專利名稱：由吸水性堿性聚合物制備的泡沫材料、其制備方法和用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及由吸水性堿性聚合物形成的泡沫材料，其制備方法及其在衛生用品中的用途。
基于交聯酸官能單體的主要呈開孔結構的吸水性泡沫材料是已知的，參見EP-B-0858478、WO-A-99/44648和WO-A-00/52087。它們通過例如下述步驟制備使包含至少50摩爾％中和的酸官能單烯鍵式不飽和單體、交聯劑和至少一種表面活性劑的可聚合含水混合物發泡，然后使發泡混合物聚合。可聚合混合物的發泡可例如通過下述方法進行將對自由基呈惰性的氣體以細小氣泡分散，或在升高壓力下使所述氣體溶于可聚合混合物中并然后降低壓力。將泡沫材料的水含量調整到例如1-60重量％。泡沫材料可任選通過將交聯劑噴到發泡材料上或將泡沫材料浸入其中并將負載交聯劑的泡沫材料加熱到較高溫度進行表面后交聯。所述泡沫材料例如用于衛生制品以收集、分布和儲存體液。
WO-A-97/31600公開了一種用于衛生或清潔制品的吸收體元件，其中多個超吸收性泡沫材料元件以網格的形式分布在支撐體上，其間的距離使得在溶脹狀態下各元件的外圍相互接觸。例如，可將單體泡沫以需要的網格形式施加到支撐體上，然后將聚合或分別制備的泡沫材料元件可以通過化學或物理方式以需要的網格形式固定在支撐體上。但是，所述超吸收性泡沫材料的滲透性仍需要改善。
US-A-5,981,689和US-A-6,121,409公開了基于聚乙烯胺凝膠的吸水性材料。這些材料基本由粒狀聚合物混合物和酸性聚合物組成，其中粒狀聚合物包含輕度交聯的堿性聚合物，可任選地進行表面后交聯；每種聚合物當是聚電解質時都能吸水。這種吸收性產物的實例是游離堿形式的輕度交聯聚乙烯胺顆粒與游離酸形式的輕度交聯聚丙烯酸顆粒的混合物。US-A-5,981,689還揭示了交聯聚乙烯胺的鹽也可以用作吸水性聚合物。
US-A-5,962,578同樣公開了由交聯堿性聚合物顆粒和酸性吸水性聚合物顆粒的混合物組成的吸水性材料。二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺的輕度交聯加成聚合物被指定為堿性聚合物。同樣，輕度交聯的聚乙烯胍粒狀聚合物也可以在與酸性吸水性粒狀聚合物的混合物中用作堿性聚合物，參見US-A-6,087,448。
US-B-6,222,091公開了吸水性凝膠顆粒，其中每個顆粒包含酸性吸水性樹脂的微疇和堿性吸水性樹脂的微疇。上述吸水性材料用于例如衛生制品以吸收體液。
WO-A-00/63295同樣公開了用于形成水凝膠的顆粒混合物，其中包含輕度交聯的堿性聚合物和輕度交聯的酸性聚合物。
本發明的目的在于提供一種具有高吸收能力、改善的滲透能力和改善的分布狀態的吸水性制品。
我們發現通過由吸水性堿性聚合物形成的且主要呈開孔結構的泡沫材料可實現該目的，所述泡沫材料通過下述步驟獲得(I)使包含下列成分的可交聯含水混合物發泡(a)至少一種堿性聚合物，其堿性基團任選已經被中和，(b)至少一種交聯劑，(c)至少一種表面活性劑，(d)任選的至少一種增溶劑，(e)任選的增稠劑、泡沫穩定劑、填料、纖維和/或泡核作用劑，和(f)任選的粒狀吸水性酸性聚合物，通過在2-400巴的壓力下將對自由基呈惰性的氣體溶于可交聯的含水混合物并然后使可交聯的含水混合物減壓至大氣壓，或通過使對自由基呈惰性的氣體的細小氣泡分散進行，并且(II)使已發泡的混合物交聯形成水凝膠泡沫材料，并且在可行時將聚合物泡沫材料的水含量調整為1-60重量％。
本發明進一步提供一種生產由吸水性堿性聚合物形成的泡沫材料的方法，其中包括(I)使包含下列成分的可交聯含水混合物發泡，(a)至少一種堿性聚合物，其堿性基團任選已經被中和，(b)至少一種交聯劑，(c)至少一種表面活性劑，(d)任選的至少一種增溶劑，(e)任選的增稠劑、泡沫穩定劑、填料、纖維和/或泡核作用劑，和(f)任選的粒狀吸水性酸性聚合物，通過在2-400巴的壓力下將對自由基呈惰性的氣體溶于可交聯的含水混合物并然后使可交聯的含水混合物減壓至大氣壓，或通過對自由基呈惰性的氣體的細小氣泡分散進行，并且(II)使已發泡的混合物交聯形成水凝膠泡沫材料，并且在可行時將聚合物泡沫材料的水含量調整為1-60％重量。
(a)堿性聚合物適用的堿性聚合物包括例如含乙烯胺單元的聚合物、含乙烯胍單元的聚合物、含二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺單元的聚合物、聚乙烯亞胺類、接枝乙烯亞胺的聚酰胺型胺類和聚二烯丙基二甲基氯化銨。
含乙烯胺單元的聚合物是已知的，參見US-A-4,421,602、US-A-5,334,287、EP-A-0216387、US-A-5,981,689、WO-A-00/63295和US-A-6,121,409。它們通過使含開鏈N-乙烯基羧酰胺單元的聚合物進行水解制備。這些聚合物可例如通過聚合N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺和N-乙烯基丙酰胺來獲得。所提到的單體可以獨自聚合或與其它單體一起聚合。
能夠與N-乙烯基羧酰胺共聚的適用的單烯鍵式不飽和單體包括所有能夠與之共聚的化合物。其實例為1-6個碳原子的飽和羧酸的乙烯酯，如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯；和乙烯基醚，如C1-C6烷基乙烯醚，例如甲基乙烯醚或乙基乙烯醚。適用的共聚單體還包括烯鍵式不飽和C3-C6羧酸的酯、酰胺和腈，例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，以及丙烯腈和甲基丙烯腈。
適用的羧酸酯還包括由二醇或聚亞烷基二醇衍生的酯，其中在各種情況下僅有一個OH基團被酯化，例如丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丁酯以及摩爾質量為500-10000的聚亞烷基二醇的丙烯酸單酯。適用的共聚單體還包括烯鍵式不飽和羧酸與氨基醇的酯，例如丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基丁酯和丙烯酸二乙氨基丁酯。堿性丙烯酸酯可以游離堿形式，與無機酸如鹽酸、硫酸或硝酸的鹽的形式，與有機酸如甲酸、乙酸、丙酸或磺酸的鹽的形式或以季銨化的形式使用。適用的季銨化試劑包括硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯代甲烷、氯代乙烷或芐基氯。
適用的共聚單體還包括烯鍵式不飽和羧酸的的酰胺，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和具有1-6個碳原子的烷基結構部分的單烯鍵式不飽和羧酸的N-烷基一酰胺和二酰胺，例如N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺和叔丁基丙烯酰胺以及堿性(甲基)丙烯酰胺，例如二甲氨基乙基丙烯酰胺、二甲氨基乙基甲基丙烯酰胺、二乙氨基乙基丙烯酰胺、二乙氨基乙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二乙氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和二乙氨基丙基甲基丙烯酰胺。
適用的共聚單體還包括N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基，N-乙烯基己內酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、N-乙烯基咪唑以及取代的N-乙烯基咪唑，例如N-乙烯基-2-甲基咪唑、N-乙烯基-4-甲基咪唑、N-乙烯基-5-甲基咪唑、N-乙烯基-2-乙基咪唑和N-乙烯基咪唑啉如N-乙烯基咪唑啉、N-乙烯基-2-甲基咪唑啉和N-乙烯基-2-乙基咪唑啉。N-乙烯基咪唑和N-乙烯基咪唑啉不僅以游離堿的形式使用，并且還以用無機酸或有機酸中和后的形式或季銨化的形式使用，其中優選使用硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、氯代甲烷或芐基氯進行季銨化。還可以使用二烯丙基二甲基銨的鹵化物，例如二烯丙基二甲基氯化銨。
所述共聚物含有例如共聚形式的以下單體-95-5摩爾％、優選90-10摩爾％的至少一種N-乙烯基羧酰胺，和-5-95摩爾％、優選10-90摩爾％的與之共聚的其它單烯鍵式不飽和單體。
所述共聚單體優選不含酸基團。
為了制備含乙烯基胺單元的聚合物，優選從N-乙烯基甲酰胺的共聚物或通過共聚以下組分得到的共聚物開始-N-乙烯基甲酰胺與-甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丙烯腈、N-乙烯基己內酰胺、N-乙烯基脲、N-乙烯基吡咯烷酮或C1-C6-烷基乙烯醚，隨后水解均聚或共聚物，從而由共聚的N-乙烯基甲酰胺單元形成乙烯基胺單元，水解度在例如5-100摩爾％范圍內，優選在70-100摩爾％范圍內。上述聚合物的水解依照已知方法通過酸、堿或酶的作用進行。當使用酸為水解劑時，聚合物的乙烯基胺單元以銨鹽形式存在，反之，使用堿的水解形成游離氨基。
N-乙烯基羧酰胺均聚物和它們的共聚物的水解度可在5-100摩爾％范圍內，優選在70-100摩爾％范圍內。在大多數情況下，均聚物和共聚物的水解度在80-95摩爾％范圍內。均聚物的水解度與該聚合物中的乙烯胺單元的水平相當。在其中含有共聚形式的乙烯基酯單元的共聚物情況下，N-乙烯基甲酰胺單元的水解可能伴隨酯基的水解以形成乙烯基醇單元。當共聚物的水解在氫氧化鈉水溶液存在下進行時，這種情形更為顯著。丙烯腈聚合單元在水解過程中也同樣經歷化學變化，形成例如酰胺基或羧基。含有乙烯胺單元的均聚和共聚物可含有最高20摩爾％脒單元，例如由于甲酸與兩個相鄰的氨基反應或由于氨基與兩個相鄰酰胺基的分子內反應，例如共聚的N-乙烯基甲酰胺。含乙烯胺單元的聚合物的摩爾質量在例如500-10,000,000范圍內且優選在1000-5,000,000(通過光散射確定)范圍內。該摩爾質量與例如5-300且優選10-250的K值相對應(在25℃下以聚合物濃度為5重量％用5％氯化鈉水溶液按照H.Fikentscher的方法確定)。
含乙烯胺單元的聚合物優選以無鹽形式使用。含乙烯胺單元聚合物的無鹽水溶液可例如由上述含鹽聚合物的溶液，通過使用例如具有道爾頓、優選道爾頓的分子量篩截的合適薄膜進行超濾進行制備。同樣，以下描述的其它含氨基和/或銨基的聚合物的水溶液也可以通過超濾獲得無鹽形式。
同樣，含乙烯胺單元的聚合物的衍生物可以用作形成堿性水凝膠的聚合物。例如，含乙烯胺單元的聚合物可進行酰胺化、烷基化、磺磺胺形成、脲形成、氨基甲酰化、酰化、羧甲基化、磷酰甲基化或聚合物氨基的邁克爾加成以制備多種適合的水凝膠衍生物。其中特別令人感興趣的是未交聯的聚乙烯基胍類，所述聚乙烯基胍類可通過含乙烯基胺單元的聚合物、優選聚乙烯胺與氨腈(R1R2N-CN，其中R1、R2＝H，C1-C4烷基，C3-C6環烷基、苯基、芐基、烷基取代的苯基或萘基)反應獲得，參見US-A-6,087,448從第3列第64行到第5列第14行。
含乙烯基單元的聚合物還包括水解的N-乙烯基甲酰胺在聚亞烷基二醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲酰胺、多糖如淀粉、低聚糖或單糖上的接枝聚合物。所述接枝聚合物通過例如在上述至少一種接枝基存在下于含水介質中使N-乙烯基甲酰胺與任選其它可共聚單體自由基聚合獲得，然后以已知方式水解被接枝的乙烯基甲酰胺以獲得乙烯胺單元。
適用的吸水性堿性聚合物還包括二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺的聚合物。適合制備這種聚合物的單體包括例如二甲氨基乙基丙烯酰胺、二甲氨基乙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二乙氨基乙基丙烯酰胺、二乙氨基乙基甲基丙烯酰胺和二乙氨基丙基丙烯酰胺。在聚合過程中，這些單體可以游離堿形式、與無機酸或有機酸的鹽或以季銨化形式使用。它們可以自由基聚合為均聚物或與其它可共聚單體聚合形成共聚物。該聚合物含有例如至少30摩爾％且優選至少70摩爾％的自上述堿性單體衍生的單元。基于聚二甲氨基烷基丙烯酰胺的吸水性聚合物可從US-A-5,962,578獲知。
適用的堿性聚合物還包括聚乙烯亞胺類，其通過例如在作為催化劑的酸分離化合物、酸或路易斯酸存在下于水溶液中聚合乙烯亞胺制備。聚乙烯亞胺類具有例如最高2,000,000且優選200-1,000,000的摩爾質量。特別優選使用摩爾質量為500-750,000的聚乙烯亞胺。所述聚乙烯亞胺類可任選例如通過烷氧基化、烷基化或酰胺化改性。它們還可以進行邁克爾加成或Strecker合成。由此獲得的聚乙烯亞胺衍生物同樣適合用作制備吸水性堿性聚合物的堿性聚合物。
適用的堿性聚合物還包括接枝乙烯亞胺的聚酰胺型胺類，通過例如縮合二羧酸與多胺并隨后用乙烯亞胺接枝制備。適用的聚酰胺型胺通過例如具有4-10個碳原子的二羧酸與分子中含3-10個堿性氮原子的多亞烷基多胺反應制備。二羧酸的實例為琥珀酸、馬來酸、己二酸、戊二酸、辛二酸、癸二酸和對苯二酸。聚酰胺型胺類還可以使用二羧酸的混合物和/或多種多亞烷基多胺類的混合物的制備。適用的多亞烷基多胺類包括二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、二亞丙基三胺、三亞丙基四胺、二環己基三胺、氨丙基亞乙基二胺和二氨丙基亞乙基二胺。為了制備聚酰胺型胺類，將二羧酸和多亞烷基多胺加熱到較高溫度，例如120-220℃，優選130-180℃。將縮合過程中形成的水從系統中除去。所述縮合可任選使用具有4-8個碳原子的羧酸的內酯或內酰胺。以每摩爾二羧酸計，多亞烷基多胺的使用量是例如0.8-1.4摩爾。這些聚酰胺型胺類是用乙烯亞胺接枝。接枝反應在例如酸或路易斯酸如硫酸或三氟化硼醚合物存在下于例如80-100℃下進行。這類化合物在例如DE-B-2434816中描述。
適用的堿性聚合物還包括任選交聯的聚酰胺型胺類，它們可以在任何交聯之前另外用乙烯亞胺接枝。交聯的乙烯亞胺接枝的聚酰胺型胺類可溶于水，具有例如3000-2,000,000道爾頓的分子量。傳統交聯劑包括例如表氯醇或亞烷基二醇和聚亞烷基二醇的二氯醇醚。
適用的堿性聚合物還包括多烯丙基胺類。這類聚合物通過烯丙基胺均聚、優選以酸中和形式，或通過烯丙基胺與其它上述作為N-乙烯基羧酰胺共聚單體的單烯鍵式不飽和單體共聚獲得。
適用的堿性聚合物還包括水溶性的交聯聚乙烯亞胺，所述交聯聚乙烯亞胺通過聚乙烯亞胺與交聯劑如表氯醇或具有2-100個氧化乙烯和/或氧化丙烯單元且仍然含有游離的伯和/或仲氨基的聚亞烷基二醇的二氯醇醚反應獲得。另外適合的聚合物為通過用C1-C22一元羧酸酰胺化聚乙烯亞胺獲得的酰胺化聚乙烯亞胺。適用的陽離子聚合物進一步包括烷基化聚乙烯亞胺類和烷氧基化聚乙烯亞胺類。聚乙烯亞胺按照例如下列比例烷氧基化以聚乙烯亞胺中每NH單元計使用1-5個氧化乙烯或氧化丙烯單元。
上述堿性聚合物具有例如8-300、優選15-180的K值(在25℃下以聚合物濃度為0.5重量％用5％氯化鈉水溶液按照H.Fikentscher的方法確定)。在pH為4.5時，它們的電荷密度例如不低于1、優選不低于4meq/g聚電解質。
優選的堿性聚合物包括含乙烯胺單元的聚合物、聚乙烯基胍類和聚乙烯亞胺類。其實例為乙烯胺均聚物，10-100％水解的聚乙烯甲酰胺，部分或全部水解的乙烯基甲酰胺和摩爾質量各自為的乙酸乙烯酯、乙醇酯、乙烯基吡咯烷酮或丙烯酰胺的共聚物，以及聚乙烯亞胺類，交聯聚乙烯亞胺類或酰胺化聚乙烯亞胺類，其中各自具有的摩爾質量。水溶液的聚合物含量例如為1-60重量％，優選2-15重量％，通常為5-10重量％。
(b)交聯劑為了將上述堿性聚合物轉化為吸水性堿性聚合物，它們與至少一種交聯劑反應。所述堿性聚合物通常溶于水或容易在水中分散。因此交聯主要在含水介質中進行。優選使用已通過例如超濾除去鹽分的或其中性鹽含量低于1重量％或低于0.5重量％的堿性聚合物的水溶液。所述交聯劑具有至少兩個能夠與堿性聚合物的氨基反應的反應性基團，形成不溶性產物--吸水性聚合物。以每重量份堿性聚合物計，交聯劑的使用量為例如0.1-50重量份，優選1-5重量份，并且特別優選1.5-3重量份。適用的交聯劑在WO-A-00/63295第14頁第43行至第21頁第5行描述。
適用的雙官能或多官能交聯劑包括例如(1)二-和多縮水甘油基化合物(2)二-和多鹵素化合物(3)具有兩個或多個可被封端的異氰酸酯基的化合物(4)聚氮丙啶類(5)碳酸衍生物(6)具有兩個或多個能夠進行邁克爾加成的活潑雙鍵的化合物(7)二和多羧酸及酸衍生物(8)單烯鍵式不飽和的羧酸、酯、酰胺和酸酐(9)二醛和多醛以及二酮和多酮。
優選的交聯劑(1)為例如US-A-4144123描述的聚亞烷基二醇的二氯醇醚。磷酸二縮水甘油醚和乙二醇二縮水甘油醚也適用。
其它交聯劑為至少三元醇與表氯醇反應形成的具有至少兩個氯代醇單元的產物，所用多元醇為例如甘油、乙氧基化或丙氧基化甘油、分子中具有2-15個甘油單元的聚甘油以及任選乙氧基化和/或丙氧基化的聚甘油。這種類型的交聯劑由例如DE-A-2916356獲知。
適用的交聯劑(2)為α、ω-或鄰二氯烷烴，例如1，2-二氯乙烷、1，2-二氯丙烷、1，3-二氯丁烷和1，6-二氯己烷。
此外，EP-A-0025515公開了具有優選1-100、尤其1-100個氧化乙烯單元的α、ω-二氯聚亞烷基二醇用作交聯劑。
適用的交聯劑還包括交聯劑(3)，其含有封端的異氰酸酯基，例如用2，2，6，6-四甲基哌啶-4-酮封端的三甲基六亞甲基二異氰酸酯。這種交聯劑是已知的，例如由DE-A-4028285公開。
優選的還包括交聯劑(4)，其含有氮丙啶單元且基于聚醚或取代烴，例如1，6-二-N-吖丙啶甲烷，參見US-A-3977923。這種類型的交聯劑進一步包括通過二羧酸與乙烯亞胺反應形成且含有至少兩個吖丙啶基團的產物，以及它們的混合物。
適用的第(4)組無鹵素交聯劑包括通過乙烯亞胺與用1-5個碳原子的一元醇完全酯化的二羧酸酯反應制備的產物。適合的二羧酸酯的實例為草酸二甲酯、草酸二乙酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯和戊二酸二甲酯。例如，草酸二甲酯與乙烯亞胺反應生成二[β-(1-吖丙啶)乙基]草酰胺。二羧酸與乙烯亞胺的反應按照1摩爾比至少4摩爾的摩爾比進行。這些交聯劑的活潑基團是端部的氮丙啶基團。這些交聯劑可借助下式表征 其中n為0-22。
代表性的交聯劑(5)是碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、脲、硫脲、胍、雙氰胺或2-噁唑烷酮及其衍生物。在這組單體中，優選使用碳酸亞丙酯、脲和胍。
交聯劑(6)是聚醚二胺、亞烷基二胺、多亞烷基多胺、亞烷基二醇、多亞烷基二醇或它們的混合物與單烯鍵式不飽和羧酸、單烯鍵式不飽和羧酸的酯、酰胺或酸酐形成的反應產物，所述反應產物包含至少兩個作為官能團的烯鍵式不飽和雙鍵、羧酰胺、羧基或酯基，以及亞甲基二丙烯酰胺和二乙烯基砜。
交聯劑(6)為例如具有優選2-50個氧化乙烯單元的聚醚二胺，亞烷基二胺如亞乙基二胺、亞丙基二胺、1，4-二氨基丁烷和1，6-二氨基己烷，分子量＜5000的多亞烷基多胺如二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、二亞丙基三胺、三亞丙基四胺、二亞己基三胺和氨丙基亞乙基二胺，亞烷基二醇、多亞烷基二醇或它們的混合物與下述化合物的反應產物-單烯鍵式不飽和羧酸，
-單烯鍵式不飽和羧酸的酯，-單烯鍵式不飽和羧酸的酰胺，和-單烯鍵式不飽和羧酸的酸酐。
這些反應產物及其制備于EP-A-873371描述并特別作為交聯劑加以提及。
特別優選的交聯劑是這里提及的馬來酸酐與摩爾質量為400-5000的α，ω-聚醚二胺的反應產物，摩爾質量129-50000的聚乙烯亞胺類與馬來酸酐的反應產物，以及亞乙基二胺或三亞乙基四胺與馬來酸酐按1比至少2摩爾的摩爾比反應的產物交聯劑(6)優選為下式化合物 其中X、Y、Z＝O、NH且Y另外是CH2m、n＝0-4p、q＝0-45000，所述化合物通過聚醚二胺、亞乙基二胺或多亞烷基多胺與馬來酸酐反應獲得。
上述第(7)類的其它無鹵素交聯劑是至少二元飽和羧酸如二羧酸及其由此衍生的鹽、二酯和二胺。這些化合物可通過下式表征X-CO-(CH2)n-CO-X其中X＝OH，OR1，N(R2)2R1＝C1-C22烷基，R2＝H，C1-C22烷基和n＝0-22。
與上式的二羧酸一起也可以使用例如單烯鍵式不飽和二羧酸如馬來酸或衣康酸。所期待的二羧酸酯優選由具有1-4個碳原子的醇衍生。適合的二羧酸酯的實例為草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二異丙酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、琥珀酸二正丙酯、琥珀酸二異丙酯、琥珀酸二異丁酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯和己二酸二異丙酯或含有至少兩個酯基且由聚醚二胺、多亞烷基多胺或亞乙基二胺和丙烯酸或甲基丙烯酸的酯各自與含有1-4個碳原子的一元醇形成的邁克爾加成產物。適當的烯鍵式不飽和二羧酸酯的實例為馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯、馬來酸二異丙酯、衣康酸二甲酯和衣康酸二異丙酯。也可以使用取代的二羧酸及其酯如酒石酸(D，L-形式和作為外消旋酸鹽)和酒石酸酯如酒石酸二甲酯和酒石酸二乙酯。
適當的二羧酸酐的實例為馬來酸酐、衣康酸酐和酒石酸酐。適用的交聯劑(7)還包括例如馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯和馬來酸。含氨基的化合物與上述交聯劑的交聯伴隨著酰胺基的形成進行或在酰胺如己二酰胺情況下通過轉酰氨基作用進行。馬來酸酯、單烯鍵式不飽和二羧酸及其酸酐可通過羧酰胺基團的形成和待交聯成分(例如聚酰胺型胺類)的NH基按照邁克爾加成的方式加成的兩種方式進行交聯。
上述第(7)類的至少二元飽和羧酸包括例如三羧酸和四羧酸，例如檸檬酸、丙烷三羧酸、次氮基三乙酸、亞乙基二胺四乙酸、丁烷四羧酸和二亞乙基三胺五乙酸。適用的第(7)組交聯劑還包括由上述羧酸衍生的鹽、酯、酰胺和酸酐，例如酒石酸二甲酯、酒石酸二乙酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯。
適用的第(7)組交聯劑還包括通過聚合單烯鍵式不飽和羧酸、酸酐、酯或酰胺獲得的聚羧酸。合適的單烯鍵式不飽和羧酸的實例是丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸、馬來酸和/或衣康酸。適用交聯劑的實例相應為聚丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物或丙烯酸和馬來酸的共聚物。代表性的共聚單體是乙烯醚、甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯和乙烯基內酰胺。
其它適用的交聯劑(7)通過例如在惰性溶劑如甲苯、二甲苯、乙基苯、異丙基苯或溶劑混合物中使酸酐如馬來酸酐進行自由基聚合制備。除了均聚物，馬來酸酐的共聚物也適合，例如丙烯酸和馬來酸酐的共聚物或馬來酸酐與C2-C30烯烴的共聚物。
優選的交聯劑(7)為馬來酸酐與異丁烯的共聚物或馬來酸酐與二異丁烯的共聚物。含酸酐基團的共聚物可任選通過與C1-C20醇或氨或胺的反應改性并以改性形式用作交聯劑。
優選的聚合交聯劑(7)的實例為丙烯酰胺和丙烯酸酯的共聚物，例如丙烯酸羥乙酯或丙烯酸甲酯，丙烯酰胺與丙烯酸酯的摩爾比在90∶10至10∶90的范圍內變化。除了這些聚合物，三元共聚物也可以使用，適用的組合的實例為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯。
均聚物和共聚物的摩爾質量Mw可高達10000，優選500-5000。上述類型的聚合物在例如EP-A-0276464、US-A-3810834、GB-A-1411063和US-A-4818795中以實施例描述。至少二元飽和羧酸和聚羧酸也可以堿金屬鹽或銨鹽的形式用作交聯劑。優選使用鈉鹽。聚羧酸可例如部分中和到10-50摩爾％的程度，或完全中和。
適用的上述第(8)類無鹵素交聯劑包括例如單烯鍵式不飽和單羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸和巴豆酸及由此衍生的酰胺、酯以及酸酐。所述酯可由具有1-22個碳原子、優選1-18個碳原子的醇衍生。所述酰胺優選是未取代的，但是也可以具有C1-C22烷基取代基。
優選的交聯劑(8)是丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。
適用的上述第(9)類無鹵素交聯劑包括例如二醛或它們作為前體的半縮醛或乙縮醛，例如乙二醛、甲基乙二醛、丙醛、琥珀醛、馬來醛、富馬醛、酒石醛、己二醛、2-羥基己二醛、呋喃-2，5-二丙醛、2-甲酸基-2，3-二氫吡喃、戊二醛、庚二醛以及芳族二醛，例如對苯二甲醛、鄰苯二甲醛、吡啶-2，6-二醛或苯基乙二醛。但是也可以使用具有114到約10000摩爾質量的丙烯醛或甲基丙烯醛的均聚物或共聚物。適用的共聚單體原則上包括所有水溶性共聚單體，例如丙烯酰胺，乙酸乙烯酯和丙烯酸。醛類淀粉同樣用作交聯劑。
適用的上述第(9)類無鹵素交聯劑包括例如二酮或相應的作為前體的半酮縮醛或酮縮醛，例如β-二酮如乙酰丙酮或環烷-1，n-二酮，例如環戊烷-1，3-二酮和環己烷-1，4-二酮。但是也可以使用摩爾質量為140到約15000的甲基乙烯基酮的均聚物或共聚物。適用的共聚單體包括所有水溶性共聚單體，例如丙烯酰胺，乙酸乙烯酯和丙烯酸。
應當理解的是，兩種或多種交聯劑的混合物也可以使用。
優選的交聯劑是亞烷基二醇如乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇和摩爾質量最高1500的聚亞烷基二醇的縮水甘油醚，以及1-25摩爾、優選2-15摩爾氧化乙烯與1摩爾三羥甲基丙烷或季戊四醇形成的完全丙烯酸酯化和/或甲基丙烯酸酯化的加成產物。
(c)表面活性劑所述可交聯的含水混合物包括0.1-20重量％的至少一種表面活性劑作為其它成分。所述表面活性劑對形成和穩定泡沫材料非常重要。可以使用陰離子、陽離子或非離子表面活性劑或能夠彼此相容的表面活性劑的混合物。還可以使用低分子量或其它聚合物表面活性劑，以及已經確定有利的不同或相似類型表面活性劑的組合。非離子表面活性劑的實例為氧化烯烴、特別是氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯與醇、胺、酚、萘酚或羧酸的加成產物。所用表面活性劑有利地為氧化乙烯和/或氧化丙烯與含有至少10個碳原子的醇的加成產物，含有3-200摩爾氧化乙烯和/或氧化丙烯/摩爾醇的加成產物。氧化烯單元以嵌段或無規分布形式存在于加成產物中。非離子表面活性劑的實例為7摩爾氧化乙烯與1摩爾牛油脂肪醇的加成產物，9摩爾氧化乙烯與1摩爾牛油脂肪醇的反應產物和80摩爾氧化乙烯與1摩爾牛油脂肪醇的加成產物。其它商業可得的非離子表面活性劑包括羰基合成醇或齊格勒醇按每摩爾醇計與5-12摩爾氧化乙烯、特別是7摩爾氧化乙烯反應的反應產物。其它商業可得的非離子表面活性劑通過蓖麻油的乙氧基化獲得。按每摩爾蓖麻油計添加的氧化乙烯的量在12-80摩爾范圍內。其它商業可得的產物是例如18摩爾氧化乙烯與1摩爾牛油脂肪醇的反應產物，10摩爾氧化乙烯與1摩爾C13/C15羰基合成醇的加成產物或7-8摩爾氧化乙烯與1摩爾C13/C15羰基合成醇的反應產物。適用的非離子表面活性劑還包括酚的烷氧基化物，例如已經與9摩爾氧化乙烯反應的對-叔丁基苯酚，或1摩爾C12-C18醇和7.5摩爾氧化乙烯反應產物的甲基醚。
上述非離子表面活性劑，例如通過用硫酸酯化可以轉化為相應的酸性硫酸酯。酸性硫酸酯以其堿金屬鹽或銨鹽形式用作陰離子表面活性劑。適用的陰離子表面活性劑包括例如氧化乙烯和/或氧化丙烯與脂肪醇加成產物的硫酸酯的堿金屬或銨鹽、烷基苯磺酸或烷基苯酚醚硫酸酯的堿金屬或銨鹽。所述類型的產物是商業可得的。商業可得的陰離子表面活性劑是例如C13/C15羰基合成醇與106摩爾氧化乙烯反應的硫酸酯的鈉鹽、十二烷基苯磺酸的三乙醇胺鹽、烷基苯酚醚硫酸酯的鈉鹽和酸性硫酸酯或106摩爾氧化乙烯與1摩爾牛油脂肪醇反應產物的鈉鹽。適用的陰離子表面活性劑進一步包括C13/C15羰基合成醇的酸性硫酸酯，鏈烷烴磺酸如C15-烷基磺酸酯，烷基取代的苯磺酸和烷基取代的萘磺酸如十二烷基苯磺酸和二-正丁基萘磺酸，以及脂肪醇磷酸酯如C15/C18脂肪醇磷酸酯。可聚合的含水混合物可包括非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的組合或非離子表面活性劑組合或陰離子表面活性劑組合。甚至陽離子表面活性劑也是適合的。其中的實例為硫酸二甲酯季銨化的6.5摩爾氧化乙烯與1摩爾油基胺的反應產物，氯化二硬脂基二甲基銨、氯化月桂基三乙基銨、溴化十六基吡啶鎓和硫酸二甲酯季銨化的硬脂酸三乙醇胺，它們優選用作陽離子表面活性劑。
所述含水混合物的表面活性劑含量優選為0.5-10重量％。多數情況下，所述含水混合物具有的表面活性劑含量為1.5-8重量％。
(d)增溶劑所述可交聯含水混合物可任選含有至少一種增溶劑作為其它成分。增溶劑是能與水混溶的有機溶劑，例如二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、一元醇、二醇、聚乙二醇或由其衍生的單醚，但是所述單醚分子中不得含有任何雙鍵。適用的醚包括乙二醇一甲醚、丁基乙二醇、丁基二甘醇、甲基二甘醇、丁基三甘醇、3-乙氧基-1-丙醇和甘油一甲基醚。
所述含水混合物包括0-50重量％的至少一種增溶劑。如果使用增溶劑，增溶劑優選以1-25重量％的量包含于所述含水混合物中。
(e)增稠劑、泡沫穩定劑、填料、纖維、泡核作用劑所述可交聯含水混合物可任選包含增稠劑、泡沫穩定劑、填料、纖維和/或泡核作用劑。增稠劑用于優化泡沫結構并提高泡沫的穩定性。結果，在聚合期間泡沫僅發生最低限度的收縮。適用的增稠劑包括所有已知用于此目的的天然與合成聚合物，所述目的是充分提高水溶性體系的粘度且不與堿性聚合物的氨基發生反應。所述合成和天然聚合物可在水中溶脹或溶于水。有關增稠劑的詳盡描述可見于下列出版物R.Y.Lochhead和W.R.Fron，“化妝品與化妝用具”(Cosmetics&Toiletries)，108，95-135(1993年5月)和在紐約Marcel Dekker Inc.，1993年出版的化妝品與化妝科學和技術叢書(Cosmetic Science and Technology Series)，第13卷，D.Laba(編輯.)“化妝品與化妝用具的流變性能”(Rheological Properties ofCosmetics and Toiletries)中M.T.Clarke所著的“流變學添加劑”(Rheological Additives)。
用作增稠劑的可水溶脹或水溶性合成聚合物包括例如高分子量聚乙二醇或乙二醇與丙二醇的共聚物以及高分子量多糖如淀粉、瓜耳粉、角豆粉或天然物質的衍生物如羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥丙基纖維素和混合纖維素醚。另外一組增稠劑是水不溶性產物，例如細碎硅石、沸石、膨潤土、纖維素粉末和其它交聯聚合物的細碎粉末。所述含水混合物可以包含最高30重量％的增稠劑。如果使用這種增稠劑，它們以0.1重量％、優選0.5重量％至最高20重量％的量包含于含水混合物中。
為了優化泡沫結構，在可行時，含水反應混合物可與分子中具有至少5個碳原子的烴混合。適用的烴包括例如戊烷、環戊烷、己烷、環己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、癸烷和十二烷。所期待的脂族烴可以是直鏈、支鏈或環狀的，且其沸點高于發泡期間的含水混合物的沸點。該脂族烴延長了還沒有聚合的發泡水溶性反應混合物的貯存期。這樣便于對還未聚合的泡沫的處理并提高了工藝連貫性。所述烴起例如泡核作用劑的作用并且對已形成的泡沫材料起穩定作用。另外，它們可能影響混合物在單體泡沫聚合過程中的發泡。因此它們還具有發泡劑的功能。還可以使用任選氯化或氟化的烴替代烴或混合物作為泡核作用劑和/或泡沫穩定劑，例如二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、三氯一氟甲烷或1，1，2-三氯三氟乙烷。當使用烴時，它們以例如基于可聚合含水混合物計的0.1-20重量％、優選0.1-10重量％的量使用。
為了改變泡沫材料的性能，可以向可交聯含水混合物中添加一種或多種填料，例如白堊、滑石、粘土、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋁、以親水性或憎水性形式的沉淀硅石、白云石和/或硫酸鈣。填料的粒度為例如10-1000μm，優選為50-850μm。填料可以最高30重量％的量包含于可交聯含水混合物中。
泡沫材料的性能可任選通過纖維改變。所述纖維可以是天然或合成纖維或纖維共混物，例如包含纖維素、羊毛、聚乙烯、聚丙烯、聚酯或聚酰胺的纖維。如果使用纖維，它們可以例如最高200重量％、優選最高25重量％的量存在于含水混合物中。填料和纖維也可任選地加入要發泡的混合物中。纖維的使用使得準備生產的泡沫材料的強度性能如濕強度增強。
(f)吸水性酸性聚合物適用的吸水性酸性聚合物，以下稱為酸性超吸收劑，包括例如WO-A-00/63295第2頁第27行至第9頁16行描述的水凝膠。所述材料主要是輕度交聯的酸性單體聚合物，當這些酸性單體是至少部分中和的形式時具有高的吸水能力。這種各自輕度交聯的交聯聚合物的實例為交聯聚丙烯酸，交聯的水解的淀粉接枝丙烯腈的接枝聚合物、交聯的淀粉接枝丙烯酸的接枝聚合物、乙酸乙烯酯和丙烯酸酯的水解交聯共聚物、交聯聚丙烯酰胺、水解的交聯聚丙烯酰胺、乙烯與馬來酸酐的交聯共聚物、異丁烯與馬來酸酐的交聯共聚物、交聯聚乙烯基磺酸、交聯聚苯乙烯膦酸酯和交聯的磺化聚苯乙烯。所述酸性超吸收劑可以單獨或彼此混合的混合物形式加入可交聯含水混合物中。所用酸性超吸收劑優選是輕度交聯的中和聚丙烯酸聚合物顆粒。所述酸性超吸收劑中的酸基優選用氫氧化鈉水溶液、碳酸氫鈉或碳酸鈉中和。但是，也可以使用氫氧化鉀水溶液、氨水、胺或鏈烷醇胺如乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺進行中和。
所述吸水性酸性聚合物以顆粒形式加入可交聯混合物或優選加入已經發泡的可交聯混合物中。所述顆粒可以固體形式或發泡后的形式使用。重均顆粒直徑為例如10-2000μm，優選為100-850μm，通常為150-450μm。具有適當粒度的超吸收劑可通過例如研磨粉碎粗粒狀的固體超吸收劑或發泡超吸收劑制備。發泡的酸性超吸收劑的密度例如在0.01-0.9g/cm3范圍，優選在0.05-0.7g/cm3范圍。如果需要，粒狀超吸收劑的表面可以已經后交聯。優選使用表面沒有后交聯的酸性超吸收劑。
酸性超吸收劑在上面引用的參考中是已知的，特別是WO-A-00/63295第6頁第36行至第7頁第44行。表面后交聯可以例如通過使輕度交聯聚丙烯酸與含有至少兩個活性羧基的化合物反應進行。所述化合物是典型的在上述(b)所指出的交聯劑。其中特別令人感興趣的作為交聯劑的化合物包括例如多元醇如聚乙二醇、1，4-丁二醇或1，6-己二醇和乙二醇的縮水甘油醚，和具有200-1500/優選300-400摩爾質量的聚乙二醇，和完全丙烯酯化或甲基丙烯酯化的三羥甲基丙烷反應產物、三羥甲基丙烷與氧化乙烯按1∶1-1∶25、優選1∶3-1∶15摩爾比形成的反應產物以及季戊四醇與氧化乙烯按1∶30、優選1∶4-1∶20的摩爾比形成的反應產物。陰離子超吸收劑顆粒表面的后交聯在例如最高220℃下進行，例如優選在120-190℃下進行。
所用的吸水性酸性聚合物是具有上述粒度的顆粒形式的超吸收劑。如果將吸水性酸性聚合物混入可交聯含水混合物，聚合物混合物將包含例如10-90重量％、優選30-70重量％的吸水性酸性聚合物。發泡的堿性水凝膠和任選的發泡酸性水凝膠的混合物通常包含40-60重量％酸性超吸收劑。
為了制備即使對鹽水溶液也具有高吸收能力的泡沫材料，堿性和酸性超吸收劑優選以未中和的形式使用。酸性吸水性聚合物的中和度為例如0-100摩爾％、優選0-75摩爾％且通常為0-50摩爾％。與酸中和形式相比，游離堿形式的吸水性堿性聚合物對鹽水溶液、尤其酸性水溶液具有較高吸收能力。當堿性聚合物用作唯一的吸水性聚合物，中和度為例如0-100摩爾％、優選0-60摩爾％。
制備泡沫材料首先使上述可交聯含水混合物發泡，該混合物中包含(a)堿性聚合物、(b)交聯劑和(c)表面活性劑作為必要成分，和至少一種任選成分(d)、(e)和/或(f)。例如，可在2-400巴的壓力下將惰性氣體溶于可交聯的含水混合物，并隨后降低壓力至大氣壓。通過噴嘴解壓產生可流動的泡沫。可交聯的含水混合物還可以通過另外一種方法發泡即將惰性氣體的細小氣泡分散在可交聯的含水混合物中。在實驗室規模上，可交聯的含水混合物的發泡可在一個裝配攪拌器的廚房加工器內進行，發泡優選在惰性氣體例如氮氣或稀有氣體氛下，在大氣壓力或超計大氣壓力如最高25巴下進行，并且隨后解除壓力。泡沫的稠度、氣泡的大小和分布可以在較寬限度內變化，例如通過選擇表面活性劑、增溶劑、泡沫穩定劑、泡核作用劑、增稠劑和填料。結果，很容易將泡沫材料的密度、開孔單元的含量和泡沫的壁厚調整到特定值。該含水混合物優選在低于其中各成分沸點的溫度下發泡，例如在室溫到100℃范圍內，優選20-50℃。但是，該含水混合物也可以在低于其中沸點最低的成分的沸點下于壓力密閉的容器內進行發泡。得到的泡沫材料是可交聯混合物，其在較長時期內流動并穩定。已發泡的可交聯混合物的密度為例如在20℃下0.01-0.9g/cm3。
發泡混合物的交聯本方法的第二步驟包括使堿性聚合物交聯形成吸水性堿性聚合物。通過交聯，原來水溶性的聚合物變得不溶于水。得到一種堿性聚合物的水凝膠。將可交聯泡沫材料轉移到合適的模具中并在其中加熱，交聯劑因此與堿性聚合物反應。將發泡材料以需要的厚度施加到臨時載體材料上，該載體材料已有利地涂覆有抗粘結涂層。所述泡沫材料可例如以刮刀施加到載體上。另外可能的方法是將水溶性泡沫混合物填入同樣已事先涂覆抗粘結涂層的模具內。
由于已發泡含水混合物具有較長貯存期，該混合物也適合制備復合材料。例如，可以將其施加到永久性載體材料上，例如聚合薄膜(例如聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺薄膜)或金屬如鋁箔上。已發泡的含水混合物還可以施加到無紡布、絨毛、綿紙、紡織品、天然或合成纖維或其它泡沫材料上。為了制備復合材料，優選以固定結構的型體或以不同層厚將該泡沫材料施加到載體材料上。但是，也可以將該泡沫材料施加到絨毛層體或無紡布上，并浸漬這些材料以使絨毛通過交聯形成完整的部件。在第一工藝步驟中可得到的發泡含水混合物也可以在交聯前模制成較大塊體。交聯后，將這些塊體切割或鋸成較小構件。也可以通過下述步驟制備夾心結構體將已發泡的含水混合物施加到載體上，用薄膜、箔、無紡布、綿紙、紡織品、纖維或其它泡沫材料覆蓋該泡沫材料層，然后通過加熱使該夾心結構體交聯。但是，也可以在交聯之前或之后，施加至少另外包含已發泡可交聯層的層體，并如果必要的話用其它膜、箔、無紡布、綿紙、紡織品、纖維或其它材料覆蓋。然后，在第二工藝步驟中使該復合材料交聯。但是，也可以制備具有相同或不同密度的其它泡沫材料層的夾心結構體。
厚度最高約1mm的本發明泡沫材料層體可例如通過加熱一側或特別是通過輻照可交聯含水混合物的一側制備。當制備較厚的泡沫材料層體時，例如具有2cm或更厚的泡沫材料，通過微波加熱可交聯的已發泡材料是特別有利的，因為這種方法能夠獲得較均勻加熱。這種情況下，交聯在例如20-180℃、優選20-100℃、特別是65-80℃下進行。當交聯較厚的泡沫材料層體時，在兩個表面上對已發泡的混合物進行熱處理，例如使用接觸加熱或輻射。堿性水凝膠泡沫材料的密度基本上與可交聯的含水混合物相同。因此，吸水性堿性聚合物的泡沫材料以例如0.01-0.9g/cm3、優選0.1-0.7g/cm3的密度獲得。堿性聚合物泡沫材料是開孔結構。其開孔含量為例如至少80％，優選高于90％。特別優選的是開孔含量100％的泡沫材料。開孔含量通過例如掃描電子顯微鏡測定。
通過交聯已發泡含水混合物可得到具有特別高吸水能力和含電解質水溶液的吸收能力得到提高的泡沫材料，其中已發泡含水混合物具有基于聚合物混合物的10-90重量％細碎吸水性酸性聚合物。該酸性水凝膠可以固體顆粒聚合物或粒度為例如10-2000μm的已發泡顆粒聚合物的形式存在于本發明泡沫材料中。
在已發泡混合物交聯后或交聯過程中，水凝膠泡沫材料被干燥。這樣將水分和其它揮發性成分從交聯水凝膠泡沫材料中除去。優選地，水凝膠泡沫材料在交聯后干燥。合適的干燥方法的實例為熱對流干燥，例如塔盤、艙式、導管、平板、盤、轉鼓、自由下落塔、孔帶、流動、流化床、移動床、槳式和球床干燥(paddle and ball bed drying)，熱接觸干燥如電爐、鼓、帶、多孔圓筒、螺旋、滾動與接觸盤干燥，輻射干燥如紅外干燥，介電干燥如微波干燥和冷凍干燥。為了避免不利的分解和交聯反應，干燥可有利地在減壓、保護氣氛和/或良好熱條件下進行，其中在良好熱條件下產物溫度不超過120℃，優選不超過100℃。特別合適的干燥方法是(真空)帶式干燥和槳式干燥。
干燥后，水凝膠泡沫材料一般不再含水。但是，泡沫材料的水含量可通過用液體水或水蒸氣使其潮濕而調整到任何需要值。凝膠泡沫材料的水含量通過在1-60重量％范圍，優選在2-10重量％范圍。水含量可用于調整水凝膠泡沫材料的柔性。完全干燥的水凝膠泡沫材料呈剛性和脆性，反之，水含量為例如5-20重量％的泡沫材料是柔性的。發泡水凝膠可直接以片狀或粒狀使用，或由較厚塊體切割成單個片或板使用。
但是，上述水凝膠泡沫材料可另外改性以使發泡材料表面進行后交聯。這是一種改善由發泡水凝膠形成的制品的凝膠穩定性的方法。為了進行表面后交聯，用至少一種交聯劑處理由發泡水凝膠形成的制品的表面，并且對由此熱處理的制品在交聯劑將與水凝膠反應的溫度下進行熱處理。合適的交聯劑在前面所述(b)中描述。這些化合物同樣可用于水凝膠泡沫材料的表面后交聯。優選使用的交聯劑是前面提到的丙烯酸和/或甲基丙烯酸與1摩爾三羥甲基丙烷與6-15摩爾氧化乙烯的反應產物的縮水甘油醚和酯。
用于表面后交聯的交聯劑優選以水溶液形式施加到泡沫材料的表面。所述水溶液可以包括與水混溶的有機溶劑，例如醇如甲醇、乙醇和/或異丙醇或酮如丙酮。施加到水凝膠泡沫材料表面的交聯劑的量為例如0.1-5重量％，優選為1-2重量％。通過將已經用至少一種交聯劑處理的水凝膠泡沫材料加熱到一定溫度進行水凝膠泡沫材料的表面后交聯，所述溫度例如在60-120℃范圍內，優選在70-100℃范圍內。表面后交聯之后，已發泡的表面后交聯的水凝膠中的水含量同樣可調整到1-60重量％。
本發明的任選表面后交聯的水凝膠泡沫材料可用于其中使用例如由EP-B-0858478已知的吸水性水凝膠泡沫材料和基于含酸基聚合物如交聯聚丙烯酸酯的所有目的。本發明水凝膠泡沫材料適用于例如吸收體液的衛生制品、包裹傷口的敷料、密封材料、包裝材料、土壤改進劑、土壤替代品、使淤泥脫水、吸收水溶性酸性廢物、在處理殘余水基油漆和涂料過程中使其稠化、使含水油或烴脫水或作為通風系統的過濾材料。
其中特別重要的是本發明水凝膠泡沫材料用于衛生制品，例如嬰兒尿布、衛生巾和失禁用品，以及敷料材料。在衛生制品中，它們發揮多種功能，例如收集、分配和/或儲存體液。該水凝膠泡沫材料的表面可任選通過用表面活性劑或含未交聯乙烯胺單元的聚合物處理進行改性。這樣能夠改進對流體的收集。
可將本發明水凝膠泡沫材料層體以例如1-5mm的厚度置于上述衛生制品中作為吸收劑芯，位于允許液體透過的面層和不滲透液體的由例如聚乙烯或聚丙烯薄膜組成的底層之間。使用過程中，衛生制品的液體滲透層直接與使用者的皮膚接觸。這些材料通常由無紡天然纖維如纖維素纖維或絨毛組成。如果必要，可以將綿紙層置于吸收劑芯的上面和/或下面。在衛生制品的底層和吸收劑芯之間，任選存在由傳統粒狀陰離子超吸收劑組成的儲存層。當發泡堿性水凝膠用作尿布的吸收劑芯時，發泡堿性水凝膠的開孔結構將確保體液被迅速移除，其中所述體液通常以特定量一次施加。這樣使得使用者獲得尿布表面干爽的愉快感覺。
檢測方法密度任何合適的重力測量方法都可以用于測量多組分泡沫體系的密度。所測定的是泡沫結構體每單位體積的固體多組分泡沫體系的質量。
ASTMMethodNo.D3574-86，TestA描述了一種測定多組分泡沫體系密度的方法。該方法最初是針對聚氨酯泡沫材料制訂的密度測量方法，但是也可以用于本目的。通過該方法，在22±2℃下測定預處理試樣的干燥質量和體積。較大尺寸試樣的體積測定在大氣壓力進行。
自由溶脹能力(FSC)該方法用于測定位于茶葉袋內的多組分泡沫體系的自由溶脹能力。為了測定FSC，將0.2000±0.0050g干泡沫置于60×85mm的茶葉袋中，然后封閉開口。將該茶葉袋置于過量測試溶液中(至少0.83升氯化鈉溶液/1g聚合物粉末)30分鐘。隨后吊起該茶葉袋的一角使其滴水10分鐘。通過再稱量該茶葉袋重量測定液體量。
所用的測試溶液為0.9重量％NaCl溶液。
收集時間將多組分泡沫體系切成厚1.5mm、2mm或4mm的層體。將一種商業可得的尿布小心地切開，取出用作收集介質的高度膨松體，用插入的7×7cm的多組分泡沫體系取代。密封該尿布。通過一個中間帶環的塑料板(環的內徑6.0cm，高4.0cm)施加0.9％氯化鈉水溶液。將砝碼施加到該板上，因此尿布上的總負荷為13.6g/cm2。該塑料板按照下述方式放置在尿布上尿布的中心也是施加環的中心。施加三次0.9％NaCl溶液，每次10ml。用量筒量取0.9％NaCl溶液并以連續液流形式通過板上的環施加到尿布上。與此同時，記錄該溶液完全滲入尿布的時間。所測定時間記錄為收集時間1。然后，用板為尿布增加負荷10分鐘，負荷保持為13.6g/cm2。之后移掉板，將10g±0.5g的Schleicher&Schuell S&S 2282、10×10cm濾紙放在中間，并用1200g砝碼加壓15秒。之后，除去砝碼并稱量濾紙重量。重量差記錄為Rewet1。然后，將帶有施加環的塑料板再置于尿布之上，第二次施加液體。測定的時間記錄為收集時間2。重復所描述步驟。得到Rewets2和3以及收集時間3。
離心保持能力(CRC)該方法用于測定位于茶葉袋內的多組分泡沫體系的自由溶脹能力。為了測定CRC，將0.2000±0.0050g多組分干泡沫置于60×85mm的茶葉袋中，然后封閉開口。將該茶葉袋置于過量0.9重量％氯化鈉溶液中(至少0.83升氯化鈉溶液/1g聚合物粉末)30分鐘。然后在250G下將該袋離心分離3分鐘。通過稱量離心分離后的茶葉袋重量測定液體量。
所用的測試溶液為0.9重量％NaCl溶液。
自由溶脹率(FSR)為了測定自由溶脹率，將0.50g(WH)多組分泡沫體系置于具有約6cm圓底的塑料盤的底部。該塑料盤深約2.5cm且具有一個約7.5cm×7.5cm的正方形開口。然后用漏斗將10g(WU)0.9％NaCl溶液加入該塑料盤的中心。一旦液體與多組分泡沫體系接觸，立即啟動計時器，直到多組分泡沫體系完全吸收全部液體為止，即不存在匯集液后停止計時器。該時間被記錄為tA。然后按照下式計算溶脹速率FSR＝WU/(WH×tA).
抗壓吸收率(AAP)(0.3psi)用于測量AAP 0.3psi的測量單元是一個內徑60mm、高50mm的樹脂玻璃圓筒。其底部附有篩孔為36μm的不銹鋼篩網。該測量單元還包括一個直徑59mm的塑料板和可以與塑料板一起放入測量單元的砝碼。塑料板和砝碼的重量合在一起相當于0.3psi重量荷載。AAP0.3psi是通過測量空樹脂玻璃圓筒和塑料板的重量確定的，記錄為W0。將一片直徑20mm多組分泡沫體系放入該樹脂玻璃圓筒內并稱重。然后小心地將塑料板放入該樹脂玻璃圓筒內并稱量此時全部單元的重量，將該重量記錄為Wa。接著將砝碼放在位于樹脂玻璃圓筒內的塑料板的上面。將直徑120mm、孔隙率為0的陶瓷濾片置于直徑200mm、高30mm的陪替氏培養皿的中間，引入充足的0.9重量％氯化鈉溶液使其液面與濾片持平，但濾片表面不被濕潤。隨后將直徑90mm、孔徑＜20μm的圓形濾紙(S&S 589 Schwarzband，來自Schleicher&Schüll)放在該陶瓷片上。將含有多組分泡沫體系的樹脂玻璃圓筒與塑料板和砝碼一起放在濾紙的頂部并靜置60分鐘。在這段時間的最后，將整個單元從陪替氏培養皿和濾紙上移走，隨后將砝碼從樹脂玻璃圓筒移走。再稱量含有溶脹的多組分泡沫體系的樹脂玻璃圓筒與塑料板的重量并將其記錄為Wb。
按照下面的公式計算抗壓吸收率(AAP)AAP0.3psi[g/g]＝[Wb-Wa]/[Wa-W0]K值K值依照H.Fikentscher，Cellulose-Chemie，第13卷第52-63和71-74頁(1932)所述，在25℃下于pH7的5重量％水溶液和聚合物濃度為0.5重量％的條件下測定。
硬度抗拉強度韌性最大荷載下的公稱應變斷裂時的公稱應變各自依照DIN/ENISO527-1測定，所用試樣應滿足DIN53448/A的條件，夾持長度為30mm，測量速率為6mm/分鐘。
除非文中另有說明，實施例中所用百分比均為重量百分比。
實施例1向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(80摩爾氧化乙烯與1摩爾C16/C18醇混合物的加成產物)的15％水溶液和15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液。該可交聯混合物在Ultraturrax攪拌器的剪切區內發泡1分鐘，并倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將所得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。該產物具有的性能列于表1。
表1抗壓吸收率(AAP) 13.8g/g自由溶脹能力(FSC)24.4g/g離心保持能力(CRC)12.7g/g自由溶脹率(FSR) ＜0.05g/g.秒。
實施例2向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(80摩爾氧化乙烯與1摩爾C16/C18醇混合物的加成產物)的15％水溶液和15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液。另外，制備含有如表2所示數量戊烷的混合物。
可交聯混合物各自在Ultraturrax攪拌器的剪切區中發泡1分鐘，并倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。發泡層在模具中的深度為6mm。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將各種情況下得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。這些產物具有的性能列于表2和表3。
表2
表3
實施例3向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(80摩爾氧化乙烯與1摩爾C16/C18醇混合物的加成產物)的15％水溶液和15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液。另外，制備含有如表4所示數量的纖維素纖維(Technocel纖維1000，纖維長度1000μm)的混合物。各種含水可交聯混合物在200rpm的攪拌速度下均化5分鐘，然后通過以100L/h的速率引入氮氣在750rpm轉速下發泡5分鐘。
將由此制備的發泡混合物各自倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。發泡層在模具中的深度為6mm。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將所得到的含纖維的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。這些產物具有的性能列于表4和表5。
表4
表5
實施例4向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(80摩爾氧化乙烯與1摩爾C16/C18醇混合物的加成產物)的15％水溶液和15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液。攪拌混合物中的各成分，開始在200rpm轉速下攪拌5分鐘，然后在750rpm下攪拌5分鐘，同時以100L/h的速率引入氮氣以形成可交聯泡沫材料。
然后將制備的發泡材料倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。發泡層在模具中的深度為6mm。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。將由此制備泡沫試樣的水含量調整為5％。之后，將表6所列的各種酸噴到泡沫試樣上，使得泡沫表面具有在酸性范圍的pH值。然后，評估該泡沫材料的柔性。結果列于表6。
表6
酸性顆粒吸水性聚合物(SAP1)的制備稱取270g丙烯酸放入玻璃燒杯中。然后加入1.155g亞甲基二丙烯酰胺(MBA)交聯劑，并持續攪拌單體直到完全溶解。用一單獨容器稱取810g蒸餾水并加入單體混合物中。攪拌該溶液直到完全形成混合物。將該水溶液保存于冰箱約1小時以便冷卻。
用蒸餾水制備10％過硫酸鈉溶液并將其加入冷卻的聚合容器內。加入0.157g2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(Darocur1173，Ciba，光引發劑)和2.736g10％過硫酸鈉溶液作為引發劑體系。進行最后的混合步驟以形成勻質體系，靜置該體系直至溫度達到10℃，在該溫度下通過用20mWcm-2UV能量輻射進行為期12分鐘的聚合反應。得到凝膠狀聚合物，粉碎后在125℃下徹底干燥。研磨并篩分所得到的干燥聚合物，收集粒度為150-450μm的部分。
實施例5向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(80摩爾氧化乙烯與1摩爾C16/C18醇混合物的加成產物)的15％水溶液和15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液。該可交聯混合物在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘。由上述成分和表7所列數量的戊烷制備另外的可交聯混合物，并通過用Ultraturrax設備剪切發泡1分鐘。
然后加入45g的SAP1(粒度150-450μm)并通過另外剪切約1分鐘均化該混合物。然后將由此制得的發泡混合物各自倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。發泡層在模具中的深度為6mm。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將各種情況下得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。這些產物具備的性能列于表7。
表7
表1
(a)Filtrez 615(30重量％)(由Akzo-Nobel Chemicals，Inc.，Chicago，Il.制造，一種酚醛改性的松香)，處于DV 1469(70重量％)(由Reichold Inc，Durham，NC制造，一種改性的亞麻籽油)中。
(b)Filtrez 681(30重量％)(由Akzo-Nobel Chemicals，Inc.，Chicago，ll.制造，一種酚醛改性的松香酯)，處于DV 1469(70重量％)(由Reichold Inc，Durham，NC制造，一種改性的亞麻籽油)中。
(c)Magie Oil 500，由Magie Brothers Oil，Franklin Park，II制造，一種石油基油。
(d)Magie Sol 62，由Magie Brothers Oil，Franklin Park，II制造，一種石油基油。
(e)Nirez 9012，由Arizona Chemicals，Jacksonville，Fl.制造，一種脂肪酸酯油。
實施例2(對比)在Didde印刷機上使用實施例1的石印印刷油墨和60#銅版紙的卷筒式承印物制備印刷物。使品紅色油墨組合物(A、B、C和G)和青色組合物(D、E和F)存在于印刷紙張上，并在提高的300°F的卷筒溫度下立即干燥。所得品紅色印刷紙張的光澤度是42-50。
將由此制備的發泡混合物各自倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。發泡層在模具中的厚度為6mm。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將各種情況下得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。這些產物具備的性能列于表9。
表9
在PVAm∶SAP1之比為40∶60的多組分體系情況下，所制備的泡沫材料具有最佳性能。
實施例8向300g、K值為90的聚乙烯胺(PVAm)的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(80摩爾氧化乙烯與1摩爾C16/C18醇混合物的加成產物)的15％水溶液和15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。該可交聯混合物在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘。然后可交聯含水混合物的試樣各自與45g的平均粒度為150-450μm的SAP1混合。然后通過用Ultraturrax處理1分鐘使各混合物均化。
制備另外兩個上述組成的可交聯發泡混合物并各自倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。發泡層在模具中的厚度為6mm。包含已發泡可交聯混合物的模具在表10所示溫度下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將各種情況下得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。這些產物具備的性能列于表10。
表10
交聯和干燥溫度對性能有不同程度的影響。然而，在茶葉袋試驗中，吸收性能在60℃30分鐘后達到最高，與較高溫度相比，較早的飽和在4小時達到。但是，保持值和初始溶脹速率在該溫度下得到優化。
實施例9向300g、K值為90的聚乙烯胺(PVAm)的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(80摩爾氧化乙烯與1摩爾C16/C18醇混合物的加成產物)的15％水溶液和15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。該可交聯混合物在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘。然后可交聯含水混合物的試樣各自與45g的平均粒度為150-450μm的SAP1混合。然后通過用Ultraturrax處理1分鐘使各混合物均化。
制備另外的上述組成的可交聯發泡混合物并各自倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。發泡層在模具中的厚度為6mm。包含已發泡可交聯混合物的模具在表11-13所示溫度下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。然后，將泡沫材料在表11-13所示溫度下儲存1小時，以使堿性聚合物與酸性聚合物之間的界面區域固化。隨后將各種情況下得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。這些產物具備的性能列于表11-13。
表11在60℃下隔夜干燥，然后在各溫度下干燥1小時
表12在70℃下隔夜干燥，然后在各溫度下干燥1小時
表13在90℃下隔夜干燥，然后在各溫度下干燥1小時
實施例10向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入15g商業表面活性劑(C14-C17仲烷基磺酸鈉，HostapurSAS93，產自Clariant)的5％水溶液、15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。另外制備含表14所列數量的表面活性劑的混合物。
該可交聯混合物在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘，然后倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。這些產物具備的性能列于表14。按照實施例2制備的泡沫材料是僵硬的，而按照實施例10-1至10-3制備的泡沫材料非常柔軟。
表14
實施例11向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入7.5g商業表面活性劑(氧化乙烯和氧化丙烯與脂肪醇的加成產物的單硫酸酯的堿金屬鹽，DisponilFES993 IS，來自Cognis)的30％水溶液、15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。另外制備含表15所列表面活性劑的混合物。
該可交聯混合物在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘，然后倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。按照實施例2制備的泡沫材料是僵硬的，而按照實施例11-1至11-3制備的泡沫材料感覺非常柔軟。這些產物的其它性能列于表15。
表15
實施例12向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入7.5g商業表面活性劑(氧化乙烯和氧化丙烯與脂肪醇加成產物的單硫酸酯的堿金屬鹽，DisponilFES 32 IS，來自Cognis)的30％水溶液、15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。另外制備含表16所列數量的表面活性劑的混合物。
該可交聯混合物在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘，然后倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，聚乙烯胺開始交聯并且泡沫材料被徹底干燥。隨后將得到的水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。按照實施例2制備的泡沫材料是僵硬的，而按照實施例12-1至12-3制備的泡沫材料感覺非常柔軟。這些泡沫材料具有的性能列于表16。
表16
實施例13向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，按表17所示數量加入15g商業表面活性劑(C14-C17仲烷基磺酸鈉，HostapurSAS93，產自Clariant)的5％水溶液、15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。另外制備含表17所列數量的表面活性劑的混合物。
然后可交聯混合物各自在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘。將可交聯含水混合物試樣與45g的SAP1混合。然后攪拌該混合物1分鐘，得到均勻混合物。由此形成泡沫狀的可交聯混合物，然后將其各自倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，所得到的水凝膠泡沫被徹底干燥，隨后通過用水濕潤將水含量調整為5％。這些泡沫材料具有的性能列于表17。按照實施例6制備的泡沫材料是僵硬的，而按照實施例13-1至13-2制備的泡沫材料感覺非常柔軟。
表17
實施例14向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入7.5g商業表面活性劑(氧化乙烯和氧化丙烯與脂肪醇加成產物的單硫酸酯的堿金屬鹽，DisponilFES 993 IS，來自Cognis)的30％水溶液、15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。
可交聯混合物各自在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘。將該泡沫材料試樣與45g的SAP1混合。然后攪拌該混合物1分鐘并倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，所得到的水凝膠泡沫被徹底干燥，隨后通過用水濕潤以將水含量調整為5％。按照實施例6制備的泡沫材料是僵硬的，而按照實施例14-1制備的泡沫材料感覺非常柔軟。這些泡沫材料具有的性能列于表18。
表18
實施例15向300g、K值為90的聚乙烯胺的10％超濾水溶液中，加入7.5g商業表面活性劑(氧化乙烯和氧化丙烯與脂肪醇加成產物的單硫酸酯的堿金屬鹽，DisponilFES 32 IS，來自Cognis)的30％水溶液、15g乙二醇二縮水甘油醚交聯劑的5％水溶液和3g戊烷。另外制備含有表19所列數量表面活性劑的混合物。
然后，這些可交聯混合物各自在Ultraturrax攪拌器的剪切區發泡1分鐘。將該泡沫材料試樣與45g的SAP1混合，攪拌1分鐘并倒入具有鋁邊的Teflon支撐體。包含已發泡可交聯混合物的模具在70℃下于干燥箱內隔夜儲存。在此期間，所得到的水凝膠泡沫被徹底干燥。隨后將該水凝膠泡沫材料的水含量調整為5％。該泡沫材料非常柔軟，其性能列于表19。
表19
權利要求
1.由吸水性堿性聚合物形成的泡沫材料，該泡沫材料通過下述步驟獲得(I)使包含下列成分的可交聯含水混合物發泡(a)至少一種堿性聚合物，其堿性基團任選已經被中和，(b)至少一種交聯劑，(c)至少一種表面活性劑，(d)任選的至少一種增溶劑，(e)任選的增稠劑、泡沫穩定劑、填料、纖維和/或泡核作用劑，和(f)任選的粒狀吸水性酸性聚合物，通過在2-400巴的壓力下將對自由基呈惰性的氣體溶于可交聯的含水混合物并然后使可交聯的含水混合物減壓至大氣壓，或通過使對自由基呈惰性的氣體的細小氣泡分散進行，并且(II)使已發泡的混合物交聯形成水凝膠泡沫材料，并且在可行時將聚合物泡沫材料的水含量調整為1-60重量％。
2.如權利要求1所述的泡沫材料，其中所用堿性聚合物是含乙烯胺單元的聚合物、含乙烯胍單元的聚合物、含二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺單元的聚合物、聚乙烯亞胺、接枝乙烯亞胺的聚酰胺型胺和聚二烯丙基二甲基氯化銨。
3.如權利要求1或2所述的泡沫材料，其中所用堿性聚合物是含乙烯胺單元的聚合物、聚乙烯胍和聚乙烯亞胺。
4.如權利要求1所述的泡沫材料，其中所用堿性聚合物是聚乙烯胺和/或水解度高達10-100％的聚-N-乙烯基甲酰胺。
5.如權利要求1-4中任意一項所述的泡沫材料，其表面已經進行后交聯。
6.如權利要求1-5中任意一項所述的泡沫材料，其中吸水性堿性聚合物另外含有細碎的吸水性酸性聚合物，該聚合物混合物包含10-90重量％的吸水性酸性聚合物。
7.如權利要求1-6中任意一項所述的泡沫材料，其中吸水性酸性聚合物是顆粒直徑為10-2000μm的交聯丙烯酸。
8.一種制備由吸水性堿性聚合物形成的泡沫材料的方法，包括(I)使包含下列成分的可交聯含水混合物發泡(a)至少一種堿性聚合物，其堿性基團任選已經被中和，(b)至少一種交聯劑，(c)至少一種表面活性劑，(d)任選的至少一種增溶劑，(e)任選的增稠劑、泡沫穩定劑、填料、纖維和/或泡核作用劑，和(f)任選的粒狀吸水性酸性聚合物，通過在2-400巴的壓力下將對自由基呈惰性的氣體溶于可交聯的含水混合物并然后使可交聯的含水混合物減壓至大氣壓，或通過使對自由基呈惰性的氣體的細小氣泡分散進行，并且(II)使已發泡的混合物交聯形成水凝膠泡沫材料，并且在可行時將聚合物泡沫材料的水含量調整為1-60重量％。
9.如權利要求8所述的方法，其中以每重量份堿性聚合物計使用0.05-20重量份的具有0-75摩爾％中和度的吸水性酸性聚合物。
10.如權利要求8或9所述的方法，其中可交聯的含水混合物包含0.1-30重量％的烴。
11.如權利要求1-7中所述的泡沫材料在下列方面的用途吸收體液的衛生制品、包裹傷口的敷料、密封材料、包裝材料、土壤改進劑、土壤替代品、使淤泥脫水、吸收水溶性酸性廢物、在處理殘余水基油漆和涂料過程中使其稠化、使含水油或烴脫水或作為通風系統的過濾材料。
全文摘要
本發明涉及由吸水性堿性聚合物形成的泡沫材料，該泡沫材料通過下述步驟(I)和(II)獲得(I)使包含下列成分的可交聯含水混合物發泡(a)至少一種堿性聚合物，其堿性基團任選已經被中和；(b)至少一種交聯劑；(c)至少一種表面活性劑；(d)任選的至少一種增溶劑，(e)任選的增稠劑、泡沫穩定劑、填料、纖維和/或泡核作用劑，和任選的粒狀吸水性酸性聚合物，該步驟通過在2－400巴的壓力下將對自由基呈惰性的氣體溶于可交聯的含水混合物和然后使可交聯的含水混合物減壓至大氣壓，或通過使對自由基呈惰性的氣體細小氣泡分散進行；并且(II)使已發泡的混合物交聯形成水凝膠泡沫材料，并且任選地將聚合物泡沫材料的水含量調整為1－60重量％。本發明進一步涉及通過應用上述(I)和(II)措施制備所述泡沫材料的方法以及由此獲得的泡沫材料在下列方面的用途吸收體液的衛生制品、包裹傷口的敷料、密封材料、包裝材料、土壤改進劑、土壤替代品、使淤泥脫水、吸收水溶性酸性廢物、在處理殘余水基油漆和涂料過程中使其稠化、使含水油或烴脫水或作為通風系統的過濾材料。
文檔編號C08J9/30GK1628145SQ03803262
公開日2005年6月15日 申請日期2003年1月30日 優先權日2002年2月6日
發明者S·錢普, H-J·亨勒, M·貝克, R·豐克 申請人:巴斯福股份公司