CN101433733A - 具有延迟自由吸水性的超吸收性聚合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂覆的超吸收性聚合物，包含具有延迟自由吸水性能的涂覆的超吸收性聚合物，所述延迟自由吸水性能为每克超吸收性聚合物在约15秒内吸收约13克或更少的水。本发明还涉及一种具有延迟自由吸水性的涂覆的超吸收性聚合物，其包含a)包含约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体和约0.001至约5.0重量％的内交联剂的组合物；其中所述组合物具有超过约20％的中和度；以及b)涂覆在所述组合物上的盐。

Description

具有延迟自由吸水性的超吸收性聚合物
本申请是申请号为200480040089.9的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为2004年11月10日，发明名称为“具有延迟自由吸水性的超吸收性聚合物”。
发明领域
本发明涉及吸收水、含水液体和血液的超吸收性聚合物，其中本发明的超吸收性聚合物具有改进的性能，特别是在保持可接受的液体保留性能情况下15秒的延迟自由吸水性被增强。本发明还涉及这些超吸收性聚合物的制备和它们作为吸收剂在卫生制品和工业领域的应用。
发明背景
超吸收剂指在水中含有0.9重量％的氯化钠溶液的水溶液中能够吸收至少约10倍于其重量直至约30倍于其重量的可水溶胀的水不溶性有机或无机材料。依据超吸收剂的一般定义，超吸收性聚合物为能够吸收大量的含水液体和体液如尿液或血液，同时溶胀并形成水凝胶，并能够在一定压力下保留所述液体的交联聚合物。
当前市售的超吸收性聚合物为交联聚丙烯酸或交联的淀粉/丙烯酸接枝聚合物，其中一些羧基用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中和。由于这些特征性能，这些聚合物主要用于掺入卫生用品如婴儿尿布、失禁制品或卫生巾中。
在尿布构造体中，需要能够在湿法成网构造体中结合SAP与纤维。为此，SAP需要具有使其吸水延迟至少1分钟的性能，以便在湿法成网方法中在SAP和纤维结合的结构体中不反应。
GB 2,280,115 A描述了诸如尿布的吸收制品，其在释出体液的区域含有涂覆的超吸收性颗粒。超吸收性颗粒的涂层阻碍溶胀直至该涂层溶解在测试液或体液中或被其渗透。这些超吸收性颗粒在溶胀开始前具有活化时间，该时间可随涂层的材料和厚度而变化。公开的一些涂料为无反应性的多糖，如明胶、微晶纤维素和纤维素衍生物。在开始溶胀前的活化期应至少为5分钟，优选15分钟，更强烈地优选60分钟。
涂覆的超吸收性聚合物具有的缺点在于即使小的不必然导致高度可溶胀聚合物溶胀的起始湿润也会通过溶解、分离、溶胀或分解导致表面处理的破坏。一旦围绕聚合物的涂层溶解，这种超吸收性聚合物显示出没有表面处理的常规材料的高溶胀率。于是失去希望的在吸收性材料中的改进液体控制效果。
因此，本发明的目的是提供这样的吸收性聚合物组合物，其显示出改进的延迟自由吸水性，并且即使在超吸收性聚合物基于吸收性结构体的重量百分比增加时依然保持优异的性能，如保持高液体渗透性和液体保留值的能力。
发明概述
本发明涉及一种包含具有延迟自由吸水性能的涂覆的超吸收性聚合物颗粒的涂覆的超吸收性聚合物颗粒，其中延迟自由吸水性能为每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收少于约13克水。
本发明进一步涉及具有改进的延迟自由吸水性的涂覆的超吸收性聚合物颗粒，其包含：a)包含约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体和约0.001至约5.0重量％的内交联剂的组合物，其中所述组合物具有大于约20％的中和度；以及b)涂覆在组合物上的盐，其中涂覆的超吸收性聚合物具有的延迟自由吸水性为每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收少于约13克水。
本发明还涉及一种制备具有延迟自由吸水性能的涂覆的超吸收性聚合物的方法，其中所述延迟自由吸水性能为每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收少于约13克水，该方法包括如下步骤：a)包含约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体；和b)约0.001至约5.0重量％的内交联剂；以及c)中和剂的组合物，其中所述组合物具有大于约20％的中和度；d)通过添加有效量的至少一种自由基引发剂引发自由基聚合反应并在约0℃至约100℃的温度下聚合，形成微孔水凝胶；e)在约85℃至约210℃的温度下干燥所述凝胶块，形成干块，将该干块研磨到约0.05mm至约5.0mm直径的尺寸，形成改进的干超吸收性聚合物；以及f)向该干燥的超吸收性聚合物颗粒添加涂覆组合物以涂覆该超吸收性聚合物颗粒。
优选实施方案的说明
合适的超吸收性聚合物可选自天然的、可生物降解的、合成的和改性的天然聚合物和材料。关于超吸收性聚合物使用的术语交联指任何有效地使正常水溶性材料基本不溶于水但可溶胀的方式。该类交联方式可包括例如物理缠结、结晶畴(crystalline domains)、共价键、离子配合和缔合、亲水缔合如氢键、疏水缔合或范德华力。超吸收性聚合物包括内交联和表面交联。
特别地，申请人发现了一种具有改进的延迟自由吸水性的涂覆的超吸收性聚合物，其通过向超吸收性聚合物颗粒添加特定涂层而获得。具体而言，本发明涉及包含具有如下延迟自由吸水性能的涂覆的超吸收性聚合物颗粒的涂覆的超吸收性聚合物颗粒，所述延迟自由吸水性能为每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收约13克或更少的水；或每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收约10克或更少的水；或每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收约8克或更少的水；或每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收约5克或更少的水；或每克超吸收性聚合物在约15秒钟内吸收约3克或更少的水。
本发明的涂覆的超吸收性聚合物颗粒包括选自单价盐、二价盐、三价盐和更高价盐的涂层；或涂层选自氯化钙、氯化钠、氯化钾、硝酸钙、氯化镁、硫酸铝、氯化铝和氯化铁。
本发明还涉及一种具有改进的延迟吸水性的涂覆的超吸收性聚合物，其包含：a)包含约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体和约0.001至约5.0重量％的内交联剂的组合物；其中所述组合物具有超过约20％的中和度；以及b)涂覆在所述组合物上的盐，其中涂覆的超吸收性聚合物具有的延迟自由吸水性能为每克超吸收性聚合物在约15秒内吸收约13g或更少的水。
本发明还涉及一种制备具有改进的延迟自由吸水性的涂覆的超吸收性聚合物的方法，包括如下步骤：a)包含约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体；和b)约0.001至约5.0重量％的内交联剂；和c)中和剂的组合物，其中所述组合物具有超过约20％的中和度；d)通过添加有效量的至少一种自由基引发剂引发自由基聚合反应并在约0℃至约100℃的温度下聚合，形成微孔水凝胶；e)在约85℃至约210℃的温度下干燥所述凝胶块，形成干块，将干块研磨至约0.05mm至约5.0mm直径的尺寸，形成改进的干超吸收性聚合物；和f)向干燥的凝胶块添加涂覆组合物而涂覆聚合物凝胶块。
本发明超吸收性聚合物的自由吸水性的计时在其意欲指在短时间内，即约1分钟或更长时间内的自由吸水性时，是指延迟的、减小的或变慢的。其与使超吸收性聚合物吸收水直到不能再吸收水为止的自由吸水性不同，后者通常为3-5分钟，并被称为最终自由吸水性，作为吸水总量的参考，而不考虑花费多长时间。
本发明超吸收性聚合物通过起始聚合约55至约99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体而获得。合适的单体包括含有羧基的那些，如丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸，这里优选这些单体的混合物。优选至少约50重量％，更优选至少约75重量％的酸基为羧基。酸基中和到至少约25mol％，优选25mol％-80mol％的程度，即酸基以盐的形式存在。优选获得在内交联剂存在下通过聚合羧基被中和到50-80mol％程度的丙烯酸或甲基丙烯酸而得到的聚合物。
能够用于制备本发明吸收性聚合物的其它单体为0至约40重量％的可与a)共聚的烯属不饱和单体，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基烷基酯、乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二甲氨基丙基丙烯酰胺或丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵。超过40重量％的这些单体可能会损害超吸收性聚合物的溶胀性。
本发明超吸收性聚合物还包括约0.001至约5.0重量％的内交联剂。内交联剂具有至少两个烯属不饱和双键或一个烯属不饱和双键和一个对含不饱和酸基的可聚合单体的酸基呈反应性的官能团，或可使用几个对酸基呈反应性的官能团作为内交联组分，并存在于含不饱和酸基的可聚合单体的聚合过程中。
内交联剂的实例包括脂族不饱和酰胺如亚甲基二丙烯酰胺或亚甲基二甲基丙烯酰胺或亚乙基二丙烯酰胺，此外还有多元醇或烷氧基化多元醇与烯属不饱和酸的脂族酯如丁二醇或乙二醇、聚二醇或三羟甲基丙烷的二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯，优选用1-30mol氧化烯烷氧基化，优选乙氧基化的三羟甲基丙烷的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，甘油和季戊四醇以及用优选1-30mol氧化乙烯烷氧基化的甘油和季戊四醇的丙烯酸和甲基丙烯酸酯，以及烯丙基化合物如(甲基)丙烯酸烯丙酯、与优选1-30mol氧化乙烯反应的烷氧化(甲基)丙烯酸烯丙酯，氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、聚烯丙酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺，二醇，多元醇，羟基烯丙基化合物或丙烯酸酯化合物和磷酸或亚磷酸的烯丙酯，以及能够交联的单体如不饱和酰胺如甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺的N-羟甲基化合物，以及由它们衍生的醚。还可使用离子交联剂如多价金属盐。也可以使用上述交联剂的混合物。基于含不饱和酸基的可聚合单体的总量，内交联剂的含量为约0.01至约5重量％，优选约0.1至约3.0重量％。
将常用的引发剂如偶氮化合物或过氧化物、氧化还原体系或UV引发剂、(致敏剂)和/或辐射用于引发自由基聚合发应。
本发明的涂覆的吸收性聚合物包括约0.5至约20重量％的盐用于涂层。涂层选自单价盐、二价盐、三价盐和更高价盐；或选自氯化钙、氯化钠、氯化钾、硝酸钙、氯化镁、硫酸铝、氯化铝和氯化铁。可以使用金属盐的混合物。
聚合物和盐使用本领域技术人员熟知的措施适当地通过干混混合或优选在溶液中混合。优选水溶液。采用干混时，可使用足够量的粘合剂以保证维持涂料和超吸收性聚合物的基本均匀的混合。
吸收性聚合物可在聚合后进行表面交联。表面交联为相对于颗粒内部的交联密度而增加超吸收性颗粒表面附近的聚合物基质的交联密度的任何工艺。吸收性聚合物通常通过添加表面交联剂进行表面交联。优选的表面联剂包括具有一个或多个对聚合物链的侧基(通常为酸基)具有反应性的官能团的化合物。基于干聚合物的重量，表面交联剂的含量优选为约0.01至约5重量％，可为约0.1至约3.0重量％。优选在添加表面交联剂后有一加热步骤。
尽管以颗粒作为超吸收性聚合物的物理形式的实例使用，本发明并不限于该形式，其它形式如纤维、泡沫、薄膜、珠、杆等也是适用的。
超吸收性聚合物还可包括0至约30重量％的水溶性聚合物，如部分或完全水解的聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉或淀粉衍生物、聚二醇或聚丙烯酸，优选为聚合于其中(polymerized-in)的形式。这些聚合物的分子量并不重要，只要它们是水溶性的即可。优选的水溶性聚合物为淀粉和聚乙烯醇。基于组分总量，本发明超吸收性聚合物中的这些水溶性聚合物的优选含量为0-30重量％，优选0-5重量％。水溶性聚合物，优选合成聚合物如聚乙烯醇也可用作待聚合单体的接枝基质。
可任选使用本发明超吸收性聚合物的其它添加剂，如结合气味的物质如环糊精、沸石、无机或有机盐及类似材料；防结块添加剂、流动改进剂等。
本发明聚合物优选由两种方法制备。聚合物可由上述已知方法以大规模的工业方式连续或不连续制备，相应地进行本发明的后交联。
按照第一种方法，将部分中和的单体，优选丙烯酸在交联剂和任选的其它组分存在下在水溶液中通过自由基聚合转化为凝胶，将凝胶粉碎、干燥、研磨和筛滤到希望的颗粒尺寸。该溶液聚合可连续或不连续地进行。
反悬浮和乳液聚合也可用于制备本发明的产物。按照这些方法，将单体，优选丙烯酸的部分中和水溶液借助保护性胶体和/或乳化剂分散在疏水有机溶剂中，并用自由基引发剂起始聚合反应。将内交联剂溶解在单体溶液中并与其一起计量加入，或将内交联剂在聚合过程中单独任选加入。然后从混合物中共沸除去水，滤出聚合物并任选进行干燥。可通过将溶解在单体溶液中的多官能交联剂聚合于其中和/或通过在聚合步骤过程中使合适的交联剂与聚合物的官能团反应而进行内交联。
特别地，本发明的超吸收性聚合物由于其自由吸水性特征而在制备超吸收性聚合物组分与纤维质组分混合的湿法纤维网(wet-laid web)的湿法成网工艺中非常有用，并且可在卫生制品中用作芯复合物。湿法成网工艺的实例描述在以上提到的公开的欧洲专利申请号0 437 816 A1和美国专利号4,605,401中。当湿法成网工艺涉及将超吸收性聚合物的含水浆液与纤维混合时，在湿法成网工艺中水被吸收。因此，在湿法成网工艺的最后，湿法纤维网必需在将其作为芯复合物放置在最终使用制品如一次性尿布中之前进行干燥。
通过使用本发明的超吸收性聚合物，在制造纤维网的湿法成网工艺过程中应吸收更少的水。由此，在干燥时应有更少的水有待去除，导致湿纤维网干燥时间更短，这对于大规模的工厂生产来说非常有利。
此外，在干燥湿法纤维网后，由于超吸收性聚合物的自由吸水性特征，与含有现有技术的超吸收性聚合物的湿法纤维网相比，该纤维网将具有改进的固体含量。通常，本发明的湿法纤维网将具有超过约18％的固体含量。
在一个实施方案中，超吸收性聚合物以离散的颗粒形式使用。超吸收性聚合物颗粒可以为任何合适的形状，例如螺旋或半螺旋、立方体、杆状、多面体等。预期具有大的最大尺寸/最小尺寸比例的颗粒形状，如针、薄片或纤维也可用于本发明。
测试方法
进行涡旋时间溶胀率测试的方法。除非另有说明，在以下描述的所有测试方法中的测试液体均为0.9重量％的氯化钠水溶液，例如可从RiccaChemical Company(Arlington，Texas)获得。除非另有说明，所有的测试在约70℉和10-60％的相对湿度下进行。
为了表征以下实验室实施例中列出的超吸收性聚合物(本发明的超吸收性聚合物以及那些对比的超吸收性聚合物)，以如下方式测定离心保留容量(CRC)、负荷下的吸收性(AUL)和自由吸水性(FWA)。
离心保留容量(CRC)测试
该测试在室温的环境条件下进行。按照茶袋测试法测定0.9重量％的盐水溶液的保留值，并以两次测量的平均值报告。将大约200mg已筛选至粒度分布范围为约300至600μm的SAP颗粒封在茶袋中，并浸没于盐水溶液中30分钟。随后将茶袋以1600rpm离心3分钟并称重。离心装置的直径约20cm。另外，使用2个无颗粒的茶袋作为空白。
具体程序如下所述：
1.将茶袋材料切成3×5英寸的长方形。对折这些条带，将三个开口侧中的两个密封，使密封的内边缘距茶袋的边缘约1/4英寸。
2.对各自测定。称量0.200+/-0.005克SAP装进茶袋。将最初的重量记录为W1。
3.使用热封机将茶袋的开口侧密封。如果起初称量与测定之间的时间大于30分钟，则将茶袋存放在干燥器中。
4.通过热处理两个无SAP样品的空袋而准备两测试法空白。
5.向一盘中添加0.9％的盐水溶液至约4cm高。
6.通过轻微震动样品以使SAP颗粒均匀分布在茶袋中而准备用于浸没的密封茶袋。
7.将茶袋浸没在0.9％盐水中。
8.30分钟后，将茶袋从测试液体中取出。
9.将茶袋放进离心机中，适当的放置茶袋保证离心机的平衡。以1600rpm离心3分钟。
10.离心后，测定各样品的重量。记录无测试样品的测试空白的重量(W2)和具有测试样品的茶袋的重量(W3)，精确到0.01。
接着，按照下式计算CRC性能(以每克颗粒吸收的液体克数度量)。
CRC＝(W3-W2-W1)/W1
其中：
CRC＝30分钟浸没时间后的保留值(g/g)
W1＝SAP颗粒的起始重量(g)
W2＝离心后两个空白的平均重量(g)
W3＝离心后测试茶袋的重量(g)
负荷下的吸收性(AUL)
超吸收性材料在负荷下吸收液体的能力测定如下。AUL测定体系由如下部件组成：1)带尺寸的斜边缘有机玻璃圆筒，内径＝25mm；高度33mm，在底部装配有400目(36μm)尺寸的金属网；2)塑料隔板(直径＝24+/-1mm；重量＝5.20+/-0.015g)；3)不锈钢砝码(直径＝24+/-1mm；对于0.3psi压力的AUL测量，重量＝98.35+/-0.05g，对于0.9psi压力的AUL测量，重量＝315.3+/-0.09g)；4)多孔圆盘(来自Knotes Glass，目录号9520001223)；5)圆形滤纸(Whatman 3)；6)陪替氏培养皿(直径＝150mm；高度20mm)；7)分析天片(精确到0.001g)和8)秒表。
通常的AUL测量过程如下：
1.将多孔圆盘放在陪替氏培养皿中。注意，测试时要使用的多孔圆盘需要在测试使用前在氯化钠溶液中浸没至少1小时。
2.向陪替氏培养皿中加入0.9％氯化钠溶液，让溶液稍低于多孔圆盘的顶部。
3.将滤纸置于多孔圆盘的顶部，用氯化钠溶液完全润湿滤纸，避免任何浮在表面的液体。
4.在顶部负重的天平上称量圆筒的重量。将0.160+/-0.005g SAP样品均匀分布于干净和干燥的有机玻璃圆筒的金属网上。记录SAP样品的实际重量，(SA)。
5.小心地将塑料隔板和随后的合适的不锈钢砝码放进圆筒中。记录完整装置的重量，(A)。
6.将AUL装置放在湿滤纸上，使该装置吸收1小时。在整个测试过程中保持氯化钠溶液的液面稍低于多孔圆盘的顶面。
7.在1小时后再次称量AUL装置并记录重量，(B)。
计算：0.3或0.9psi AUL(g/g)＝(B-A)/SA
其中，A＝装有SAP的AUL装置的干重
      B＝1小时吸收后装有SAP的AUL装置的重量15秒自由吸水性(FWA 15秒 )测试
为了测试SAP的自由吸水性，组装了一真空装置。更具体地，通过聚乙烯管将真空泵附设到真空烧瓶上，在其顶部放置有瓷漏斗的底部，该瓷漏斗与烧瓶通过单孔橡胶塞合适地密封。在该装置旁放置磁力搅拌器。装配好该装置后，连接真空泵并使其在整个FWA15秒测试中保持。
使用250ml的量筒量取23.0+/-0.5℃的150ml+/-0.1ml自来水，加入到装有1英寸搅拌棒的250ml烧杯中。将有水的烧杯放在搅拌盘上，并搅拌以使产生的涡流在离液面大约2-3cm处终止。
称量干燥的80目(180μm)筛网并将其置于漏斗装置的顶部，随后将真空泵启动。筛网被压下，直到该筛网通过抽吸紧密地锚定到漏斗上。在铝盘中称量约3.00+/-0.05g SAP。然后将称量的SAP倒入搅拌水的涡流中，同时启动秒表。随后继续搅拌15秒，随后立即在恒定的5英寸Hg真空条件下过滤湿聚合物。注意湿SAP的转移时间不应超过额外的3秒钟。带有SAP的筛网保持真空抽吸30秒钟。然后将筛网从真空漏斗取出，用纸巾擦拭筛网的下面以除去任何可能存在的残余水。接着将带有湿SAP的筛网称重。将该重量减去干筛网重量以确定湿SAP的重量。
然后，按照下式由凝胶重量计算FWA15秒(吸收液体克数/SAP克数)：
FWA15秒(g/g)＝(凝胶重量克数-SAP克数)/(SAP克数)。
实施例
通过以下实施例对本发明进一步阐明，这些实施例决不应解释为对本发明范围加以限制。相反，应清楚理解的是存在本领域技术人员在阅读本文的描述之后可想到的不偏离本发明主旨和/或所附权利要求的范围的各种其它实施方案、改进和等同方案。
制备涂覆的超吸收性聚合物的一般程序
以下的一般程序用在下列实施例中。通过将在室温下在去离子水中搅拌盐而制备盐浓度为20-50重量％的希望涂层的溶液。将50-200g等份的市售干超吸收性聚合物放入混合筒。将搅拌器设为高速。当粒状超吸收性聚合物剧烈搅动时，将计算量的先前制备的盐水溶液通过喷枪喷雾。盐涂覆的超吸收性聚合物颗粒在对流烘箱中在100℃下干燥约1小时或在室温下静置12-24小时。然后，根据本文提供的测试法测定涂覆的超吸收性聚合物的性能，包括FWA15秒、CRC、AUL0.3psi和AUL0.9psi。
实施例1(用NaCl涂覆)
采用上述程序向约50g的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂20g的25重量％NaCl水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例1
除了SAP未涂覆外，与实施例1相同。
实施例2(用KCl涂覆)
采用上述程序向约50g的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂16.67g的30重量％KCl水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
采用上述程序向两等份的50g的Stockhausen SXM-77超吸收性聚合物分别喷涂20g和40g的25重量％KCl水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例2
除了SAP未涂覆外，与实施例2相同。
实施例3(用CaCl2涂覆)
采用上述程序向约200g的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂8g的25重量％CaCl2水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
采用上述程序向约50g的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂10g的25重量％CaCl2水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
采用上述程序向约50g的Stockhausen SXM-77超吸收性聚合物喷涂2g的25重量％CaCl2水溶液。类似地，向100g SXM-77喷涂8g同样的CaCl2溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例3
除了SAP未涂覆外，与实施例3相同。
实施例4(用Ca(NO3)2涂覆)
采用上述程序向等份的50g的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂2-10g的50重量％Ca(NO3)2水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例4
除了SAP未涂覆外，与实施例4相同。
实施例5(用MgCl2涂覆)
采用上述程序向约50g等份的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂2-10g的50重量％MgCl2水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
采用上述程序向约50g等份的Stockhausen SXM-71和SXM-880超吸收性聚合物喷涂1-5g的50重量％MgCl2水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例5
除了SAP未涂覆外，与实施例5相同。
实施例6(用Al2(SO4)3涂覆)
采用上述程序向约50g等份的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂2-10g的50重量％Al2(SO4)3·xH2O水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例6
除了SAP未涂覆外，与实施例6相同。
实施例7(用AlCl3涂覆)
采用上述程序向约50g等份的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂2-10g的50重量％AlCl3水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例7
除了SAP未涂覆外，与实施例7相同。
实施例8(用FeCl3·6H2O涂覆)
采用上述程序向约50g等份的Stockhausen SXM-71超吸收性聚合物喷涂4-10g的25重量％FeCl3·6H2O水溶液。涂覆的聚合物在对流烘箱中在100℃下干燥1小时。将干燥后的聚合物研磨并用20-100标准目尺寸的筛网筛滤。然后测定性能，并将这些性能列在表1中。
对比例8
除了SAP未涂覆外，与实施例8相同。
表1 SAP上的涂层的效果
 
实施例 SAP 涂层重量/重量％ FWA15秒(g/g) FWA减小％ CRC(g/g) AUL0.3psi(g/g) AUL0.9psi(g/g)
对比例1 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
实施例1 SXM71 10％ 4.7 45.3 29.1 22.4 13.7
对比例2 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
对比例2 SXM77 无 16.1 -- 41.9 33.9 24.6
实施例2 SXM71 10 5.2 39.5 30.6 23.9 14.7
实施例2 SXM77 10 10.5 34.5 29.5 25.5 16.3
实施例2 SXM77 20 7.1 56 26.2 21.2 14.6
对比例3 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
对比例3 SXM77 无 16.1 -- 41.9 33.9 24.6
对比例3 SXM800 无 10.4 -- 30.3 29.7 21
实施例3 SXM71 1 1.5 83 33 30 19.4
实施例3 SXM71 5 0.7 92 34.6 25.1 17.4
实施例3 SXM77 1 5.1 68 33.9 31.4 21.3
实施例3 SXM77 2 3.2 80 34.4 31.2 17.6
实施例3 SXM880 1 4.6 56 28.4 28.7 19.9
实施例3 SXM880 5 2.8 73 25.3 23.7 16.9
对比例4 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
实施例4 SXM71 2 1.7 80 31.4 36.5 17.7
实施例4 SXM71 5 0.8 91 28.3 23.4 16.1
实施例4 SXM71 10 0.5 94 26.9 21.8 13.8
对比例5 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
对比例5 SXM77 无 16.1 -- 41.9 33.9 24.6
对比例5 SXM880 无 10.4 -- 30.3 29.7 21.0
实施例5 SXM71 1 3.0 65 32.9 28.0 17.3
实施例5 SXM77 2 2.8 67 31.7 26.5 16.8
实施例5 SXM880 5 1.6 81 28.8 22.9 16.2
实施例5 SXM71 1 12.4 23 34.4 31.6 19.0
实施例5 SXM77 2 8.0 50 34.4 32.0 19.4
实施例5 SXM880 5 7.0 57 31.3 29.5 18.0
 
实施例5 SXM71 1 5.7 45 30.4 29.7 22.6
实施例5 SXM77 2 4.4 58 29.0 28.4 21.2
实施例5 SXM880 5 3.6 65 27.4 26.2 20.0
对比例6 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
实施例6 SXM71 2 8.1 6 33.7 26.8 17.3
实施例6 SXM71 5 5.7 36 32.4 25.8 16.2
对比例7 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
实施例7 SXM71 2 5.0 42 34.1 25.5 14.2
实施例7 SXM71 5 3.5 59 32.9 23.0 13.7
对比例8 SXM71 无 8.6 -- 35.2 31.6 20.7
实施例8 SXM71 2 3.4 60 34.5 21.9 13.4
实施例8 SXM71 5 1.5 83 33.6 19.4 12.5
实施例9 水洗实验
如15秒FWA测定方法中所述，将涂覆的超吸收性聚合物暴露于水中。湿聚合物真空过滤，然后在对流烘箱中在100℃下加热干燥。然后再次测定性能特征。结果列在表2中。
表2
 
SAP 处理 FWA15秒 CRC AUL0.3psi AUL0.9psi
9-1 SXM71 1％ CaCl2 1.9 30.4 30 20
9-2 9-1 洗涤并干燥 6.6 32.9 27.1 14.2
9-3 SXM71 1％ CaCl2 1.5 33.0 30.0 19.4
9-4 9-3 洗涤并干燥 6.3 28 28.5 16.9
9-5 SXM71 1％ Ca(NO3)2 2.5 31 27.5 17.9
9-6 9-5 洗涤并干燥 7.2 31.9 23.7 11.6
9-7 SXM71 1％ MgCl2 3.0 32.9 28 17.3
9-8 9-7 洗涤并干燥 5.7 32.9 25 11.2

Claims (5)

1.一种涂覆的表面交联超吸收性聚合物组合物，其包含超吸收性聚合物，该超吸收性聚合物包含：
a)基于超吸收性聚合物为超吸收性聚合物的55-99.9重量％的含不饱和酸基的可聚合单体；和
b)0.001-5.0重量％的内交联剂，基于含不饱和酸基的可聚合单体；其中超吸收性聚合物具有大于25％的中和度；其中使成分a)和b)聚合并制成超吸收性聚合物颗粒；
该组合物在超吸收性聚合物颗粒表面上进一步包含：
c)基于干的超吸收性聚合物组合物为0.01-5重量％的表面交联剂，用于形成表面交联的超吸收性聚合物颗粒；和
d)0.5-20重量％的覆在超吸收性聚合物表面上的含盐涂层，所述盐选自单价盐、二价盐、三价盐和更高价盐；
其中涂覆的表面交联超吸收性聚合物组合物根据15秒自由吸水性测试具有的吸水性能为每克超吸收性聚合物在15秒内吸收3.6克或更少的水，且其中当(d)涂层从步骤(c)的表面交联超吸收性聚合物组合物洗去时，所得表面交联超吸收性聚合物组合物根据15秒自由吸水性测试具有的吸水性能为每克超吸收性聚合物在15秒内吸收5.7克或更多的水。
2.如权利要求1所述的涂覆的表面交联超吸收性聚合物组合物，其中所述涂层选自氯化钙、氯化钠、氯化钾、硝酸钙、氯化镁、硫酸铝、氯化铝和氯化铁。
3.如权利要求1所述的涂覆的表面交联超吸收性聚合物组合物，其根据15秒自由吸水性测试具有的吸水性能为每克超吸收性聚合物在15秒内吸收3克或更少的水。
4.如权利要求1所述的涂覆的表面交联超吸收性聚合物组合物，其具有的离心保留容量为每克超吸收性聚合物保留28克或更多的盐水且具有的0.9psi负荷下的吸收性为每克超吸收性聚合物保留超过13克盐水。
5.如权利要求1所述的涂覆的表面交联超吸收性聚合物组合物，其根据15秒自由吸水性测试具有的吸水性能为每克超吸收性聚合物在15秒内吸收3克或更少的水，具有的离心保留容量为每克超吸收性聚合物保留25克或更多的盐水且具有的0.9psi负荷下的吸收性为每克超吸收性聚合物保留超过18克盐水。
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