CN104271622B - 颜色稳定的超吸收剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超吸收剂，其表面络合多价金属离子，并且包含至少一种膦酸衍生物，多价金属和膦酸衍生物的摩尔比至多为1.2/n，n是膦酸衍生物中膦酸基团的数量，其中超吸收剂具有较好的防止变色的稳定性和令人惊讶的低结块趋势，并且没有明显破坏其使用性能。这种超吸收剂可通过聚合单体水溶液制备，所述单体水溶液包含：a)至少一种烯键式不饱和单体，其带有酸基团并且任选地至少部分地以盐的形式存在，b)至少一种交联剂，c)至少一种引发剂，d)任选地一种或多种烯键式不饱和单体，其能与a)中所述的单体共聚，e)任选地一种或多种水溶性聚合物。所述方法还包括：干燥所得聚合物，任选地研磨经干燥的聚合物并且筛分经研磨的聚合物，任选地表面后交联经干燥的且任选地研磨和筛分的聚合物，加入至少一种多价金属盐和加入至少一种膦酸衍生物。所述方法的特征在于多价金属盐和膦酸衍生物以使金属和膦酸衍生物的摩尔比不超过1.2/n的量加入，其中n是膦酸衍生物中膦酸基团的数量。

Description

颜色稳定的超吸收剂

本发明涉及一种颜色稳定的超吸收剂、其制备方法、其用途及包括其的卫生用品。颜色稳定的超吸收剂应理解为意指在高温和空气湿度的存储过程中仅存在较小程度的变色——如果有的话——的超吸收剂。

超吸收剂是已知的。对这些材料而言，还经常使用以下名称，例如“高溶胀性聚合物”、“水凝胶”(也常以干燥形式使用)、“形成水凝胶的聚合物”、“吸水聚合物”、“形成吸收剂凝胶的材料”、“可溶胀树脂”和“吸水树脂”等。这些材料为交联的亲水性聚合物，更具体而言，由(共)聚合的亲水单体形成的聚合物，一种或多种亲水单体在合适的接枝基上形成的接枝(共)聚合物，交联的纤维素醚或淀粉醚，交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚环氧烷或可溶胀于水性液体中的天然产物，例如瓜耳胶衍生物；其中最常用的是基于部分中和的丙烯酸的吸水聚合物。超吸收剂的基本性能是能够吸收几倍于它们自身重量的水性液体并且即使是在一定的压力下也不再次释放该液体的能力。超吸收剂以干燥粉末的形式使用，当吸收液体时转化为凝胶，并且当吸收水时通常相应地转化为水凝胶。交联对于合成的超吸收剂是必要的，并且是不同于常规纯增稠剂的一个重要区别，因为其使得该聚合物不溶于水。可溶的物质不能被用作超吸收剂。目前，超吸收剂最重要的应用领域是吸收体液。超吸收剂用于例如婴儿尿布、成人失禁产品或女性卫生用品。其他应用领域有例如用作商品园艺的保水剂、防火蓄水剂，用于食品包装中的液体吸收或通常用于吸湿。

超吸收剂能够吸收几倍于它们自身重量的水分并且在一定压力下保有水分。通常，这样的超吸收剂具有至少5g/g、优选至少10g/g并且更优选至少15g/g的CRC(“离心保留容量”，测试方法见下文)。“超吸收剂”还可以是不同的各超吸收性物质的混合物，或者是仅当它们相互作用时才表现出超吸收特性的组分的混合物；此处，物质组成不像超吸收特性那么重要。

对于超吸收剂来说，重要的不仅仅是它的吸收容量，还有在压力下保留液体的能力(保留，通常表述为“在负载下的吸收”(“AUL”)或“在压力下的吸收”(“AAP”)，测试方法参见下文)和渗透能力，即在溶胀状态下传导液体的能力(通常表述为“盐水导流率”(“SFC”)，测试方法参见下文)。与未溶胀的超吸收剂相比，溶胀的凝胶可以阻止或防止液体传导(“凝胶堵塞”)。例如，在溶胀状态下具有高凝胶强度的水凝胶具有良好的液体传导性能。仅具有低凝胶强度的凝胶在外加压力(体压)下可产生形变，堵塞超吸收剂/纤维素纤维吸收剂中的孔，并因此与未溶胀或未完全溶胀的超吸收剂相比防止液体传导，并因此与未溶胀或未完全溶胀的超吸收剂相比防止液体吸收。通过提高交联度通常可以增加凝胶强度，但这将降低产物的吸收能力。增加凝胶强度的一个巧妙的方法是与超吸收剂颗粒的内部相比增加颗粒表面处的交联度。为此，使通常已在表面后交联步骤中干燥并具有平均交联密度的超吸收剂颗粒在其颗粒的表面薄层中进行另外的交联。该表面后交联增加超吸收剂颗粒壳中的交联密度，其将压缩应力下的吸收提高至一个较高水平。尽管该超吸收剂颗粒表面层的吸收容量降低，但是其核由于存在流动的聚合物链而与壳相比具有改善的吸收能力，从而所述壳结构确保了改善的渗透性，而不会发生凝胶堵塞。还已知可获得总体上较高交联的超吸收剂，随后颗粒内部的交联度与颗粒外壳相比可降低。

制备超吸收剂的方法也是已知的。市场上最常见的丙烯酸基超吸收剂通过在交联剂(“内交联剂”)的存在下进行丙烯酸的自由基聚合来制备，其中丙烯酸通常通过加入碱(通常为氢氧化钠水溶液)而在聚合之前或之后、或部分在聚合之前且部分在聚合之后而中和至一定程度。将由此获得的聚合物凝胶粉碎(根据所用的聚合反应器，其可与聚合同时进行)并干燥。由此获得的干燥粉末(“原料聚合物”)通常通过将其与其他交联剂反应而在颗粒的表面上进行后交联，所述其他交联剂例如有机交联剂或多价阳离子——例如铝(通常以硫酸铝形式使用)——或二者，从而获得与颗粒内部相比更高交联的表面层。

对于超吸收剂而言经常出现的问题是变色，其出现在高温或高空气湿度下的储存过程中。这类情况通常出现在超吸收剂在热带或亚热带国家中储存时。超吸收剂在这类情况下往往会变黄；其甚至可能呈现棕色或甚至几乎为黑色。这种实际无色的超吸收剂粉末的变色是不美观且不期望的，因为其尤在所需的薄卫生产品中这是可见的，消费者会拒绝不美观的卫生产品。导致变色的原因尚未完全明了，但是活性化合物(例如聚合的残留单体)、一些引发剂的使用、单体或中和剂中的杂质、表面后交联剂或所使用的单体中的稳定剂似乎起一定的作用。

对超吸收剂而言另一经常出现的问题是易于结块，本质上为吸湿的那些物质尤其在湿空气中显示结块趋势。尤其是超吸收剂在热带或亚热带国家中存储或加工时，这种问题经常发生，从而使得超吸收剂的存储和加工相当复杂。存储和加工可在供有干燥空气的室中进行，但是这样耗能且成本高。

Fredric L.Buchholz和Andrew T.Graham(编者)在"Modern SuperabsorbentPolymer Technology"，J.Wiley&Sons，New York，U.S.A./Wiley-VCH，Weinheim，Germany，1997，ISBN 0-471-19411-5中给出了超吸收剂、其性能和其制备方法的全面综述。其中在3.2.8.2“Additives for Improved Handling”一章中教导所述结块化趋势可通过添加剂而抵消；常规的具体添加剂有油(也被用于吸湿肥料中)、作为丙烯酰胺共聚物的干燥助剂的聚合皂，和与多元醇或聚烷撑二醇结合的颗粒状二氧化硅(作为聚(丙烯酰胺)聚合物和共聚物的流动助剂)。此外还提及了季铵表面活性剂，其单独或与其它添加剂结合使用，从而降低粉尘形成——其为添加二氧化硅的缺点。所有这些添加剂可以市场上常规的多种类型的混合制剂添加。

还已知的是在用表面后交联剂——其在聚合物链之间形成共价键——进行表面后交联的过程中向超吸收剂中加入多价阳离子。例如，WO 98/48 857 A1记载了用Al、Fe、Zr、Mg或Zn阳离子交联，之后用液体如水、矿物油或多元醇交联的超吸收剂。WO 01/74 913A1涉及超吸收剂的再生，具体而言，涉及通过添加含有至少三价阳离子的溶液(通常为硫酸铝水溶液)而增加由磨损而降低的渗透性。US 6 620 889 B1公开了用多元醇和多价金属盐的水溶液的结合进行表面后交联的超吸收剂。所述盐的阴离子可能是氯离子、溴离子、硫酸根、碳酸根、硝酸根、磷酸根、乙酸根或乳酸根。优选使用硫酸铝。

根据WO 2006/111 402 A2的教导，原料聚合物用渗透促进剂处理，所述渗透促进剂选自硅-氧化合物、多价阳离子的盐(尤其是三价阳离子的盐)及其混合物。三价阳离子的盐优选铝盐，所述铝盐选自乳酸铝、草酸铝、柠檬酸铝、乙醛酸铝、琥珀酸铝、酒石酸铝和其他有机和无机铝盐。WO 2005/108 472 A1公开了用多价金属的水溶性盐和有机酸或其盐处理原料聚合物的方法。所述多价金属的盐优选硫酸铝。所述有机酸或其盐选自柠檬酸、乙醛酸、戊二酸、琥珀酸、酒石酸、乳酸和这些酸的碱金属盐或铵盐。

WO 00/55 245 A1教导了通过用在聚合之后添加的无机还原剂和任选的金属盐(例如碱土金属盐)处理而使超吸收剂稳定以抑制变色。所述无机还原剂通常为次磷酸盐、亚磷酸盐、亚硫酸氢盐或亚硫酸盐。所述金属盐通常为无色(“无色”特性通常也简单称为“白色”)的磷酸盐、乙酸盐或乳酸盐，但不为卤化物。根据WO 2006/058 682 A1的教导，当干燥和后交联反应在基本上无氧化气体的气氛中进行时可以避免超吸收剂的变色。WO 2009/060 062 A1或WO2010/012 762 A2教导了将亚磺酸衍生物添加到超吸收剂，从而使其稳定抑制变色。EP 1 199 315 A2教导了用于引发聚合反应的氧化还原引发剂剂体系的用途，所述氧化还原引发剂体系包括作为还原组分的亚磺酸或亚磺酸盐，尤其是2-羟基亚磺酰基乙酸或其盐。WO 99/18 067 A1公开了特定的羟基-或氨基烷基-或芳基亚磺酸衍生物或其混合物和其作为不会释放甲醛的还原剂的用途。WO2004/084 962 A1涉及这些亚磺酸衍生物作为氧化还原引发剂中的还原组分用于将部分中和的丙烯酸聚合至超吸收剂上的用途。

公开的说明书JP 05/086 251教导了磷酸衍生物或其盐尤其是(1-羟基乙烷-1,1-二基)双膦酸(也称作"1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸"、"1-羟基乙烷-(1,1-二膦酸)"，俗名"羟乙磷酸")、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)或其碱金属盐或铵盐作为超吸收剂的稳定剂抑制变色的用途。EP 781 804 A2教导了出于同样的目的而添加(1-羟基烷基-1,1-二基)双膦酸，所述烷基基团包含5至最高达23个碳原子。

EP 668 080 A2教导了添加无机酸、有机酸或多氨酸至超吸收剂，具体的所述无机酸也包括基于磷的酸。US 2005/0 085 604 A1公开了添加螯合剂和氧化或还原剂至超吸收剂，所述螯合剂也包括这些磷化合物。US2005/0 272 600 A1涉及添加离子阻断剂至超吸收剂，所述离子阻断剂也包括有机含磷化合物。(1-羟基乙烷-1,1-二基)双膦酸是其中一个提及的例子。根据EP 2 112 172 A1的教导，将有机磷化合物添加至待聚合成超吸收剂的单体溶液；提及了(1-羟基乙烷-1,1-二基)双膦酸；乙二胺四(亚甲基膦酸)是最优选的化合物。US 2009/0 275 470 A1教导了添加螯合剂和优选的无机磷化合物至超吸收剂，所述螯合剂也可以是磷化合物，例如(1-羟基乙烷-1,1-二基)双膦酸或乙二胺四(亚甲基膦酸)化合物。同样地，根据WO2006/109 882 A1中的教导，在各个处理阶段中不仅使用含磷化合物，也使用含硫化合物作为螯合剂添加至超吸收剂中。

用于降低结块化趋势(即“抗结块剂”)以及增加粉尘形成的无机粉末的加入通常具有劣化超吸收剂某些性能的缺点。更具体而言，在螺旋输送机中的输送能力降低，并且在测试需要超吸收剂在压力下溶胀的性能的情况下，以此方式处理的超吸收剂有时会得到较差的结果，可能是因为在运输或在压力下溶胀时覆盖有无机颗粒的超吸收剂颗粒不能相互滑过。然而，这反过来增加了液体在溶胀凝胶中的渗透性，因为其保留了开孔和通道，这也是一个期望的效果。粉尘的形成、较差的输送能力和在压力下恶化的溶胀性可再次通过添加防尘剂(也称作“粉尘粘合剂”)而抵消。通常用作防尘剂的多元醇和聚烷撑二醇不仅粘合粉尘，也起到超吸收剂颗粒之间的润滑剂的作用。当市场上常见的超吸收剂在储存和加工地点处的结块趋势成为问题时，最常见的方案是添加二氧化硅粉末，所述二氧化硅粉末可以单独使用或与防尘剂如多元醇或聚烷撑二醇结合使用。

寻找其他超吸收剂或对于变色——尤其是对在高温和/或高空气湿度下的储存过程中的变黄或变棕——更加稳定且还显示出最小的结块趋势的超吸收剂及其制备方法是一个不懈的目标。不应伴随有有或至少不应显著地伴随有对超吸收剂的使用性能的损害，尤其是其流体吸收能力(包括在压力下)及其导流的能力。本发明的另一个目的为这种超吸收剂的用途——例如包含这种超吸收剂的卫生用品——及其制备方法。

该目的通过表面与多价金属离子络合且包含至少一种膦酸衍生物的超吸收剂实现，所述多价金属和膦酸衍生物之间的摩尔比至多为1.2/n，其中n是膦酸衍生物中膦酸基团的数目。

我们还发现了制备本发明的超吸收剂的方法，即聚合包括以下组分的单体水溶液：

a)至少一种烯键式不饱和单体，其带有酸基团且任选地至少部分地以盐形式存在，

b)至少一种交联剂，

c)至少一种引发剂，

d)任选地一种或多种可与a)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体，

e)任选地一种或多种水溶性聚合物，

所述方法还包括：

干燥所得聚合物，

任选地研磨所述经干燥的聚合物和筛分经研磨的聚合物，

任选地表面后交联所述经干燥的且任选地研磨和筛分的聚合物，

添加至少一种多价金属盐和

添加至少一种膦酸衍生物，

其中，多价金属盐和膦酸衍生物以如下的量添加：金属和膦酸衍生物之间的摩尔比不超过1.2/n，其中n是膦酸衍生物中膦酸基团的数目。

令人惊讶的是，本发明的超吸收剂显示良好的抑制变色的稳定性以及令人惊讶的低结块趋势，而且对其使用性能如CRC、AUL和SFC没有任何显著损害。

我们还发现了用于吸收流体的制品，尤其是用于吸收流体排泄物或排泄物的流体组分的卫生制品，所述制品包含本发明的超吸收剂。我们还发现了制备所述用于吸收流体的制品的方法，其制备方法包括将本发明的超吸收剂添加至制品中。

本发明的超吸收剂的表面已用多价金属离子络合。超吸收剂主要以粉末形式制备；在多数情况下，超吸收剂表面的络合因此意指颗粒表面的络合。一些超吸收剂也以其它形式制备，例如泡沫、纤维、卷料、或作为固定于载体(例如非织造网)上的超吸收剂颗粒。这些超吸收剂的表面也可用多价金属离子络合。超吸收剂表面的络合本身是已知的。严格来讲，“络合作用”仅仅是用于表面后交联——其中多价金属离子在超吸收剂颗粒表面的几个极性基团之间产生离子键——的特定情况下的特定术语。络合作用也经常作为“表面后交联”的一部分而被讨论。在本发明中，“络合作用”应理解为意指用多价金属离子进行表面后交联，从而区别于用与超吸收剂颗粒表面的极性基团形成共价键的后交联剂进行的表面后交联。

可用于络合的二价金属阳离子的实例尤其为元素周期表中的第2族(尤其是Mg、Ca、Sr、Ba)、第7族(尤其是Mn)、第8族(尤其是Fe)、第9族(尤其是Co)、第10族(尤其是Ni)、第11族(尤其是Cu)和第12族(尤其是Zn)的金属的二价阳离子。可使用的三价金属阳离子的实例尤其为元素周期表中的第3族的金属的三价阳离子，包括镧系(尤其是Sc、Y、La、Ce)、第8族(尤其是Fe)、第11族(尤其是Au)和第13族(尤其是Al)的三价阳离子。可使用的四价阳离子的实例尤其为元素周期表中的镧系(尤其是Ce)和第4族(尤其是Ti、Zr和Hf)的金属的四价阳离子。金属阳离子可单独使用或以彼此的混合物使用。特别优选使用三价金属阳离子。非常特别优选使用铝阳离子。

多价金属离子通常加入量为至少0.008重量％，优选至少0.015重量％和更优选至少0.020重量％，且通常为至多0.15重量％，优选至多0.10重量％和更优选至多0.05重量％，每种情况下均以金属计算并且基于无水超吸收剂的总量计。

除了络合作用，本发明的超吸收剂也优选用后交联剂在其表面进行后交联，所述后交联剂与超吸收剂颗粒表面的极性基团形成共价键。

本发明的超吸收剂包含至少一种膦酸衍生物。根据本发明，至少一种膦酸衍生物被添加至超吸收剂中。在本发明中，膦酸本身应理解为膦酸衍生物。膦酸衍生物是衍生自通式为(HP(O)(OH)₂)的膦酸的化合物，并具有通式(I)：

R¹-P(O)(OH)₂ (I)

其中，R¹为任选取代的有机基团。同样可使用膦酸衍生物的盐和/或酯和这些膦酸衍生物、其盐和/或酯的混合物。

实例有单烷基膦酸和单烯基膦酸，例如月桂基膦酸和硬脂基膦酸。其他实例有1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸、乙二胺-N,N’-二(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、次氮基乙酸-二(亚甲基膦酸)、次氮基二乙酸(亚甲基膦酸)、次氮基乙酸-丙酸-亚甲基膦酸、次氮基三(亚甲基膦酸)、环己烷二胺四(亚甲基膦酸)、乙二胺-N,N’-二乙酸-N,N’-二(亚甲基膦酸)、四亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)、六亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)、多亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、羟乙基氨基双(亚甲基膦酸)、双(六亚甲基三胺五(亚甲基膦酸))、植酸、2-羟基-2-膦酰基乙酸及这些化合物的盐。

优选的膦酸衍生物是这类化合物，其中R¹是带有两个膦酸基团的二基，尤其是1-氨基-1,1-二基或1-羟基-1,1-二基，例如在1-羟烷基-1,1-二基二膦酸中，其中在这些化合物中烷基是C₁-C₂₅基团，特别优选乙基。最优选的膦酸衍生物是(1-羟基乙烷-1,1-二基)双磷酸或其带有金属M的盐，其中M是氢原子、铵离子、元素周期表中的第1、2、8、9、10、12或14族的单价金属离子或一当量的二价金属离子，尤其是钠盐、钾盐、二钠盐、二钾盐或钠-钾盐。其他优选的膦酸衍生物是这样的一类化合物，其中R¹是氨基取代的烷基，尤其是氨基取代的亚甲基，如在乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)和[次氮基三(亚甲基)]三(磷酸)中。

这些膦酸衍生物是已知的并通过标准路线制备，例如通过Michaelis-Arbuzov反应、游离膦酸(亚磷酸的互变异构体)与甲醛和低聚亚乙基胺的quasi-Mannich反应，或通过膦酸与羧酸酐或腈的酰化反应来制备。所述膦酸衍生物的主要用途是作为洗涤剂中的磷酸盐替代物。因此，其也是标准的市售商品并且市售可得，例如购于Zschimmer&SchwarzMohsdorf GmbH&Co KG，Chemnitztalstrasse 1，09217Germany的

式(I)的膦酸衍生物的加入量通常为至少0.01重量％，优选至少0.1重量％且更优选至少0.2重量％，且通常为至多1.9重量％、优选至多1.3重量％且更优选至多0.6重量％，每种情况下均基于无水超吸收剂的总量计。

本发明的任何一种超吸收剂包含如下量的多价金属离子和膦酸衍生物：不超过至多1.2/n的摩尔比，其中n是膦酸衍生物中膦酸基团的数目。在该计算中，膦酸基团是否以游离酸基团或盐的形式存在并不重要；唯一重要的因素是多价金属和膦酸衍生物的膦酸基团中的磷原子的摩尔比例。既然本发明的超吸收剂既包含多价金属离子又包含膦酸衍生物，该比例自然必须是有限的，即不能是0。

如果根据式1.2/n计算多价金属和膦酸衍生物之间的摩尔比，其中n是膦酸衍生物中膦酸基团的数目，则对于具有多于1个膦酸基团的膦酸衍生物而言，其值将低于1.2。对于具有1个膦酸基团(n＝1)的膦酸衍生物而言，例如月桂基膦酸或硬脂基膦酸、次氮基二乙酸(亚甲基膦酸)、次氮基乙酸-丙酸-亚甲基膦酸、2-羟基-2-膦酰基乙酸或2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸，金属盐和膦酸衍生物的摩尔比上限为1.2。对于具有2个膦酸基团(n＝2)的膦酸衍生物而言，例如1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、乙二胺-N,N’-二(亚甲基膦酸)、次氮基乙酸-二(亚甲基膦酸)、乙二胺-N,N’-二乙酸-N,N’-二(亚甲基膦酸)或羟乙基氨基双(亚甲基膦酸)，金属盐和膦酸衍生物的摩尔比上限相应地为0.6。对于具有3个膦酸基团(n＝3)的膦酸衍生物而言，例如次氮基三(亚甲基膦酸)，金属盐和膦酸衍生物的摩尔比上限相应地为0.4。对于具有4个膦酸基团(n＝4)的膦酸衍生物而言，例如乙二胺四(亚甲基膦酸)、环己烷二胺四(亚甲基膦酸)、四亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)、六亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)或多亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)，金属盐和膦酸衍生物的摩尔比上限相应地为0.3。对于具有5个膦酸基团(n＝5)的膦酸衍生物而言，例如二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)或双(六亚甲基三胺五(亚甲基膦酸))，金属盐和磷酸衍生物的摩尔比上限相应地为0.24。对于具有6个膦酸基团(n＝6)的膦酸衍生物而言，例如植酸，金属盐和膦酸衍生物的摩尔比上限相应地为0.2。

该摩尔比的计算仅包括络合的多价金属离子。就算超吸收剂接受了其他的多价金属离子——一个在实际中可能最常见的非限制实例为在任选添加的水不溶性无机粉末中的金属离子——这些其他金属离子在计算该摩尔比中不予考虑。

本发明的超吸收剂任选地还包含水不溶性无机粉末。优选确实包含水不溶性无机粉末。

原则上，任何无机的水不溶性粉末均适用于此目的。实例通常为固态的、化学惰性的物质(即在超吸收剂中不具备破坏性的物质)如氧化物、氧化氢氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、沸石、无机颜料、矿物质或黏土。黏土是硅酸盐或铝硅酸盐，其通常通过开采天然沉淀物且有时也对其进行进一步加工而得到。然而，一些黏土通过合成制备。无机的水不溶性粉末的实例有硫酸盐(如硫酸镁或硫酸钡)、碳酸盐(如碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌或白云石)、硅酸盐(如硅酸钙或硅酸镁)、碳化物(如珍珠岩或碳化硅)、硅藻土或粉煤灰。

合适的氧化物是元素周期表中第2至14族(包括镧系和锕系元素)的金属氧化物。特别合适的氧化物的实例有氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、二氧化钛、二氧化锆、氧化钒、氧化铬、氧化钼、氧化钨、二氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化硼、氧化铝(勃姆石和其他)、二氧化硅、氧化锡、氧化铅、氧化镧或氧化铈。说明：使用金属氧化物俗名不应理解为是在声明金属的价态和氧化物的化学计量。如果一种元素能形成不止一种氧化物，则所有的氧化物通常都是合适的。在各情况下，氧化物根据对各情况的具体考虑进行选择，例如考虑成本、毒性、稳定性或颜色。特别合适的氧化物的实例有二氧化钛(尤其是锐钛矿或金红石多形体)、沉淀的二氧化硅、通过热解法制备的二氧化硅、沉淀的氧化锌或通过热解法制备的氧化锌。

也可使用上述物质的混合物。

优选使用沉淀的二氧化硅或通过热解制备的二氧化硅，或者通过热解制备的氧化铝。

热解金属氧化物是通过热解方法即热解法制备的金属氧化物，而不是像许多其他氧化物通过沉淀法而制备。热解方法是这样的方法：其中氧化物通过合适的起始化合物在火焰中经火焰氧化或火焰水解而制备，在所述火焰水解中，通常为氢气/氧气火焰。热解金属氧化物通常通过可蒸发的金属化合物的火焰氧化或通过可蒸发的金属化合物在氢气/氧气火焰中的火焰水解获得。所使用的可蒸发的金属化合物通常为(共价、无水)氯化物(即不为盐)；在氢气/氧气火焰中，其形成热解金属氧化物和氯化氢。用于制备热解金属氧化物的方法是已知的，并且热解金属氧化物是标准的商品。热解二氧化硅是可得的，例如商标，热解氧化铝例如为购于Evonik Industries AG，InorganicMaterials，Rodenbacher Chaussee 4，63457Hanau-Wolfgang，Germany的Alu商标。与通过沉淀法得到的金属氧化物相比，热解金属氧化物通常具有更高的纯度、更细的颗粒和更高的表面积。通过沉淀法制备的金属氧化物同样是标准的商品；例如通过沉淀法获得的二氧化硅为可购于Evonik Industries AG，Inorganic Materials，Rodenbacher Chaussee 4，63457Hanau-Wolfgang，Germany的商标。

水不溶性无机粉末还可通过合适的表面处理而疏水化，并且通常被制造商以疏水和亲水两种形式提供。在本发明中，优选使用亲水性的水不溶性无机粉末。

热解氧化铝的BET表面积通常为至少20m²/g，优选至少30m²/g和更优选至少50m²/g，且通常为至多200m²/g，优选至多180m²/g和更优选至多150m²/g。热解氧化硅的BET表面积通常为至少50m²/g，优选至少100m²/g和更优选至少150m²/g，且通常为至多400m²/g，优选至多350m²/g和更优选至多300m²/g。(BET表面积是通过气体的吸收测定的固体的比表面积，其通过Stephen Brunauer,Paul Hugh Emmett和Edward Teller在J.Am.Chem.Soc.60(1938)309中第一次报道的方法测定。可见于DIN ISO 9277:2003-05("Determination of thespecific surface area of solids by gas adsorption using the BET method")。在DIN 66132:1975-07("Adsorption of nitrogen；single-point differential methodaccording to Haul and Dümbgen")中规定了一种在测量精度范围内通常给出可比结果的简化方法。在存在偏差时，本发明运用前一种标准方法。BET方法是一种在多孔固体(包括催化剂)的专业领域中广为人知的常用的方法。)

无机的水不溶性固体是颗粒状的；其以粉末状形式存在。平均粒径通常至少0.001μm，优选至少0.002μm，更优选至少0.005μm且最优选至少0.01μm，且通常至多500μm，优选至多200μm，更优选至多100μm且最优选至多50μm。所述颗粒本身可是更小初级颗粒的聚集体或团聚体。其粒径可通过筛分分析法测定，但是更简单的且因此优选的方法是通过激光衍射技术来测定粒径。这些方法是广为人知的，并且可在合适的和市售可得的设备上进行常规化操作。

一般而言，水不溶性无机粉末加入至超吸收剂中的量为至少0.005重量％，优选至少0.03重量％且更优选至少0.05重量％，且通常为至多6.0重量％，优选至多1.0重量％且更优选至多0.5重量％，每种情况均基于包含无机粉末的无水超吸收剂的总重量计。

此外，将至少一种磺酸衍生物任选地添加至超吸收剂中。在本发明中，磺酸衍生物为衍生自通式为R-SO₂-OH的磺酸的化合物、其盐，和所述磺酸衍生物的混合物和/或所述磺酸衍生物与其盐的混合物，所述磺酸衍生物具有通式(II)的结构：

R²R³R⁴C-SO₂-OM (II)

其中

M是氢原子、铵离子、元素周期表中第1、2、8、9、10、12或14族中的一价金属离子或一当量的二价金属离子；

R²是OH或NR⁵R⁶，其中R⁵和R⁶各自独立地为H或C₁-C₆-烷基；

R³是氢或烷基、烯基、环烷基或芳基基团，其中该基团任选地具有1、2或3个各自独立地选自C₁-C₆-烷基、OH、O-C₁-C₆-烷基、卤素和CF₃的取代基；和

R⁴是COOM、SO₃M、COR⁵、CONR⁵R⁶或COOR⁵，其中M、R⁵和R⁶各自定义如上，或当R³是如上述任选取代的芳基时，R⁴也可以是H，

在上述式(II)中，烷基代表直链或支链的烷基，其优选具有1至6且特别是1至4个碳原子。烷基的实例有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基等。这同样适用于O-烷基中的烷基。烯基代表直链或支链的烯基，其优选具有3至8个碳原子，特别是3至6个碳原子。优选的烯基是烯丙基。环烷基特别是C₁-C₆-环烷基，特别优选环戊基和环己基。芳基(包括芳烷基中的芳基)优选苯基或萘基。当芳基是苯基且被取代时，优选具有两个取代基。尤其是在2和/或4位取代。

卤素是F、Cl、Br和I，优选Cl和Br。

M优选铵离子、碱金属离子或一当量的碱土金属或锌离子。合适的碱金属离子尤其是钠和钾离子；合适的碱土金属离子特别为镁离子、锶离子和钙离子。

R²优选羟基或氨基。

R³优选氢原子或可如上述被取代的烷基或芳基。优选具有一个或二个羟基和/或烷氧基取代基。

R⁴优选为COOM或COOR⁵(M和R⁵各自定义如上)，或当R³为可被如上所述取代的芳基时，R⁴还可为氢原子。

在一个优选的实施方案中，超吸收剂包括上述式(II)化合物，其中M是碱金属离子或一当量的碱土金属离子或锌离子；R²是羟基或氨基；R³是H或烷基且R⁴是COOM或COOR⁵，其中，当R⁴是COOM时，在COOM基团中的M是H、碱金属离子或一当量的碱土金属离子，且当R⁴是COOR⁴时，R⁵是C₁-C₆-烷基。特别优选的上述式(II)的化合物是2-羟基-2-磺酰基乙酸和其盐，特别是其钠盐，且其中尤其是其二钠盐。

在另一个实施方案中，超吸收剂任选地包括上述式(II)的化合物，其中M是碱金属离子或一当量的碱土金属离子或锌离子；R²是羟基或氨基；R³是如上所述任选被取代的芳基，特别是羟基苯基或C₁-C₄烷氧基苯基；并且R³是氢原子。

在负责化学领域命名的国际组织IUPAC(国际纯粹和应用化学联合会,104T.W.Alexander Drive，Building 19，Research Triangle Park，NC27709，U.S.A.,www.iupac.org)的现行编号方式中，元素周期表中的第1(H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)、2(Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra)、8(Fe、Ru、Os)、9(Co、Rh、Ir)、10(Ni、Pd、Pt)、12(Zn、Cd、Hg)和14(C、Si、Ge、Sn、Pb)族与以CAS(化学文摘服务社，2540Olentangy River Road，Columbus，OH 43202，U.S.A.,www.cas.org)所使用编号的族Ia、IIa、IIb、IVa和VIIIb相对应。

上述式(II)的磺酸衍生物可以纯的形式使用，但是任选地也可以与相应金属离子的亚硫酸盐和相应的亚磺酸衍生物混合使用。

这些混合物的制备方法是已知的并且记载于例如WO 99/18 067 A1中。它们也是标准的商品，并且可以例如2-羟基-2-亚磺酰乙酸的钠盐、2-羟基-2-磺酰乙酸的二钠盐和亚硫酸氢钠的混合物的形式购于L.Brüggemann KG(Salzstrasse 131，74076 Heilbronn，德国，www.brueggemann.com)，商品名为FF6M或FF7，或FF6M或FF7。

优选使用纯净形式的磺酸衍生物。磺酸衍生物的制备方法是众所周知的；其通过如下方法制备：例如磺化氧化作用、磺化氯化作用，随后水解，或通过合适的起始化合物的磺化作用。它们也是标准的商品。例如，2-羟基-2-磺酰乙酸的二钠盐可购于L.BrüggemannKG(Salzstrasse 131，74076 Heilbronn，德国，www.brueggemann.com)，商品名为HP。

本发明的超吸收剂可通过本发明的方法获得。

本发明制备超吸收剂的方法为单体混合物的水溶液聚合方法，所述单体混合物包含：

a)至少一种烯键式不饱和单体，其带有酸基团并且任选地至少部分地以盐形式存在，

b)至少一种交联剂，

c)至少一种引发剂，

d)任选地一种或多种可与a)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体，和

e)任选地一种或多种水溶性聚合物。

单体a)优选水溶性的，即23℃下其在水中的溶解度通常为至少1g/100g水，优选至少5g/100g水，更优选至少25g/100水且最优选至少35g/100g水。

合适的单体a)为例如烯键式不饱和羧酸或其盐，如丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸或其盐、顺丁烯二酸酐和衣康酸或其盐。特别优选的单体是丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特别优选丙烯酸。

其他合适的单体a)为例如烯键式不饱和磺酸，如苯乙烯磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)。

杂质可对聚合过程有相当大的影响。因此所使用的原料应当具有最大的纯度。因此专门纯化单体a)常常是有利的。合适的纯化方法记载于例如WO 2002/055469 A1、WO2003/078378 A1和WO 2004/035514 A1中。合适的单体a)为例如根据WO 2004/035514 A1纯化的丙烯酸，其包括99.8460重量％的丙烯酸、0.0950重量％的乙酸、0.0332重量％的水、0.0203重量％的丙酸、0.0001重量％的糠醛、0.0001重量％的顺丁烯二酸酐、0.0003重量％的二丙烯酸和0.0050重量％的对苯二酚单甲醚。

丙烯酸和/或其盐在单体a)总量中的比例为优选至少50mol％，更优选至少90mol％，最优选至少95mol％。

所述单体溶液优选包括至多250重量ppm，优选至多130重量ppm，更优选至多70重量ppm，且优选至少10重量ppm，更优选至少30重量ppm，特别是约50重量ppm的对苯二酚单醚，每种情况均基于未中和的单体a)计；中和的单体a)，即单体a)的盐，为了计算目的将其认为是未中和的单体。例如，通过使用带有酸基团的烯键式不饱和单体和适量的对苯二酚单醚可以制备单体溶液。

优选的对苯二酚单醚是对苯二酚单甲醚(MEHQ)和/或α-生育酚(维生素E)。

合适的交联剂b)是具有至少两个适合交联的基团的化合物。所述基团为，例如，可自由基聚合至聚合物链中的烯键式不饱和基团，和可与单体a)中的酸基团形成共价键的官能团。另外，可与单体a)中的至少两个酸基团形成配位键的多价金属盐也适用作交联剂b)。

交联剂b)优选具有至少两个可聚合基团的化合物，所述可聚合基团可自由基聚合至聚合物网络中。合适的交联剂b)为，例如，如EP 530 438 A1中所记载的二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙基氯化铵、四烯丙氧基乙烷，如EP 547 847 A1、EP 559 476A1、EP 632 068 A1、WO 93/21237 A1、WO 2003/104299 A1、WO 2003/104300 A1、WO 2003/104301 A1和DE 103 31 450 A1中所记载的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，如DE 103 31 456A1和DE 103 55 401 A1中所记载的混合丙烯酸酯，其除了丙烯酸酯基团外，还包括其他烯键式不饱和基团，或如例如DE 195 43 368 A1、DE 196 46 484 A1、WO 90/15830A1和WO2002/32962 A2中所记载的交联剂混合物。

优选的交联剂b)为季戊四醇三烯丙基醚、四烯丙氧基乙烷、亚甲基双甲基丙烯酰胺、15至20重乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、15至20重乙氧基化甘油三丙烯酸酯、分子链中具有4至45个-CH₂CH₂O单元的聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三烯丙基胺。

非常特别优选的交联剂b)为多乙氧化和/或多丙氧化甘油，其与丙烯酸或甲基丙烯酸发生酯化反应得到二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，如例如WO2003/104301 A1所记载。3至10重乙氧基化甘油二丙烯酸酯和/或三丙烯酸酯是特别有利的。非常特别优选1至5重乙氧基化和/或丙氧化甘油二丙烯酸酯或三丙烯酸酯。最优选3至5重乙氧基化和/或丙氧基化甘油三丙烯酸酯，尤其是3重乙氧基化甘油三丙烯酸酯。

交联剂b)的用量优选0.05至1.5重量％，更优选0.1至1重量％且最优选0.3至0.6重量％，每种情况基于单体a)计。随着交联剂含量增加，离心保留容量(CRC)降低，并且0.3psi压力下的吸收(AUL0.3psi)增加。

所使用的引发剂c)可以是在聚合条件下产生自由基的所有化合物，例如热引发剂、氧化还原引发剂和/或光引发剂。合适的氧化还原引发剂是过氧二硫酸钠/抗坏血酸、过氧化氢/抗坏血酸、过氧二硫酸钠/亚硫酸氢钠和过氧化氢/亚硫酸氢钠。优选使用热引发剂和氧化还原引发剂的混合物，如过氧二硫酸钠/过氧化氢/抗坏血酸。然而，所使用的还原组分也优选是式(II)的磺酸衍生物。引发剂自然以常规量使用。氧化还原引发剂中的还原组分的常规量通常为至少0.00001重量％，优选至少0.0001重量％且更优选至少0.001重量％，且通常为至多0.2重量％，优选至多0.1重量％，每种情况基于单体a)和d)的量计。然而，当氧化还原引发剂中所使用的唯一还原组分为式(II)的磺酸衍生物时，其加入量通常为至少0.001重量％，优选至少0.01重量％且更优选至少0.03重量％，且通常为至多1.0重量％，优选至多0.3重量％且更优选至多0.2重量％，每种情况基于单体a)和d)的量计。氧化还原引发剂中的氧化组分的常规量通常为0.0001重量％且更优选至少0.001重量％，且通常为至多2重量％和优选至多1.0重量％，每种情况基于单体a)和d)的量计。热引发剂的常规量通常为0.01重量％和且更优选至少0.1重量％，且通常为至多2重量％和优选至多1.0重量％，每种情况基于单体a)和d)的量计。光引发剂的常规量通常为0.001重量％且更优选至少0.01重量％，且通常为至多1.0重量％且优选至多0.2重量％，每种情况基于单体a)和d)的量计。

可与带有酸基团的烯键式不饱和单体a)共聚的烯键式不饱和单体d)为，例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、顺丁烯二酸或其盐和顺丁烯二酸酐。

所使用的水溶性聚合物e)可以是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、改性的纤维素如甲基纤维素或羟乙基纤维素、明胶、聚乙二醇或聚丙烯酸，优选淀粉、淀粉衍生物和改性的纤维素。

通常使用单体的水溶液。单体溶液的含水量优选40至75重量％，更优选45至70重量％且最优选50至65重量％。还可使用单体悬浮液，即过饱和的单体溶液。随着含水量的增加，在后续干燥中的能量需求增加，而随着含水量的降低，聚合热不能被充分的移走。

为达到最佳效果，优选的阻聚剂需要溶解的氧气。因此单体溶液可在聚合之前通过惰性化(即，使惰性气体流过，优选氮气或二氧化碳)而除去溶解氧。单体溶液的氧气含量在聚合之前优选降至小于1重量ppm，更优选降至小于0.5重量ppm，最优选降至小于0.1重量ppm。

单体混合物可包括其他组分。在这些单体混合物中使用的其他组分的实例为，例如，为了保持溶液中金属离子的螯合剂，或为了增加超吸收剂在溶胀状态下的硬度的无机粉末，或从后续研磨操作中回收的筛下料。此处，可在单体混合物中使用所有已知的添加剂。就单体混合物而言，即使此处仅仅讨论“溶液”，但也意指悬浮液的聚合，例如当向单体混合物中添加不溶成分时。

来自聚合过程的聚合物凝胶的酸基团通常已被部分中和。中和优选在单体阶段进行；换言之，带有酸基团的单体的盐，或更确切地说，带有酸基团的单体和带有酸基团的单体的盐(“部分中和的酸”)的混合物在聚合过程中用作组分a)。这通常可以通过将水溶液形式或优选固体形式的中和剂混合至将要聚合的单体混合物中或优选混合至带有酸基团的单体或其溶液中来实现。中和度优选25至95mol％，更优选50至80mol％且最优选65至72mol％，为此，可以使用常规中和剂，优选碱金属的氢氧化物、碱金属的氧化物、碱金属的碳酸盐或碱金属的碳酸氢盐及其混合物。也可以使用铵盐来替代碱金属盐。特别优选的碱金属是钠和钾，但是非常特别优选氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠及其混合物。

然而，也可以在聚合之后、在聚合过程中形成聚合物凝胶的阶段来实施中和。也可中和最高达40mol％、优选10至30mol％且更优选15至25mol％的酸基团，这可以通过在聚合之前直接添加部分中和剂至单体溶液并仅在聚合之后、在聚合物凝胶阶段设定所需的最终中和度来实现。当聚合物凝胶在聚合之后至少部分被中和时，聚合物凝胶优选例如通过挤压机进行机械粉碎，在这种情况下，将中和剂喷涂、喷洒或倾倒至聚合物凝胶上并仔细混合。为此，所得的凝胶物质可被反复挤压使之均一化。

然而，优选在单体阶段进行中和。换言之：在一个非常特别优选的实施方案中，所使用的单体a)是25至95mol％、更优选50至80mol％且最优选65至75mol％的带有酸基团的单体的盐和至100mol％的余量的带有酸基团的单体的混合物。该混合物是例如丙烯酸钠和丙烯酸的混合物或丙烯酸钾和丙烯酸的混合物。

在一个优选的实施方案中，用于中和的中和剂为铁含量通常低于10重量ppm，优选低于2重量ppm且更优选低于1重量ppm的中和剂。同样需要的是低含量的氯和氯氧酸阴离子。合适的中和剂为，例如，通常以“膜级别(membrane grade)”出售的50重量％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；更纯并也适合但也更贵的是通常以“汞齐级别(amalgam grade)”或“汞法(mercury process)”出售的50重量％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

由单体混合物制备超吸收剂的方法原则上是已知的，例如上述实例所描述。合适的聚合反应器为例如捏和反应器或带式反应器。如WO2001/38402 A1中所记载，在捏和反应器中，在单体水溶液或悬浮液的聚合过程中形成的聚合物凝胶通过反转搅拌器轴连续地粉碎。带上的聚合记载于例如EP 955 086 A2、DE 38 25 366 A1和US 6,241,928中。带式反应器中的聚合，类似于同样已知的例如EP 445 619 A2和DE 19846 413 A1中所记载的间歇式操作中或管式反应器中的聚合，形成聚合物凝胶，其必须在其他操作步骤(例如绞肉机、挤压机或捏和机)中粉碎。也可制备球状或不同形状的超吸收剂颗粒，例如通过EP 457660 A1中所记载的悬浮或乳液聚合，或者通过例如EP 348 180 A1、EP 816 383 A1、WO 96/404 27A1、US 4 020 256、US 2002/0 193 546A1、DE 35 19 013 A1、DE 10 2005 044 035 A1、WO2007/093531 A1、WO 2008/086 976 A1或WO 2009/027 356 A1中所记载的喷雾聚合或液滴聚合(droplet polymerization)法。还已其中将单体混合物施用于基材(例如非织造网)并进行聚合的方法，如例如WO 02/94 328 A2和WO 02/94 329 A1中所记载。

根据本发明的方法，将式(II)的磺酸衍生物在干燥之前或之后添加，但是优选在干燥之前添加。添加可以在干燥之前的任何阶段进行；例如，磺酸衍生物可以在聚合之前添加至单体溶液中，在聚合之中添加和在聚合之后添加至所得的聚合物凝胶中。在聚合之前添加至单体溶液的情况下，通过混合均匀掺入磺酸衍生物是技术上最简单的方法；因此优选将其添加至单体溶液中。也可以简单的方式在聚合过程中添加，尤其是当聚合在捏和反应器中进行时，因为随后通过混合掺入也同样是可能的并且不需要单独操作步骤。然而，还可将磺酸衍生物混合至溶胀的聚合物凝胶中。如果聚合反应在捏和反应器中进行，则可在聚合反应快结束时添加至捏和反应器中(在连续输送的捏和反应器中，相应地，与入口相比更接近出口)或在聚合和干燥之间的单独操作步骤中添加。原则上，用于此目的的合适的设备为能将磺酸衍生物和凝胶充分均匀混合的任意设备；特别选择的是捏和机、螺旋式混合机和挤压机。

当干燥与聚合同时发生时，例如在液滴聚合法中，有必要将磺酸衍生物添加至单体混合物中。

如果加入式(II)的磺酸衍生物，则通常加入量为至少0.001重量％，优选至少0.01重量％且更优选至少0.03重量％，且通常为至多1.0重量％，优选至多0.3重量％且更优选至多0.2重量％，每种情况基于单体a)和d)的量计。

从水溶液聚合和任选的后续中和过程获得的聚合物凝胶随后优选用带式干燥机进行干燥，直至残留含湿量优选为0.5至15重量％，更优选1至10重量％且最优选2至8重量％(见如下残留含湿量或含水量的测试方法)。在残留含湿量太高的情况下，干燥的聚合物凝胶具有过低的玻璃化转变温度Tg，并且难以进行下一步处理。在残留含湿量过低的情况下，干燥的聚合物凝胶太脆，并且在后续的粉碎步骤中得到不需要的大量的具有过小粒径的聚合物颗粒(“细粉”)。在干燥之前凝胶的固体含量通常为25至90重量％，优选30至80重量％，更优选35至70重量％且最优选40至60重量％之间。然而，任选地还可以使用流化床干燥器或具有机械混合单元的可加热混合器(例如桨式干燥机或具有不同设计的混合工具的类似干燥机)进行干燥。任选地，干燥机能在氮气或另一种非氧化惰性气体下或至少在降低的氧气分压下运行，以阻止氧化变黄过程。然而，一般而言，充分的通风和去除水蒸汽可得到可接受的产品。对于颜色和产品质量而言，最短的干燥时间通常是有利的。

在干燥过程中，聚合物颗粒中残留的单体含量也降低，最后残留的引发剂也被破坏。

其后，将干燥的聚合物凝胶研磨并分级，并且用于研磨的装置通常可为单级或多级辊磨机(优选二级或三级辊磨机、销棒式磨机(pin mills)、锤式磨机或振动式磨机。通常内部还未干燥的过大的凝胶块是弹性的，在研磨过程中会产生问题，因此优选在研磨之前通过风选法(wind sifting)或通过筛网(磨机的“保护筛网”)而以简单方式去除。鉴于所使用的磨机，筛网的筛目大小应选择为使得产生最小程度的来自过大、弹性颗粒的破坏。

过大的未充分细研磨的超吸收剂颗粒在其主要应用中(在卫生产品例如尿布中)可作为粗粒子而感觉到；其还降低了超吸收剂的平均初始溶胀率。这两者都是不期望的。因此，将粗粒聚合物颗粒从产品中去除是有利的。这可以通过传统的分级方法实现，例如风选法或通过筛目大小为至多1000μm、优选至多900μm、更优选至多850μm且最优选至多800μm的筛网进行筛分。例如，使用筛目大小为700μm、650μm或600μm的筛网。为了优化成本，经去除的粗聚合物颗粒(“筛上料”)可以送回至研磨和筛分循环或单独地进一步加工。

粒径过低的聚合物颗粒降低了渗透性(SFC)。因此，该分级去除细聚合物颗粒是有利的。如果进行筛分，这可以方便地通过筛目大小至多300μm、优选至多200μm、更优选至多150μm且最优选至多100μm的筛网实现。为了优化成本，经去除的细聚合物颗粒(“筛下料”或“细粉”)可以按需要送回至单体料流中、聚合凝胶中或在干燥凝胶之前的完全聚合的凝胶中。

作为产品级分而移除的聚合物颗粒的平均粒径通常是至少200μm，优选至少250μm且更优选至少300μm，且通常是至多600μm且更优选至多500μm。具有至少150μm粒径的颗粒比例通常是至少90重量％，更优选至少95重量％且最优选至少98重量％。具有至多850μm粒径的颗粒比例通常是至少90重量％，更优选至少95重量％且最优选至少98重量％。

在一些其他已知的超吸收剂的制备方法中，尤其是在悬浮聚合、喷雾聚合或液滴聚合的情况下，方法参数的选择决定了粒径分布。这些方法直接产生了所需粒径的颗粒状超吸收剂，这样通常可以省去研磨和筛分步骤。在一些方法中(尤其是在喷雾聚合或液滴聚合中)，通常也可以省去专门的干燥步骤。

如此制备的聚合物具有超吸收特性，并且以术语“超吸收剂”统称。其CRC通常相对较高，但是其AUL或SFC相对较低。这种类型的未表面后交联的超吸收剂通常称为“原料聚合物”，以将其与由其制得的表面后交联超吸收剂区分开。

原料聚合物任选地进行表面后交联。

合适的后交联剂是包含可与超吸收剂颗粒的至少两个官能团形成键的基团的化合物。对于市面上常见的基于丙烯酸/丙烯酸钠的超吸收剂，合适的表面后交联剂是包含可与至少两个羧酸酯基团形成键的基团的化合物。优选的后交联剂是通式(III)的酰胺缩醛或氨基甲酸酯，

其中

R⁷是C₁-C₁₂-烷基、C₂-C₁₂-羟烷基、C₂-C₁₂-烯基或C₆-C₁₂-芳基，

R⁸是X或OR¹²，

R⁹是氢、C₁-C₁₂-烷基、C₂-C₁₂-羟烷基、C₂-C₁₂-烯基或C₆-C₁₂-芳基，或X，

R¹⁰是C₁-C₁₂-烷基、C₂-C₁₂-羟烷基、C₂-C₁₂-烯基或C₆-C₁₂-芳基，

R¹¹是氢、C₁-C₁₂-烷基、C₂-C₁₂-羟烷基、C₂-C₁₂-烯基、C₁-C₁₂-酰基或C₆-C₁₂-芳基，

R¹²是C₁-C₁₂-烷基、C₂-C₁₂-羟烷基、C₂-C₁₂-烯基或C₆-C₁₂-芳基和

X是与R⁸和R⁹基团共有的羰基氧，

其中，R⁷和R¹⁰和/或R¹¹和R¹²可以是桥连的C₂-C₆-烷二基，并且其中上述R⁷至R¹²基团也可以具有总体为1至2个自由价，并且可以通过这些自由价与至少一个合适的基本结构连接；

或多元醇，优选所述多元醇的分子量为每羟基小于100g/mol，优选小于90g/mol，更优选小于80g/mol，最优选小于70g/mol，且无连位-、偕位-、仲或叔羟基，并且多元醇或为通式(IVa)的二醇

HO-R¹³-OH (IVa)

其中，R¹³是式-(CH₂)_n-的无支链二烷基，其中n是3至20、优选3至12的整数，并且两个羟基为端基，或R¹³是无支链、支链或环状二烷基，或通式(IVb)的多元醇

其中，R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷基团各自独立地为氢、羟基、羟甲基、羟乙氧基甲基、1-羟丙-2-基氧基甲基、2-羟丙基氧基甲基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、1,2-二羟乙基、2-羟乙基、3-羟丙基或4-羟丁基，并且总共存在2、3或4(优选2或3)个羟基，并且R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶和R¹⁷基团中至多一个是羟基。

或为通式(V)的环状碳酸酯

其中，R¹⁸、R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²和R²³各自独立地为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或异丁基，n是0或1，

或为通式(VI)双噁唑啉

其中，R²⁴、R²⁵、R²⁶、R²⁷、R²⁸、R²⁹、R³⁰和R³¹各自独立地为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或异丁基，R³²为单键，直链、支链或环状的C₂-C₁₂-二烷基，或1至10个环氧乙烷和/或环氧丙烷单元所形成的聚烷氧二基，例如如聚乙二醇二羧酸所具有的。

优选的通式(III)后交联剂为2-噁唑烷酮类(例如2-噁唑烷酮和N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮、N-甲基-2-噁唑烷酮)、N-酰基-2-噁唑烷酮类(例如N-乙酰基-2-噁唑烷酮)、2-氧代四氢-1,3-噁嗪，二环酰胺缩醛类(例如5-甲基-1-氮杂-4,6-二氧杂二环[3.3.0]辛烷、1-氮杂-4,6-二氧杂二环[3.3.0]辛烷和5-异丙基-1-氮杂-4,6-二氧杂二环[3.3.0]辛烷)、双-2-噁唑烷酮类和多-2-噁唑烷酮类。

特别优选的通式(III)后交联剂为2-噁唑烷酮、N-甲基-2-噁唑烷酮、N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮和N-羟丙基-2-噁唑烷酮。

优选的通式(IVa)的后交联剂为1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇和1,7-庚二醇。式(IVa)的后交联剂的其他实例为1,3-丁二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇。

二醇优选水溶性的，通式(IVa)的二醇在23℃的水溶性程度达至少30重量％，优选至少40重量％，更优选至少50重量％，最优选至少60重量％，所述二醇例如1,3-丙二醇和1,7-庚二醇。甚至更优选在25℃下呈液体的那些后交联剂。

优选的通式(IVb)的后交联剂为丁烷-1,2,3-三醇、丁烷-1,2,4-三醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、1-至3重(每分子)乙氧基化甘油、三羟甲基乙烷或三羟甲基丙烷和1-至3重(每分子)丙氧基化甘油、三羟甲基乙烷或三羟甲基丙烷。另外优选2-重乙氧基化或丙氧化的新戊二醇。特别优选2重和3重乙氧基化甘油、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和三羟甲基丙烷。

优选的多元醇(IVa)和(IVb)在23℃下的粘度为小于3000mPs，优选小于1500mPs，更优选小于1000mPs，特别优选小于500mPs且非常特别优选小于300mPs。

特别优选的通式(V)的后交联剂为碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯。

特别优选的通式(VI)的后交联剂为2,2’-双(2-噁唑啉)。

优选的后交联剂使副反应和生成挥发性并从而具有恶臭的化合物的后续反应最小化。因此，使用优选的后交联剂制备的超吸收剂即使在湿润状态下也是无味的。

可使用上文可选择范围的单独的后交联剂或不同交联剂的任意混合物。

所述后交联剂的用量通常为至少0.001重量％，优选至少0.02重量％，更优选至少0.05重量％，且通常为至多2重量％，优选至多1重量％，更优选至多0.3重量％(例如至多0.15重量％或至多0.095重量％)，每种情况基于与之接触的原料聚合物(例如所述筛分级分)的质量计。

后交联通常通过将后交联剂的溶液喷雾至经干燥的原料聚合物颗粒上而进行。喷雾施用之后，涂覆有后交联剂的聚合物颗粒进行热干燥，后交联反应可以在干燥之前或干燥过程中发生。如果使用具有聚合基团的表面后交联剂，则表面后交联还可利用常规的自由基形成物或利用高能辐射(例如紫外线)通过这类基团的自由基诱导聚合而实现。这可与后交联剂——其能在原料聚合物颗粒的表面的官能团形成共价或离子键——的使用并行的或替代其而进行。

后交联剂溶液的喷雾施用优选在具有活动混合工具的混合器中进行，例如螺杆混合机、盘式混合机、桨式混合机或铲式混合机，或具有其他混合工具的混合机。然而，特别优选立式混合器。也可以在流化床中喷涂后交联剂溶液。合适的混合器有，例如购于Gebr.Maschinenbau GmbH，Elsener-Strasse 7–9，33102Paderborn，Germany的犁头式混合器，或购于Hosokawa Micron BV，Gildenstraat 26，7000ABDoetinchem，the Netherlands的 混合器、混合器或混合器。

可使用的喷嘴不受任何限制。合适的喷嘴和雾化体系如下列参考文献所记载：von[Atomization of Liquids]，Expert-Verlag，第660卷，Reihe Kontakt&Studium，Thomas Richter(2004)和[Atomization Technology]，Springer-Verlag，VDI-Reihe，Günter Wozniak(2002)。可使用单分散和多分散喷雾体系。在多分散体系中，单相加压喷嘴(成形喷流或层流)、旋转雾化器、两相雾化器、超声雾化器和撞击式喷嘴是合适的。在两相雾化器中，液相可与气相在内部或外部混合。喷嘴的喷雾曲线(profile)不是关键的，可呈现任意所需形状，例如圆式喷流、平面喷流、宽角度圆形喷束或圆环喷喷雾曲线。如果使用两相雾化器，则使用非氧化性气体是有利的，特别优选氮气、氩气或二氧化碳。待喷雾的液体可以在加压下供至这类喷嘴。待喷雾的液体可通过在其达到特定的最小速率时在喷嘴孔中扩散而进行雾化。此外，为了本发明的目的也可以使用单相喷嘴，例如狭槽型喷嘴或涡流室(实心锥形喷嘴)(例如购自Düsen-Schlick GmbH，Germany，或购自Spraying Systems Deutschland GmbH，Germany)。这类喷嘴在EP 0 534 228 A1和EP1 191 051 A2也有所记载。

所述后交联剂通常以水溶液的形式使用。当仅以水作为溶剂时，将表面活性剂或解凝集助剂添加至后交联剂溶液中或实际添加至原料聚合物中是有利的。这改善了润湿性能并降低了结块趋势。

所有的阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂都适合用作解凝集助剂，但是考虑到皮肤相容性，优选非离子和两性表面活性剂。表面活性剂还可以包含氮。例如添加失水山梨糖醇单酯(如失水山梨糖醇单椰油酸酯和失水山梨糖醇单月桂酸酯)，或其乙氧化的变形体(如)。其他适合的解凝集助剂是2-丙基庚醇的乙氧基化和烷氧基化衍生物，其以和商标(BASF SE，Carl-Bosch-Strasse38，67056Ludwigshafen，Germany)出售。

解凝集剂助剂可单独计量加入或加入至后交联剂溶液中。优选简单将解凝集助剂加入后交联剂溶液中。

解凝集助剂的用量，基于原料聚合物计，为例如0至0.1重量％，优选0至0.01重量％，更优选0至0.002重量％。解凝集助剂优选计量加入，以使在23℃下溶胀的原料聚合物和/或溶胀的后交联吸水聚合物的水提取物的表面张力为至少0.060N/m，优选至少0.062N/m，更优选至少0.065N/m，并且有利地至多0.072N/m。

后交联剂水溶液除了含至少一种后交联剂外，还可包含共溶剂。后交联剂渗透至聚合物颗粒中的深度可以通过非水性溶剂的含量和溶剂的总量进行调节。工业上高度适合的共溶剂是C₁-C₆-醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇或2-甲基-1-丙醇；C₂-C₅二醇，例如乙二醇、1,2-丙二醇或1,4-丁二醇；酮，例如丙酮；或羧酸酯，例如乙酸乙酯。一些所述共溶剂的缺点是其具有典型的固有气味。

理想地，共溶剂本身在反应条件下不是后交联剂。然而，在边界情况下并且根据停留时间和温度，共溶剂也可对交联有一部分贡献。尤其是当后交联剂呈相对惰性并因此也可作为其自身的共溶剂时情况也是如此，例如在使用通式(V)的环状碳酸酯、通式(IVa)的二醇或通式(IVb)的多醇的情况中。这类后交联剂也可在与更大活性的后交联剂的混合物中作为共溶剂使用，因为与不含更大活性的交联剂的情况相比，实际的后交联反应可随后在更低的温度下和/或以更短的停留时间而进行。由于共溶剂以较大的量使用并部分保留在产物中，因此其必须是无毒的。

在本发明的方法中，通式(IVa)的二醇、通式(IVb)的多元醇和通式(V)的环状碳酸酯也适合作为共溶剂。其在通式(III)和/或(VI)的活性后交联剂和/或二或三缩水甘油基化合物的存在下实现该功能。然而，本发明方法中优选的共溶剂尤其是通式(IVa)的二醇，尤其是当羟基的反应因邻位基团而空间受阻时。虽然这类二醇原则上也适合用作后交联剂，但是这需要比无空间位阻的二醇明显更高的反应温度或任选地更高的用量。

作为共溶剂的低活性后交联剂和活性后交联剂的特别优选的结合物有优选的多元醇、通式(IVa)的二醇和通式(IVb)的多元醇与通式(III)的酰胺缩醛或氨基甲酸酯的结合物。

合适的结合物有例如2-噁唑烷酮/1,2-丙二醇和N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮/1,2-丙二醇以及乙二醇二缩水甘油醚/1,2-丙二醇。

非常特别优选的结合物是2-噁唑烷酮/1,3-丙二醇和N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮/1,3-丙二醇。

其他优选的结合物为含有乙二醇二缩水甘油醚或甘油基二或三缩水甘油醚与下列溶剂、共溶剂或共交联剂的结合物：异丙醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇或其混合物。

其他优选的结合物为含有2-噁唑烷酮或(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮和在下列溶剂、共溶剂或共交联剂中的结合物：异丙醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯或其混合物。

通常地，共溶剂在后交联剂水溶液中的浓度为15至50重量％、优选15至40重量％且更优选20至35重量％，基于后交联剂溶液计。对于仅具有有限水混溶性的共溶剂的情况，有利地调节后交联剂水溶液从而使得仅存在一个相，任选地通过降低共溶剂的浓度。

在一个优选的实施方案中，不使用共溶剂。后交联剂仅以在水中的溶液形式使用，任选地加入解凝集助剂。

在后交联剂水溶液中的至少一种后交联剂的浓度通常为1至20重量％，优选1.5至10重量％且更优选2至5重量％，基于后交联剂溶液计。

基于原料聚合物，后交联剂溶液的总量通常为0.3至15重量％且优选2至6重量％。

通过表面后交联剂与原料聚合物颗粒表面的官能团反应而进行的真正的表面后交联通常通过加热经表面后交联剂溶液润湿的原料聚合物而进行，通常称为“干燥”(但不要与聚合得到的聚合物凝胶的上述干燥相混淆，后者通常必须去除多得多的液体)。所述干燥可在混合器本身中通过加热夹套、通过换热表面或鼓入热气体而进行。可同时进行超吸收剂与表面后交联剂的混合和干燥，例如在流化床干燥器中进行。然而，所述干燥通常在下游干燥器中进行，例如盘式干燥器、回转管式炉、桨式或盘式干燥器或可加热螺杆。合适的干燥器有，例如购于Bepex International LLC，333N.E.Taft Street，Minneapolis，MN55413,U.S.A.的或干燥器，或购于Nara Machinery Co.，Ltd.，European office,Europaallee 46，50226 Frechen，Germany的桨式或铲式干燥器或流化床干燥器。

可在下游干燥器中通过接触面加热聚合物颗粒以进行干燥和实施表面后交联，或可通过供应热的惰性气体或者通过一种或多种惰性气体与蒸汽的混合物或者仅使用蒸汽来加热。对于通过接触面供热的情况，可在惰性气体下在少许或完全的减压下进行反应。对于使用蒸汽直接加热聚合物颗粒的情况，根据本发明有利的是在标准压力或提高的压力下运行干燥器。在这种情况下，有利的是将后交联步骤分成使用蒸汽的加热步骤和在惰性气体但不含蒸汽下的反应步骤。这可在一个或多个装置中实现。根据本发明，聚合物颗粒可早在后交联混合器中就用蒸汽加热。所用的原料聚合物仍可具有在先前操作步骤中的10至120℃的温度；后交联剂溶液可具有0至70℃的温度。特别地，可加热后交联剂溶液以降低粘度。

优选的干燥温度在100至250℃，优选120至220℃，更优选130至210℃且最优选150至200℃的范围内。此温度下在反应混合器或干燥器中的优选的停留时间优选为至少10min，更优选至少20min，最优选至少30min，且通常为至多60min。通常，进行干燥以使得超吸收剂的残留含湿量通常为至少0.1重量％，优选至少0.2重量％且最优选至少0.5重量％，且通常为至多15重量％，优选至多10重量％且更优选至多8重量％。

后交联可以在标准大气条件下进行。“标准大气条件”是指没有采取技术措施以降低主要发生后交联反应的装置(“后交联反应器”，通常为干燥器)中的氧化性气体(如大气氧气)的分压。然而，优选在降低的氧化性气体的分压下进行后交联反应。氧化性气体是在23℃下的蒸汽压至少为1013毫巴且在燃烧过程中作为氧化剂的物质，例如氧气、一氧化氮和二氧化氮，特别是氧气。氧化性气体的分压优选小于140毫巴，优选小于100毫巴，更优选小于50毫巴且最优选小于10毫巴。当热后交联在环境压力即总压在约1013毫巴下进行时，该氧化性气体的总分压取决于它们的体积分数。氧化性气体的比例优选低于14体积％，优选低于10体积％，更优选低于5体积％和最优选低于1体积％。

后交联可以在减压下即总压小于1013毫巴下进行。总压通常小于670毫巴，优选小于480毫巴，更优选小于300毫巴且最优选小于200毫巴。当干燥和后交联在氧气含量为20.8体积％的空气中进行时，对应于上述总压的氧气分压为139毫巴(670毫巴)、100毫巴(480毫巴)、62毫巴(300毫巴)和42毫巴(200毫巴)，其中括号中的为各自的总压。另一种降低氧化性气体分压的方法是向用于后交联的装置中引入非氧化性气体，尤其是惰性气体。合适的惰性气体是在后交联温度和给定压力下在后交联干燥器中以气态形式存在且在这些条件下对干燥聚合物颗粒的组分不具有氧化作用的物质，例如氮气、二氧化碳、氩气、蒸汽，优选氮气。惰性气体的量通常为0.0001至10m³，优选0.001至5m³，更优选0.005至1m³且最优选0.005至0.1m³，基于1kg的超吸收剂计。

在本发明的方法中，惰性气体——如果其不包含蒸汽——可通过喷嘴鼓入后交联干燥器中；然而，特别优选通过混合超吸收剂与表面后交联剂而经由实际位于混合器中或仅在混合器上游的喷嘴向聚合物颗粒物流中加入惰性气体。

应理解从干燥器中移除的共溶剂的蒸汽可在干燥器外部再次冷凝并且任选地进行循环。

除了后交联剂之外，在后交联之前、后交联过程中或后交联之后将多价金属离子施用于本发明超吸收剂的表面上，或如果不进行表面后交联，则在其替代物中。如上所述，多价金属离子的这种施用原则上是通过离子非共价键进行的(任选地另外的)表面后交联，并且在本发明中也称为用所述金属离子“络合”，与通过共价键的表面后交联区别开来。

多价金属离子的这种施用通过阳离子(通常是二价、三价或四价金属阳离子)的溶液的喷雾施用而实现。用于络合的多价金属阳离子实例已在上文中有所提及。

在所提及的金属阳离子之中，合适的金属盐为在所用溶剂中具有足够溶解度的那些。特别合适的金属盐是含有弱络合阴离子的那些，所述阴离子例如氯离子、硝酸根和硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、磷酸根、磷酸氢根或磷酸二氢根。优选单和二羧酸、羟酸、酮酸和氨基酸的盐或碱性盐。实例有乙酸盐、丙酸盐、酒石酸盐、马来酸盐和柠檬酸盐、乳酸盐、苹果酸盐和琥珀酸盐。同样优选使用氢氧化物。特别优选使用2-羟基羧酸盐(如柠檬酸盐和乳酸盐)。特别优选的金属盐实例有碱金属和碱土金属铝酸盐及其水合物，例如铝酸钠和其水合物、乙酸铝、丙酸铝、柠檬酸铝和乳酸铝。

所提及的阳离子和盐可以纯净的形式使用或作为不同阳离子或盐的混合物使用。所用的二价金属阳离子和/或三价金属阳离子的盐可进一步包括其他次级成分例如仍未中和的羧酸和/或已中和的羧酸的碱金属盐。优选的碱金属盐是钠盐和钾盐，以及铵盐。其通常以水溶液的形式使用，所述水溶液通过将固态盐溶于水中获得，或优选直接以其本身获得，这样避免了任何干燥和纯化步骤。有利地，也可以使用所提及盐的水合物，其通常比无水盐更快地溶于水中。

金属盐的用量通常至少为0.001重量％，优选至少0.01重量％且更优选至少0.1重量％，例如至少0.4重量％，且通常为至多5重量％，优选至多2.5重量％且更优选至多1重量％，例如至多0.7重量％，每种情况基于原料聚合物的质量计。

多价金属阳离子的盐可以溶液或悬浮液的形式使用。用于金属盐的溶剂可以是水、醇、DMF、DMSO和这些组分的混合物。特别优选水以及水/醇的混合物，例如水/甲醇、水/1,2-丙二醇和水/1,3-丙二醇。

原料聚合物以与用表面后交联剂处理相同的方式用多价阳离子溶液处理，包括干燥步骤。表面后交联剂和多价阳离子可以结合的溶液或单独的溶液形式进行喷雾。向超吸收剂颗粒喷雾施用金属盐溶液可在表面后交联之前或之后进行。在一个特别优选的方法中，金属盐溶液的喷雾施用与交联剂溶液的喷雾施用在同一步骤中进行，其中，两种溶液单独并依次地或同时地通过两个喷嘴进行喷雾，或交联剂溶液和金属盐溶液可一起通过一个喷嘴进行喷雾。

如果在表面后交联和/或用络合剂处理之后进行干燥步骤，在干燥之后冷却产物是有利的但不是绝对必须的。冷却可连续或间歇地进行；为此，将产物方便地连续输送至连接在干燥器下游的冷却器中。为此，可使用任何已知的用于从粉状固体中移除热量的装置，更特别是上述提及的作为干燥装置的任意装置，条件为不是装入加热介质而是装以冷却介质(例如冷却水)，从而没有热量通过壁导入至超吸收剂，以及根据构造没有热量通过搅拌单元或其他换热表面而导入至超吸收剂中，而是从其中移除。优选使用产物在其中运动的冷却器，即经冷却的混合器，例如铲式冷却器、圆盘式冷却器或桨式冷却器。超吸收剂还可在流化床中通过鼓入冷却气体(如冷空气)而冷却。调节冷却条件可以获得具有进一步加工所需温度的超吸收剂。通常，在冷却器中的平均停留时间通常至少为1min，优选至少3min且更优选至少5min，且通常至多6h，优选至多2h且更优选至多1h，并且冷却操作使得获得的产物的温度通常至少为0℃，优选至少10℃且更优选至少20℃，且通常为至多100℃，优选至多80℃且更优选至多60℃。

经表面后交联的超吸收剂任选地以常规方式进行研磨和/或筛分。此处一般不需要研磨，但是筛分出所形成的团块或细粉通常是合适的，以确立所需的产物颗粒尺寸分布。团块和细粉或丢弃或者优选地在合适的点以已知的方式循环进入所述方法中；团块在粉碎之后循环进入所述方法中。经表面后交联的超吸收剂所需的粒径与原料聚合物的相同。

式(I)的膦酸衍生物优选在干燥之后或任何表面后交联操作之后添加至本发明方法的超吸收剂中。用于此目的的合适的装置是能将膦酸衍生物与超吸收剂充分均匀混合的任何装置。特别方便且因此优选的是将膦酸衍生物添加至冷却器中。此外，优选在表面后交联步骤中添加膦酸衍生物。此处特别优选膦酸衍生物水溶液与表面后交联剂溶液同时但分别进行喷雾施用。在最简单的情况下，其由不同的喷嘴通过喷雾施用而完成。

在任何情况下，用于络合的多价金属离子和膦酸衍生物以这样的量使用：在制备的超吸收剂中的摩尔比不超过至多0.6，如上所述，该摩尔比的计算仅包括络合的多价金属离子。

任选地，向本发明的方法制备的本发明的超吸收剂提供其他添加剂，非限制性实例为稳定抗变色的那些添加剂。为此，所有已知的添加剂可以在本发明的方法中各自以已知的方式使用。

超吸收剂可通过任意已知的混合方法与任选的添加剂进行混合。当以固态形式存在时，其通过本体混合掺入或作为溶剂或悬浮介质中的悬浮物混合掺入，当以溶解或液体形式存在时，任选地也以溶液或液体形式掺入。由于更易均匀分布，添加剂优选通过作为粉末或悬浮液混合而掺入超吸收剂中。这不一定产生可以简单的方式通过机械方法分离的物理混合物。所述添加剂非常有可能与超吸收剂形成更确定的结合，例如以比较牢固地附着表面层的形式或以颗粒牢固地附着于超吸收剂颗粒的表面的形式。将添加剂混入已知的超吸收剂还可被理解为并且称为“涂布”。

如果将溶液或悬浮液用于涂布，则所用的溶剂或悬浮介质为与超吸收剂和添加剂二者均化学相容的溶剂或悬浮介质，即不会与其发生任何不期望的化学反应。通常，使用水或有机溶剂，例如醇或多元醇，或其混合物。合适的溶剂或悬浮介质的实例有水、异丙醇/水、1,3-丙二醇/水和丙二醇/水，其中质量混合比例优选为20:80至40:60。如果悬浮介质用于根据本发明中使用的稳定剂或颗粒状无机固体，则优选水。表面活性剂可以添加至所述溶液或悬浮液中。

任选的添加剂——如果它们没有被加入单体混合物或聚合凝胶中——通常以与包含表面后交联剂并施用于超吸收剂以用于表面后交联的溶液或悬浮液完全相同的方式与超吸收剂混合。所述添加剂可以作为用于表面后交联的溶液或其组成之一的成分施用于(仍)未后交联的超吸收剂(“原料聚合物”)，即将添加剂加入表面后交联剂的溶液或其组分之一中。随后经表面后交联剂和添加剂涂布的超吸收剂经过表面后交联所需的其他操作步骤，例如热诱导的表面后交联剂与超吸收剂的反应。该方法比较简单并且经济可行。

如果需要超高的抑制变色的稳定性，则膦酸衍生物和任选的添加剂在表面后交联后在专门操作步骤中施用，方便地在冷却器中。如果膦酸衍生物和添加剂以溶液或悬浮液施用，则将其施用于已经表面后交联的超吸收剂在与对原料聚合物施用表面后交联剂相同的混合装置中进行。通常但不是必须的，其后进行——正如在表面后交联步骤中一样——加热，以再次干燥超吸收剂。然而，在该干燥操作中确定的温度通常为至多110℃，优选至多100℃且更优选至多90℃，以防止不期望的添加剂的反应。调节温度，以便——鉴于在干燥单元中的停留时间——得到所需的超吸收剂的含水量。还完全可能和方便的是，添加剂单独加入或与其他常规的助剂一同加入，所述助剂例如粉尘粘合剂、防结块剂或再润湿超吸收剂的水。这种情况下的聚合物颗粒的温度在0和190℃之间，优选小于160℃，更优选小于130℃，甚至更优选小于100℃且最优选小于70℃。聚合物颗粒任选地在涂布后快速冷却至低于任意添加剂分解温度的温度。

可任选地另外在所述制备方法的任意操作步骤中向超吸收剂颗粒表面(不论未后交联或已后交联)施用——如果需要——所有已知的涂料，例如成膜聚合物、热塑性聚合物、树枝状高分子、聚阳离子聚合物(例如聚乙烯胺、聚乙烯亚胺或聚烯丙基胺)，或本领域技术人员已知的所有水溶性的单或多价金属盐，例如硫酸铝、钠盐、钾盐、锆盐或铁盐。可用的碱金属盐实例有硫酸钠和硫酸钾，以及乳酸钠和乳酸钾、柠檬酸盐和山梨酸盐。这可获得另外的效果，例如在所述制备方法的特定操作步骤中最终产物或中间体的降低的结块趋势，改善的加工性能或进一步提高的渗透性(SFC)。当添加剂以分散体形式使用和喷涂时，优选以水分散体使用，并优选另外施用防尘剂以将添加剂固定在超吸收剂的表面。之后，所述防尘剂直接加入至无机粉状添加剂的分散体中；任选地，其也可作为单独的溶液在施用无机粉状添加剂之前、过程中或之后通过喷雾施用而添加。最优选在后交联步骤中同时喷雾施用后交联剂、防尘剂和粉状无机添加剂。然而，在另一个优选的方法变型中，防尘剂单独在冷却器中添加，例如通过从上方、下方或从侧面进行喷雾施用。还可用于使粉状无机添加剂固定于吸水聚合物颗粒表面的特别合适的防尘剂有分子量为400至20000g/mol的聚乙二醇、聚丙三醇、3至100重乙氧基化多元醇(如三羟甲基丙烷、丙三醇、山梨醇和新戊二醇)。特别合适的是7至20重乙氧基化甘油或三羟甲基丙烷，例如Polyol TP(Perstorp，Sweden)。更具体而言，后者具有仅轻微降低吸水性聚合物颗粒的水提取物的表面张力的优点。

同样可通过添加水来调节本发明的超吸收剂至所需含水量。

所有的涂料、固体、添加剂和助剂各自可在单独的步骤中添加，但是通常最方便的方法是将它们——如果它们没有在原料聚合物与表面后交联剂混合的过程中添加——在冷却器中添加至超吸收剂，例如通过溶液的喷雾施用或以细碎的固体形式或液体形式添加。在冷却器中添加膦酸衍生物也是一个方便和优选的实施方案。

本发明的超吸收剂的离心保留容量(CRC，参见如下测试方法)通常为至少5g/g，优选至少10g/g且更优选至少20g/g。通常，对于经表面后交联的超吸收剂而言，其不超过40g/g，但对于原料聚合物而言其通常更高。

本发明的超吸收剂——如果已进行表面后交联——在负荷下的吸收(AUL0.7psi，参见如下测试方法)通常为至少10g/g，优选至少14g/g，更优选至少18g/g且最优选至少22g/g，并且通常不超过30g/g。

超吸收剂的L值(CIE色值)——在未储存状态下——通常为至少75，优选至少80，更优选至少85，并且至多100。

超吸收剂的a值(CIE色值)——在未储存状态下——通常为-2.5至+2.5，优选-2.0至+2.0，更优选-1.5至+1.5。

超吸收剂的b值(CIE色值)——在未储存状态下——通常为0至12，优选2至11。

根据下文所述的相对高应力的老化试验，本发明的超吸收剂在测量后具有与未储存状态相比L和a值相对轻微劣化的结果，更具体地b值优选不大于13、更优选不大于12。高于12的b值对女性用卫生制品和超薄尿布而言是重要的；高于15的b值即使在常规尿布中也是重要的，因为该变色可被消费者在使用过程中察觉到。

本发明进一步提供了包含有本发明超吸收剂的卫生制品，优选超薄尿布，其包括吸收层，该吸收层由50至100重量％、优选60至100重量％、更优选70至100重量％、特别优选80至100重量％且非常特别优选90至100重量％的本发明的超吸收剂组成，当然不包括所述吸收层的壳。

非常特别有利地，本发明的超吸收剂对于层压制品和复合结构的制备也是合适的，如例如在US 2003/0181115和US 2004/0019342中所描述的。除了在上述两篇文献中所描述的用于制备这类新的吸收结构的热熔性粘合剂，尤其是记载于US 2003/0181115由粘合超吸收剂颗粒的热熔性粘合剂组成的纤维之外，本发明的超吸收剂还适用于通过用可紫外线交联的热熔性粘合剂(其例如以(BASF SE，Ludwigshafen，德国)出售)来制备完全类似的结构。这些可紫外线交联的热熔性粘合剂具有甚至可在120至140℃下进行处理的优势；因此它们能和多种热塑性基材更好地相容。另一个显著的优势是，可紫外线交联的热熔性粘合剂在毒性方面是完全安全的并且在卫生制品中也不会引起任何蒸发。与本发明的超吸收剂有关的一个非常显著的优势在于，可紫外线交联的热熔性粘合剂在加工和交联过程中不易于变黄。这在制备超薄或部分透明的卫生制品时是特别有利的。因此，本发明的超吸收剂和可紫外线交联的热熔性粘合剂的结合是特别有利的。合适的可紫外线交联的热熔性粘合剂记载在例如EP 0 377 199 A2、EP 0 445 641 A1、US 5,026,806、EP 0 655465 A1和EP 0 377 191 A2中。

本发明的超吸收剂还可用于吸收液体(特别是水或水溶液)的其他工业领域。这些领域例如为：储存、包装、运输(作为用于水敏性或湿敏性制品的包装材料中的组分，例如用于花卉运输，以及作为抵御机械作用的保护物)；动物卫生(在猫砂中)；食品包装(鱼类、新鲜肉类的运输；新鲜鱼类或肉类包装中水、血的吸收)；医药(创伤膏、用于烧伤敷料或其他渗液性伤口的吸水材料)、化妆品(用于药物化学品和药剂的载体材料、风湿膏、超声凝胶、冷却凝胶、化妆品增稠剂、防晒霜)；用于油/水或水/油乳液的增稠剂；纺织品(纺织品的湿度调节、鞋垫，用于例如防护服、手套、束发带中的蒸发冷却)；化学工程应用(作为有机反应的催化剂、用于固定诸如酶的大功能分子、作为附聚物中的粘合剂、储热剂、过滤助剂、聚合物层压材料中的亲水组分、分散剂、液化剂)；在建筑与建造工业中作为粉末注射成型的助剂(安装、基于壤土的底灰中、作为抗振介质、富水土壤中的隧道开挖的助剂、电缆护套)；水处理、废物去除、水脱除(防冰剂、可重复利用的沙袋)；清洁；农用化学工业(灌溉、溶雪水和结露的保持、堆肥添加剂、保护森林免于真菌/虫害侵袭、活性成分向植物中的延迟释放)；用于消防或用于防火；热塑性聚合物的共挤出剂(例如用于多层膜的亲水化)；制备可吸收水的膜和热塑性模制品(例如用于在农业中储存雨水和露水的膜；包含超吸收剂的膜以用于保持用湿膜包装的水果和蔬菜新鲜；超吸收剂-聚苯乙烯共挤出物，例如用于包装食物(如肉类、鱼类、禽类、水果和蔬菜))；或者作为活性成分制剂的载体物质(药品、作物保护)。

本发明用于吸收流体的制品与已知实例的不同之处在于其包含本发明的超吸收剂。

还发现了一种用于制备吸收流体的制品(尤其是卫生制品)的方法，其包括在所述制品的制备中使用至少一种本发明的超吸收剂。此外，通过使用超吸收剂来制备所述制品的方法是已知的。

测试方法

超吸收剂通过下文描述的测试方法进行测试

以下称为“WPS”的标准测试方法记载于："Standard Test Methods for theNonwovens Industry",2005版中,其由Worldwide Strategic Partners EDANA(EuropeanDisposables and Nonwovens Association，Avenue Eugène Plasky，157，1030Brussels，Belgium，www.edana.org)和INDA(Association of the Nonwoven Fabrics Industry，1100Crescent Green，Suite 115，Cary，North Carolina 27518，U.S.A.，www.inda.org)联合出版。该出版物可购自EDANA和INDA。

除非另有说明，下文所述的所有测试应在23±2℃的环境温度和50±10％的相对空气湿度下进行。除非另有说明，超吸收剂颗粒在测量之前充分混合。

离心保留容量(CRC)

超吸收剂的离心保留容量通过标准测试方法No.WSP 241.3(10)"Determinationof the Fluid Retention Capacity in Saline Solution by Gravimetric MeasurementFollowing Centrifugation"进行测定。

0.3psi负载下的吸收值(AUL 0.3psi)

超吸收剂在2069Pa(0.3psi)负载下的吸收值通过标准测试方法No.WSP 242.3(10)"Determination of the Absorption Against Pressure of Saline Solution byGravimetric Measurement"进行测定。

0.7psi负载下的吸收值(AUL 0.7psi)

超吸收剂在4826Pa(0.7psi)负载下的吸收值以类似于标准测试方法No.WSP242.3(10)"Determination of the Absorption Against Pressure of Saline Solutionby Gravimetric Measurement"进行测定。不同在于使用49g/cm²的重量(产生0.7psi的负载)而不是21g/cm²的重量(产生0.3psi的负载)。

可提取物(16h)

可提取物在超吸收剂中的比例通过标准测试方法No.WSP270.3(10)"Determination of Extractable Polymer Content by Potentiometric Titration"进行测定。

超吸收剂中的含湿量(残留含湿量，含水量)

超吸收剂颗粒中的含水量通过标准测试方法No.WSP 230.3(10)"Estimation ofthe Moisture Content as Weight Loss Upon Heating"进行测定。

渗透率(SFC，"盐水导流率")

如在EP 0 640 330 A1中所述，由超吸收剂吸收液体而形成的溶胀凝胶层的渗透率在0.3psi(2068Pa)的压力下测定，作为超吸收剂颗粒的溶胀凝胶层的凝胶层渗透率，已对在上述专利申请的第19页和图8中所记载的装置进行了改进，以便不使用玻璃料(40)，柱塞(39)由与气缸(37)相同的聚合物材料组成且现在包括21个在整个接触面积内均匀分布的相同尺寸的孔。测量的过程和对测量结果的评估与EP 0640330A1保持不变。流量可以自动检测。

渗透率(SFC)如下式计算：

SFC[cm³s/g]＝(Fg(t＝0)xL0)/(dxAxWP)

其中，Fg(t＝0)是以g/s计的NaCl溶液的流量，其根据对流量测定数据Fg(t)的线性回归分析通过外推至t＝0而得到；L0是以cm计的凝胶层的厚度；d是以g/cm³计的NaCl溶液的密度；A是以cm²计的凝胶层的面积；WP是以dyn/cm²计的凝胶层上的静力学压力。

CIE色值(L,a,b)

颜色分析根据CIELAB方法(Hunterlab，第8卷，1996,book 7，第1-4页)使用“LabScan XE S/N LX17309"比色计(HunterLab，Reston，U.S.A.)进行。这种方法借助三维体系的坐标L、a和b来描述颜色。L代表亮度，其中L＝0表示黑色且L＝100表示白色。a和b值分别表示颜色在红/绿和黄/蓝颜色轴上的位置，其中+a代表红色，-a代表绿色，+b代表黄色且-b代表蓝色。HC60通过式HC60＝L-3b来计算得到。

颜色分析遵循DIN 5033-6的三区域法(three-area method)。

老化测试

测试1(初始颜色)：在内径为9cm的塑料盘中装有过满的超吸收剂颗粒，随后将其用刀片沿着边缘弄平，测量CIE色值和HC60。

测试2(老化后)：在内径为9cm的塑料盘中装有超吸收剂颗粒，随后将其用刀片沿着边缘弄平。然后将所述盘子开口而放置具有86％的恒定相对空气湿度并加热至60℃的气候控制箱中。21天后，将该盘取出。在冷却至室温后测定CIE色值。

涡流测试

将50.0ml±1.0ml的0.9重量％的NaCl水溶液加入配置有尺寸为30mm x 6mm的磁力搅拌棒的100ml烧杯中。NaCl溶液的温度为23℃±0.5℃。磁力搅拌棒以600rpm的速度搅拌NaCl溶液。之后，尽可能迅速的加入2.000g±0.010g的超吸收剂颗粒(或者通过筛分获得的粒径为300至400μm的级分，或者无需筛分(即将超吸收剂的整个颗粒谱进行涡流测试，没有筛分出特定颗粒级分)，每种情况参见下述说明)，并且测量由于超吸收剂颗粒吸收NaCl溶液而使搅拌涡流消失的时间。当测量该时间时，烧杯中的全部内容仍可作为均匀的凝胶物质而旋转，但是凝胶化的NaCl溶液表面不再显示出任何单独的湍流。所需时间以涡流进行记录。

抗结块测试

称量5.0±0.01g的超吸收剂颗粒于直径为57mm、高度为1.5mm的铝盘上，且预先测定的重量为W_d。轻轻地拍打铝盘，使超吸收剂颗粒均匀分布。将含有超吸收剂颗粒的铝盘放入温度为40℃且相对空气湿度为80％的气候控制箱中。1或3h之后，从气候控制箱中取出含有超吸收剂颗粒的铝盘并称重；重量记为W_HYD。之后，将一个筛子置于含有超吸收剂颗粒的铝盘上，所述筛子具有76.2mm(＝3英寸)的直径、22mm的高度和1.7mm的筛孔尺寸，并具有与筛子匹配的筛盘，筛盘的重量预先测定并记为W_PAN，小心的将整个装置倒置，这样筛盘在底部而铝盘在上面。将一个合适的筛面放在包含铝盘的筛子之上，所述铝盘包含超吸收剂颗粒，并将整个装置在筛分机(Retsch AS 200control，购于Retsch GmbH，RheinischeStrasse 36，42781 Haan，Germany)上夹紧。筛分在0.20mm的预定振幅下进行1min。将该装置从筛分机上移除，并小心的移除筛盘并称量；重量记为W_UNC。结块的超吸收剂颗粒的比例通过下式计算：

结块[％]＝100–[(W_UNC–W_PAN)/(W_HYD–W_d)*100]

实施例

作为混合器使用的设备是M5夹套犁头混合器，购于Gebr.Maschinenbau GmbH，Elsener-Strasse 7–9，33102Paderborn，Germany。

K 2012是20重量％的1-羟乙烷-1,1-二膦酸或其二钠盐的水溶液，购于Zschimmer&Schwarz Mohsdorf GmbH&Co KG，Chemnitztalstrasse 1，09217Germany。

Alu 130是热解氧化铝，BET表面积为130m²/g。200是亲水性气相二氧化硅，BET表面积为200m²/g。22S是亲水性沉淀二氧化硅，BET表面积为190m²/g。D17疏水性沉淀二氧化硅，BET表面积为100m²/g。这些物质可购于Evonik Degussa GmbH，Rellinghauser Strasse 1-11，45128Essen，Germany，或购于其母公司Evonik Industries AG，Rodenbacher Chaussee 4，63457Hanau-Wolfgang，Germany。

ALA 200是20重量％的二羟基单乙酸铝的水溶液，购于Dr.PaulLohmann GmbH KG，31857Emmerthal，Germany。

FF7是2-羟基-2-亚磺酸基乙酸的钠盐、2-羟基-2-磺酸基乙酸的二钠盐和亚硫酸氢钠的混合物，购于L.Brüggemann KG，Salzstrasse 131，74076 Heilbronn，Germany。

LR 9015X是十五重乙氧基化的三羟甲基丙烷的三丙烯酸酯，购于BASF SE，Ludwigshafen，Germany。1173是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮，购于BASF Switzerland AG，Basle，Switzerland。651是2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮，同样购于BASF Switzerland AG,Basle,Switzerland。

是微细的氧化锌，购于BASF SE，Ludwigshafen，Germany。

Z trasparent是碳酸锌，购于Lanxess Deutschland GmbH，Leverkusen，Germany。

40是一种超纯的勃姆石，购于Sasol Germany GmbH，Hamburg，Germany。

实施例1(比较例)

在2l不锈钢容器中先装入326.7g的50重量％的NaOH溶液和675g冷冻的去离子水。在搅拌时加入392.0g的丙烯酸，调节添加速度使得温度不超过35℃。之后将混合物在冷却池中搅拌冷却。当混合物的温度降至20℃时，加入0.90g的LR 9015X、0.037g的1173和0.018g的651。继续冷却，当达到15℃时，通过经由玻璃料通入氮气除去混合物中的氧气。当达到0℃时，加入0.45g的过硫酸钠(溶于5ml水中)和0.06g的过氧化氢(溶于6ml水中)，将单体溶液转移至玻璃盘。玻璃盘具有的尺寸能容纳一层厚度为5cm的单体溶液。随后，加入0.47g的 FF7(溶于5ml水中)，用玻璃棒稍微搅拌单体溶液。将含有单体溶液的玻璃盘放置在UV灯下(UV强度＝20mW/cm²)，聚合开始。16分钟后，用带有6mm模板的市售绞肉机对所得的凝胶进行三次研磨，并在160℃下的实验室干燥箱中干燥1小时。随后研磨产物，并得到150至600μm的筛分级分。这样制备的原料聚合物具有42.8g/g的CRC。

实施例2

为了进行表面后交联，在每种情况下将1300g源自实施例1的的聚合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于两个双相喷嘴用下述溶液(除非另有说明，在每种情况下重量％基于聚合物(“bop”)计)进行涂布：

溶液I：0.10重量％的N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮("HEONON")

0.10重量％的1,3-丙二醇

1.80重量％的1,2-丙二醇

0.5重量％的水

0.00至1.60重量％的三乳酸铝的水溶液(22重量％的三乳酸铝溶液(根据表1中的量))

溶液II：1.75重量％的K 2012

在喷雾施用之后，将产物温度增至173℃，该反应混合物在此温度下并以轴速度为每分钟60转保持60分钟。将所得产物再次冷却至室温并进行筛分。经表面后交联的超吸收剂作为粒径在150至600μm之间的筛分级分而获得。

将在每种情况下所得的100g的经表面后交联的聚合物和在每种情况下的0.15g的Alu 130加入聚乙烯样瓶中(容量500ml)，并用滚动混和机(T2C；WillyA.Bachofen AG Maschinenfabrik，Basle，Switzerland)混合12分钟。

所得的产品具有如表1所示的特性。

实施例3

重复实施例2，但使用0.00至1.00重量％的ALA 200(根据表2中的量)来代替三乳酸铝水溶液。所得的产品具有如表2所示的特性。

实施例4

为了进行表面后交联，在每种情况下将1300g源自实施例1的的原料聚合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于两个双相喷嘴用下述溶液(除非另有说明，在每种情况下重量％基于聚合物(“bop”)计)进行涂布：

溶液Ⅰ：0.10重量％的N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮(“HEONON”)

0.10重量％的1,3-丙二醇

1.80重量％的1,2-丙二醇

0.5重量％的水

溶液Ⅱ：1.75重量％的K 2012

在喷雾施用之后，将产物温度增至173℃，该反应混合物在此温度下并以轴速度为每分钟60转保持60分钟。将所得产物再次冷却至室温并进行筛分。经表面后交联的超吸收剂作为粒径在150至600μm之间的筛分级分而获得。

将在每种情况下制备的1000g的聚合物和在每种情况下的1.5g的22S的混合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于一个双相喷嘴用表3所示的硫酸铝水溶液的量(26.8重量％的硫酸铝(以不含结晶水计))进行涂布。在喷雾施用之后，轴速度降至每分钟60转，将产物再混合10分钟。超吸收剂作为粒径在150至600μm之间的筛分级分而获得。

所得产物具有如表3所示的特性。

实施例5(比较例)

4485g的37.3重量％的丙烯酸钠水溶液与427g的丙烯酸、1024g的水进行混合，并用氮气惰性化。将此混合物引入至氮气惰性化的配有2σ轴的捏合机(型号：LUK 8.0K2,由Coperion Werner&Pfleiderer GmbH&Co.KG，Stuttgart，Germany制造)，并依次和6.42g的3重乙氧基化甘油三丙烯酸酯、30.57g的0.5重量％的抗坏血酸溶液、15.28g的15重量％的过硫酸钠溶液和1.22g的2.5重量％的过氧化氢溶液进行混合。随后，捏合机以最大速度进行操作(快轴约每分钟98转，慢轴约每分钟49转，速度比约2:1)。在加入过氧化氢之后，捏合机夹套立即用热载体加热至74℃。一旦获得最大温度后，关闭加热套，在捏合机中继续捏合另外的15分钟以完成反应。将所得聚合物凝胶冷却至63℃，清空并在实验室干燥箱中于175℃下储存1小时。随后将产物磨碎，得到150至710μm的筛分级分。所制备的原料聚合物的CRC为38.5g/g。

实施例6

为了进行表面后交联，将1300g源自实施例5的聚合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于一个单相喷嘴用下述溶液(除非另有说明，在每种情况下重量％基于聚合物(“bop”)计)进行涂布：

0.07重量％的N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮(“HEONON”)

0.07重量％的1,3-丙二醇

1.0重量％的1,2-丙二醇

0.5重量％的水

0.00至1.60重量％的三乳酸铝水溶液(22重量％的三乳酸铝溶液(根据表4中的量))

在喷雾施用之后，将产物温度增至197℃，该反应混合物在此温度下且以轴速度为每分钟60转保持30分钟。将所得产物再次冷却至室温并进行筛分。经表面后交联的超吸收剂作为粒径在150至850μm之间的筛分级分而获得。

将在每种情况下制备的1000g的聚合物和在每种情况下的1.0g的D 17混合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于一个双相喷嘴用15.0gK 2012进行涂布。在喷雾施用之后，轴速度降至每分钟60转，将产物再混合10分钟。所得产物再次进行筛分。超吸收剂作为粒径在150至850μm之间的筛分级分而获得。

实施例7

为了进行表面后交联，将1300g源自实施例1的聚合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于两个双相喷嘴用下述溶液(除非另有说明，在每种情况下重量％基于聚合物(“bop”)计)进行涂布：

溶液Ⅰ：0.10重量％的N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮(“HEONON”)

0.10重量％的1,3-丙二醇

1.80重量％的1,2-丙二醇

0.5重量％的水

1.0重量％的三乳酸铝水溶液(22重量％的三乳酸铝溶液)

溶液Ⅱ：1.5重量％的K 2012

在喷雾施用之后，将产物温度增至173℃，该反应混合物在此温度下且轴速度为每分钟60转保持60分钟。将所得产物再次冷却至室温并进行筛分。经表面后交联的超吸收剂作为粒径在150至600μm的筛分级分而获得。

为了表面涂布，将所得的1000g的经表面后交联的聚合物和1.5g的用于表面涂覆的在混合器中于室温下且轴速度为每分钟120转的条件下借助于一个双相喷嘴用2.1g一重量份的聚乙二醇-400和二重量份的水的混合物进行涂布5分钟。随后，以轴速度为每分钟60转再次混合10分钟。

所得产物具有如表5所示的特性。

实施例8

为了进行表面后交联，将1300g源自实施例1的聚合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于两个双相喷嘴用下述溶液(除非另有说明，在每种情况下重量％基于聚合物(“bop”)计)进行涂布：

溶液Ⅰ：0.10重量％的N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮(“HEONON”)

0.10重量％的1,3-丙二醇

1.80重量％的1,2-丙二醇

0.5重量％的水

1.0重量％的三乳酸铝水溶液(22重量％的三乳酸铝溶液)

溶液Ⅱ：1.5重量％的K 2012

在喷雾施用之后，将产物温度增至173℃，该反应混合物在此温度下且轴速度为每分钟60转保持60分钟。将所得产物再次冷却至室温并进行筛分。经表面后交联的超吸收剂作为粒径在150至600μm的筛分级分而获得。

将所得的1000g的经表面后交联的聚合物和2.0g的用于表面涂覆的Ztransparent在混合器中于室温下且轴速度为每分钟120转下借助于一个双相喷嘴用2.1g的一重量份的聚乙二醇-400和二重量份的水的混合物进行涂布5分钟。随后，以轴速度为每分钟60转再次混合10分钟。

所得产物具有如表5所示的特性。

实施例9

为了进行表面后交联，将1300g源自实施例1的聚合物在混合器中于室温下且轴速度为每分钟250转的条件下借助于两个双相喷嘴用下述溶液(除非另有说明，在每种情况下重量％基于聚合物(“bop”)计)进行涂布：

溶液Ⅰ：0.10重量％的N-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮(“HEONON”)

0.10重量％的1,3-丙二醇

1.80重量％的1,2-丙二醇

0.5重量％的水

1.0重量％的三乳酸铝水溶液(22重量％的三乙酸铝溶液)

溶液Ⅱ：1.5重量％的K 2012

在喷雾施用之后，将产物温度增至173℃，该反应混合物在此温度下且轴速度为每分钟60转保持60分钟。将所得产物再次冷却至室温并进行筛分。经表面后交联的超吸收剂作为粒径在150至600μm的筛分级分而获得。

将所得的1000g的经表面后交联的聚合物和4.0g的用于表面涂覆的40在混合器中于室温下和轴速度为每分钟120转下借助于一个双相喷嘴用3.6g的一重量份的聚乙二醇-400和二重量份的水的混合物进行涂布5分钟。随后，以轴速度为每分钟60转再次混合10分钟。

所得产物具有如表5所示的特性。

表中的值表明可溶性铝盐的加入量增加降低了结块趋势(较少的结块)，但是老化之后的色值劣化了。本发明的超吸收剂具有最佳的可容许的结块趋势和老化之后的色值。

Claims (11)

1.一种超吸收剂，其表面络合多价金属离子，并且包含至少一种膦酸衍生物，其中多价金属离子和膦酸衍生物的摩尔比至多为1.2/n，n是膦酸衍生物中膦酸基团的数量，所述多价金属离子是铝离子，多价金属离子加入量为0.008重量％至0.15重量％，以金属计算并且基于无水超吸收剂的总量计，所述膦酸衍生物具有通式(I)：

R¹-P(O)(OH)₂

其中，R¹为任选取代的有机基团，膦酸衍生物的加入量为0.01重量％至1.9重量％，基于无水超吸收剂的总量计。

2.权利要求1的超吸收剂，其中膦酸衍生物选自(1-羟基乙烷-1,1-二基)双膦酸、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)和[次氮基三(亚甲基)]三(膦酸)及其盐。

3.权利要求2的超吸收剂，其中膦酸衍生物是(1-羟基乙烷-1,1-二基)双膦酸的钠和/或钾盐。

4.权利要求1至3中任一项的超吸收剂，其还包括不溶于水的无机粉末。

5.权利要求4的超吸收剂，其中无机粉末是二氧化硅、氧化铝、氧化锌或碳酸锌。

6.权利要求5的超吸收剂，其中无机粉末是热解氧化铝。

7.权利要求4的超吸收剂，其中无机粉末是亲水性的。

8.一种制备超吸收剂的方法，所述方法通过聚合单体水溶液进行，所述单体水溶液包含：

a)至少一种烯键式不饱和单体，其带有酸基团并且任选地至少部分地以盐的形式存在，

b)至少一种交联剂，

c)至少一种引发剂，

d)任选地一种或多种能与a)中所述的单体共聚的烯键式不饱和单体，

e)任选地一种或多种水溶性聚合物，

所述方法还包括：

干燥所得聚合物，

任选地研磨经干燥的聚合物并且筛分经研磨的聚合物，

任选地表面后交联经干燥的且任选地研磨和筛分的聚合物，

加入至少一种多价金属盐和

加入至少一种膦酸衍生物，

其中多价金属盐和膦酸衍生物以使多价金属离子和膦酸衍生物的摩尔比不超过1.2/n的量加入，其中n是膦酸衍生物中膦酸基团的数量，所述多价金属离子是铝离子，多价金属离子的加入量为0.008重量％至0.15重量％，以金属计算并且基于无水超吸收剂的总量计，所述膦酸衍生物具有通式(I)：

R¹-P(O)(OH)₂

其中，R¹为任选取代的有机基团，膦酸衍生物的加入量为0.01重量％至1.9重量％，基于无水超吸收剂的总量计。

9.权利要求8的方法，其中在干燥之前添加至少一种磺酸衍生物至单体混合物和/或聚合物中。

10.一种用于吸收流体的制品，包括权利要求1至7中所限定的超吸收剂。

11.一种制备用于吸收流体的制品的方法，其中制品的制备包括添加权利要求1至7中所限定的超吸收剂。