BRPI0408243B1 - Método para fabricação de partículas de polímeros superabsorvente de cor estável, partículas superabsorventes de cor estável, artigo absorvente, e, fralda - Google Patents

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“MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE PARTÍCULAS DE POLÍMERO SUPERABSORVENTE DE COR ESTÁVEL, PARTÍCULAS SUPERABSORVENTES DE COR ESTÁVEL, ARTIGO ABSORVENTE, E, FRALDA” CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção está relacionada a polímeros superabsorventes (SAPs) que possuem estabilidade de cor a longo prazo, e a métodos para preparação de SAPs de cor estável. Mais particularmente, a presente invenção está relacionada a métodos para preparação de um SAP de cor estável usando uma mistura de monômeros contendo um iniciador de polimerização que compreende um derivado de ácido sulfmico, tal como ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético, um sal do mesmo ou uma mistura do mesmo e, opcionalmente, submetendo o hidrogel de SAP resultante a uma baixa dose de radiação UV. O SAP de cor estável pode ser incorporado em artigos tais como bandagens, fraldas, absorventes sanitários, e outros produtos absorventes, onde o SAP retém uma cor branca, limpa, durante prolongados períodos de armazenagem, mesmo sob condições de temperatura e umidade elevadas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

As resinas absorvedoras de água são amplamente utilizadas em produtos sanitários e de higiene, panos para limpeza, agentes retentores de água, agentes desidratantes, coagulantes de esgoto, toalhas descartáveis, tapetes de banheiro, capachos descartáveis, agentes espessantes, tapetes descartáveis para cama de animais de estimação, agentes para prevenção de condensação e agentes para controle de liberação de diversos produtos químicos. As resinas absorvedoras de água se acham disponíveis em uma diversidade de formas químicas, incluindo polímeros sintéticos naturais substituídos e não-substituídos tais como produtos de hidrólise de polímeros de acrilonitrila amido enxertados, carboximetil celulose, poliacrilatos reticulados, poliestirenos sulfonados, poliacrilamidas hidrolisadas, polivinil álcoois, óxidos de polietileno, polivinilpirrolidonas e poliacrilonitrilas.

Essas resinas absorvedoras de água são denominadas “polímeros superabsorventes” ou SAPs, e são tipicamente polímeros hidrofílicos levemente reticulados. Os SAPs estão discutidos em geral nas Patentes U.S. 5669894 e 5559335. Os SAPs podem diferir em suas identidades químicas, mas todos os SAPs são capazes de absorver e reter fluidos aquosos em quantidades equivalentes a muitas vezes seu próprio peso, mesmo sob uma pressão moderada. Por exemplo, os SAPs podem absorver cem vezes ou mais seu próprio peso de água destilada. A capacidade de absorver fluidos aquosos sob uma pressão limitante é um requerimento importante para um SAP utilizado em um artigo para higiene, tal como uma fralda.

Conforme aqui utilizado, o termo “partículas de SAP” se refere a partículas de polímero superabsorvente no estado seco, e mais especificamente, partículas contendo desde nenhuma água até cerca de 10% em peso, de água. O termo “gel de SAP”, ou “hidrogel”, se refere a polímero superabsorvente contendo pelo menos cerca de 10% em peso de água e, tipicamente, partículas que tenham absorvido pelo menos seu peso em água, e mais tipicamente várias vezes seu peso em água.

Os SAPs possuem uma tendência a degradar sua cor após longos períodos de armazenagem. A tendência de um SAP sofrer uma transição na cor, de uma cor branca, limpa, nítida, para uma cor castanha de mel se acelera com o aumento do tempo de armazenagem, da temperatura e da umidade. Nos climas temperados, tal como nos Estados Unidos e na Europa, a razão segundo a qual um SAP sofre uma degradação da cor é lento o suficiente para que o SAP, ou o artigo contendo o SAP, seja tipicamente consumido antes que a alteração na cor possa ser observada a olho nu.

No entanto, em climas tropicais e subtropicais, tal como na América do Sul e no Sueste da Ásia, a degradação da cor do SAP e rápida o suficiente para que a alteração da cor ocorra com freqüência antes do SAP, ou do artigo contendo o SAP, ser consumido. Em áreas tais como o Sueste da Ásia, um SAP pode alterar sua cor de branca para castanho mel em cerca de 4 a 6 semanas. Este problema é exacerbado uma vez que os SAPs podem ser produzidos distantes do clima tropical, aumentando assim o espaço de tempo entre a produção do SAP e seu uso. Além disso, o consumo de artigos contendo SAP nesses climas é relativamente baixo, aumentando portanto ainda mais esse período de tempo entre a produção do SAP e sua utilização. A mudança na cor do SAP não afeta o desempenho do SAP, mas afeta de forma adversa a aceitação pelo consumidor de artigos contendo SAPs com a cor degradada. Em particular, os consumidores observando um SAP com a cor degradada em uma fralda, formam uma opinião de que a fralda contém algum contaminante, está algo suja ou defeituosa, ou é de qualidade inferior. A fralda é tipicamente devolvida para devolução da importância paga, e o consumidor fica menos propenso a uma nova compra daquela marca de fralda.

Os problemas se originam também em nível de fabricação, uma vez que os fabricantes de fraldas e outros artigos contendo um SAP se recusam a incorporar um SAP descobrido em seus produtos, retomando o SAP descobrido para o fabricante do mesmo. Um SAP com a cor degradada portanto, em última instância afeta de forma adversa os fabricantes dos artigos e o fabricante do SAP, o qual tem que absorver o custo dos produtos devolvidos.

Deve ser desejado ser proporcionado um SAP que apresente propriedades excepcionais de estabilidade de cor, de tal modo que o SAP retenha sua cor branca, nítida, durante toda a vida útil do SAP, ou do artigo contendo o SAP, mesmo quando armazenado em condições de alta temperatura e umidade. Além disso, deve ser desejado ser proporcionado um SAP que possua uma estabilidade de cor a longo prazo e um baixo conteúdo de monômero residual, sem que sejam afetadas, de forma adversa, as propriedades absorventes do SAP, tal como as de absorver grandes quantidades de líquidos rapidamente, possuir uma boa permeabilidade a fluidos na introdução e através do SAP, e possuir uma alta resistência do gel, de tal modo que o hidrogel de SAP, formado do SAP, não se deforme ou venha a fluir sob a tensão ou pressão aplicadas.

Usualmente, os SAPs, como o ácido poliacrílico parcialmente neutralizado, levemente reticulado, são fabricados usando um persulfato como um dos componentes do sistema iniciador de polimerização. Um persulfato é incluído no sistema iniciador como o agente oxidante de um par iniciador redox e para reduzir a quantidade monômero de ácido acrílico residual no SAP a níveis aceitáveis. Um persulfato pode atuar também como um iniciador térmico. No entanto, o persulfato interage também com o MEHQ inibidor, presente no monômero de ácido acrílico, e confere uma cor inicial baixa ao SAP. Essa baixa cor inicial do SAP progride para uma severa descoloração do SAP ao longo do tempo, especialmente em condições de alta temperatura e umidade. A presente invenção está direcionada no sentido de superar o problema de decoloração do SAP, atribuído à presença de um agente oxidante produtor de cor, tal como um persulfato, na preparação do SAP. Conforme discutido aqui adiante em detalhes, a presente invenção supera o problema de descoloração do SAP (a) pela utilização de um sistema de iniciador de polimerização que compreende um derivado de ácido sulfínico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, opcionalmente o ácido 2-hidroxi-2-sulfonatocético, os sais dos mesmos, ou uma mistura dos mesmos, (b) por essencialmente omitir um agente oxidante produtor de cor da mistura de monômeros, e (c) opcionalmente, submetendo o hidrogel de SAP resultante da polimerização a uma baixa dose de radiação ultravioleta (UV). O sal de dissódio do ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético e o sal de dissódio do ácido 2-hidroxi-2-sulfonatocético têm sido usados como agente redutor em um iniciador redox, em polimerízações em emulsão. A Patente U.S. 5408019 divulga o uso de ácido formamídina sulfônico como o agente redutor em um sistema iniciador redox. A radiação ultravioleta tem sido usada na preparação de SAPs. Por exemplo, a radiação UV tem sido usada em conjunto com um fotoiniciador para iniciar a polimerização de monômeros e proporcionar um hidrogel de SAP, conforme divulgado na EP 0290814 Bl. A DE 4123889 Al divulga a irradiação UV de uma resina absorvedora de água preparada de um polímero solúvel em água e um polissacarídio e/ou um agente reticulante, na presença de um seqüestrante de radical, para proporcionar uma resina absorvedora de água possuindo uma baixa quantidade de componentes solúveis em água (< 7% em peso) e uma baixa quantidade de monômero residual (< 500 ppm). A radiação UV é aplicada durante a secagem ou o trituramento da resina absorvedora de água. A publicação do PCT WO 01/55228 divulga submeter um polímero solúvel em água, ou inchável em água, à radiação UV para reduzir o conteúdo de monômero residual. Um iniciador de ultravioleta é usado em uma quantidade de até 10000 ppm, em peso, dos monômeros, sendo de preferência de até 5000 ppm, mais preferido de 50 a 3000 ppm, e ainda mais preferido de 500 a 2000 ppm. A radiação UV é conduzida tipicamente durante cerca de 20 minutos.

A publicação PCT WO 01/25289 divulga submeter um polímero acrílico à radiação UV após, ou simultaneamente com, a fragmentação de um polímero geleificado a partículas de polímero geleificadas. Em particular, as partículas de gel fragmentadas podem ser irradiadas durante uma etapa de secagem em um secador de leito fluidizado. SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção está direcionada a um polímero superabsorvente (SAP) que possui estabilidade de cor a longo prazo, e a métodos para fabricação de uma composição de SAP de cor estável. De modo mais particular, a presente invenção está direcionada a um método para preparação de um SAP de cor estável, sem afetar de forma adversa as propriedades de absorção e retenção de fluidos das partículas de SAP, (a) pela utilização de um sistema de iniciador de polimerização que compreende um derivado de ácido sulfínico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético, opcionalmente o ácido 2-hidroxi-2-sulfonatocético, os sais dos mesmos, ou uma mistura dos mesmos, (b) por essencialmente omitir um agente oxidante produtor de cor da mistura de monômeros, e (c) opcionalmente, submetendo o hidrogel de SAP resultante da polimerização a uma baixa dose de radiação ultravioleta (UV). O SAP de cor estável preparado pelo presente método retém uma cor branca, limpa e nítida, ao longo de um extenso período de tempo de armazenagem, em temperatura e umidade elevadas, i.e., pelo menos 30 dias quando armazenado a 60°C e 90% de umidade relativa.

Um aspecto da presente invenção é portanto proporcionar um método para fabricação de SAP de cor estável, incluindo as etapas de (a) polimerizar uma mistura de monômeros que compreende (i) um monômero que proporciona um SAP, tal como um ácido carboxílico α,β-insaturado, tal como o ácido acrílico, tanto neutralizado como não-neutralizado ou parcialmente neutralizado, (ii) um agente reticulante, (iii) um sistema iniciador compreendendo um derivado de ácido sulfínico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfmoacético, um sal do mesmo ou uma mistura do mesmo, e que seja essencialmente isento de agente oxidante produtor de cor, e.g., um persulfato, e (iv) um fotoiniciador opcional, para formar um hidrogel de SAP, (b) opcionalmente submeter o hidrogel de SAP a uma baixa dose de irradiação UV, e (c) fragmentar e secar o hidrogel de SAP para proporcionar um SAP de cor estável. O SAP de cor estável resultante possui um baixo conteúdo de monômero residual e mantém uma cor branca, nítida, ao longo de um extenso período de tempo, mesmo sob condições de armazenagem em alta temperatura e alta umidade.

Outro aspecto da presente invenção é proporcionar um método para fabricação de SAP de cor estável incluindo as etapas de, polimerizar uma mistura de monômeros compreendendo um derivado de ácido sulfínico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfínatoacético, um sal do mesmo, ou uma mistura do mesmo, que proporcione um SAP, por exemplo, um ácido carboxílico α,β-insaturado polimerizado, para formar um hidrogel de SAP, opcionalmente submetendo o hidrogel de SAP à radiação UV por cerca de 3 a cerca de 15 minutos, de uma distância de cerca de 2 a cerca de 30 centímetros, ou uma dose de radiação UV equivalente, fragmentando o hidrogel de SAP para formar partículas de hidrogel de SAP, e em seguida secando as partículas de hidrogel de SAP para proporcionar partículas de SAP de cor estável. O hidrogel de SAP é opcionalmente submetido a uma baixa dose de radiação UV, i.e., de 0 a cerca de 2000 miliwatts (mW) de radiação UV por centímetro quadrado (cm) de hidrogel de SAP. Em outra forma de realização, o hidrogel de SAP é fragmentado para formar partículas de hidrogel de SAP antes de ser submetido à radiação UV.

Um derivado de ácido sulfínico útil na presente invenção possui a fórmula estrutural geral: onde M é hidrogênio, um íon amônio, ou um íon de metal monovalente ou bivalente dos grupos Ia, lia, Ilb, IVa e VHIb da Tabela Periódica dos Elementos; R1 é OH ou NR4R5, onde R4 e R5 são, independentemente, H ou Ci-Cô alquil; Λ R é H ou um grupo alquil, alquenil, cicloalquil ou aril, possuindo opcionalmente 1-3 substituintes independentemente selecionados do grupo que consiste de CrC6 alquil, OH, 0-CrC6 alquil, halogênio e CF3; e R3 é COOM, S03M, COR4, CONR4R5 ou COOR4, onde M, R4 e R são como acima definidos, ou, se R é aril não-substituído ou substituído, R3éH; e os sais do mesmo.

Em formas de realização preferidas, a mistura de monômeros compreende (a) um ácido carboxílico α,β-insaturado, (b) um agente reticulante, (c) um sistema iniciador de polimerização compreendendo ácido 2-hidroxi-2-sulfínoacético, um sal do mesmo ou uma mistura do mesmo, que seja essencialmente isento de persulfato e outros agentes oxidantes produtores de cor, (d) um fotoiniciador opcional em uma quantidade de 0 a cerca de 1000 ppm em peso do ácido carboxílico α,β-insaturado e agente reticulante, e (e) água. Após secagem, as partículas de SAP de cor estável são, opcionalmente, tratadas na superfície para proporcionar reticulações na superfície das partículas de SAP de cor estável.

Ainda outro aspecto da presente invenção é incorporar as partículas de SAP de cor estável em artigos usados para absorver líquidos, como por exemplo, uma fralda, dispositivo catamenial, um produto para higiene feminina, um produto para incontínência de adultos, panos para finalidades gerais, e produtos absorventes similares. Os artigos resistem à degradação da cor ao longo da vida esperada para os artigos, mesmo em climas de temperatura e umidade elevadas.

Os acima e outros aspectos e vantagens da presente invenção tomar-se-ão evidentes a partir da descrição detalhada que se segue das formas de realização preferidas da invenção, tomada em conjunto com os exemplos e as reivindicações.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção está direcionada a SAPs que possuem estabilidade de cor a longo prazo, e a métodos para a preparação de SAPs de cor estável. Os SAPs de cor estável apresentam um mudança de cor mínima, a olho nu, após armazenagem por 30 dias a 60°C e 90% de umidade relativa. Os presentes SAPs são preparados de uma mistura de monômeros contendo um iniciador de polimerização, que compreende um derivado de ácido sulfínico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, um sal do mesmo ou uma mistura do mesmo, e que seja essencialmente isento de agentes oxidantes formadores de cor, tal como um persulfato. O hidrogel de SAP resultante da polimerização da mistura de monômeros é, opcionalmente, submetido a uma baixa dose de radiação UV. O presente iniciador de polimerização e a radiação UV opcional conferem uma estabilidade de cor ao SAP e reduzem a quantidade de monômero residual no SAP.

Os processos apropriados para preparação das presentes partículas de SAP de cor estável incluem uma polimerização em solução, também denominada polimerização em gel, como por exemplo, como divulgado nas Patentes U.S. 4076663; 4286082; 4654039 e 5145906. Outro processo é a polimerização em suspensão inversa, divulgada, por exemplo, nas Patentes U.S. 4340706; 4497930; 4666975; 4507438 e 4683274. A presente divulgação está direcionada em princípio à polimerização em gel, para finalidades ilustrativas. No entanto, a invenção pode ser praticada utilizando todos os processos para fabricação de SAP, incluindo polimerização em massa modificada e polimerização em suspensão inversa.

Na polimerização em gel, os SAPs são preparados a partir de uma mistura aquosa de monômeros e um ou mais agentes reticuladores, para proporcionar um polímero absorvedor de água, mas insolúvel em água. A mistura aquosa de monômeros contém também iniciadores de polimerização. incluindo tipicamente um persulfato, tal como persulfato de sódio. Um persuifato tem sido considerado um importante ou essencial ingrediente iniciador de polimerização, com a finalidade de reduzir a níveis aceitáveis o conteúdo residual de monômero de ácido acrílico nas partículas de SAP.

Na fabricação típica de um SAP, o SAP é neutralizado em pelo menos cerca de 25 por cento em moles, sendo mais preferido pelo menos cerca de 50 por cento em moles e, usualmente, de cerca de 70 a cerca de 80 por cento em moles, para obter uma absorvência ótima. A neutralização pode ser obtida neutralizando os monômeros antes da polimerização, ou o polímero pode ser neutralizado após a reação de polimerização estar substancialmente completa. Após a polimerização e reticulação interna dos monômeros, seguidas de uma neutralização parcial, e.g., de cerca de 50 a cerca de 100 por cento em moles de neutralização, de preferência de cerca de 70 a cerca de 80 por cento em moles de neutralização, o polímero é fragmentado, e.g., retalhado ou picado, para uma secagem mais eficiente, e em seguida seco e moído até um tamanho de partícula desejado. O polímero é então, de preferência, tratado na superfície. Em formas de realização onde o tratamento da superfície é empregado, um agente reticulante da superfície é tipicamente aplicado às partículas secas do SAP. De modo geral, após a aplicação do agente reticulante da superfície, as partículas de SAP são então submetidas a condições onde o agente de reticulação da superfície reage com uma parte do SAP parareticular as superfícies das partículas de SAP.

Em uma forma de realização da presente invenção, um SAP de cor estável é preparado por um método que compreende as etapas de (a) polimerizar em solução uma mistura de monômeros que compreende (i) um monômero capaz de proporcionar um polímero SAP, tal como um ácido carboxílico α,β-insaturado, tal como o ácido acrílico, tanto neutralizado como não-neutralizado, ou ainda, parcialmente neutralizado, (ii) um agente reticulante, (iii) um iniciador de polimerização que compreende um derivado de ácido sulfmico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfinoacético, um sal do mesmo ou uma mistura do mesmo, que seja essencialmente isento de agentes oxidantes formadores de cor, tal como um persulfato, (iv) um fotoiniciador opcional, e (v) água, para formar um hidrogel de SAP, (b) opcionalmente, submeter o hidrogel de SAP a uma baixa dose de radiação UV, (c) fragmentar o hidrogel de SAP para formar partículas de hidrogel de SAP, (d) secar em seguida as partículas de hidrogel de SAP resultantes e, (e) opcionalmente tratar a superfície das partículas de SAP de cor estável.

Os presentes SAPs de cor estável são baseados em monômeros de vinil polimerizados, em particular ácidos carboxílicos α,β-insaturados que, após a polimerização, possuem a capacidade de absorver várias vezes o seu peso de um líquido, quando reticulados. O restante da especificação está direcionada a um SAP de cor estável baseado em ácido acrílico, entretanto, outros monômeros de vinil, tais como (met)acrilonitrila ou uma (met)acrilamida, ou um monômero etilênico possuindo um substituinte amina, ou um precursor de substituinte amina, e.g., N-vinil acetamida, e outros ácidos carboxílicos α,β-insaturados e anidridos, podem ser usados também na fabricação dos SAPs de cor estável da presente invenção. Os SAPs de cor estável preparados pelos presentes métodos apresentam uma estabilidade de cor melhorada, independente da identidade dos monômeros usados para preparar o SAP, e em particular SAPs baseados em um ácido carboxílico α,β-insaturado ou anidrido.

Em conseqüência, nem a constituição química do SAP de cor estável, nem seu método de fabricação, são limitados. Os SAPs de cor estável, portanto, podem ser preparados por qualquer processo de polimerização para SAP conhecido nesta tecnologia e pode compreender uma resina ácida absorvedora de água (i.e., um SAP aniônico), uma resina básica absorvedora de água (i.e., um SAP catiônico), ou uma partícula multicomponentes de SAP como divulgado nas Patentes U.S. 6072101; 6159591; 6222091; e 6329062, Uma extensa lista de monômeros formadores de SAP apropriados pode ser encontrada nas Patentes U.S. 4076663 e 5149750.

De modo geral, os SAPs ácidos possuem grupos carboxilato, sulfonato, sulfato e/ou fosfato incorporados ao longo da cadeia do polímero. Os polímeros contendo essas porções ácidas são sintetizados tanto de monômeros previamente substituídos com um ou mais desses grupos funcionais ácidos, como pela incorporação do grupo funcional ácido no polímero após a síntese. Para incorporar grupos carboxila em um polímero, qualquer um dos numerosos ácidos carboxílicos etilenicamente insaturados pode ser homopolimerizado ou copolimerizado. Os grupos carboxila podem ser incorporados também na cadeia do polímero indiretamente, hidrolisando um homopolímero ou copolímero de monômeros tais como acrilamida, acrilonitrila, metacrilamida e alquil acrilatos ou metacrilatos. Um SAP ácido pode ser uma resina absorvedora de água tanto forte com fraca, e pode ser um homopolímero ou um copolímero. O SAP ácido é tipicamente uma resina tipo acrílica levemente reticulada, neutralizada, tal como um ácido poliacrílico levemente reticulado, neutralizado. O SAP ácido levemente reticulado é preparado, tipicamente, pela polimerização de um monômero ácido contendo uma porção acil, e.g., ácido acrílico, ou uma porção capaz de proporcionar um grupo ácido, i.e., acrilonitrila, na presença de um agente reticulante, i.e., um composto orgânico polifuncional. A resina ácida pode conter outras unidades copolimerizáveis, i.e., outros comonômeros monoetilenicamente insaturados, bem conhecidos nesta tecnologia, desde que o polímero seja substancialmente, i.e., de pelo menos 10%, e de preferência de pelo menos 25% de unidades de monômero ácidas. Para obter toda a vantagem da presente invenção, o SAP ácido contém pelo menos 50%, sendo mais preferido pelo menos 75%, e até 100% de unidades de monômero ácidas. A resina ácida pode ser não-neutralizada ou neutralizada, sendo de preferência neutralizada em pelo menos 50% em moles, e do modo mais preferido em pelo menos 70% em moles, com uma base, antes da secagem.

Os monômeros de ácidos carboxílicos etilenicamente insaturados, e anidridos, amidas, ésteres e sais dos mesmos, úteis no SAP ácido incluem, mas não se limitam a, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido α-cloroacético, ácido α-cianoacético, ácido β-metil-acrílico (ácido crotônico), ácido α-fenilacrílico, ácido β-acriloxi propiônico, ácido sórbico, ácido α-clorosórbico, ácido angélico, ácido cinâmico, ácido p-clorocinâmico, ácido β-estearilacrílico, ácido itacônico, ácido citracônico, ácido mesacônico, ácido glutacônico, ácido aconítico, ácido maleico, ácido fumárico, tricarboxietileno, ácido dicarboxílico 2-metil-2-buteno, ácido maleâmico, N-fenil maleamida, maleamida, anidrido maleico, anidrido fumárico, anidrido itacônico, anidrido citracônico, anidrido mesacônico, anidrido metil itacônico, anidrido etil maleico, dietil maleato, metil maleato e anidrido maleico.

Os SAPs ácidos contendo sulfonato podem ser preparados de monômeros contendo grupos funcionais hidrolisáveis para a forma ácido sulfônico, como por exemplo, compostos de ácido alquenil sulfônico e compostos de sulfoalquil acrilatos. Os monômeros de ácido sulfônico etilenicamente ínsaturado incluem, mas não se limitam a, ácidos vinil sulfônicos alifáticos ou aromáticos, tais como ácido vinilsulfônico, ácido alilsulfônico, ácido viniltolueno sulfônico, ácido estirenosulfônico, ácidos acrílico e metacrílico sulfônicos, tais como sulfoetil acrilato, sulfoetil metacrilato, sulfopropil acrilato, ácido 2-vinil-4-etilbenzenosulfônico, ácido 2-alquilbenzenosulfônico, ácido 1 -feniletileno sulfônico, sulfopropil metacrilato, ácido 2-hidroxi-3-metacriloxipropil sulfônico e ácido 2-acrilamida-2-metilpropano sulfônico.

Os SAPs contendo sulfato são preparados pela reação de homopolímeros ou copolímeros contendo grupos hidroxila ou insaturação etilênica residual, com ácido sulfurico ou trióxido de enxofre. Os exemplos desses polímeros sulfatados incluem polivinil álcool sulfatado, hidroxietil acrilato sulfatado e hidroxipropií metacrilato sulfatado. Os SAPs ácidos contendo fosfato são preparados homopolimerizando ou copoliraerizando monômeros etilenicamente insaturados contendo uma porção ácido fosfórico, tal como metacriloxi etil fosfato. O SAP ácido, tanto forte como fracamente ácido, pode ser qualquer resina que venha a atuar como um SAP na sua forma neutralizada. Os exemplos de resinas ácidas incluem, mas não se limitam a, ácido poliacrílico, copolímeros de enxerto amido-acrilonitrila hidrolizados, copolímeros de enxerto amido-ácido acrílico, copolímeros vinil acetato-éster acrílico saponifícados, copolímeros de acrilonitrila hidrolisados, copolímeros de acrilamida hidrolisados, copolímeros etileno-anidrido maleico, copolímeros isobutileno-anidrido maleico, poli(ácido vinilsulfônico), poli(ácido vinilfosfônico), poli(ácido vinilfosfórico), poli(ácido vinilsulfurico, poliestireno sulfonado, poli(ácido aspártico), poli(ácido lático, e as misturas dos mesmos. As resinas ácidas preferidas são as resinas poliacrílicas. O SAP ácido contém de 0 a 100 por cento de grupos carboxilato pendentes neutralizados (i.e., DN=0 a DN=100). A neutralização de grupos ácido carboxílico é levada a efeito usando uma base forte orgânica ou inorgânica, tal como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, amônia, hidróxido de amônio, ou uma amina orgânica.

De forma análoga ao SAP ácido, um SAP básico de cor estável pode ser fabricado pelo presente método. O SAP básico pode ser uma resina absorvedora de água básica forte ou fraca. A resina básica forte está presente tipicamente na forma hidróxido (OH) ou bicarbonato (HCO3). O SAP básico pode ser uma única resina ou uma mistura de resinas. O SAP básico pode ser um homopolímero ou um copolímero. O SAP básico, tanto forte como fracamente básico, pode ser portanto qualquer resina que venha a atuar como um SAP na sua forma carregada. O SAP básico é tipicamente uma resina levemente reticulada, tal como uma polietilenoimina levemente reticulada, uma poli(alilamina), uma poli(alilguanidina), um poli(hidróxido de metildialilamônio), um derivado de poliestireno quatemizado, um guinidina-modificado poliestireno, uma poli(vinilguanidina) ou uma poli(dialquilaminoalquil (met)acrilamida), preparada pela polimerização e leve reticulação de um monômero que possui a estrutura ou seu análogo éster onde R7 e Rg, independentemente, são selecionados do grupo que consiste de hidrogênio e metil, Y é uma cadeia bivalente linear ou radical orgânico ramificado possuindo de 1 a 8 átomos de carbono, R9 é hidrogênio, e R!0 é hidrogênio ou um radical alquil possuindo de 1 a 4 átomos de carbono.

Os SAPs básicos preferidos incluem poli(vinilamina), polietilenoimina, poli(vinilguanidina), poli(metilaminoetil acrilamida), poli(metilaminopropil metacrilamida), ou as misturas dos mesmos. Os SAPs básicos estão divulgados na Patente U.S. 6159591. O SAP básico levemente reticulado pode conter outras unidades copolimerizáveis e é reticulado usando um composto orgânico polifuncional, conforme estabelecido acima em relação ao SAP ácido.

Os monômeros copolimerízáveis para introdução em um SAP ácido ou um SAP básico incluem, mas não se limitam a, etileno, propileno, isobutileno, Cm alquil acrilatos e metacrilatos, vinil acetato, metil vinil éter, e compostos estirênicos que possuem a fórmula: onde R representa hidrogênio ou um grupo Cm alquil, e onde o anel fenil é opcionalmente substituído comum a quatro grupos Cw alquil ou hidroxíla.

Os Cm alquil acrilatos apropriados incluem, mas não se limitam a, metil acrílato, etil acrilato, isopropil acrilato, n-propil acrilato, n-butil acrilato e similares, e as misturas dos mesmos. Os Cm alquil metacrilatos incluem, mas não se limitam a, metil metacrilato, etil metacrilato, isopropil metacrilato, n-propil metacrilato, n-butil metacrilato e similares, e as misturas dos mesmos ou com Cm alquil acrilatos. Os compostos estirênicos apropriados incluem, mas não se limitam a, estireno, α-metil estireno, p-metil estireno, t-butil estireno, e similares, e as misturas dos mesmos ou com Cm alquil acrilatos e/ou metacrilatos.

Conforme anteriormente estabelecido, a presente invenção não está limitada a SAPs baseados em ácido acrílico, mas de preferência se estende a SAPs preparados com ácidos carboxílicos α,β-insaturados incluindo, mas não limitado a, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido a-cloroacrílico, ácido α-cianoacrílico, ácido β-metacrílico (ácido crotônico), ácido α-fenilacrílico, ácido α-acriloxipropiônico, ácido sórbico, ácido a-clorosórbico, ácido angélico, ácido cinâmico, ácido p-clorocinâmico, ácido β-estearilacrílico, ácido itacônico, ácido citracônico, ácido mesacônico, ácido glutacônico, ácido aconítico, ácido maleico, ácido fumárico, tricarboxietileno, e anidrido maleico. O ácido acrílico, i.e., o CH2=CHC02H, é um ácido carboxílico α,β-insaturado mais preferido.

Os SAPs especialmente preferidos preparados pelo presente método são os SAPs do tipo acrilato de metal alcalino, obtidos, por exemplo, pela copolimerização de 100 partes de uma mistura de monômeros compreendendo cerca de 1 a cerca de 50 por cento em moles de ácido acrílico, cerca de 50 a cerca de 99 por cento em moles de um acrilato de metal alcalino, e cerca de 0,1 a cerca de 5 por cento em peso de um agente reticulante interno, em uma solução aquosa contendo pelo menos cerca de 15% e até cerca de 60%, e de preferência de cerca de 20% a cerca de 50%, em peso, de monômeros. Esta é uma mistura de monômeros pré-neutralizada. Em outra forma de realização preferida, os SAPs do tipo acrilato de metal alcalino são obtidos por, primeiro polimerizando em solução ácido acrílico, e em seguida neutralizando o hidrogel de SAP com uma base de metal alcalino, i.e., uma polimerização compós-neutralização.

Conforme estabelecido acima, a polimerização dos monômeros ácidos ou básicos, e opcionais monômeros copolimerizáveis, é levada a efeito mais usualmente por processos via radicais livres, na presença de um agente reticulante polifuncional. Os SAPs ácidos e básicos são reticulados até um ponto suficiente tal que o SAP seja insolúvel em água. A reticulação toma os SAPs substancialmente insolúveis em água e, em parte, serve para determinar a capacidade de absorção dos SAPs. Para uso em aplicações de absorção, o SAP ácido ou básico é levemente reticulado, i.e., possui uma densidade de reticulação menor que cerca de 20%, sendo de preferência menor que cerca de 10%, e do modo mais preferido de cerca de 0,01% a cerca de 7%.

Um agente reticulante é usado, do modo mais preferido, em uma quantidade menor que cerca de 7% em peso e, tipicamente, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso, com base no peso total dos monômeros. Os exemplos de monômeros de polivinil reticuladores incluem, mas não se limitam a, ésteres de ácido poliacrílíco (ou polimetacrílico), representados pela fórmula (I) a seguir, e bisacrilamidas, representadas pela fórmula (Π) também a seguir. (I) onde X é etileno, propileno, trimetileno, ciclo-hexileno, hexametileno, 2-hidroxipropileno, -(CH2CH20)PCH2CH2-, ou per são, cada um, um número inteiro de 5 a 40, e k é 1 ou 2; (Π) onde 1 é 2 ou 3.

Os monômeros reticuladores específicos incluem, mas não se limitam a, 1,4-butanodiol diacrilato, 1,4-butanodiol dimetacrilato, 1,3-butileno glicol diacrilato, 1,3-butileno glicol dimetacrilato, dietileno glicol diacrilato, dietileno glicol dimetacrilato, bisfenol A diacrilato etoxilado, bisfenol A dimetacrilato etoxilado, etileno glicol dimetacrilato, 1,6-hexanodiol diacrilato, 1,6-hexanodiol dimetacrilato, neopentil glicol dimetacrilato, polietileno glicol diacrilato, polietileno glicol dimetacrilato, trietileno glicol diacrilato, trietileno glicol dimetacrilato, tripropileno glicol diacrilato, tetraetileno glicol diacrilato, tetraetileno glicol dimetacrilato, dipentaeritritol pentacrilato, pentaeritritol tetracrilato, pentaeritritol triacrilato, trimetilpropano triacrilato, trimetilpropano trimetacrilato, tris (2-hidroxietíl)isocianurato triacrilato, tris(2-hidroxietil)isocianurato trimetacrilato, divinil ésteres de um ácido policarboxílico, dialil ésteres de um ácido policarboxílico, trialil tereftalato, dialil maleato, dialil fumarato, hexametilenobismaleimida, trivinil trimelitato, divinil adipato, dialil succinato, um divinil éter de etileno glicol, ciclopentadieno diacrilato, halogenetos de tetralil amônio, ou as misturas dos mesmos. Os compostos tais como divinilbenzeno e divinil éter podem ser usados também como agentes reticuladores. Agentes reticuladores especialmente preferidos são N,N’-metilenobisacrilamida, Ν,Ν’-metilenobismetacrilamida, etileno glicol dimetacrilato e trimetilolpropano triacrilato.

Na preparação de um SAP com cor estável da presente invenção, os monômeros, como por exemplo, um ácido carboxílico α,β-insaturado e, em especial, o ácido acrílico, e o agente reticulante, são submetidos a uma reação de polimerização na presença de um iniciador de polimerização. Um ou mais iniciadores de polimerização são adicionados a uma mistura dos monômeros e do agente reticulante para facilitar a polimerização e a formação do hidrogel de SAP.

Com fireqüência o iniciador compreende pelo menos um iniciador térmico e pelo menos um iniciador redox. Qualquer um dos diversos iniciadores de polimerização que são de conhecimento para uso na preparação de SAPs pode ser usado na presente invenção. No entanto, de acordo com um aspecto importante da presente invenção, o iniciador de polimerização compreende um derivado de ácido sulfmico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético, um sal do mesmo, ou uma mistura do mesmo, que é essencialmente isento de agente oxidante formador de cor, tal como um persulfato, e de um agente redutor formador de cor, tal como ácido ascórbico, ácido isoascórbico e sódio eritrobato. Conforme aqui utilizado, para agentes redutores formadores de cor, o termo “essencialmente isento” é definido como uma concentração total de agentes redutores formadores de cor de 0 ppm até 10 ppm, em peso, da mistura de monômeros. Para os agentes oxidantes formadores de cor, o termo “essencialmente isento” é definido como menos de 500 ppm, de preferência menos de 300 ppm e, do modo mais preferido, 0 ppm. Em formas de realização preferidas, o inibidor de polimerização é isento de agentes redutores formadores de cor e de agentes oxidantes formadores de cor, em especial de um persulfato.

Os exemplos de iniciadores de polimerização úteis são os iniciadores redox que compreendem (a) um agente redutor que compreende um derivado de ácido sulfínico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, um sal do mesmo, ou uma mistura do mesmo e, opcionalmente, ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, um sulfito ou bisulfito de metal alcalino, sulfito de amônio, bisulfito de amônio, metabisulfito de sódio, um açúcar, um aldeído, um álcool primário ou secundário, e (b) um agente oxidante, tal como peróxido de hidrogênio; um alquil hidroperóxido, tal como t-butil hidroperóxido; t-butil perbenzoato; t-butil peroxi isopropil carbonato; l,l-di-t-butilperoxi-3,3,5-trimetilciclo-hexano; benzoil peróxido, dicumil peróxido; caprilil peróxido; sódio peracetato; ou outros agentes oxidantes conhecidos daquelas pessoas com especialização nesta tecnologia. Em formas de realização preferidas, o agente redutor é o ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, e o agente oxidante é o peróxido de hidrogênio.

Os derivados de ácido sulfínico úteis como agente redutor se acham divulgados na Patente U.S. 6211400. Os derivados de ácido sulfínico possuem a fórmula estrutural geral: onde M é, hidrogênio, um íon amônio, ou um íon de metal monovalente ou bivalente dos grupos Ia, lia, Ilb, IVa e VlIIb, da Tabela Periódica dos Elementos; R1 é OH ou NR4R5, onde R4 e R5, independentemente, são H ou Ci-C6 alquil; R2 é H ou um grupo alquil, alquenil, cicloalquil ou aril, possuindo opcionalmente 1-3 substituintes selecionados independentemente do grupo que consiste de Cj-Q alquil, OH, O-Ci-Cô alquil, halogênio, e CF3; e R3 é COOM, S03M, COR4, CONR4R5 ou COOR4, onde M, R4 e R são como acima definidos ou, caso R seja aril não-substituído ou substituído, R3 é H; E os sais dos mesmos.

Em formas de realização preferidas, M é hidrogênio, amônio, um íon de metal alcalino, um íon de metal alcalino terroso, ou íon zinco; R é um átomo de hidrogênio, ou um grupo alquil ou aril não-substituído ou substituído, independentemente, com um ou dois substituintes hidroxila ou alcoxi; e R é COOM. Os exemplos de derivados de ácido sulfínico úteis incluem, mas não se limitam a, onde M é H, Na, K, Mg, Ca ou Zn, e R4 é CH3 ou C2H5. O ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético é um agente redutor que possui a estrutura sendo usado de preferência como um sal, tal como 0 sal dissódio, e.g., O ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético se encontra disponível comercialmente, na forma pura, como BRUGGOLITE® FF7, e também como BRUGGOLITE® FF6, ambos da Brüggemann Chemical, Heilbron, Alemanha. O BRUGGOLITE® FF6 contém, em peso, 50-60% de sal de dissódio do ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, 30-35% de sódio sulfito (Na2S03), e 10-15% de sal de dissódio do ácido 2-hidroxi-2-sulfonatocético, i.e., O ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético atua também como agente redutor, e pode ser usado em combinação com o ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético. O ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético é isento de formaldeído e evita conferir uma cor amarela a um SAP resultante de uma polimerização em solução. Além disso, o ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético se decompõe nos sub-produtos inócuos, sódio bisulfato, sódio formiato e dióxido de carbono, evitando deste modo problemas ambientais e toxicológicos.

Um iniciador redox preferido compreende o sal de dissódio do ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético, sal de dissódio do ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, ou uma mistura dos mesmos, como o agente redutor, e peróxido de hidrogênio como o agente oxidante, cada um usado, por exemplo, em uma quantidade de cerca de 2 X 10"5 a cerca de 2 x 10'2 por cento em moles, com base nos moles dos monômeros (i.e., monômero e agente reticulante) presentes na mistura de monômeros.

Os iniciadores redox podem ser usados sozinhos ou em uma combinação apropriada com um iniciador térmico. Os exemplos de iniciadores térmicos apropriados são os iniciadores “azo”, incluindo, mas não limitados a, azobisisobutironitrila; ácido 4-t-butilazo-4!-cianovalérico; 4,4’-azobis(ácido 4-cianovalérico); diidrocloreto de 2,2’-azobis(2- amidinopropano); 2,2’-azobis(2,4-dimetilvaleromtriIa); dimetil 2,2’- azobisisobutirato; 2,2’-azodimetil bis(2,4-dimetilvaleronitrila); (1-feniletil)azodifenilmetano; 2,2 ’ -azobis(2-metilbutironitrila); 1,1 ’-azobis( 1 -ciclo-hexanocarbonitrila); 2-(carbamoilazo)isobutironitrila; 2,2’-azobis(2,4,4-trimetilpenta-2-fenilazo-2,4-dimetil-4-metoxivaleronitrila; 2,2’-azobis(2- metilpropano); diidrocloreto de 2,2’-azobis(N,N,-dimetilenoisobutiramida); 4,4’-azobis(ácido 4-cianopentanóico); 2,2’-azobis(2-metil-N-[l,l-bis(hidroximetil)-2-hidroxietil] propionamida); 2,2 ’ -azobis(2-metil-N-[l, 1 -bis(hidroximetil)etil] propionamida); 2,2 ’-azobis[2-metil-N(2-hidroxietil)propionamida]; 2,2’-azobis(isobutiramida)dihidrato; e outros inicíadores térmicos de conhecimento daquelas pessoas especializadas nesta tecnologia.

Os iniciadores de polimerização especialmente preferidos compreendem (a) um iniciador redox compreendendo (i) peróxido de hidrogênio como um agente oxidante, e (ii) ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético, opcionalmente ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, sais dos mesmos, ou uma mistura dos mesmos, como o agente redutor, e (b) um iniciador azo, tal como azobisisobutironitrila ou diidrocloreto de 2,2’-azobis(2-amidinopropano). Um iniciador térmico preferido para uso no presente método é o diidrocloreto de 2,2’-azobis(2-amidinipropano), disponível comercialmente com a marca registrada V-50, da Wako Chemicals USA, Inc., Richmond, Virginia. O iniciador é usado tipicamente na forma de uma solução aquosa, embora o iniciador possa ser diluído com um outro solvente apropriado.

Em adição ao monômero polimerizável, o agente reticulante e o iniciador de polimerização, a mistura de monômeros usada no método da presente invenção contém, opcionalmente, um fotoiniciador. O fotoiniciador se acha presente na mistura de monômeros em um quantidade baixa, sendo em particular em uma quantidade de 0 a cerca de 1000 ppxn, em peso, dos monôraeros e do agente reticulante, e de preferência de cerca de 10 a cerca de 500 ppm. Para obter a vantagem total da presente invenção, o fotoiniciador se acha presente na mistura de monômeros em uma quantidade de cerca de 15 a cerca de 300 ppm em peso dos monômeros e do agente para reticulação. O fotoiniciador está presente para auxiliar na redução do monômero de ácido acrílico residual no SAP. Nos métodos de fabricação de SAP precedentes, um persulfato era utilizado como um componente do iniciador redox, ou como um iniciador térmico, para iniciar a reação de polimerização e reduzir a quantidade de monômero de ácido acrílico residual no SAP. No entanto, um persulfato interage com o inibidor MEHQ presente no monômero de ácido acrílico, proporcionando um SAP levemente colorido. Essa cor aumenta ao longo do tempo e, especialmente em condições quente e úmidas, proporciona um SAP colorido castanho-mel, que é inaceitável.

De acordo com um importante aspecto da presente invenção, a mistura de monômeros é essencialmente isenta de um agente oxidante produtor de coloração, em especial de um persulfato. O fotoiniciador, em combinação com uma baixa dose de radiação UV, serve neste caso para reduzir a quantidade de monômero de ácido acrílico residual no SAP, i.e., para menos de 500, e de preferência para menos de 400 ppm, em peso, do SAP, o que anteriormente era levado a efeito com o uso de um persulfato. A identidade do fotoiniciador não é limitada, mas é inerte (i.e., não é decomposto) nas condições da polimerização. Um fotoiniciador preferido possui uma estrutura onde R1 e R2 são, independentemente, C1.3 alquil ou são tomados juntos para formar um anel carbocíclico C«, R3 é metil, etil, ou (OCH2CH2)nOH, e n é 1-20.

Os fotoiniciadores específicos incluem, mas não se limitam a, i.e., 1 -(4-(2-hidroxietilfenil)-2-hidroxil-2-metil-1 -propano-1 -ona, disponível como IRGACURE® 2959, da Ciba Specialty Chemicals, Hawthome, NY; i.e., l-fenil-2-hidroxi-2-metil-l-propano-1-ona, disponível também da Ciba Specialty Chemicals, como DAROCUR® 1173; hidroxiciclo-hexil fenil cetona, disponível da Ciba Specialty Chemicals, como IRGACURE® 184; 2,2-dímetoxi-l,2-difeniletan-l-ona, disponível da Ciba Specialty Chemicals, como IRGACURE® 651; e as misturas dos mesmos.

Fotoiniciadores úteis adicionais incluem, mas não se limitam a, benzoina, benzoina éteres, benzil cetais, óxidos de acilfosfina, canforquinona, bisimidazol, dialquilacetofenona e alfa-aminoacetofenona, uma acetofenona clorada, benzofenona e derivados de benzofenona (como por exemplo, brometo de p-benzoilbenzil trimetil amônio), um derivado de tíoxantona (como por exemplo, cloreto de (3-(3,4-dimetil-9-oxo-9H-tioxanten-2-iloxi)-2-hidroxipropil) trimetil amônio), e as misturas dos mesmos.

Em adição aos, monômeros, agente reticulante, iniciadores de polimerização e fotoiniciador, a mistura de monômeros contém água. De modo geral, a mistura de monômeros contém de cerca de 40 a cerca de 80 por cento, e mais preferido de cerca de 50 a cerca de 70 por cento, de água, em peso, da mistura de monômeros.

Os monômeros presentes na mistura de monômeros são reticulados comcomitantemente com a polimerização em solução aquosa, até uma extensão suficiente tal que o SAP resultante seja insolúvel em água, mas possua a capacidade de absorver diversas vezes seu peso em água, para formar um hidrogel de SAP. Em muitos casos, após a ífagmentaçaão e secagem do hidrogel de SAP, o SAP resultante é tratado na superfície. O tratamento da superfície resulta na reticulação da superfície das partículas do SAP. O tratamento da superfície do SAP acentua a capacidade do SAP em absorver e reter um meio aquoso, sob uma carga.

Conforme o entendimento nesta tecnologia, uma partícula de SAP tratada na superfície apresenta um nível mais elevado de reticulação na vizinhança da superfície da partícula que no interior da mesma. Conforme aqui utilizado, “superfície” descreve os limites voltados para o exterior da partícula do SAP. Para partículas porosas de SAP, as superfícies internas expostas estão também incluídas na definição de superfície.

De modo geral, o tratamento da superfície é obtido pelo contato do SAP com uma solução de agente reticulante de superfície para molhar as superfícies externas das partículas do SAP. A reticulação da superfície e a secagem das partículas do SAP são então levadas a efeito, de preferência pelo aquecimento pelo menos das superfícies molhadas das partículas do SAP. O tratamento da superfície pode ser obtido também pelo “recozimento” (i.e., aquecimento) das partículas de SAP, a uma temperatura suficiente e por um tempo suficiente para proporcionar as reticulações da superfície.

Tipicamente, uma solução de agente de reticulação da superfície contém de cerca de 0,01% a cerca de 4%, sendo de preferência de cerca de 0,4% a cerca de 2%, em peso, de agente de reticulação de superfície, em um solvente apropriado, como por exemplo, água ou um álcool. A solução pode ser aplicada na forma de uma fina pulverização sobre a superfície das partículas de SAP que rolam livremente, em uma relação de cerca de 1:0,01 a cerca de 1:0,5 partes em peso de partículas de SAP para a solução do agente de reticulação da superfície. O reticulador de superfície se acha presente em uma quantidade de 0,001% a cerca de 5%, e de preferência de 0,005% a cerca de 0,5% em peso, das partículas de SAP. Para obter toda a vantagem da presente invenção, o reticulador da superfície se encontra presente em uma quantidade de cerca de 0,01% a cerca de 0,4%, em peso. A reação de reticulação e a secagem das partículas de SAP com a superfície tratada são obtidas pelo aquecimento do polímero com a superfície tratada a uma temperatura apropriada, e.g., de cerca de 105°C a cerca de 200°C, e de preferência de cerca de 105°C a cerca de 180°C. No entanto, qualquer outro método para fazer reagir o agente reticulante, para obter a reticulação da superfície das partículas de SAP, e qualquer outro método para secagem das partículas de SAP, tal como energia de micro-ondas ou similares, pode ser usado.

Os agentes de reticulação da superfície apropriados possuem uma reatividade suficiente tal que a reticulação ocorre de uma maneira controlada, de preferência a uma temperatura de cerca de 25°C a cerca de 180°C. Os exemplos não limitantes de agentes de reticulação de superfície apropriados incluem: (a) compostos poliidroxila, tais como glicóis e glicerol; (b) sais de metais; (c) compostos de amônio quaternário; (d) um composto epoxi multifuncional, como por exemplo, etileno glicol diglicidil éter, bisfenol A diglicidil éter e bisfenol F diglicidil éter; (e) um alquileno carbonato, tal como etileno carbonato ou propileno carbonato; (f) uma poliaziridina, tal como 2,2-bÍshidroximetilbutanol tris[3-(l-aziridina propionato)]; (g) um haloepoxi, tal como epicloridrina; (h) uma poliamina, tal como etilenodiamina; (i) um poliisocianato, tal como tolueno diisocianato, isoforona diisocianato, metileno diisocianato, xileno diisocianato e hexametileno diisocianato; (j) dihalogenetos e disulfonato ésteres, como por exemplo, compostos com a fórmula Y-(CH2)P-Y, onde p é um número de 2 a 12, e Y, independentemente, é halogênio (sendo de preferência bromo), tosilato, mesilato ou outros alquil ou aril sulfonato ésteres; (k) aldeídos multifuncionais, por exemplo, glutaraldeído, trioxano, paraformaldeído, tereftaldeído, malonaldeído e glioxal, e acetais e bisulfitos dos mesmos; (l) ácidos e ésteres carboxílicos multifuncionais, cloretos de ácido e anidridos derivados dos mesmos, como por exemplo, ácidos di- e policarboxílícos contendo de 2 a 12 átomos de carbono, e os metil e etil ésteres, cloretos de ácido e anidridos derivados dos mesmos, tais como ácido oxálico, ácido adípico. ácido succínico, ácido dodecanóico, ácido malônico e ácido glutárico, e ésteres, anidridos e cloretos de ácido derivados dos mesmos; (m) titanatos orgânicos, tais como TYZOR AA, disponível da E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE; (n) resinas de melamina, tais como as resinas CYMEL, disponíveis da Cytec Industries, Wayne, NJ; (o) hidroximetil uréias, tal como a N,N’-diidroximetil-4,5- diidroxietileno uréia; (p) uma hidroxialquilamida (HAA), por exemplo, como divulgado na Patente U.S. 6239230, incorporada aqui como referência, mas não limitada a, bis[N,N-di(p-hidroxietil)]adipamida, bis(N,N-di(p-hidroxipropil)]sucinamida, bis[N,N-di(p4)idroxietii)]azelarmda, bis[N-N-di(P-hidroxipropil)adipamida, e bis[N-metil-N-$-hidroxietil)]oxamida, Uma β-ΗΑΑ disponível comercialmente é a PRIMID™ XL-552, da EMS-CHEMIE, Domat, Suissa. Outra HAA disponível comercialmente é a PRIMID™ QM-1260, da EMS-CHEMIE; (q) 2-oxazolidinona e derivados da mesma; e (r) outros agentes de reticulação para SAPs de conhecimento daquelas pessoas especializadas nesta tecnologia.

Um agente reticulante de superfície preferido compreende uma HAA, etileno glicol diglicidil éter (EGDGE), propileno glicol ou misturas dos mesmos. É acreditado em teoria, mas não confirmado aqui, que os inibidores que são adicionados aos monômeros de vinil para evitar uma polimerização prematura durante o transporte e a armazenagem, e que se acham presentes no polímero do SAP, são lentamente oxidados por um persulfato fazendo com que a cor do SAP venha a se degradar de branca para uma castanho-mel. A alteração da cor ocorre a uma razão mais rápida em temperatura e umidade relativa mais elevadas.

Por exemplo, o monometil éter da hidroquinona (MEHQ) é o inibidor usado tipicamente para evitar a polimerização prematura dos monômeros acrílicos usados na fabricação dos SAPs, tal como o ácido acrílico e os agentes reticuladores. Tipicamente, a quantidade de inibidor, tal como o MEHQ, adicionada ao monômero é de cerca de 15 a cerca de 200 ppm. Os inibidores não são consumidos durante a polimerização e se acham presentes no hidrogel de SAP após a polimerização dos monômeros. A alteração da cor do SAP, na teoria, resulta da oxidação de um inibidor, tal como o MEHQ, por um persulfato, ou outro agente redutor formador de cor, a uma quinona, Para evitar a degradação da cor de um SAP a uma cor castanho-mel inaceitável ao consumidor, uma mistura de monômeros usada para proporcionar um SAP compreende um derivado de ácido sulfínico, de preferência ácido 2-hidroxi“2-sulfmatoacético, opcionalmente o ácido 2-hidroxí-2-sulfonatoacético, sais dos mesmos ou uma mistura dos mesmos, como um agente redutor do iniciador redox, é essencialmente isenta de um persulfato, e opcionalmente inclui de cerca de 10 a cerca de 1000 ppm de um fotoiniciador. Pelo uso de uma mistura de monômeros essencialmente isenta de um persulfato, o SAP resultante possui uma cor branca, nítida, e a cor branca do SAP resultante fica estabilizada e preservada. O fotoiniciador opcional se acha presente na mistura de monômeros para auxiliar na redução da quantidade de monômero livre no SAP.

Assim sendo, a presente invenção está direcionada a um método para fabricação de um SAP que melhora a cor e que evita a descoloração dos SAPs. A interação entre o persulfato de sódio e o inibidor MEHQ resulta em uma baixa cor inicial do SAP e uma descoloração adicional do SAP durante a armazenagem em especial sob condições de calor e alta umidade. Até o presente, o persulfato de sódio tem sido um ingrediente importante, ou mesmo necessário, na mistura de monômeros, para reduzir o conteúdo residual de ácido acrílico no SAP até um nível aceitável pelo consumidor.

Verificou-se que a mistura de monômeros pode ser essencialmente isenta de um persulfato e que um iniciador redox da presente invenção, em combinação com o iniciador térmico opcional, o fotoiniciador opcional e a dose de radiação UV opcional, podem ser usados para reduzir o ácido acrílico residual em um SAP com cor estável. Em uma forma de realização particular da presente invenção, uma baixa dose de radiação UV pode ser administrada no final da polimerização, i.e., após a maior parte do monômero de ácido acrílico ter sido convertida a um hidrogel de SAP e o conteúdo de água do hidrogel ter sido reduzido, de preferência, a cerca de 25% era peso, ou menos. De acordo com a presente invenção, inesperadamente, baixos níveis de ácido acrílico residual são obtidos, bem como a cor inicial e a cor a longo prazo são consideravelmente melhoradas.

Em particular, uma mistura de monômeros é formada misturando monômeros, agente reticulante, iniciadores de polimerização, fotoiniciador opcional e água. Embora a ordem de mistura desses materiais não seja particularmente importante, é preferido adicionar o íniciador no final, por razões de segurança. As quantidades dos componentes individuais da mistura de monômeros estão estabelecidas acima. A mistura de monômeros é então submetida a condições nas quais os monômeros e os agentes reticuladores polimerizam para formar um hidrogel de SAP. As condições podem ser estáticas ou contínuas, como por exemplo, pela aplicação da mistura de monômeros a um transportador em movimento que passa através de uma zona de aquecimento na qual se inicia a reação de polimerização. Após polimerização no transportador, o hidrogel de SAP resultante, opcionalmente, avança para uma zona de UV onde uma baixa dose opcional de radiação UV é aplicada ao hidrogel de SAP. O hidrogel de SAP é submetido ainda a uma trituração mecânica, i.e., redução do hidrogel de SAP a partículas de hidrogel de SAP, por exemplo, picando antes ou após o tratamento opcional por UV. De preferência, o hidrogel de SAP é triturado após o tratamento opcional com UV. O hidrogel de SAP, caso não previamente neutralizado, pode ser neutralizado com uma base, como por exemplo, com carbonato de sódio, para proporcionar um hidrogel de SAP que possua um grau de neutralização (DN) de cerca de 50 a cerca de 100, sendo de preferência de cerca de 65 a cerca de 85, e mais preferido de cerca de 75 a cerca de 80. Essa etapa de pós-neutralização, caso necessária, pode ser levada a efeito antes ou após o hidrogel de SAP ser opcionalmente irradiado. De preferência os monômeros são neutralizados previamente à polimerização. A secagem do hidrogel de SAP proporciona um SAP de cor estável da presente invenção. A etapa de desidratação pode ser conduzida pelo aquecimento do hidrogel de SAP a uma temperatura de cerca de 120°C por cerca de 1 a cerca de 2 horas em um fomo de convecção forçada de ar, ou pelo aquecimento do hidrogel de SAP de um dia para o outro a uma temperatura de cerca de 60°C. O SAP seco pode ser então, opcionalmente, reticulado na superfície, com um reticulador de superfície, tal como etileno glicol diglicidil éter ou uma HAA, por exemplo. O hidrogel de SAP é opcionalmente submetido a uma dose com baixa intensidade de radiação UV, como por exemplo, 2000 miliwatts/cm2 ou menos, de preferência 500 miliwatts/cm2 ou menos e, para obter a vantagem total da presente invenção, de cerca de 5 a cerca de 200 miliwatts/cm2. A dose de radiação UV é administrada geralmente usando uma lâmpada UV com uma intensidade de cerca de 100 a cerca de 700 watts por 2,54 cm (W/2,54cm), de preferência de cerca de 400 a cerca de 600 W/2,54 cm, durante 0,1 segundo a 10 minutos, com a distância entre a lâmpada de UV e o hidrogel de SAP sendo de 2 a 30 centímetros. A radiação UV pode ser conduzida sob vácuo, na presença de um gás inorgânico, tal como nitrogênio, argônio, hélio e similares, ou ao ar. As fontes apropriadas de UV incluem o sistema UV de inundação da Stama ou um Solartell Solarscope, Modelo 1, com um sensor multidirecional.

As partículas do SAP de cor estável da presente invenção podem ser de qualquer forma, tanto regulares como irregulares, tais como grânulos, fibras, contas, pós, flocos ou espumas, ou de qualquer outra forma desejada, tal como uma folha. Em formas de realização onde o SAP de cor estável é preparado usando uma etapa de extrusão, a forma do SAP é determinada pela forma da matriz de extrusão. A forma das partículas do SAP de cor estável pode ser determinada ainda por meio de outras operações físicas, tal como moagem.

Em uma forma de realização, as partículas do SAP de cor estável são na forma de um grânulo ou uma conta, possuindo um tamanho de partícula de cerca de 10 a cerca de 10000 mícrons (pm), sendo de preferência de cerca de 100 a cerca de 1000 μηχ Para obter a vantagem total da presente invenção, as partículas do SAP de cor estável possuem um tamanho de partícula de cerca de 150 a cerca de 800 pm.

Em outra forma de realização, as partículas do SAP de cor estável são na forma de uma fibra, i.e., uma partícula alongada, acicular. A fibra pode ser na forma de um cilindro, como por exemplo, possuindo uma dimensão menor (i.e., o diâmetro) e uma dimensão principal (i.e., o comprimento). A fibra pode ser também na forma de um filamento longo que pode ser tecido. Essas fibras tipo filamento possuem um peso abaixo de cerca de 80 decitex, e de preferência abaixo de cerca de 70 decitex, por filamento, como por exemplo, de cerca de 2 a cerca de 60 decitex por filamento. Um tex é o peso em gramas de um quilômetro da fibra. Um tex é igual a 10 decitex. O ácido poliacrílico possui cerca de 4 decitex.

As fibras cilíndricas do SAP de cor estável possuem a menor dimensão (i.e., o diâmetro da fibra) menor que cerca de 1 mm, usualmente menor que cerca de 500 pm, e de preferência menor que 250 pm, descendo até cerca de 50 pm. As fibras cilíndricas podem possuir uma relativamente curta dimensão principal, como por exemplo, cerca de 1 mm, e.g., em um artigo de forma fibrosa, em lâmina ou em flocos, mas em geral a fibra possui um comprimento de cerca de 3 a cerca de 100 mm. As fibras do tipo filamento possuem uma relação da maior dimensão para a menor dimensão de pelo menos 500 para 1, e de preferência pelo menos de 1000 para 1, como por exemplo, até e acima de 10000 para 1. O método da presente invenção pode ser usado também na preparação de um SAP multicomponente, conforme divulgado nas Patentes U.S. 6072101; 6159591; 6222091 e 6329062.

Um SAP de cor estável da presente invenção possui uma notável capacidade de absorção de água, sendo útil para uso em artigos sanitários, fraldas de papel, fraldas descartáveis e artigos de higiene similares, agentes retentores de água para agricultura ou horticultura, agentes para desidratação industrial, coagulantes de lodo, agentes espessantes, agentes para prevenção de condensação para materiais de construção, agentes para controle de liberação para produtos químicos, e diversas outras aplicações. Além disso, o presente SAP de cor estável é de cor branca ao longo de extensos períodos de armazenagem em temperatura e umidade relativa elevadas. As presentes partículas de SAP de cor estável são portanto úteis em artigos, tais como fraldas, que possuem uma atração para o consumidor melhorada.

Após armazenagem a 60°C e 90% de umidade relativa, durante 30 dias, um SAP de cor estável da presente invenção possui um valor de cor HC60 de pelo menos 60 e um valor-b máximo de 10. Para obter a vantagem total da presente invenção, o SAP de cor estável apresenta um valor de cor HC60 de pelo menos 63 e um valor-b máximo de 8, após armazenagem a 60°C e 90% de umidade relativa, durante 30 dias.

EXEMPLOS O que se segue ilustra exemplos não-limitantes da presente invenção, e não têm como intenção limitar o escopo da mesma. Métodos de Teste Capacidade de Retenção em centrífuga (CRC) O teste CRC (capacidade de retenção em centrífuga) é projetado para medir a quantidade de uma solução salina a 0,9% retida no interior de um SAP sob uma força centrífuga específica. A medição da CRC está divulgada na Patente U.S. 6187828 e na Patente U.S. 5633316.

Absorvência Sob Carga (AUL) O teste de AUL (absorvência sob carga) é projetado para medir a capacidade de um SAP em absorver um fluido sob carga. A medição da AUL está divulgada na Patente U.S. 6187828 e na Patente U.S. 5633316. Extraíveis O conteúdo de extraíveis de um SAP é determinado pela mistura de 1,0 g do SAP com 200 mL de uma solução salina a 0,9%, em um becher de 250 mL, contendo uma barra magnética para agitação, e em seguida agitando a solução a 500 rpm durante 16 horas. Toda a solução é então filtrada. Cinqüenta mL do filtrado são então retirados e os grupos ácido livres do material do polímero dissolvidos no filtrado são então titulados até o pH 10 usando uma solução de NaOH a 0,1 mol/L. A solução resultante é então titulada para pH 2,7 usando uma solução de HC1 a 0,1 mol/L, para determinar a concentração dos acrilatos neutralizados. Os dados da titulação são usados para calcular a quantidade total de polímero extraível que se acha presente no SAP, usando uma solução salina a 0,9% como amostra em branco: Va = ml de base requeridos para titular a alíquota de amostra até pH 10,0 Vab = ml de base requeridos para titular a amostra em branco até pH 10,0 Vb = ml de ácido requeridos para titular a alíquota de amostra até pH 2.7 Vbb= ml de ácido requeridos para titular a amostra em branco até pH 2.7 Ca = concentração molar da base (0,1 mol/L de NaOH) Cb = concentração molar do ácido (0,1 mol/L de HC1) Ma = massa molar relativa do ácido acrílico, 72 g/mol Mb = massa molar relativa do acrilato de sódio, 94 g/mol D = fator de diluição, 200/50 = 4 m = massa da amostra em g. A quantidade de ácido acrílico )e.g., ácido poliacrílico) na alíquota sobrenadante (Na) é dada por: Na = (Va-Vab)x(Ca/1000) (moles) A quantidade total de acrilato na alíquota sobrenadante (Ni) é dada por: N, = (Vb-Vbb) x (Cb/1000) (moles) A quantidade de acrilato neutralizado na alíquota sobrenadante (Nb) é dada por: Nb = Ni - Na (moles) As quantidades relativas de grupos ácidos acrilato (Wa) e grupos acrilato de sódio (Wb) são dadas por: Wa = Na x Ma x D (g) Wb = NbxMbxD(g) O conteúdo extraível (W) do polímero sobrenadante é dado por: W = ((Wa + Wb)/m) x 100% (%). Ácido Acrílico Residual Um grama (1 g) do SAP é pesado em um becher de 250 mL. Duzentos mL de solução salina a 0,9% são adicionados, uma barra de agitação é colocada no becher, o becher é coberto com parafílme e em seguida a mistura é agitada a 500 rpm por 1 hora. Após I hora, a amostra é deixada decantar por 5 minutos e o sobrenadante é filtrado usando uma seringa Λ esterilizada de 3 cm e um filtro de 0,45 pm. O conteúdo de ácido acrílico é medido por análise por HPLC usando ácido sulfurico 0,1 N como a fase móvel e detecção UV (210 nm).

Cor Hunter (HC60) e valor-b Este procedimento de teste é um método para medição da cor percebida do polímero relacionada às suas características espectrais. As características espectrais são especificadas pela refletância (ou transmitância) como uma função do comprimento de onda. A medição é conduzida no pó do polímero usando um Espectrômetro MACBETH Color-Eye 2180, de acordo com as instruções do fabricante, usando uma cubeta de reflexão ou um disco de petri de 35 x 10 mm com uma aba, como a célula de amostra.

Neste sistema, “L” é uma medida da clareza de uma amostra, e varia de 0 (preto) até 100 (branco), “b” é uma medida de amarelamento (valores-b positivos) ou de azulamento (valores-b negativos), a Cor Hunter HC60 é definida como: HC60 = L - 3b.

Exemplo 1 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 25,6% em peso de acrilato de sódio, 7,4% em peso de ácido acrílico, 0,4% em peso de trimetilol propano triacrilato etoxilado, com base nos monômeros (i.e., acrilato de sódio mais ácido acrílico), 0,025% em peso de 2-hidroxi-2-metil-1-fenilpropan-l-ona (DAROCUR™ 1137) com base nos monômeros, 0,008% em peso de 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona (IRGACURE™ 651), com base nos monômeros, e 0,02% em peso de uma mistura contendo 50-60% de sal de dissódio de ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético, 30-35% de sulfito de sódio, e 10-15% de sal de dissódio de ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, (BRUGGOLITE™ FF6), com base nos monômeros, foi preparada, A mistura foi 'resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela adição de 0,04% em peso de peróxido de hidrogênio, com base nos monômeros e, após 5 minutos, a mistura foi colocada sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 15 minutos. O gel resultante foi extrusado três vezes através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de came que foi fixado. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 pm. O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,1% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 1,65% em peso de propileno glicol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC =33,2 g/g AUL 4,82 kPa =24,9 g/g Extraíveis = 9,8% em peso Ácido acrílico residual = 360 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 85 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 75 Cor Hunter, valor-b, inicial = 2,6 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 3,8 Exemplo Comparativo 1 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 25,6% em peso de acrilato de sódio, 7,4% em peso de ácido acrílico, 0,4% em peso de trimetilolpropano triacrilato etoxilado, com base nos monômeros, 0,025% em peso de 2-hidroxi-2-metil-l-fenilpropan-l-ona (DAROCUR™ 1173) com base nos monômeros, 0,008% em peso de 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona (1RGACURE™ 651), com base nos monômeros, e 0,02% em peso de ácido ascórbico, com base nos monômeros, foi preparada. A mistura foi resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela adição de 0,04% em peso de peróxido de hidrogênio, com base nos monômeros e, após 5 minutos, a mistura foi colocada sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 15 minutos. O gel resultante foi extrusado três vezes através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de carne que foi fixado. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 pm. O pó seco foi então submetido à retículação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,1% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 1,65% em peso de propileno glicol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC =33,4 g/g AUL 4,82 kPa =23,5 g/g Extraíveis = 11,5% em peso Ácido acrílico residual = 420 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 67 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 51 Cor Hunter, valor-b, inicial = 6,4 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa =12,5.

Exemplo Comparativo 2 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 25,6% em peso de acrilato de sódio, 7,4% em peso de ácido acrílico, 0,4% em peso de trimetilolpropano triacrilato etoxilado, com base nos monômeros, 0,025% em peso de 2-hidroxi-2-metil-l-fenilpropan-l-ona (DAROCUR™ 1173) com base nos monômeros, 0,008% em peso de 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona (IRGACURE™ 651), com base nos monômeros, e 0,25% em peso de persulfato de sódio, com base nos monômeros, foi preparada. A mistura foi resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela colocação da mesma sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 20 minutos. O gel resultante foi extrusado três vezes através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de carne que foi fixado. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 μιη. O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,1% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 1,65% em peso de propileno glicol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC =31,5 g/g AUL 4,82 kPa =23,2 g/g Extraíveis = 13,6% em peso Ácido acrílico residual = 280 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 55 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 35 Cor Hunter, valor-b, inicial = 9,5 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 14,8.

Exemplo Comparativo 3 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 25,6% em peso de acrilato de sódio, 7,4% em peso de ácido acrílico, 0,4% em peso de trimetilolpropano triacrilato etoxilado, com base nos monômeros, 0,025% em peso de 2-hidroxi-2-metil-l-fenilpropan-l-ona (DAROCUR™ 1173) com base nos monômeros, 0,008% em peso de 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona (IRGACURE™ 651), com base nos monômeros, e 0,15% em peso de diidrocloreto de 2,2’-azobisamidinopropano, com base nos monômeros, foi preparada. A mistura foi resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela colocação da mistura sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 20 minutos. O gel resultante foi extrusado três vezes através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de carne que foi fixado. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 μηχ O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,1% em peso de etileno glicol díglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 1,65% em peso de propileno glicol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC = 32,6 g/g AUL 4,82 kPa =22,8 g/g Extraíveis = 12,9% em peso Ácido acrílico residual =3580 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 87 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 77 Cor Hunter, valor-b, inicial = 2,3 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa =4,1. O Exemplo 1 e os Exemplos Comparativos 1-3 são, cada um, polimerizações com pré-neutralização e ilustram os benefícios inesperados proporcionados pela presente invenção. O Exemplo 1, que utilizou BRUGGOLITE™ FF6 como agente redutor, proporcionou um SAP possuindo excelentes propriedades, sendo em especial em relação ao ácido acrílico residual (RAA), aos extraíveis, e HC60 e valores-b (tanto iniciais como após 30 dias a 60°C e 90% de umidade relativa). O Exemplo Comparativo 1, que utilizou ácido ascórbico como o agente redutor, mostrou um substancial efeito adverso na cor (i.e., valor de HC60 e valor-b após 30 dias a 60°C e 90% de umidade relativa), bem como extraíveis e RAA aumentados, comparado com o Exemplo 1. O Exemplo Comparativo 2 utilizou persulfato de sódio, tendo demonstrado uma cor inicial muito ruim e uma substancial degradação da cor (i.e., valores de HC60 e valores-b), e um substancial aumento no RAA, comparado com o Exemplo 1. O Exemplo Comparativo 3 utilizou somente um iniciador térmico e, embora a cor inicial e a estabilidade da cor se mostrassem boas, o RAA era inaceitável para aplicações comerciais, sendo que os extraíveis aumentaram de forma substancial, comparado com o Exemplo 1.

Exemplo 2 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 28% em peso de ácido acrílico, 0,2% em peso de pentaeritritol trialil éter, com base no ácido acrílico, 0,025% em peso de persulfato de sódio, com base no ácido acrílico, 0,044% em peso de 2-hidroxi-2-metil-1 -fenüpropan- 1 -ona (DAROCUR™ 1173) com base no ácido acrílico, 0,022% em peso de 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona (IRGACURE™ 651), e 0,025% em peso de sal de dissódio de ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacéíico, (BRUGGOLITE™ FF7), foi preparada. A mistura foi resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela adição de 0,05% em peso de peróxido de hidrogênio, com base nos monômeros e, após 5 minutos, a mistura foi colocada sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 20 minutos. O gel de ácido poliacrílico resultante foi extrusado através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de carne que foi fixado, A seguir, carbonato de sódio foi adicionado ao hidrogel, para ajustar o grau de neutralização dos grupos ácido acrílico para 75% em moles, seguido de duas extrusões adicionais. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 μηχ O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,15% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 8,0% em peso de metanol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC = 30,4 g/g AUL 4,82 kPa =25,8 g/g Extraíveis = 8,2% em peso Ácido acrílico residual = 290 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 74 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 66 Cor Hunter, valor-b, inicial = 3,9 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa - 5,7.

Exemplo Comparativo 4 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 28% em peso de ácido acrílico, 0,2% em peso de pentaeritritol trialil éter, com base no ácido acrílico, 0,025% em peso de persulfato de sódio, com base no ácido acrílico, 0,044% em peso de 2-hidroxi-2-metíl-l-fenilpropan-l-ona (DAROCUR™ 1173) com base no ácido acrílico, 0,022% em peso de 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona (IRGACURE™ 651), e 0,025% em peso de ácido ascórbico, foi preparada. A mistura foi resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela adição de 0,05% em peso de peróxido de hidrogênio, com base nos monômeros e, após 5 minutos, a mistura foi colocada sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 20 minutos. O gel de ácido poliacrílico resultante foi extrusado através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de came que foi fixado. A seguir, carbonato de sódio foi adicionado ao hidrogel, para ajustar o grau de neutralização dos grupos ácido acrílico para 75% em moles, seguido de duas extrusões adicionais. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 μηχ O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,15% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 8,0% em peso de metanol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC = 30,2 g/g AUL 4,82 kPa =25,4 g/g Extraíveis = 8,7% em peso Ácido acrílico residual =315 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 69 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 48 Cor Hunter, valor-b, inicial = 4,3 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 12,7.

Exemplo Comparativo 5 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 28% em peso de ácido acrílico, 0,2% em peso de pentaeritritol trialil éter, com base no ácido acrílico, 0,025% em peso de persulfato de sódio, com base no ácido acrílico, 0,044% em peso de 2-hidroxi-2-metil-l-fenilpropan-l-ona (DAROCUR™ 1173) com base no ácido acrílico, e 0,022% em peso de 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona (IRGACURE™ 651), foi preparada e em seguida resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela colocação da mistura sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 25 minutos. O gel de ácido poliacrílico resultante foi extrusado através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de carne que foi fixado. A seguir, carbonato de sódio foi adicionado ao hidrogel, para ajustar o grau de neutralização dos grupos ácido acrílico para 75% em moles, seguido de duas extrusões adicionais. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 pm. O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,15% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 8,0% em peso de metanol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC = 29,7 g/g AUL 4,82 kPa = 24,9 g/g Extraíveis = 10,0% em peso Ácido acrílico residual = 260 ppm Cor Hunter, HC60, inicial =59 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa =38 Cor Hunter, valor-b, inicial = 9,8 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 14,8.

Exemplo Comparativo 6 Uma mistura aquosa de monômeros contendo 28% em peso de ácido acrílico, 0,2% em peso de pentaeritritol trialil éter, com base no ácido acrílico, 0,066% em peso de 2-hidroxi-2-metil-1 -fenilpropan-1 -ona (DAROCUR™ 1173) com base no ácido acrílico, 0,033% em peso de 2,2-dimetoxÍ-l,2-difeniletan-l-ona (IRGACURE™ 651), e 0,10% em peso de diidrocloreto de 2,2’-azobisamidinopropano foi preparada e, em seguida, resfriada para 15°C e desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da mistura. A polimerização da mistura de monômeros resultante foi então iniciada pela colocação da mistura sob uma luz UV (intensidade do UV = 20 mW/cm2), durante 25 minutos. O gel de ácido poliacrílico resultante foi extrusado através de um misturador KitchenAid Modelo K5SS adaptado com um moedor de came que foi fixado. A seguir, carbonato de sódio foi adicionado ao hidrogel, para ajustar o grau de neutralização dos grupos ácido acrílico para 75% em moles, seguido de duas extrusões adicionais. O gel foi seco a 150°C por uma hora e em seguida moído e dimensionado para 150-850 pm. O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,15% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 8,0% em peso de metanol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue; CRC = 30,4 g/g AUL 4,82 kPa =23,5 g/g Extraíveis = 12,4% em peso Ácido acrílico residual = 5870 ppm Cor Hunter, HC60, inicial =76 CorHunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 68 Cor Hunter, valor-b, inicial = 3,5 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 5,3. O Exemplo 2 e os Exemplos Comparativos 4-6 são, cada um, polimerizações pós-neutralização e, de modo similar ao Exemplo 1 e aos Exemplos Comparativos 1-3, ilustram os inesperados benefícios proporcionados pela presente invenção. O Exemplo 2 e os Exemplos Comparativos 4-6 apresentam uma cor inicial e uma estabilidade de cor boas, proporcionadas quando um derivado de ácido sulfínico é usado como o agente redutor de um iniciador redox. Em particular, uma degradação da cor nos Exemplos Comparativos 4 e 5 foi observada após armazenar o SAP a 60°C e 90% de umidade relativa durante 30 dias. O Exemplo Comparativo 5 apresenta também uma cor inicial relativamente mim. O Exemplo Comparativo 6 apresentou um nível de RAA inaceitável para aplicações comerciais, bem como um substancial aumento de extraíveis, se comparado com o Exemplo 2.

Exemplo 3 Um vaso de polietileno com capacidade de 10 L, bem isolado com material de espuma de polímero, foi carregado com 3400 g de água desmineralizada e 1400 g de ácido acrílico. Ν,Ν’-metilenobÍsacrilamida (2,8 g) foi então adicionada como o reticulador de copolimerização. A uma temperatura de 10°C, 2,2 g de diidrocloreto de 2,2’-azobisamidinopropano, dissolvido em 25 g de água desmineralizada, e 0,28 g de peróxido de hidrogênio, dissolvido em 150 g de água desmineralizada, foram adicionados em sucessão e a mistura agitada. A solução resultante foi então desoxigenada pelo borbulhamento de uma corrente de nitrogênio através da solução, por 30 minutos, seguido da adição de 0,2 g de uma mistura contendo 50-60% de sal de dissódío de ácido 2-hidroxi-2-sulfínatoacético, 30-35% de sulfite de sódio e 10-15% de sal de dissódio de ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, (BRUGGOLITE™ FF6), dissolvidos em 25 g de água desmineralizada. A solução de reação foi então deixada em repouso sem agitação, e a temperatura da polimerização se elevou para cerca de 96°C. Um gel sólido foi obtido, sendo esse gel mecanicamente triturado em seguida. A seguir, uma solução de hidróxido de sódio a uma concentração de 50% em peso foi adicionada ao hidrogel para ajustar o grau de neutralização dos grupos ácido acrílico para 74% em moles, seguido por duas extrusões adicionais. O gel foi então seco, moído e classificado com uma distribuição de tamanho de partícula de 106-850 pm. Um quilograma do hidrogel seco foi pulverizado, em um misturador tipo bico de arado, com uma solução contendo 25 g de água desmineralizada, 25 g de propileno glicol, e 2,0 g de N,N,N,,N’-tetracis(2-hidroxietiladipamida (PRIMID XL-522, comercialmente disponível da Ems-Chemie AG), sendo a mistura aquecida a 165°C por 2 horas. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC = 28,4 g/g AUL 4,82 kPa =26,8 g/g Extraíveis = 4,3% em peso Ácido acrílico residual = 220 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 73 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 65 Cor Hunter, valor-b, inicial = 6,2 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 7,4.

Exemplo Comparativo 7 Um vaso de polietileno com capacidade de 10 L, bem isolado com material de espuma de polímero, foi carregado com 3400 g de água desmineralizada e 1400 g de ácido acrílico. N,N’-metilenobisacrilamida (2,8 g) foi então adicionada como o reticulador de copolimerização. A uma temperatura de 10°C, 2,2 g de diidrocloreto de 2,2’-azobisamidinopropano, dissolvido em 25 g de água desmineralizada, e 3,5 g de persulfato de sódio, dissolvido em 150 g de água desmineralizada, foram adicionados em sucessão e a mistura agitada. A solução resultante foi então desoxigenada pelo borbulliamento de uma corrente de nitrogênio através da solução, por 30 minutos, seguido da adição de 0,2 g de ácido ascórbico, dissolvidos em 25 g de água desmineralizada. A solução de reação foi então deixada em repouso sem agitação, e a temperatura da polimerização se elevou para cerca de 94°C. Um gel sólido foi obtido, sendo esse gel mecanicamente triturado em seguida. A seguir, uma solução de hidróxido de sódio a uma concentração de 50% em peso foi adicionada ao hidrogel para ajustar o grau de neutralização dos grupos ácido acrílico para 74% em moles, seguido por duas extrusões adicionais. O gel foi então seco, moído e classificado com uma distribuição de tamanho de partícula de 106-850 pm. Um quilograma do hidrogel seco foi pulverizado, em um misturador tipo bico de arado, com uma solução contendo 25 g de água desmineralizada, 25 g de propileno glicol, e 2,0 g de N,N,N’,N,-tetracís(2-hidroxietiladipamida (PRIMH) XL-522), sendo a mistura aquecida a 165°C por 2 horas. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC = 28,2 g/g AUL 4,82 kPa =24,9 g/g Extraíveis = 6,5% em peso Ácido acrílico residual = 180 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 67 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa =34 Cor Hunter, valor-b, inicial = 6,4 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias % 60°C/90% de umidade relativa = 14,1. O Exemplo 3 e o Exemplo Comparativo 7 são polimerizações pós-neutralização e que demonstram a melhoria na HC60 e no valor-b, após uma armazenagem a 60°C e 90% de umidade relativa durante 30 dias, quando um derivado de ácido sulfmico é utilizado como o agente redutor de um sistema iniciador redox.

Exemplo 4 Ácido acrílico (92,4 g), 0,026 g de trimetilolpropano triacrilato e 87,2 g de água desmineralizada foram misturados. Carbonato de sódio (40,4 g) foi então adicionado e a temperatura da solução de monômeros foi mantida abaixo de 30°C durante essa reação de neutralização. Em seguida, 0,081 g de diidrocloreto de 2,2’-azobisamidinopropano e 0,054 g de peróxido de hidrogênio foram misturados na mistura de monômeros. A mistura de monômeros foi então aquecida a 62°C e vertida em uma panela. A seguir, uma mistura (0,027 g) contendo 50-60% de sal de dissódio de 30ácido 2-hidroxi-2-sulfmatoacético-35% de sulfite de sódio e 10-15% de sal de dissódio de ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, (BRUGGOLITE™ FF6), dissolvidos em 5 g de água desmineralizada, foi adicionada para iniciar a polimerização. Devido ao calor de polimerização, a maior parte da água se evaporou durante a reação e, no final da polimerização, uma massa de polímero possuindo um conteúdo residual de umidade de cerca de 15% em peso foi obtida. A massa de polímero foi seca, em um fomo de secagem, a 120°C, moída e classificada com uma distribuição de tamanho de partícula de 106-850 μηχ O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,12% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 1,65% em peso de isopropanol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC =31,8 g/g AUL 4,82 kPa =22,6 g/g Ácido acrílico residual =415 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 88 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 65 Cor Hunter, valor-b, inicial =1,8 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 4,8 Exemplo 5 Ácido acrílico (92,4 g), 0,026 g de triacrilato de trimetilolpropano, e 87,2 g de água desmineralizada foram misturados. Carbonato de sódio (40,4 g) foi adicionado, e a temperatura da solução de monômero foi mantido abaixo de 30°C durante esta reação de neutralização. Então, 0,081 g de diidrocloreto de 2,2’-azobisamidinopropano, 0,018 g DAROCUR® 1173, e 0,054 g de peróxido de hidrogênio forma misturados na mistura monomérica. A mistura monomérica foi aquecida a 62°C e vertida em uma panela, então uma mistura (0,027g) contendo 50-60% de sal de dissódio de ácido de 2-hidróxi-2-sulfinatoacético, 30-35% de sulfito de sódio e ΙΟΙ 5% de sal de dissódio de ácido de 2-hidróxi-2-sulfonatoacético (BRUGGOLITE® FF6), dissolvido em 5 g de água desmineralizada, foi adicionado para iniciar a polimerização. Devido ao aquecimento de polimerização, a maior parte da água evaporada durante a reação, e no final da polimerização, a massa polimérica tendo um teor de umidade da mistura (intensidade de UV= 20 mW/cm2) por 8 minutos, então seco em um forno de secagem a 120°C, moído, e classificado a uma distribuição de tamanho de partícula de 106-850 pm. O pó seco então foi reticulado em superfície por pulverização de uma solução contendo 0,12% em peso de diglicidil éter de etileno glicol com base em pó, 3,35% em peso de água com base em pó, e 1,65% em peso de isopropanol com base em pó das partículas em pó, seguida pela cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram a seguir: CRC = 30,7 g/g AUL 4,82 kPa =22,9 g/g Ácido acrílico residual = 65 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 86 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 64 Cor Hunter, valor-b, inicial - 2,0 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 5,2 Exemplo Comparativo 8 Ácido acrílico (92,4 g), trimetilolpropano triacrilato e 87,2 g de água desmineralizada foram misturados juntos. Carbonato de sódio (40,4 g) foi então adicionado e a temperatura da solução de monômeros foi mantida abaixo de 30°C durante essa reação de neutralização. Em seguida, 0,081 g de diidrocloreto de 2,2 ’ -azobisamidinopropano e 0,15 g de persulfato de sódio foram misturados na mistura de monômeros. A mistura de monômeros foi então vertida em uma panela e aquecida a 67°C para iniciar a polimerização. Devido ao calor de polimerização, a maior parte da água se evaporou durante a reação e, no final da polimerização, uma massa de polímero possuindo um conteúdo residual de umidade de cerca de 13% em peso foi obtida. A massa de polímero foi seca, em um forno de secagem, a 120°C, moída e classificada com uma distribuição de tamanho de partícula de 106-850 μηχ O pó seco foi então submetido à reticulação da superfície pela pulverização de uma solução contendo 0,12% em peso de etileno glicol diglicidil éter, com base no pó, 3,35% em peso de água, com base no pó, e 1,65% em peso de isopropanol, com base no pó, sobre o pó de partículas, seguido por uma cura a 150°C por uma hora. As propriedades do polímero resultante foram como se segue: CRC = 32,3 g/g AUL 4,82 kPa =20,8 g/g Ácido acrílico residual =175 ppm Cor Hunter, HC60, inicial = 65 Cor Hunter, HC60, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 22 Cor Hunter, valor-b, inicial = 7,9 Cor Hunter, valor-b, após 30 dias @ 60°C/90% de umidade relativa = 14,5.

Os Exemplos 4 e 5 e o Exemplo Comparativo 8, todos eles polimerizações com pré-neutralização, mostram que a dose opcional de UV reduz substancialmente o RAA sem afetar de forma adversa a cor inicial ou a estabilidade da cor (Exemplos 4 e 5). O Exemplo Comparativo 8 mostra uma baixa estabilidade de cor e um baixo valor-b inicial quando um persulfato é usado como um componente do sistema iniciador e um derivado de ácido sulfínico é omitido (Exemplo Comparativo 8 comparado aos Exemplos 4 e 5).

Como um todo, foi descoberto que eliminando essencialmente um persulfato e incluindo ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, um derivado de ácido sulfínico, de preferência ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, sais dos mesmos, ou uma mistura dos mesmos, como o agente redutor de um iniciador de polimerização na mistura de monômeros, e opcionalmente irradiando o hidrogel de SAP resultante com uma baixa dose de radiação UV, é proporcionado um processo para fabricação de SAP sendo o SAP de cor estável. O método se aplica a ambos os processos de fabricação de SAP, com pré-neutralização e com pós-neutralização. O SAP de cor estável mantém uma cor branca e nítida ao longo de extensos períodos de armazenagem, incluindo condições de armazenagem com temperatura e umidade elevadas.

Claims (32)

1. I. Método para fabricação de partículas de polímero superabsorvente de cor estável, caracterizado pelo fato de compreender as etapas dei (a) formar uma mistura de mono mero que compreende: (i) pelo menos um monômero capaz de formar um polímero superabsorvente, (II) um agente rcticu 1 ante, (iíi) um sistema iniciador compreendendo um derivado de ácido sulfínico que possui uma estrutura onde M é hidrogênio, um íon amônio, ou um íon de metal monovalente ou bivalente dos grupos Ia, Ha, Ilb, IVa e VÍIIb da Tabela Periódica dos Elementos; R] é OH. ou NR4R5, onde R4 e R5 são, independentemente, H ou Cr Cf, alquil; R" é H ou um grupo alquil, alquen.il, cicloalquil ou aril, possuindo opcionalmente 1-3 substituintes independentemente selecionados do grupo que consiste de Q-Q, alquil, OH, O-Q-C* alquil, halogênio e CF^; e R3 é COOM, S03M, COR4, CONR4R5 ou COOR4, onde M, R4 e R5 são como acima definidos,, ou, se R2 é aril não-substituído ou substituído, R3 c H; e os sais do mesmo; ou urna mistura do mesmo; (iv) um fotoiniciador opcional, e (v) água; (b) polimerizar 0 monômero e o agente reticulante na mistura de monômero para formar um hidrogel de polímero superabsorvente; (c) opcionalmente submeter o hidrogel de polímero superabsorvente a uma baixa dose de radiação UV; (d) triturar o hidrogel de polímero superabsorvente para proporcionar partículas de hidrogel superabsorventes; e (e) secar as partículas de hidrogel de polímero superabsorventes por um tempo suficiente e a uma temperatura suficiente para proporcionar partículas de polímero superabsorventes de cor estável.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa opcional (c) é conduzida antes da etapa (d).
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (d) é conduzida antes da etapa opcional (c).
4. 4. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sistema iniciador compreende ainda um iniciador térmico.
5. 5. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o sistema iniciador compreende peróxido de hidrogênio como um agente oxidante.
6. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o peróxido de hidrogênio se acha presente na mistura de monômero em uma quantidade suficiente para iniciar a polimerização e evitar uma substancial diminuição nas propriedades de absorção do polímero superabsorvente.
7. 7. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o derivado de ácido sulfínico compreende o ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, um sal do mesmo, ou uma mistura do mesmo.
8. 8. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o sistema iníeiador compreende também o ácido 2-hidroxi-2- sul fonatoacético, um sal do mesmo, ou uma mistura do mesmo.
9. 9. Método de acordo com uma das reivindicações l a 8, caracterizado pelo fato de que o sistema iníeiador compreende também sul fito de sódio.
10. 10. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o sistema iníeiador contém de 0 a 500 ppm de um persulfato.
11. 11. Método de acordo com acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sistema inieiador é essencial mente isento de um persulfato.
12. 12. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o fotoiniciador opcional se acha presente na mistura de monômero em uma quantidade de 10 a 1000 ppm, em peso, da mistura de monômero.
13. 13. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o fotoiniciador opcional compreende um composto que possui a fórmula: onde R1 e R2 sâo, independentemente, €,.3 alquil, ou são tomados juntos para formar um anel C4.« carbocíclico, R1 é H, metil, etil ou (OCH2CH2)„OH, e n é 1-20.
14. 14. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o fotoiniciador opcional compreende hidroxiciclo-hexil fenil cetona, 2,2-dimetoxi-l,2-difeniletan-l-ona, benzoina, benzoina éter, benzil cetal, um oxido de acilfosfina, canforquinona, bisimidazol, uma dialquilacetofenona. uma α-aminoacetofenona, uma acetofenona clorada, benzofenona, um derivado de benzofenona, brometo de p-benzoílbenzil trimetil amônio, um derivado de tioxantona, cloreto de (3-(3t4-dimeii!-9-oxo-9H-üoxanien-2-iloxi)-2-hidroxipropil) trimetil amônio, e misturas dos mesmos.
15. 15. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que as partículas de polímero superabsorvcntes de cor estável compreendem um ácido carboxílico α,β-insaturado, ou um sal ou anidrido do mesmo.
16. 16. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o monômero capaz de formar o polímero superabsorvente é selecionado do grupo que consiste de ácido acrílico, ácido metacrilico, ácido etacrílico, ácido ot-cloroacrílico, ácido a-cianoacrílico, ácido β-metacrilico, ácido α-fenilacrílico, ácido β-acriloxipropiônico, ácido sórbico, ácido α-clorosórbico, ácido angélico, ácido cinâmico, ácido p-clorocinâmico, ácido β-estearilacrílico, ácido itacônico, ácido citracônico, ácido mesacônico, ácido glutacônico, ácido aconítico, ácido maleico, ácido fumárico, tricarboxietileno, anidrido maleico, ácido vinilsulfônico, ácido alilsulfônico, ácido vinil toluenosulfônico, ácido estirenosulfônico, sulfoetil acrilato, sulfoetil metacrilato, sulfopropil acrilato, sulfopropil metacrilato, sulfopropil acrilato, sulfopropil metacrilato, ácido 2-hidroxi-3-metacriloxipropil sulfônico, ácido 2-acriIamido-2-metilpropano sulfônico, metacriloxi etil fosfato, e misturas dos mesmos.
17. 17. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o polímero superabsorvente é selecionado do grupo que consiste de ácido poliacrílico, um copolímero de enxerto amido-acrilonitrila hidrolisado, um copolímero de enxerto amido-ácido acrílico, um copolímero de acrilonitrila hidrolisado, um copolímero de acrilamida hidrolisado, um copolímero de etileno-anidrido maleico, um copolímero de isobutileno-anidrido maleico, um poli(ácido vinilsulfônico), um poli(ácido vinilfosfônico) um poli(ácido vinilfosfórico), um poliestireno sulfonado, e sais e misturas dos mesmos.
18. 18. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o polímero superabsorvente compreende ácido poliacrílico neutralizado de cerca de 15% a 100%.
19. 19. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o polímero superabsorvente é selecionado do grupo que consiste de uma poli(vinilamina), uma poli(dialquilaminoalquil (met)acrilamida), uma polietilenoimina, uma poli(alilamina), uma poli(alilguanidina), um poli(hidróxido de dimetildialilamônio), um derivado de poliestireno quatemizado, um poliestireno guanidina-modificado, uma poli((met)acrilamida) quatemizada ou éster análogo, uma poli(vinilguanidina) e sais e misturas dos mesmos.
20. 20. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o polímero superabsorvente compreende um polímero superabsorvente multicomponentes.
21. 21. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que as partículas de SAP de cor estável, após armazenagem por 30 dias a 60°C e 90% de umidade relativa, apresentam um valor de cor HC60 de pelo menos 60 e um valor-b máximo de 10.
22. 22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o valor de cor HC60 é de pelo menos 63.
23. 23. Método de acordo com uma das reivindicações 21 a 22, caracterizado pelo fato de que o valor-b máximo é 8.
24. 24. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado pelo fato de que as partículas de SAP de cor estável possuem um conteúdo de monômero residual de 500 ppm ou menos.
25. 25. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, o monômero compreende ácido acrílico, um sal do mesmo, ou uma mistura do mesmo; o sistema iniciador consiste essencialmente de peróxido de hidrogênio como um agente oxidante, ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, sais do mesmo, ou misturas do mesmo, como um agente redutor, e um iniciador térmico; o fotoiniciador opcional se acha presente em uma quantidade de 0 a 100 ppm, em peso, da mistura de monômero; e o hidrogel de SAP é submetido à radiação UV.
26. 26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o sistema iniciador compreende também ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético, sulfito de sódio, ou uma mistura dos mesmos.
27. 27. Método de uma das reivindicações 1 a 26 caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de: (f) tratar a superfície das partículas de polímero superabsorvente de cor estável.
28. 28. Partículas superabsorventes de cor estável, caracterizadas pelo fato de que são preparadas pelos métodos como definidos em uma das reivindicações 1 a 27.
29. 29. Artigo absorvente, caracterizado pelo fato de que compreende partículas superabsorventes de cor estável preparadas pelos métodos como definidos em uma das reivindicações 1 a 27.
30. 30. Artigo de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o artigo é uma fralda ou um dispositivo catamenial.
31. 31. Fralda, caracterizada pelo fato de que possui um núcleo, o dito núcleo compreendendo pelo menos 10% em peso de partículas superabsorventes de cor estável preparadas pelos métodos como definidos em uma das reivindicações 1 a 27.
32. 32. Fralda de acordo com a reivindicação 31, caracterizada pelo fato de que o núcleo compreende pelo menos 40% em peso de partículas superabsorventes de cor estável preparadas pelo método como definido na reivindicação 1. RESUMO “MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE PARTÍCULAS DE POLÍMERO SUPERABSORVENTE DE COR ESTÁVEL, PARTÍCULAS SUPERABSORVENTES DE COR ESTÁVEL, ARTIGO ABSORVENTE, E, FRALDA” São divulgados polímeros superabsorventes de cor estável possuindo estabilidade de cor a longo prazo e métodos para fabricação dos polímeros. Os polímeros superabsorventes são preparados usando um derivado de ácido sulfmico, tal como o ácido 2-hidroxi-2-sulfínatoacético, um sal do mesmo, ou uma mistura do mesmo, como o agente redutor em um sistema iniciador de polimerização para a preparação de um polímero superabsorvente a partir de monômeros. O polímero superabsorvente resultante resiste à degradação da cor durante períodos de armazenagem prolongados, mesmo em temperaturas e umidades elevadas.