W02005/044915),將無機細顆粒添加至吸水樹脂上并且令UV線 輻射到所述吸水樹脂上的方法(日本專利申請公開第號),使用包含水不溶 性的無機細顆粒并且滿足特定條件的吸水劑組合物的方法(日本專利申請第 號),使用包含水溶性的多價金屬鹽和尿素衍生物的吸水樹脂的方法(美國專利申請公開 第號),以及添加親水性無機細顆粒的方法(日本專利申請第 號)。根據本發明的吸水劑可以適當地用于衛生材料例如一次性尿片中。當所述吸水劑 用于衛生材料例如一次性尿片中時,所述吸水劑優選即使在高濕度和高溫下經過長時間的 存儲后仍然保持極其干凈潔白的狀態。經過長時間存儲后的狀態可以通過進行用于促進經 長期存儲的顏色穩定性的實驗進行檢測。所述用于促進長期存儲顏色穩定性的實驗通過 這樣一種方式進行使所述吸水劑在溫度為70士 1°C且相對濕度為65士 1 %的氣氛中暴露7 天,然后通過分光色差計(spectral colorimeter)測量所述吸水劑的Hunter,s Lab色彩 體系中的L值(亮度)。在使用分光色差計測量已經經過用于促進經長期存儲的顏色穩定 性的實驗的吸水劑的Hunter’ sLab色彩體系中的L值(亮度)的過程中,根據本發明的吸 水劑優選具有至少70的L值。注意上述L值的上限通常為100,但是在實際使用中70的L 值基本不會造成任何問題。進一步地,b值優選為0至15,并且a值優選為-3至3。特別地在所述聚合物(B)是可通過胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為基本單體反 應獲得的聚合物的情況下,根據本發明的吸水劑即使在高濕度和高溫的條件下經過長時間 的存儲后也可以保持更加干凈潔白的狀態。在這種情況下,在使用分光色差計測量已經經過用于促進經長期存儲的顏色穩定性的實驗的吸水劑的Hunter’ s Lab色彩體系中的L值 (亮度)的過程中,根據本發明的吸水劑優選具有至少70的L值,更優選不少于74,并且進 一步優選不少于78。注意上述L值的上限通常為100,但是在實際使用中70的L值基本不 會造成任何問題。進一步地,吸水劑優選具有0至15、更優選0至12并且進一步優選1至 10的b值。更進一步地,吸水劑優選具有_3至3、更優選-2至2并且進一步優選-1至1 的a值。進一步地,根據本發明的吸水劑具有優選不多于35、更優選不多于30、進一步優 選不多于25并且最優選不多于20的YI值(經過在溫度為70 士 1°C且相對濕度為65 士 1 % 的氣氛中暴露7天的YI值)。如果本發明的吸水劑具有在上述范圍內的YI值,可以獲得這 樣一種吸水芯在本發明的吸水劑用于衛生材料例如一次性尿片的吸水芯的情況下,即使 在高溫和高濕度的條件下這種吸水芯也很難著色。(5)制造吸水劑的方法本發明用于制造吸水劑的方法包括將吸水樹脂(A)與聚合物⑶混合。因此,可 以獲得在CRC和SFC之間的平衡方面表現優異的吸水劑。本發明所述的用于制造吸水劑的 方法進一步包括一種制造包含在表面上含有所述聚合物(B)的吸水樹脂顆粒(A)的吸水劑 的方法。本發明所述的制造吸水劑的方法可以選自那些至少包含將所述吸水樹脂顆粒(A) 和所述聚合物(B)混合的混合步驟的方法。在本發明中,將所述吸水樹脂顆粒(A)和所述聚合物(B)混合的混合步驟不受限 于任何具體的方法,但是可以采用以下方法中的任意一種(i)將所述吸水樹脂(A)與含有 所述聚合物(B)的溶液或分散液混合的方法;(ii)將所述溶液或分散液噴灑在所述吸水樹 脂(A)上,并且將所得物混合的方法;以及(iii)將所述聚合物(B)直接添加至吸水樹脂 (A),必要時添加水、溶劑、分散介質等,并且將所得物混合的方法。在根據本發明的用于制造吸水劑的方法中,特別地,更優選將所述聚合物(B)的 溶液或分散液與所述吸水樹脂(A)混合的方法。這是優選的是因為這提高了混合性能。進一步優選配置根據本發明的制造吸水劑的方法,將所述聚合物(B)的溶液、乳 化溶液或懸浮液與吸水樹脂(A)混合。在所述聚合物(B)的溶液與所述吸水樹脂(A)混合的情況下,所使用的溶劑不受 限于任何具體的類型,但是可以優選為例如水;醇,例如乙醇、甲醇、丙二醇、丙三醇;或聚 乙二醇。特別地,最優選使用水或水和所述醇的混合物溶劑。另外,優選溶液中所述聚合物 ⑶的濃度為至少1質量%但為100質量%或以下,更優選至少10質量%但為100質量% 或以下。在所述聚合物(B)的懸浮液與所述吸水樹脂(A)混合的情況下,所使用的分散介 質不受限于任何具體的類型,但是可以優選為例如水;醇,例如乙醇、甲醇、丙二醇、丙三醇; 或聚乙二醇。另外,優選分散液中所述聚合物(B)的濃度為至少1質量%但為100質量% 或以下,更優選至少10質量%但為100質量%或以下。進一步地,可以添加分散劑例如水 溶性聚合物和表面活性劑。所述聚合物(B)的乳化溶液(包含乳化劑,例如水)與所述溶液或懸浮液一樣,可 以與吸水樹脂(A)混合。在這種情況下,所使用的分散介質不受限于任何具體的類型,但是可以優選為例如水。所述乳化劑不受限于任何具體的類型,但是可以為非離子表面活性劑、 陽離子表面活性劑等。另外,優選乳化溶液中所述聚合物(B)的濃度為至少1質量%但為 90質量%或以下,更優選為至少10質量%但為90質量%或以下。進一步優選配置根據本發明的用于制造吸水劑的方法,以使得所述聚合物(B)的 水溶液與吸水樹脂(A)混合。另外,優選所述聚合物(B)在水溶液中的濃度為至少1質量% 但為90質量%或以下,更優選至少10質量%但為90質量%或以下。另外,對于進行前述混合步驟的時機沒有特別限定。優選用于本發明中使用的吸 水樹脂為其表面和/或淺表面已經被交聯的吸水樹脂。因此,優選根據本發明的用于制造 吸水劑的方法進一步包括通過使用表面交聯劑交聯每個吸水樹脂的表面的表面交聯步驟。 另外,優選在表面交聯步驟的過程中和/或之后的進行所述混合步驟。在表面交聯步驟的過程中和/或之后的進行所述混合步驟的時機可以為當所述 吸水樹脂與表面交聯劑混合時;在對所述吸水樹脂和表面交聯劑的混合物進行加熱的過程 中;當對所述吸水樹脂和表面交聯劑的混合物后的加熱完成之后的即時;在將通過加熱所 述吸水樹脂和表面交聯劑的混合物獲得的吸水樹脂冷卻之后;或上述的多個時機。特別地,在獲得高CRC和更優異的液體滲透性改進效果的角度上,優選在表面交 聯步驟之后進行所述混合步驟。例如,更優選在對所述吸水樹脂和表面交聯劑的混合物后 的加熱結束之后或者將在將通過加熱所述吸水樹脂和表面交聯劑的混合物獲得的吸水樹 脂冷卻之后立即進行所述混合步驟。進一步地,特別優選在將通過加熱所述吸水樹脂和表 面交聯劑的混合物獲得的吸水樹脂冷卻之后進行所述混合步驟。另外,優選在所述混合步驟中使用的吸水樹脂是已經被加熱至30°C至80°C、更優 選50°C至70°C的溫度的吸水樹脂。優選在所述混合步驟中使用的吸水樹脂在30°C或以上 的溫度,因為這種吸水樹脂在混合后已經改善了可加工性。另外,優選在所述混合步驟中 使用的吸水樹脂在80°C或以下的溫度,因為這種吸水樹脂可以避免自身由于加熱引起的著 色。另外,根據本發明的用于制備吸水劑的方法可以進一步包括添加添加劑例如前述 的水溶性多價金屬鹽和/或水不溶性無機細顆粒等的步驟。在添加這種添加劑的情況下, 添加的方法不受限于任何具體的方法,但是可以為將含有所述添加劑的溶液或分散液與 吸水樹脂(A)混合或者與吸水樹脂(A)和聚合物(B)的混合物混合的方法;噴灑含有所述 添加劑的溶液或分散液并將所得物混合的方法;直接加入添加劑,必要時加入水、溶劑、分 散介質等并且將所得物混合的方法。對于添加添加劑的時間也沒有特別限定。所述添加劑可以在加入聚合物(B)時加 入。也可在將吸水樹脂(A)與聚合物(B)混合到一起后將添加劑添加到由此所獲得的混合 物中。其中,為了改善吸水劑的可加工性以及改善SFC,更優選在吸水樹脂(A)和聚合物(B) 混合到一起后加入所述添加劑。另外,在混合步驟以及在添加添加劑的步驟中,將吸水樹脂(A)、聚合物(B),以及 必要時如上文描述的其他添加劑相互混合的具體方法也沒有特別限定,但是,可以使用任 何公知的攪拌設備。優選使用的攪拌設備的例子包括圓柱形混合器、螺旋混合器、螺桿擠 出機、湍流增強器(Turbulizer)、諾塔(Nauter)混合器、V型混合器、雙臂式捏合機、流動混 合器、空氣混合器、轉盤混合器、輾輪式混合器、渦流混合器、羅地格(Loedige)混合器、攪拌式混合器、螺帶混合器、旋轉式混合器、罐式轉筒、普羅耶(Plaujer)混合器和砂漿混合 器。進一步地,所述攪拌設備可以包括用于加熱吸水樹脂(A)、聚合物(B)和必要時如上 文所述的其他添加劑的混合物的加熱設備;或者用于冷卻經加熱設備加熱后的混合物的冷 卻設備。對于使用上述任意一種攪拌設備進行攪拌的時間沒有特別限定,但是可優選為60 分鐘或以下,更優選為30分鐘或以下。還優選將由此所獲得的混合物在混合步驟和/或添加添加劑的步驟后進行干燥。 干燥溫度為至少40°C但低于100°C,并持續干燥步驟全部時間的50%或以上,更優選持續 干燥步驟的幾乎全部時間。在這樣的溫度下進行干燥過程,不會因受熱而破壞吸水劑。因此 不會產生對由此所獲得的吸水劑的性能不利的影響。根據加熱介質的溫度確定干燥溫度。 但是,例如當用微波加熱時,不可能根據加熱介質確定干燥溫度。在這種情況下,干燥溫度 由物質的溫度決定。對于干燥方法沒有特別限定,但僅需要其具有在上述范圍內的干燥溫 度。干燥方法可以優選使用熱空氣干燥、無風干燥、真空干燥、紅外干燥和微波干燥等。干燥溫度更優選在40°C至100°C的范圍內,進一步優選在50°C至90°C的范圍內。 在所述干燥步驟的過程中,溫度可保持為某個特定值或者是可變的。但是,優選所述溫度在 整個干燥步驟中都基本維持在上述的范圍內。干燥時間取決于吸水劑的表面積、濕氣含量和干燥器的類型。適當選擇干燥時間 以獲得目標濕氣含量。干燥時間通常在10分鐘至120分鐘的范圍內,更優選在20分鐘至 90分鐘的范圍內,進一步優選在30分鐘至60分鐘的范圍內。10分鐘或更長的干燥時間可 以獲得被充分干燥的具有優異的可加工性的吸水劑。120分鐘或更短的干燥時間不會破壞 吸水劑,從而使水溶性成分不會增加。因此,可以獲得改善物理性能的效果。在所述用于制造吸水劑的方法中,更優選在吸水樹脂顆粒承受機械損壞以形成不 規則壓碎的形狀之后將聚合物(B)和吸水樹脂顆粒互相混合。具有不規則壓碎形狀的吸水 樹脂顆粒能夠在其表面上有效地包含聚合物(B)。因此,可以改善由此獲得的吸水劑的性 能。在此所述的“機械損壞”意為用一片玻璃或金屬撞擊所述吸水樹脂顆粒以使所述 吸水樹脂顆粒承受物理震動。對于對吸水樹脂顆粒給予機械損壞的方法沒有特別的限定,但僅需要能夠對吸水 樹脂顆粒給予震動。此方法的實例包括搖動含有吸水樹脂顆粒和玻璃珠的玻璃容器以使吸 水樹脂顆粒承受機械損壞的方法(隨后所述的油漆震蕩器試驗(paint shaker test)。對 吸水樹脂顆粒給予機械損壞的另一種方法可以為轉動裝有吸水樹脂顆粒和球或類似物的 筒形容器的方法(球磨);在帶有攪拌槳的攪拌設備內攪拌吸水樹脂顆粒的方法;令吸水樹 脂顆粒通過槳式干燥器(帶有槳葉的冷卻設備或加熱設備)的方法;用壓碎裝置壓碎吸水 樹脂顆粒的方法;通過空氣流輸送吸水樹脂顆粒的方法;或者造成吸水劑的一個顆粒與另 一個顆粒之間的相互碰撞或摩擦的方法。(6)吸水芯本發明的吸水芯包含本發明的吸水劑。可以將本發明的吸水劑和適當的材料結合 用作例如適合用作作為衛生材料的吸水層的吸水芯。下面將對根據本發明的吸水芯進行解釋。在本發明中,吸水芯是由吸水劑和其他材料制成并形成一定形狀的材料。所述吸水芯用于衛生材料中以吸收血液、體液和尿液等。所述衛生材料的實例可包括一次性尿 布、衛生巾、失禁墊、醫用墊等。用于吸水芯的其他材料可包括纖維素纖維。這種纖維素纖 維的具體例子包括例如木漿纖維,如木材制成的機械紙漿、化學紙漿、半化學紙漿和溶解 紙漿;人造纖維素纖維,如人造纖維和醋酸纖維等。更優選的纖維素纖維是木漿纖維。這些 纖維素纖維可部分含有合成纖維例如尼龍和聚酯。當本發明的吸水劑用作吸水芯的一部分 時,吸水芯中吸水劑的含量優選為20質量%或以上,更優選為30質量%或以上,并且最優 選為40質量%或以上。若本發明的吸水劑在吸水芯中的質量低于20質量%,則存在不能 獲得足夠的吸收效果的風險。為了通過使用本發明的吸水劑和纖維素纖維獲得吸水芯,例如可適當地采用以下 常規方法使吸水劑分散在由纖維素纖維制成的紙片或墊子上,并且必要時將所述吸水劑 夾在所述紙片或墊子之間以獲得所述吸水芯的方法;通過均勻混合纖維素纖維和吸水劑以 獲得所述吸水芯的方法;以及類似的方法。更優選的方法包括將吸水劑和纖維素纖維干法 混合得到它們的混合物,然后壓緊所述混合物以獲得所述吸水芯的方法。這種方法明顯防 止吸水劑從纖維素纖維中脫落。優選邊加熱所述混合物邊進行所述壓緊。所述加熱在例如 50°C至200°C的范圍內進行。當在吸水芯中使用根據本發明的吸水劑時,可以獲得能迅速吸收液體并在吸水芯 的表面層中殘余較少的液體的極其優良的吸水芯。這些優異的吸水性能使本發明的吸水劑能夠用作各種用途的吸水保持劑,例如, 用于衛生材料如一次性尿布、衛生巾、失禁用墊、醫療用墊等的吸水保持劑;農業/園藝用 保水劑如泥炭癬替代物、土壤改良劑、保水劑、農業化學效果保持劑;建筑/ 土木工程用保 水劑如用于內墻材料的防凝露劑、水泥添加劑等;緩釋劑、保冷劑、一次性暖身器、淤泥凝結 劑、食品保鮮劑、離子交換柱材料、淤泥/油脫水劑、干燥劑、濕度控制劑等。具體地說,本發 明的吸水劑適合用于吸收糞便、尿液和/或血液的衛生材料(例如一次性尿布、衛生巾等)。在根據本發明的吸水芯用于一次性尿布、衛生巾、失禁墊、醫用墊等衛生材料中的 情況下,優選采取包括如下項目的配置方案使用所述吸水芯(a)緊貼使用者身體的液體 可滲透的表層,(b)緊貼使用者衣物而遠離使用者身體的液體不滲透的背層,和(C)置于表 層和背層之間的吸水芯。所述吸水芯可以是多層的(兩層或更多層)。另外所述吸水芯可 與紙漿層等結合使用。實施例通過以下實施例進一步描述本發明。但是本發明并不受限于以下實施例。在以下 實施例中,為方便起見,“質量份”可用“份”表示,“升”可用“L”表示。另外,“質量% ”可用 “wt%”表示。吸水樹脂、吸水樹脂顆粒或吸水劑的性能可以按照下列方法檢測。如果沒有特別 說明,以下檢測是在室溫(20至25°C )、濕度為50冊%的條件下進行。當吸水劑用于最終產品例如衛生材料時,吸水劑吸收濕氣。在這種情況下,可以將 吸水劑從最終產品中適當地分離,并在低溫低壓下干燥(例如,在不高于ImmHg的氣壓和 60°C下干燥12小時),從而可對由此獲得的所得物進行測量。進一步地,本發明實施例和對 比實施例中使用的吸水劑的固含量都不小于94wt%。以下測量方法的描述作為吸水劑測量 的實施例,但是吸水樹脂顆粒的性能也可以采用相同的方法測量。
〈離心保留能力(CRC)>離心保留能力(CRC)表示的是在沒有任何負載時,30分鐘內對0. 90襯%鹽水的吸 收能力。CRC也指無負載吸收能力。然后,將0. 200克吸水劑均勻地裝入不織布(南國紙漿工業株式會社制造,希特龍 紙(Heatron Paper)型號為GSP-22)制成的袋子(85毫米X60毫米)里,并且將袋子熱 封。然后,在室溫下將袋子浸泡在過量的(通常約500毫升)0.90wt%鹽水(氯化鈉水溶 液)中,30分鐘后取出。采用離心分離機(國產集團制造,離心機型號為H-122)在離心力 (250G)的作用下將袋子脫水3分鐘(如歐洲不織布協會(edana)ABSORBENCY II 441. 1-99 中所述),并測定袋子的重量Wl (g)。另外,在不使用吸水劑的條件下進行相同操作,并測定 重量WO (g)。然后,根據下面的公式,由重量Wl和WO即可計算出離心保留能力(CRC) (g/g)。離心保留能力(CFC) (g/g)= (W1 (g) -WO (g)) / (吸水劑的重量(0. 200g)) _1<4. 83kPa下的抗壓吸收率(AAP) >抗壓吸收率(AAP)表示的是4. 83kPa下、60分鐘內對0. 9wt%鹽水的吸收能力。 AAP也指4. 83kPa下的吸收率。圖1為說明AAP的測量裝置的截面圖。采用如圖1所示的測量設備測得了抗壓吸收率(AAP)。內徑為60毫米的塑料支 撐柱100底部熔接一個400目(38μπι的篩目尺寸)的不銹金屬網101。然后,在室溫(20 至25V ) ,50% RH濕度的條件下,將0. 900克吸水劑均勻分布于不銹金屬網101上。再將 活塞103及載荷104依次施加在吸水劑上。活塞103及載荷104的外徑稍小于支撐柱100 的內徑60毫米,從而使活塞和支撐柱之間沒有縫隙,且活塞103和載荷104向上向下的移 動不受阻礙。注意,調整活塞103和負荷104以將4. 83kPa(0. 7psi)的載荷均勻地施加在 作為測試主體102的吸水劑上。然后,測量整個測量裝置10的重量Wa(g)。將一個直徑90毫米的玻璃過濾器106 (株式會社相互理化學玻璃制作所的產品; 小孔直徑100 μ m-120 μ m)放置入直徑150毫米的Petri培養皿105內。之后加入0. 90wt % 鹽水108(不低于20°C但不高于25°C ),直至液面達到玻璃過濾器106的上表面。然后, 將一張直徑90毫米的濾紙(Advantec東洋會社產品;產品名稱JIS P3801, No. 2 ;厚度 0. 26毫米;保留顆粒的直徑5 μ m)鋪在其上,使濾紙107的整個表面完全浸潤,除去過量 的 0. 90wt% 鹽水 108。將整套測量裝置10放置在濕潤的濾紙107上。然后令吸水劑在載荷下吸收溶液 一小時。一個小時后,提起整套測量裝置10并測量其重量Wb (g)。根據下列公式,由重量 Wa和Wb計算出4. 83kPa下的抗壓吸收率(AAP) (g/g)。4. 83kPa下的抗壓吸收率(AAP)= (Wb(g)-Wa(g))/吸水劑的重量(0. 900g)<鹽水導流率(SFC) >鹽水導流率(SFC)是表示當吸水劑溶脹時的液體滲透性的數值。SFC數值越高, 液體滲透性越高。在實例中,測試根據美國專利第5849405號中所描述的SFC測試來進行。 圖2為說明SFC的測量裝置的示意圖。在圖2所示的測量裝置中,將玻璃管32插入貯槽31內,并且設定好所述玻璃管32 的下端,以使得0. 69wt%鹽水33比腔室41內溶脹凝膠44的底部高出5cm。另外,貯槽31
32中的0. 69wt%鹽水33通過帶有旋閥的L型管34輸送到腔室41。腔室41的下面設置收集 流過凝膠層的液體的收集容器48,并且所述收集容器48設置于天平49之上。腔室41的內 徑為6cm,并且腔室41下部的底面上設置400號的不銹金屬網(38 μ m的篩目尺寸)42。活 塞46的下部設有允許液體通過的孔47,并且將具有高透過性的玻璃過濾器45設在其底部 從而不讓吸水劑或溶脹凝膠進入孔47。腔室41放在用于該腔室的架臺上,而與腔室41接 觸的架臺表面設置在不妨礙液體透過的不銹金屬網43之上。人工尿液(1)通過將0. 25g 二水合氯化鈣、2. Og氯化鉀、0. 50g六水合氯化鎂、 2. Og硫酸鈉、0. 85g磷酸二氯銨、0. 15g磷酸氫二銨和994. 25g純水混合而成。使用如圖2所示的測量裝置20,在2. 07kPa(0. 3psi)的載荷下使均勻分布在容器 40中的吸水劑(0.900g)在人工尿液(1)中溶脹60分鐘,以得到凝膠44,并記錄下所得到 的凝膠44的凝膠層高度。下一步,在2. 07kPa(0. 3psi)的壓力下,使0. 69wt%鹽水33在恒 定的靜水壓力下從貯槽31流出,經過所述溶脹凝膠層。此SFC測試在室溫(不低于20°C但 不高于25°C)下進行。利用計算機及天平記錄每20秒內流過所述凝膠層的液體量,作為時 間的函數記錄10分鐘。以增重(g)除以時間增量(s)來確定溶液流經溶脹凝膠44(主要 是在凝膠顆粒之間)的流速?8(10,單位為8/8。得到恒定的靜水壓力和穩定的流速的時間 設為“Ts”,并且只用“Ts”與10分鐘之間所得到的數據計算流速,用“Ts”與10分鐘之間計 算的流速計算Fs (T = 0)的值,即溶液流經所述凝膠層的第一流速。從Fs (T)和時間之間 關系的最小均方逼近得到的結果外推至T = 0來計算Fs (T = 0)。鹽水導流率(SFC)= (Fs (T = 0) XL0)/(p XAX ΔP)= (Fs (Τ = 0) X L0)/139506這里,Fs (Τ = 0)流速,用 g/s 表示LO 凝膠層的高度,用cm表示ρ =NaCl 溶液的密度(1. 003g/cm3)A 腔室41的凝膠層上面的面積(28. 27cm2)Δ P 施加于凝膠層的靜水壓力(4920dyne/cm2)。另外,SFC值的單位是 (1(Γ7 · cm3 · s · 。在由于液體流過太快使得靜水壓力不滿足上述條件的情況下,也可以通過將ΔΡ 的值變為通過鹽水的液面高度計算出來的值來計算SFC。〈Vortex 吸水時間 >對于Vortex吸水時間而言,通過如下步驟測量生理鹽水的Vortex吸水時間將 0. 02份食用藍No. 1亮藍=落日黃(FCF,食品添加劑)添加至1000質量份的前面已經準備 好的生理鹽水(0.9%鹽水);將所獲得的生理鹽水的溫度調節至30°C;稱取50ml由此獲得 的添加了食用藍No. 1亮藍的生理鹽水并將其加入IOOml的燒杯中;在使用攪拌器芯片(長 度40mm,直徑8mm)攪拌所述鹽水的同時,在所述鹽水中加入2. Og吸水劑(或吸水樹脂); 然后測量Vortex吸水時間(秒)。根據JIS K 7224(1996)描述的標準“超吸收性聚合物 的吸水速度的測試方法一說明書”決定測量終點。將所述吸水劑(或所述吸水樹脂)放入 鹽水中的時間和所述攪拌器芯片被已經吸收了鹽水的吸水劑(或吸水樹脂)測試溶液覆蓋的時間之間的時間間隔確定為Vortex吸水時間(秒)。<FSR(自由溶脹速率)>FSR是吸水劑的吸收液體的速度的指標。較高值的吸收速度是優選的。使用具有 高FSR值的吸水劑可以獲得液體吸收速度優異的吸水芯。所述吸收速度采用以下方法測量。精確稱取1. 000士0. 0005g的吸水劑的重量至小數點后四位(Wc (單位g)),然后 將其加入25ml的玻璃燒杯中(直徑32-34mm,高度50mm)。在這個過程中,以這樣的方式 將吸水劑加入燒杯中燒杯中的所述吸水劑的上表面是平的。必要時,可以輕輕敲打燒杯以 使得所述吸水劑是平的。接下來,稱取溫度調節至23°C 士2. 0°C的20ml的0.9質量%氯化 鈉水溶液并將其加入50ml的玻璃燒杯中,并且所述0. 9質量%氯化鈉水溶液的重量測量精 確至小數點后四位(Wd(單位g))。然后將所述稱量過的0. 9質量%氯化鈉水溶液迅速倒 入含有吸水劑的25ml的燒杯中,在被倒入的氯化鈉水溶液與所述吸水劑互相接觸時開始 測量時間。在測量過程中,通過以大約20°的角度觀察燒杯內的氯化鈉水溶液的上表面來 用眼睛觀察上表面。然后,在所述氯化鈉水溶液的上表面被吸收了氯化鈉水溶液的吸水劑 的上表面代替時(由于吸水劑吸收了氯化鈉水溶液所導致),停止時間的測量(Th (單位 秒))。接著,測量在倒入氯化鈉水溶液后附在燒杯上的剩余的氯化鈉水溶液的重量至小數 點后四位(We(單位g))。已經倒入的氯化鈉水溶液的重量(Wf (單位g))通過以下的公 式(a)計算。進一步地,通過以下的公式(b)計算FSR(單位g/g/sec)。公式(a):fff(g) = ffd(g)-ffe(g)公式(b):FSR(g/g/sec) = fff/(ThXffc)相同的測量對每個試樣進行三次,并且計算上述測量的平均值作為測量的結果。<質量平均顆粒尺寸(D50)和顆粒尺寸分布的對數標準差(σ ζ ) >測試根據國際公開第2004/69915號的小冊子中描述的質量平均顆粒尺寸(D50) 和對數標準差(σ ζ)測試進行。〈具有能夠通過篩目尺寸為150μ m的篩網的顆粒尺寸的顆粒的比例〉以與質量平均顆粒尺寸(D50)和顆粒尺寸分布的對數標準差(σ ζ)相同的方式 進行分級,使具有能夠通過篩目尺寸為150μπι的篩網的顆粒尺寸的顆粒的比例(wt%)由 通過篩目尺寸為150 μ m的篩網的顆粒的量來計算。〈吸水劑的固含量〉吸水劑的固含量表示吸水劑中在180°C下不揮發的組分的比例。進一步地,固含量 與濕氣含量的關系如下。固含量(wt % ) = 100-濕氣含量(wt % )所述固含量是通過以下的方式測得稱量大約Ig吸水劑(重量Ws (單位g))并倒入底面直徑約5cm的鋁杯(重量 Wl (單位g))中,然后在180°c的無風干燥器中靜置3小時以干燥所述吸水劑。之后稱量 鋁杯和干燥后的吸水劑的總重量(Wk(單位g)),并且根據下式計算固含量。固含量(wt% ) = ((ffk-ffl)/ffs) XlOO<水溶性成分(水溶性組分)的量>稱量184. 3g的0. 90襯%鹽水并將其倒進250ml的帶蓋塑料容器中。然后向該溶液中加入1. OOg吸水劑,將裝有上述溶液和所述吸水劑的塑料容器通過轉動磁力攪拌子 (直徑8mm,長度25mm)以500rpm攪拌16小時,由此從樹脂中萃取出可萃取成分。用濾紙 (Advantec東洋會社的產品,品名JIS P3801,No. 2 ;厚度0. 26mm,保留顆粒直徑5μπι)過 濾此萃取溶液,由此獲得濾液。然后稱出50. Og濾液以用作待測溶液。首先,用0. IN NaOH溶液僅滴定0. 90wt%鹽水,直至鹽水的ρΗ達到10。然后用0. IN HCl溶液滴定該鹽水直至ρΗ達到2. 7。由此方式測定空白滴定量([bNaOH]ml和[bHCl]ml)。對待測溶液進行同樣的操作,由此測定滴定量([NaOH]ml和[HCl]ml)。之后,例如,在吸水劑中包含已知量的丙烯酸及其鈉鹽作為其主要組分的情況下, 依據以下的方程式由單體的平均分子量及通過上述操作得到的滴定量計算出吸水劑中水 溶性成分的量。在吸水劑中包含未知量的丙烯酸及其鈉鹽的情況下,通過使用由滴定計算 出的中和率計算出單體的平均分子量。水溶性成分(wt % )= 0. IX (平均分子量)X 184. 3X 100X ([HCl]-[bHCl])/1000/1. 0/50. 0中和率(mol%)= (1-([NaOH]-[bNaOH]))/([HC1]-[bHCl])) X 100< 定高吸收(FHA) >依據US2005/000319A1中所披露的方法測量定高吸收(FHA)。在本發明中,上述測 量在20cm的高度下進行。<油漆震蕩器試驗>油漆震蕩器試驗(PS)如下。首先,將IOg直徑為6mm的玻璃珠和30g吸水樹脂或 吸水劑放入直徑6厘米、高11厘米的玻璃容器內,并將玻璃容器放在一個油漆震蕩器(株 式會社東洋精機制作所的產品,產品編號488)內以800圈/分鐘(CPM)進行震動。有關 該儀器的詳細描述公開在日本未審查專利公開特開平9-235378中。描述為“油漆震蕩器試 驗1”的試驗的震動時間為30分鐘,而描述為“油漆震蕩器試驗2”的試驗的震動時間為10 分鐘。振動后,用篩目尺寸為2毫米的JIS標準篩除去玻璃珠。由此獲得受到破壞的吸 水樹脂顆粒或吸水劑。<對吸水劑的著色性評價(Hunter,s Lab色彩體系/L值、a值、b值、YI值)>使用分光色差計SZ- Σ 80色彩測試系統(COLOR MEASURING SYSTEM)(日本電色 的產品)對吸水劑的著色性進行評價。選取反射測量作為測量的預設條件,并且使用內徑 為30mm、高度為12mm的附屬的粉末-膏糊載物臺。下一步,以粉末-膏糊標準圓形白色板 No. 2和30Φ泛光管用作標準物。大約5g吸水劑被放入內置載物臺中(相當于該內置載 物臺的約60% )。然后在室溫(從20至25°C )和濕度為50RH%的條件下,使用上述的分 光色差計測量Hunter’ s Lab色彩體系中的L值(亮度亮度指數)、a值(色度)和b值 (色度)。這些值表示“暴露前的L值、a值和b值”。下一步,大約5g吸水劑被放入所述膏糊載物臺中,將包含吸水劑的膏糊載物臺在 溫度被調至70 士 1 °C且相對濕度被調至65 士 1 %的恒溫恒濕器(TABAI ESPEC株式會社的產 品,PLATINOUS LUCIFFER,PL-2G)中暴露7天。該暴露過程是為了在7天內促進著色而進 行的測試。暴露后,使用分光色度計測定Hunter’ s Lab色彩體系中的L值(亮度)、a值(色度)和b值(色度)。所測得的值表示“在70士 1°C以及相對濕度為65士 的大氣中 暴露7天后的L值、a值和b值”。L值越高越是優選的。另外,優選a值和b值的絕對值接近零。進一步地,使用上述同一種儀器和同一種測量方法可以同時測定其他目標顏色 YI (黃色指數)或WB(白平衡(White Blue))。WB越大或YI越小,則吸水劑著色越少且其 顏色越接近于實質上的白色。<聚合物⑶的合成實施例>用于根據本發明的吸水劑中的聚合物⑶的合成實施例如下所述,其中所述聚合 物(B)包含氨(bl)、胺(b2)和環氧鹵丙烷(b3)作為基本組分。(合成實施例1)在配備有攪拌裝置、回流冷凝器、滴液漏斗和溫度計的反應器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% )、6. 8克氨水(25% )和172. 6克水。攪拌該混合物以使得上述物質均勻 溶解,然后通過滴液漏斗經過大約3小時將101. 8克環氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完 成滴加后,所得到的產物在80°C下反應6小時,由此獲得樹脂含量為39%的無色-淡黃的 水溶液。通過GPC(凝膠滲透色譜儀)測得的所得到的聚合物的重均分子量為20,000。(合成實施例2)在配備有攪拌裝置、回流冷凝器、滴液漏斗和溫度計的反應器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% ) ,34. 0克氨水(25% )和217. 9克水。攪拌該混合物以使得上述物質均勻 溶解,然后通過滴液漏斗經過大約3小時將138. 8克環氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完 成滴加后,所得到的產物在80°C下反應8小時,由此獲得樹脂含量為39%的無色-淡黃的 水溶液。通過GPC測得的所得到的聚合物的重均分子量為25,000。(合成實施例3)在配備有攪拌裝置、回流冷凝器、滴液漏斗和溫度計的反應器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% )、68克氨水(25% )和2746克水。攪拌該混合物以使得上述物質均勻溶 解,然后通過滴液漏斗經過大約3小時將185克環氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完成滴 加后,所得到的產物在80°C下反應10小時,由此獲得樹脂含量為39%的無色-淡黃的水溶 液。通過GPC測得的所得到的聚合物的重均分子量為30,000。(合成實施例4)在配備有攪拌裝置、回流冷凝器、滴液漏斗和溫度計的反應器中加入90. 2克二甲 胺水溶液(50% ) ,68. 0克氨水(25% )和81克水。攪拌該混合物以使得上述物質均勻溶 解,然后通過滴液漏斗經過大約3小時將203. 5克環氧氯丙烷滴加至所述混合物。在完成 滴加后,所得到的產物在90°C下反應10小時,由此獲得樹脂含量為57%的無色-淡黃的水 溶液。通過GPC測得的所得到的聚合物的重均分子量為80,000。(合成實施例5)在配備有攪拌裝置、回流冷凝器、滴液漏斗和溫度計的反應器中加入146. 2克二 乙胺水溶液(50% ) ,34. 0克氨水(25% )和231. 9克水。攪拌該混合物以使得上述物質均 勻溶解,然后通過滴液漏斗經過大約3小時將138. 8克環氧氯丙烷滴加至所述混合物。在 完成滴加后,所得到的產物在80°C下反應10小時,由此獲得樹脂含量為39%的無色-淡黃 的水溶液。通過GPC測得的所得到的聚合物的重均分子量為30,000。
(合成實施例6)在配備有攪拌裝置、回流冷凝器、滴液漏斗和溫度計的反應器中加入120. 5份水、 30. 4 份(0. 5mol)28% 的氨水、45 份(0. 5mol) 50%二乙胺禾口 18. 3 份(0. 25mol)正丁胺。然 后在低于40°C的溫度下經過90分鐘將115. 6份(1. 25mol)環氧氯丙烷滴加至該混合物。 在完成滴加后,所述混合物的溫度上升至40°C并且在40°C下保持1小時。之后,所述混合 物的溫度上升至80°C并且在80°C下保持1.5小時。然后,將所述混合物冷卻至室溫。所獲 得反應產物具有52. 6%的固含量,23. Ocps的粘度和5. 5的pH。〈制造本發明的吸水劑>(實施例1)在由容積為10升、設有兩個Σ型槳葉和夾套的雙臂型不銹捏合機加上頂蓋構成 的反應器中,通過將436. 4克丙烯酸、4617. 9克37質量%的丙烯酸鈉水溶液、395. 96克 純水、10. 13克(0.08mol%)聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量為523 ;對于用作內部交 聯劑的聚乙二醇二丙烯酸酯而言,加入的環氧乙烷的平均摩爾數(η)為9)以及0.873克 (0.04mol% )1,4_ 丁二醇溶解以得到反應液。然后,一邊使該反應液保持在25°C,一邊使 其在氮氣氣氛下脫氣20分鐘。溶解在上述體系中的氧氣為Ippm或以下。隨后,一邊攪拌 一邊將14. 53克20質量%的過硫酸鈉水溶液和24. 22克1質量%的L-抗壞血酸水溶液加 入上述反應液中。在大約34秒后上述反應溶液達到25. 5°C,然后開始聚合。在聚合開始 3分鐘后將21. 55克(總單體質量200襯 111)2質量%的乙二胺四甲叉膦酸五鈉鹽(簡稱 EDTMP -5Na)水溶液加入體系。然后在不低于25. 5°C且不高于92°C范圍內的溫度下進行所 述聚合,同時將得到的凝膠壓碎。在聚合反應開始30分鐘后取出水凝膠交聯聚合物。將所 獲得的水凝膠交聯聚合物壓碎以使得大部分凝膠顆粒的直徑為約5mm或以下。將粉碎后的水凝膠交聯聚合物鋪展到50目的金屬絲網上,然后在180°C下熱空氣 干燥45分鐘。干燥后的水凝膠用輥式研磨機進行粉碎,再用篩孔尺寸為710 μ m的JIS標 準篩進行分級。穿過了上述JIS標準篩的顆粒進一步用篩孔尺寸為172 μ m的JIS標準篩 進行分級。除去穿過篩孔尺寸為172 μ m的JIS標準篩的細顆粒,由此得到質量平均顆粒尺 寸(D50)為389 μ m、顆粒尺寸分布的對數標準差(σ ζ )為0. 31的不規則粉碎的吸水樹脂 (a)。該吸水樹脂(a)的離心保留能力(CRC)為32. 9 (g/g),并且包含9. 7質量%的水溶性 成分和0. 3質量%的具有能穿過篩孔尺寸為150 μ m的篩網的尺寸的顆粒。將由通過混合0. 34份1,4- 丁二醇、0. 56份丙二醇和3. 0份純水制備的液體組成 的表面交聯液體與100份獲得的上述吸水樹脂(a)均勻混合。將所得混合物在208°C下加 熱40分鐘。然后,將所得顆粒粉碎,使其能通過篩孔尺寸為710μπι的JIS標準篩。由此得 到每個顆粒都進行了表面交聯的吸水樹脂顆粒(1)。然后,對所述吸水樹脂顆粒(1)進行油漆震蕩器試驗1。從而由所述吸水樹脂顆 粒(1)獲得吸水樹脂顆粒(ID)。所述吸水樹脂顆粒(ID)的質量平均顆粒尺寸(D50)為 389 μ m,顆粒尺寸分布的對數標準差(σ ζ)為0.31,水溶性成分為9.2質量%并且具有能 夠穿過篩孔尺寸為150 μ m的篩網的尺寸的顆粒的量為0. 4質量%。表1中示出了所述吸水樹脂(a)的性能。表2中示出了所述吸水樹脂顆粒(ID) 的性能。將通過混合2. 0質量份的UNISENCE KHE 102L (由SENKA公司制造,二甲胺/氨/環氧氯丙烷樹脂,平均分子量約為70,000 (參考值),含有濃度為50質量%的固體組分的水 溶液,當將該水溶液稀釋至時的PH約為6)和2. 0質量份甲醇制備的混合溶液添加至 100質量份的吸水樹脂顆粒(ID)中。在上述過程中,一邊攪拌所述吸水樹脂顆粒(ID) — 邊加入所述混合溶液,以將所述溶液均勻地添加至所述顆粒中。在沒有空氣流通下將所得 混合物靜置并在90°C下干燥1小時。然后,令得到的混合物穿過篩孔尺寸為710 μ m的JIS 標準篩。由此獲得吸水劑(1)。所述吸水劑(1)的質量平均顆粒尺寸(D50)為395 μ m,顆 粒尺寸分布的對數標準差(σ ζ)為0.30,水溶性成分為9.0質量%并且具有能夠穿過篩孔 尺寸為150 μ m的篩網的尺寸的顆粒的量為0質量%。注意二甲胺/氨/環氧氯丙烷樹脂是一種含有通過以下化學式(1)表示的結構和 通過以下化學式(2)表示的結構的聚合物
權利要求
一種吸水劑,包括吸水樹脂(A);以及聚合物(B),所述聚合物為主鏈上含有羥基的多胺聚合物。
2.根據權利要求1所述的吸水劑,其特征在于,所述聚合物(B)是通過胺(b2)和環氧 鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應獲得的聚合物。
3.根據權利要求1或2所述的吸水劑,其特征在于,所述聚合物(B)是通過氨(bl)、胺 /所述胺(b2)以及環氧鹵丙烷/所述環氧鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應獲得的聚 合物。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的吸水劑,其特征在于,所述吸水樹脂(A)具有交 聯的表面。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的吸水劑,其特征在于,相對于100質量份的吸水 樹脂(A),所述聚合物(B)為0. 001至10質量份。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的吸水劑,其特征在于,所述聚合物(B)的重均分 子量不低于5,000道爾頓但不高于2,000, 000道爾頓。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的吸水劑,其特征在于,所述吸水樹脂㈧為聚 丙烯酸和/或其鹽的交聯聚合物。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的吸水劑,其特征在于,所述吸水劑含有1至20 質量%的水。
9.一種制造吸水劑的方法,所述方法包括將吸水樹脂(A)和聚合物(B)混合,所述聚合物為主鏈上含有羥基的多胺聚合物。
10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于,所述聚合物(B)是通過胺(b2)和環氧鹵 丙烷(b3)作為單體和基本組分反應得到的聚合物。
11.根據權利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述聚合物(B)是通過氨(bl)、胺 /所述胺(b2)和環氧鹵丙烷/所述環氧鹵丙烷(b3)作為單體和基本組分反應得到的聚合 物。
全文摘要
本發明提供了一種在離心保留能力(CRC)和鹽水導流率(SFC)之間的平衡方面表現優異的吸水劑以及一種制造所述吸水劑的方法。所述制造吸水劑的方法包括混合(i)吸水樹脂(A)與(ii)聚合物(B),所述聚合物為主鏈上含有羥基的多胺聚合物,所述制造吸水劑的方法提供了一種包含(i)所述吸水劑(A)和(ii)所述聚合物(B)的吸水劑,所述聚合物為主鏈上含有羥基的多胺聚合物。
文檔編號A61F13/15GK101939383SQ20098010465
公開日2011年1月5日 申請日期2009年3月6日 優先權日2008年3月7日
發明者池內博之, 町田沙耶加, 足立芳史, 鳥井一司 申請人:株式會社日本觸媒