CN116829625A - 用于制备超吸收性聚合物膜的单体组合物、使用其的超吸收性聚合物膜的制备方法、和由其制备的超吸收性聚合物膜 - Google Patents

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Abstract

提供了用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，所述单体组合物能够生产在具有薄厚度的同时显示出优异的吸收性能特别是改善的初始吸收率的超吸收性聚合物膜；使用其生产超吸收性聚合物膜的方法；以及由其生产的超吸收性聚合物膜。

Description

用于制备超吸收性聚合物膜的单体组合物、使用其的超吸收 性聚合物膜的制备方法、和由其制备的超吸收性聚合物膜
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求分别于2021年8月12日和2022年8月12日提交的韩国专利申请第10-2021-0106773号和第10-2022-0101109号的优先权，其公开内容在此通过引用整体并入本文。
本发明涉及用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物、使用其生产超吸收性聚合物膜的方法、和由其生产的超吸收性聚合物膜。
背景技术
超吸收性聚合物(SAP)是能够吸收其自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物材料。不同的制造商将其命名为不同的名称，例如SAM(Super Absorbency Material，超吸收性材料)、AGM(Absorbent Gel Material，吸收性凝胶材料)等。自从这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品，现在其不仅广泛地用于卫生产品(例如儿童用纸尿布、卫生巾等)，而且还广泛地用于园艺用保水土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂、泥敷剂用材料等。
通常，卫生产品(例如各种尿布、卫生巾、失禁垫等)包含含有超吸收性聚合物颗粒的吸收剂。这样的吸收剂主要包含超吸收性聚合物颗粒和用于在保持吸收剂和卫生产品的形状的同时适当地固定超吸收性聚合物颗粒的绒毛浆。
然而，由于绒毛浆的存在，难以使吸收剂和卫生产品纤薄，并且由于使用者的与卫生产品接触的皮肤出汗，因此存在使用者感到不太舒适的问题。此外，由于绒毛浆主要由木材原料获得，因此在当前环境保护趋势下针对其使用受到强烈抵制，并且绒毛浆的使用已经成为卫生产品的生产成本增加的主要原因之一。
当前的超吸收性聚合物主要以粉末的形式制备和使用。这种粉末超吸收性聚合物可能在卫生材料的生产期间或其实际使用中散开或泄露，并且由于超吸收性聚合物需要与特定类型的基底一起使用，因此在使用范围和变薄方面存在限制。此外，由于吸收剂的吸收性可以根据超吸收性聚合物颗粒的含量分布而变化，因此难以均匀地控制吸收特性。
同时，为了解决以上问题，提出了片型超吸收性聚合物。
例如，已知有如下制备片型超吸收性聚合物的方法：通过用捏合机使基于丙烯酸的单体聚合或将聚合之后获得的含水的凝胶聚合物粉碎以获得含水的凝胶聚合物颗粒，然后使其成型。然而，由于含水的凝胶聚合物颗粒的直径为约0.2mm至约2.0mm，因此以上方法在实现厚度为0.5mm或更小的超薄片方面具有限制，并且存在仍然需要辅助剂例如绒毛浆来确保形状保持和吸收性的问题。
此外，日本专利特许公开第H08-73507号提出了通过使包含丙烯酸的烷醇胺盐作为单体的单体水溶液聚合来生产片型吸收剂的方法。然而，通过该方法生产的吸收剂具有吸收特性例如保水容量和吸收率等差的缺点。
因此，需要研究如下新型超吸收性聚合物及其制备方法，其中不需要诸如绒毛浆等的辅助剂，其变薄是可能的，并表现出优异的吸收特性。
[现有技术文献]
专利文献1：日本专利特许公开第H08-73507号
发明内容
技术问题
为了解决以上问题，提供了能够生产可以替代现有的粉末型超吸收性聚合物的膜型超吸收性聚合物的单体组合物，使用其生产超吸收性聚合物膜的方法，以及由其生产的超吸收性聚合物膜。
技术方案
根据本发明的一个实施方案，提供了用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，所述单体组合物包含具有其中至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体、交联剂、基于纤维素的增稠剂、保湿剂、聚合引发剂、多价金属盐和溶剂。
相对于从单体组合物中排除溶剂的100重量份的固体内容物，多价金属盐的含量可以为0.05重量份至5重量份。
多价金属盐可以为选自硫酸铝、氯化铝、聚氯化铝、乙酸铝、二硫酸铝钠、二硫酸铝钾中的一者或更多者。
用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物的在25℃下的粘度可以在100mPa·秒至12,000mPa·秒的范围内。
基于纤维素的增稠剂可以为选自纳米纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素钠中的一者或更多者。
保湿剂可以为选自以下中的一者或更多者：甘油；双甘油；乙二醇；丙二醇；丁二醇；山梨糖醇；聚乙二醇；聚甘油-3；聚甘油-6；聚甘油-10；聚甘油-10和具有3至18个碳原子的饱和脂肪酸的酯化合物；柠檬酸；柠檬酸三乙酯；柠檬酸甲酯；柠檬酸钠；和2-甲基柠檬酸三钠。
相对于从单体组合物中排除溶剂的100重量份的固体内容物，基于纤维素的增稠剂可以以0.01重量份至5重量份的量包含在内。
相对于100重量份的基于丙烯酸的单体，保湿剂可以以5重量份至70重量份的量包含在内。
根据本发明的另一个实施方案，提供了生产超吸收性聚合物膜的方法，所述方法包括以下步骤：通过将具有其中至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体、交联剂、基于纤维素的增稠剂、保湿剂、聚合引发剂、多价金属盐和溶剂混合来制备用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物；通过将用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物流延在基底上来形成单体组合物膜；通过在对单体组合物膜进行拉伸的同时加热和/或照射光来形成含水的凝胶聚合物膜；以及对含水的凝胶聚合物膜进行干燥。
制备用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物的步骤可以具体包括以下步骤：通过将基于丙烯酸的单体、碱性材料和溶剂混合来制备基于丙烯酸的单体中和溶液；通过向基于丙烯酸的单体中和溶液中添加基于纤维素的增稠剂并混合来制备增稠剂中和溶液；向增稠剂中和溶液中添加多价金属盐并混合；以及向混合有多价金属盐的增稠剂中和溶液中添加交联剂、保湿剂和聚合引发剂并混合。
此时，增稠剂中和溶液的在25℃下的粘度可以为1,000mPa·秒至20,000mPa·秒。
在形成含水的凝胶聚合物膜的步骤中，施加至单体组合物膜的拉力可以为40N/m至100N/m。
形成含水的凝胶聚合物膜的步骤的温度可以为40℃至90℃，以及干燥步骤的温度可以为80℃至150℃。
根据本发明的又一个实施方案，提供了超吸收性聚合物膜，相对于超吸收性聚合物膜的总重量，所述超吸收性聚合物膜包含0.05重量％至5重量％的多价金属盐。
超吸收性聚合物膜可以由用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物生产。
超吸收性聚合物膜可以满足10秒至70秒的初始吸收率，初始吸收率被定义为具有1重量％至15重量％的水含量；0.001mm至0.5mm的厚度；和250cm2的面积的超吸收性聚合物膜吸收80ml的0.9重量％的氯化钠水溶液所花费的时间。
如根据EDANA方法WSP 241.2测量的，超吸收性聚合物膜的离心保留容量可以为20g/g至50g/g。
如根据EDANA WSP方法270.2测量的，超吸收性聚合物膜的水溶性组分可以为1重量％至45重量％或更小。
技术效果
当使用本发明的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物时，可以生产具有薄厚度并显示出优异的吸收性能，特别是改善的初始吸收率和高的柔性的超吸收性聚合物膜。
根据本发明生产的超吸收性聚合物膜在产品的生产期间没有从产品中散落或泄漏的担忧，并且也不需要诸如绒毛浆等的辅助剂，因此产品变薄是可能的，并且可以减少生产过程和成本。
具体实施方式
本说明书中所用的术语仅用于说明示例性实施方案，并且不旨在限制本发明。除非在上下文中不同地表述，否则单数表述可以包括复数表述。必须理解，本说明书中的术语“包括”、“配备”、或“具有”仅用于指出起作用的特性、步骤、组分、或其组合的存在，并且不预先排除存在或可能添加前述一个或更多个不同的特性、步骤、组分、或其组合。
本发明可以进行各种修改并具有各种形式，并且在以下说明书中详细地例示和说明了具体示例性实施方案。然而，其不旨在将本发明限于具体示例性实施方案，并且必须理解，本发明包括本发明的精神和技术范围内包括的每个修改方案、等同方案或替代方案。
在下文中，将详细描述本发明。
本发明提供了能够生产膜型超吸收性聚合物膜的单体组合物、使用其生产超吸收性聚合物膜的方法、以及由其生产的超吸收性聚合物膜，所述膜型超吸收性聚合物膜具有优异的吸收性，并因此可以自身用作吸收剂而不需要任何辅助剂例如浆等，并且没有散落和泄漏的担忧。
通常，超吸收性聚合物通过以下步骤来获得：在内交联剂的存在下使基于丙烯酸的单体聚合以获得含水的凝胶聚合物，将其干燥、粉碎并分级以制备基础聚合物，然后进行表面改性。这样制备的超吸收性聚合物呈颗粒尺寸在约200μm至约600μm的范围内的粉末形式，并通过与辅助剂例如绒毛浆等混合来复合，然后施加至产品。
然而，应意识到，粉末的超吸收性聚合物在生产吸收芯的过程期间可能散落或者可能从产品中泄漏，难以将聚合物均匀地分散在产品中，因此难以均匀地控制吸收性能，而且由于需要辅助剂而在使产品变薄方面存在限制。
此外，已知先前开发的片型超吸收性聚合物通过对粉末型或颗粒型超吸收性聚合物进行辊压或者将超吸收性聚合物固定至用于形状保持的支撑物例如非织造织物来生产。然而，通过该方法生产的片型超吸收性聚合物由于复杂的生产方法而具有低的过程效率，并且除了超吸收性聚合物之外，还需要支撑物和许多用于固定到支撑物的其他组分，因此，在提高最终产品中超吸收性聚合物的含量方面存在限制，导致差的吸收特性。此外，即使将粉末型或颗粒型超吸收性聚合物或者颗粒型含水的凝胶聚合物辊压并成型成片形式时，也必须在单体聚合之后混合成型辅助材料并成型，因此生产方法复杂，并且在使产品变薄方面存在限制，以及必须包括用于对超吸收性聚合物进行粘结和对片进行成型的成型辅助材料例如纤维或浆，因此也存在差的吸收特性的缺点。
因此，本发明人研究了新型超吸收性聚合物，其中不需要辅助剂例如浆等，其变薄是可能的，以及没有散落的担忧，并且超吸收性聚合物本身可以用作吸收剂，产生了本发明。
本发明的超吸收性聚合物膜具有薄膜而非粉末的膜形式，因此在处理期间没有从产品中散落或泄漏的担忧，以及可以在没有单独的辅助剂例如绒毛浆等的情况下使用，并且其本身表现出优异的吸收特性。
如本文所使用的，超吸收性聚合物膜是指具有15重量％或更小、或者14重量％或更小，优选地13重量％或更小的水含量，并且具有柔性、薄层或膜形式的超吸收性聚合物。优选地，超吸收性聚合物膜的水含量可以为15重量％或更小、或者14重量％或更小、或者13重量％或更小、或者12重量％或更小，且1重量％或更大、或者2重量％或更大、或者4重量％或更大、或者6重量％或更大。
同时，贯穿本说明书的“水含量”被表示为相对于干燥之前的样品重量样品中包含的水的量的百分比。换言之，水含量可以通过以下来计算：将通过从样品干燥之前的重量中减去样品干燥之后的重量获得的值除以样品干燥之前的重量，然后乘以100。此时，干燥条件如下：将温度从室温升高至约150℃，然后将温度保持在150℃，并且将总干燥时间设定为20分钟，包括用于温度升高步骤的5分钟。
根据本发明的一个实施方案的超吸收性聚合物膜具有15％或更小的水含量，并且可以呈具有优异柔性的无色透明弹性膜的形式。
超吸收性聚合物膜是透明的，这可以意指当其厚度满足0.001mm至0.5mm的范围时，其对可见光的总透光率为88％或更大。总透光率理论上可以为100％，例如，99％或更小。
此外，超吸收性聚合物膜是无色的，这可以意指当其厚度在0.001mm至0.5mm范围内时，其根据ASTM D1925标准的黄度指数满足2.6或更小、2.5或更小、2.4或更小、2.3或更小、1.9或更小、1.6或更小、或者1.52或更小。
在下文中，将详细描述根据本发明的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物、生产超吸收性聚合物膜的方法、和超吸收性聚合物膜。
用于生产超吸收性聚合物的单体组合物
根据本发明的一个实施方案的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物包含具有其中至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体、交联剂、基于纤维素的增稠剂、保湿剂、聚合引发剂、多价金属盐和溶剂。
首先，基于丙烯酸的单体为由以下式1表示的化合物：
[式1]
R1-COOM1
在式1中，
R1为包含不饱和键且具有2至5个碳原子的烃基，以及
M1为氢原子、一价或二价金属、铵基或有机胺盐。
优选地，基于丙烯酸的单体包括选自丙烯酸、(甲基)丙烯酸、以及其一价金属盐、其二价金属盐、其铵盐及其有机胺盐中的一者或更多者。
在此，基于丙烯酸的单体可以具有其中至少部分被中和的酸性基团。优选地，可以使用经碱性材料例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等部分中和的那些作为单体。在这方面，基于丙烯酸的单体的中和度可以为40mol％至95mol％、或40mol％至80mol％、或45mol％至75mol％。中和度的范围可以根据最终物理特性而改变。过高的中和度使得经中和的单体沉淀，并因此可能不容易发生聚合，而过低的中和度使聚合物的吸收性大大劣化。
在一个优选实施方案中，作为碱性材料，可以使用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、或其组合。特别地，当包括氢氧化钾作为碱性材料时，可以生产具有优异的柔性和尺寸稳定性的超吸收性聚合物膜。
相对于包含超吸收性聚合物和溶剂的原料的单体组合物，基于丙烯酸的单体的浓度可以为20重量％至60重量％，优选地约40重量％至约50重量％，并且可以考虑聚合时间、反应条件等确定适当的浓度。然而，当单体的浓度过低时，超吸收性聚合物的产率可能变低并且在经济效益方面可能存在问题。相反，当单体的浓度过高时，可能存在部分单体沉淀的工艺问题，并且超吸收性聚合物的物理特性可能劣化。
同时，本发明的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物包含增稠剂和保湿剂，使得其可以通过溶液流延方法以膜的形式应用。
如所描述的，当同时包含增稠剂和保湿剂时，本发明的单体组合物表现出适用于以膜的形式流延的粘度，并且可以在流延膜之后的聚合过程中保持适当的水含量，以及要生产的超吸收性聚合物膜可以表现出高的柔性。
在本发明中，作为增稠剂，使用基于纤维素的增稠剂。具体地，可以使用选自纳米纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素钠中的一者或更多者。优选地，可以使用纳米纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、或其组合。
相对于单体组合物中的100重量份的固体内容物，基于纤维素的增稠剂可以以0.01重量份或更大、0.1重量份或更大、0.2重量份或更大、或者0.4重量份或更大，且5重量份或更小、3重量份或更小、1重量份或更小、或者0.9重量份或更小的量包含在内。
在这方面，单体组合物中的固体内容物意指组合物的除溶剂之外的所有组分。换言之，固体内容物意指基于丙烯酸的单体、用于中和基于丙烯酸的单体的碱性材料、基于纤维素的增稠剂、保湿剂、交联剂、热引发剂、光引发剂、交联剂、多价金属盐和其他添加剂的总内容物。
当相对于单体组合物中的100重量份的固体内容物，基于纤维素的增稠剂的含量小于0.01重量份时，可能无法确保足够的增稠效果，因此可能难以生产单体组合物膜。相反，当含量大于5重量份时，单体组合物的粘度过高，因此膜的厚度变厚，并且可能难以均匀地控制膜的厚度。
作为保湿剂，可以没有限制地使用通常在药物、化妆品、化学产品等中用作保湿成分的物质。保湿剂的实例可以包括选自在分子中包含两个或更多个羟基的多元醇、柠檬酸和柠檬酸酯/盐中的一者或更多者。
具体地，作为多元醇，可以使用在分子中包含3至12个羟基的具有3至30个碳原子的多元醇。例如，多元醇可以为选自以下中的一者或更多者：甘油；双甘油；乙二醇；丙二醇；丁二醇；山梨糖醇；聚乙二醇；聚甘油-3；聚甘油-6；聚甘油-10；以及聚甘油-10和具有3至18个碳原子的饱和脂肪酸的酯化合物(例如，聚甘油-10二硬脂酸酯、聚甘油-10油酸酯、聚甘油-10月桂酸酯等)。其中，可以优选使用选自甘油、双甘油、丙二醇和山梨糖醇中的一者或更多者。
此外，可以使用柠檬酸和/或柠檬酸酯/盐作为保湿剂。柠檬酸酯/盐的实例可以包括柠檬酸三乙酯、柠檬酸甲酯、柠檬酸钠、2-甲基柠檬酸三钠等。
相对于100重量份的基于丙烯酸的单体，保湿剂可以优选以5重量份或更大、10重量份或更大、20重量份或更大、或者30重量份或更大，且70重量份或更小、60重量份或更小、或者50重量份或更小的量使用。
当相对于100重量份的基于丙烯酸的单体，保湿剂的含量小于5重量份时，单体组合物膜的水含量不足，并且膜在随后的聚合和干燥过程中可能干透或破碎，以及存在可能无法确保要生产的超吸收性聚合物膜的柔性的问题。相反，当相对于100重量份的基于丙烯酸的单体，保湿剂的含量大于70重量份时，可能存在超吸收性聚合物膜的吸收性降低的问题。因此，优选地，保湿剂的含量满足以上范围。
单体组合物包含用于使聚合物交联的交联剂。作为交联剂，可以使用在制备超吸收性聚合物中通常用作内交联剂的那些。更具体地，作为交联剂，可以使用具有一个或更多个可与基于丙烯酸的单体的水溶性取代基反应的官能团并具有一个或更多个烯键式不饱和基团的交联剂；或者具有两个或更多个可与所述单体的水溶性取代基和/或通过所述单体的水解而形成的水溶性取代基反应的官能团的交联剂。
交联剂的具体实例可以包括具有8至12个碳原子的双丙烯酰胺、双甲基丙烯酰胺、具有2至10个碳原子的多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯或具有2至10个碳原子的多元醇的聚(甲基)烯丙基醚等。更具体地，可以使用选自以下中的一者或更多者：N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酸酯、亚乙基氧基(甲基)丙烯酸酯、聚亚乙基氧基(甲基)丙烯酸酯、亚丙基氧基(甲基)丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、三羟甲基三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三烯丙基胺、三芳基氰尿酸酯、三烯丙基异氰酸酯、聚乙二醇、二乙二醇和丙二醇。在一个实施方案中，作为交联剂，可以使用聚乙二醇二丙烯酸酯。
相对于单体组合物，交联剂可以以3000ppm或更小的浓度包含在内，从而使所聚合的聚合物交联。在一个实施方案中，交联剂可以以10ppm或更大、50ppm或更大、或者100ppm或更大，且3000ppm或更小、2500ppm或更小、或者2000ppm或更小的浓度包含在内。
在本发明的生产超吸收性聚合物膜的方法中的聚合期间所使用的聚合引发剂没有特别限制，只要其通常用于超吸收性聚合物的制备即可。
具体地，根据聚合方法，聚合引发剂可以为热聚合引发剂或通过UV辐射的光聚合引发剂。然而，即使在光聚合方法的情况下，通过UV照射等也可以产生一定量的热，并且随着聚合反应(其为放热反应)产生一定量的热，因此，也可以包含热聚合引发剂。在一个优选实施方案中，作为聚合引发剂，可以同时使用光聚合引发剂和热聚合引发剂。
作为光聚合引发剂，可以使用能够通过光例如UV形成自由基的化合物而在组成方面没有限制。
例如，可以使用选自安息香醚、二烷基苯乙酮、羟基烷基酮、乙醛酸苯酯、苄基二甲基缩酮、酰基膦和α-氨基酮中的一者或更多者作为光聚合引发剂。同时，酰基膦的具体实例可以包括市售的lucirin TPO(2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)、Irgacure 819(苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦)。更多不同的光聚合引发剂充分公开在由ReinholdSchwalm著写的“UV Coatings:Basics,Recent Developments and New Application”(Elsevier,2007)第115页中，然而，其不限于上述实例。
相对于单体组合物，光聚合引发剂可以以10ppm或更大、20ppm或更大、或者40ppm或更大，且2000ppm或更小、1000ppm或更小、500ppm或更小、或者100ppm或更小的浓度包含在内。当光聚合引发剂的浓度过低时，聚合速率可能变慢。当光聚合引发剂的浓度过高时，超吸收性聚合物的分子量可能变低并且其物理特性可能变得不均匀。
此外，可以使用选自基于过硫酸盐的引发剂、基于偶氮的引发剂、过氧化氢和抗坏血酸中的一者或更多者作为热聚合引发剂。基于过硫酸盐的引发剂的具体实例可以包括过硫酸钠(Na2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)等。基于偶氮的引发剂的实例可以包括2,2-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮双-(N,N-二亚甲基)异丁脒二盐酸盐、2-(氨基甲酰偶氮)异丁腈、2,2-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、4,4-偶氮双-(4-氰基戊酸)等。更多不同的热聚合引发剂充分公开在由Odian著写的“Principle ofPolymerization(Wiley,1981)”第203页中，然而，其不限于上述实例。
相对于单体组合物，热聚合引发剂可以以10ppm或更大、100ppm或更大、或者500ppm或更大，且2000ppm或更小、1500ppm或更小、或者1000ppm或更小的浓度包含在内。当热聚合引发剂的浓度过低时，几乎不发生另外的热聚合，因此添加热聚合引发剂的效果可能不显著。当热聚合引发剂的浓度过高时，超吸收性聚合物的分子量可能变低并且其物理特性可能无法变得均匀。
多价金属盐用于确保单体组合物中原料的分散稳定性以及提高要生产的超吸收性聚合物膜的吸收率。
如上所述，用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物包含适用于溶液流延的增稠剂和保湿剂，从而表现出相当高的粘度。当添加多价金属盐时，原料例如单体、交联剂等可以更均匀地分散在组合物中。
此外，与不包含多价金属盐的情况相比，由包含多价金属盐的单体组合物生产的超吸收性聚合物膜表现出改善的初始吸收率。多价金属盐表现出亲水性并且在超吸收性聚合物膜中占据相对大的空间。因此，盐水可以迅速扩散穿过容纳多价金属盐的空间，因此可以大大改善超吸收性聚合物膜的初始吸收率。
为了确保以上效果，相对于100重量份的单体组合物，多价金属盐可以以0.1重量份至5重量份的量包含在内。优选地，相对于100重量份的单体组合物，多价金属盐可以以0.3重量份或更大、或者0.5重量份或更大，且4重量份或更小、3重量份或更小、或者2重量份或更小的量包含在内。
或者，相对于单体组合物中的100重量份的固体内容物，多价金属盐可以以0.05重量份至5重量份的量包含在内。优选地，相对于单体组合物中的100重量份的固体内容物，多价金属盐可以以0.1重量份或更大、0.15重量份或更大、0.2重量份或更大、或者0.25重量份或更大，且4重量份或更小、3重量份或更小、2重量份或更小、或者1.5重量份或更小的量包含在内。
当多价金属盐的含量过低时，可能无法充分获得改善单体组合物的分散稳定性的效果和改善超吸收性聚合物膜的吸收率的效果。相反，当多价金属盐的含量过高时，一些多价金属盐可能聚集形成聚集体，更确切地，单体组合物的分散性可能显著降低。
作为多价金属盐，例如，可以使用选自硫酸铝(Al2(SO4)3)、氯化铝(AlCl3)、聚氯化铝([Al2(OH)nCl6-n]m，1≤n≤5，m≤10)、乙酸铝(Al(CH3COO)3或Al(OH)(CH3COO)2)、二硫酸铝钠(AlNa(SO4)2)和二硫酸铝钾(AlK(SO4)2)中的一者或更多者。优选地，可以使用硫酸铝。多价金属盐可以以酸酐或水合物形式使用。
在本发明中，根据需要，单体组合物还可以包含添加剂，例如表面活性剂、增塑剂、保存稳定剂和抗氧化剂等。
可以添加表面活性剂以进一步促进单体组合物的流延。作为表面活性剂，可以使用聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂，并且当包含其时，单体组合物可以被流延成具有更均匀的厚度，即使应用于连续过程，例如辊对辊过程时，也可以以高速生产出具有均匀品质的超吸收性聚合物膜，而无需单独的过程。
聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂为在聚硅氧烷主链的末端和/或侧链处包含聚醚链的表面活性剂。例如，聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂可以包含聚环氧乙烷基团和/或聚环氧丙烷基团。
作为聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂，可以使用市售的材料，例如，可以使用选自BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-3450、BYK-3455、BYK-3456、BYK-3560、BYK-3565和BYK-3760中的一者或更多者。
相对于100重量份的单体组合物，聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂的含量可以更优选地为0.05重量份至0.5重量份、或者0.1重量份或更大、0.15重量份或更大、或者0.2重量份或更大，且0.45重量份或更小、0.4重量份或更小、或者0.35重量份或更小。
当相对于100重量份的单体组合物，聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂的含量小于0.05重量份时，可能无法确保改善单体组合物的涂覆特性的效果，而当其超过0.5重量份时，要生产的超吸收性聚合物膜的基本吸收(初始吸收、大气压下吸收等)特性可能劣化。因此，优选的是聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂以上述范围包含在内，以便在表现出适合应用于辊对辊过程等的优异的涂覆特性的同时不损害最终生产的超吸收性聚合物膜的整体特性。
作为溶剂，可以使用任何溶剂而在其组成方面没有限制，只要其能够溶解以上组分即可，例如，可以以组合使用选自以下中的一者或更多者：水、乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,4-丁二醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、环己酮、环戊酮、二甘醇单甲醚、二甘醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁内酯、卡必醇、甲基溶纤剂乙酸酯和N,N-二甲基乙酰胺。例如，作为溶剂，可以使用水。
在本发明中，单体组合物包含基于纤维素的增稠剂和保湿剂以表现出适用于溶液流延的粘度。具体地，单体组合物的在25℃下的粘度可以为100mPa·秒或更大、150mPa·秒或更大、200mPa·秒或更大、或者300mPa·秒或更大，且12,000mPa·秒或更小、5,000mPa·秒或更小、3,000mPa·秒或更小、2,000mPa·秒或更小、或者1,600mPa·秒或更小。单体组合物的粘度可以使用粘度计(例如，TOKI的TV-22)在转子#1和1rpm转速的条件下测量。
当单体组合物的粘度小于100mPa·秒时，可能在以均匀的厚度流延单体组合物并将其拉伸的同时，难以使单体组合物聚合。相反，当单体组合物的粘度大于12,000mPa·秒时，难以生产均匀的单体组合物，并且单体组合物的流动性低，导致可加工性差并且消泡困难，这不是优选的。
生产超吸收性聚合物膜的方法
根据本发明的一个实施方案，提供了使用用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物生产超吸收性聚合物膜的方法。
具体地，生产超吸收性聚合物膜的方法包括以下步骤：
通过将具有其中至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体、基于纤维素的增稠剂、保湿剂、聚合引发剂、多价金属盐和溶剂混合来制备用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物；
通过将用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物流延在基底上来形成单体组合物膜；
通过在对单体组合物膜进行拉伸的同时加热和/或照射光来形成含水的凝胶聚合物膜；以及
对含水的凝胶聚合物膜进行干燥。
在本发明中，如上所述，单体组合物膜由用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物溶液(其粘度被控制)通过溶液流延方法来生产，并进行聚合和干燥以生产膜型超吸收性聚合物。
特别地，在本发明中，可以通过在聚合步骤中向单体组合物膜施加拉力以对其进行拉伸来控制要生产的超吸收性聚合物膜的厚度和机械特性。
用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物的描述与上述相同。
同时，为了使多价金属盐均匀分散并抑制聚集，可以通过以下制备方法来制备单体组合物。
首先，将基于丙烯酸的单体与用于中和其的碱性材料和溶剂混合以制备基于丙烯酸的单体中和溶液。
接下来，向基于丙烯酸的单体中和溶液中添加上述基于纤维素的增稠剂并混合以制备增稠剂中和溶液。
增稠剂中和溶液的在25℃下的粘度可以为1,000mPa·秒或更大、1,500mPa·秒或更大、2,000mPa·秒或更大、或者3,000mPa·秒或更大，且20,000mPa·秒或更小、15,000mPa·秒或更小、10,000mPa·秒或更小、或者8,000mPa·秒或更小。增稠剂中和溶液的粘度可以如测量单体组合物的粘度中使用粘度计(例如TOKI的TV-22)在转子#1和1rpm转速的条件下测量。
当增稠剂中和溶液的粘度小于1000mPa·秒时，在随后引入和搅拌多价金属盐的过程期间不会强烈地施加分散剪切力，因此出现多价金属盐的聚集或其聚集体形成。因此，单体组合物无法均匀地流延，因此可能难以形成具有均匀厚度的单体组合物膜。此外，当增稠剂中和溶液的粘度超过20,000mPa·秒而过高时，在引入和分散原料方面存在困难，并且最终制备的单体组合物的粘度可能超过12,000mPa·秒，这不是优选的。
接下来，向满足以上粘度范围的增稠剂中和溶液中添加多价金属盐并混合。通过在将增稠剂中和溶液在与其他组分如交联剂和引发剂等混合之前与多价金属盐混合，多价金属盐可以更均匀地分散在组合物中，并且可以通过防止多价金属盐彼此聚集来改善分散稳定性，并且可以诱导之后要添加的其他原料的均匀分散。
将增稠剂中和溶液与多价金属盐混合的方法没有特别限制，但是可以通过如下将多价金属盐均匀地分散在增稠剂中和溶液中：使用高剪切混合器(例如VMA-Getzmann的CA溶解器或K&S公司的Homomixer-HM1QT等)以500rpm或更高、或者1,000rpm或更高、或者1,500rpm或更高，且5,000rpm或更低、或者4,000rpm或更低、或者3,000rpm或更低的速度混合5分钟或更长、或者10分钟或更长、或者20分钟或更长，且120分钟或更短、或者100分钟或更短、或者80分钟或更短、或者60分钟或更短、或者40分钟或更短时间。
在混合多价金属盐之后，添加所有剩余的组分例如交联剂、保湿剂、聚合引发剂和其他添加剂并混合，最后，制备满足在25℃下的粘度在100mPa·秒或更大，具体地100mPa·秒至12,000mPa·秒的范围内的单体组合物。
制备了单体组合物，然后将其流延在基底上以生产单体组合物膜，对其进行拉伸，并且同时，进行聚合以形成含水的凝胶聚合物膜。可以通过辊对辊过程连续地进行单体组合物的流延和聚合。特别地，当单体组合物中包含经改性的基于硅氧烷的表面活性剂时，单体组合物的施加可以更顺利，并因此，其可以更适用于在高速下进行的连续过程。
基底的材料没有特别限制，但优选使用向其容易施加单体组合物并且含水的凝胶聚合物膜在聚合之后容易与其分离的材料。
具体地，作为基底，可以使用其中至少一个表面经硅或氟疏水化处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，其通常用作离型膜。例如，基底可以为经基于硅氧烷的聚合物或聚四氟乙烯表面处理的PET膜。然而，基底的材料不限于此，并且可以根据单体组合物的组成和特性选择合适的基底。
例如，其中表面经疏水化处理的PET膜可以具有105°至110°的水接触角和在20mN/m至25mN/m的范围内的表面能。这样的经疏水化处理的PET膜不仅促进单体组合物膜的施加，而且促进在聚合之后生产的含水的凝胶聚合物膜的剥离，从而改善生产过程的便利性。特别地，当单体组合物中包含上述聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性剂时，与具有以上接触角和表面能特性的经疏水化处理的PET膜的亲和力更高，因此流延到均匀的厚度是可能的，并且即使在辊对辊连续过程中也可以形成均匀且薄的膜，从而进一步提高生产率。
另一方面，与将聚合物溶液流延之后去除溶剂的一般的聚合物溶液流延方法不同，在本发明中，将单体组合物施加在基底上，然后立即进行拉伸和聚合过程使得水含量不减少。
当单体组合物膜的水含量过低时，可能存在构成单体组合物的组分在聚合之前可能沉淀以及膜在聚合之后破碎的问题。因此，单体组合物膜的水含量优选满足30重量％至60重量％、30重量％至50重量％、或30重量％至45重量％的范围。
单体组合物膜的厚度可以根据超吸收性聚合物膜的期望厚度适当地调整。虽然单体组合物膜的厚度在聚合步骤期间几乎没有变化，但是在聚合之后使含水的凝胶聚合物膜干燥的过程期间，随着水含量降低，厚度可能减小约10％至约40％、或约15％至约35％。考虑到这一点，生产了具有适当厚度的单体组合物膜。
例如，单体组合物膜的厚度可以为0.8mm或更小、0.6mm或更小、或者0.5mm或更小，且0.001mm或更大、或者0.01mm或更大，但不限于此，并且可以根据单体组合物的组成、聚合和干燥步骤的具体条件、超吸收性聚合物膜的期望厚度等适当调整。
接下来，通过在纵向方向(MD方向)上对单体组合物膜进行拉伸的同时加热和/或照射光来进行聚合反应，从而形成含水的凝胶聚合物膜。如所描述的，当在聚合期间拉伸膜时，可以控制要生产的含水的凝胶聚合物膜的机械特性，例如柔性和强度等。
此时，施加至单体组合物膜的拉力可以为40N/m或更大、或者45N/m或更大、或者50N/m或更大、或者60N/m或更大，且100N/m或更小、或者90N/m或更小、或者80N/m或更小。当通过施加过高的拉力拉伸单体组合物膜时，可能存在单体组合物膜可能断裂或者厚度可能过薄的问题，而当拉力过低时，可能无法确保膜的机械特性，例如柔性、强度等。
可以根据单体组合物的组成适当地调整聚合期间的温度，但其优选为40℃、或50℃或更高用于使反应顺利进行。此外，当温度过高时，溶剂蒸发并且构成单体组合物的组分可能沉淀，因此聚合温度优选为90℃或更低、或者80℃或更低。
通过聚合步骤生产的含水的凝胶聚合物膜的水含量可以为约20重量％或更大、优选地25重量％或更大，且40重量％或更小、或者35重量％或更小。因此，使含水的凝胶聚合物膜干燥以生产最终的超吸收性聚合物膜。
干燥步骤的温度可以优选在80℃至150℃、或90℃至120℃的范围内。
此外，当在以上温度范围内进行干燥约5分钟至约30分钟时，可以获得水含量为15重量％或更小、或者12重量％或更小、或者10％重量或更小、或者9重量％或更小，且1重量％或更大、或者2重量％或更大、或者4重量％或更大、或者6重量％或更大的超吸收性聚合物膜。
超吸收性聚合物膜
根据本发明的一个实施方案，提供了超吸收性聚合物膜，相对于超吸收性聚合物膜的总重量，所述超吸收性聚合物膜包含0.1重量％至5重量％的多价金属盐。
超吸收性聚合物膜可以由上述用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物生产。具体地，超吸收性聚合物膜可以包含通过在交联剂、基于纤维素的增稠剂、保湿剂和多价金属盐的存在下使具有至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体聚合而获得的聚合物。
因此，多价金属盐可以均匀地分布在超吸收性聚合物膜的内部和外部(表面)。换言之，超吸收性聚合物膜可以包含多价金属盐，其中至少部分多价金属盐可以包含在超吸收性聚合物膜的表面上，并且剩余部分可以包含在超吸收性聚合物膜的内部。
生产超吸收性聚合物膜时使用的基于丙烯酸的单体、交联剂、基于纤维素的增稠剂、保湿剂和多价金属盐如上所述。此外，超吸收性聚合物膜可以通过上述生产方法生产。
包含在超吸收性聚合物膜中的多价金属盐的含量为0.05重量％至5重量％，例如0.1重量％或更大、0.15重量％或更大、0.2重量％或更大、或者0.25重量％或更大，且4重量％或更小、3重量％或更小、2重量％或更小、或者1.5重量％或更小。
超吸收性聚合物膜中的多价金属盐的含量可以由多价金属盐相对于用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物的固体内容物的投入量计算。例如，当多价金属盐以相对于单体组合物的总重量的0.5重量％的量使用，且固体内容物为50重量％时，所生产的超吸收性聚合物膜中的多价金属盐的含量被计算为0.25重量％。
由于本发明的超吸收性聚合物膜具有0.5mm或更小的厚度并且不需要任何单独的辅助剂，因此与现有的粉末型超吸收性聚合物相比，其可以实现更薄的吸收剂。优选地，超吸收性聚合物膜的厚度可以为0.5mm或更小、或者0.4mm或更小、或者0.3mm或更小、或者0.2mm或更小、或者0.1mm或更小，且0.001mm或更大、或者0.005mm或更大、或者0.01mm或更大、或者0.05mm或更大。
根据本发明生产的超吸收性聚合物膜在厚度薄的同时表现出优异的吸收性能。
具体地，超吸收性聚合物膜的初始吸收率可以为70秒或更小、60秒或更小、55秒或更小、或者47秒或更小，且10秒或更大、20秒或更大、或者30秒或更大。初始吸收率被定义为具有1重量％至15重量％的水含量、满足0.001mm至0.5mm的厚度范围、并且具有250cm2的面积的超吸收性聚合物膜吸收80ml的0.9重量％的氯化钠水溶液所花费的时间。
此外，如根据EDANA方法WSP 241.2测量的，超吸收性聚合物膜的离心保留容量(CRC)为20g/g或更大、25g/g或更大、31g/g或更大、或者34g/g或更大，并因此表现出优异的吸收特性。随着离心保留容量的值越高，离心保留容量就越优异。因此，不存在理论上限，但其可以为，例如50g/g或更小、或者48g/g或更小。
如根据EDANA方法WSP 270.2测量的，超吸收性聚合物膜的水溶性组分可以为45重量％或更少、40重量％或更少、或者39重量％或更少，且1重量％或更多，或者3重量％或更多。
在以下示例性实施方案中将具体说明测量超吸收性聚合物膜的初始吸收率、离心保留容量和水溶性组分的方法。
如所描述的，本发明的超吸收性聚合物膜具有优异的柔性和弹性以及吸收性，并且可以具有各种应用，例如尿布、电线和电缆等的防水增强材料；电解质吸收剂；阻燃剂；伤口保护剂；食品用保鲜剂；保水性土壤产品等。
超吸收性聚合物膜的形状没有特别限制，只要其厚度满足0.5mm或更小即可。即，超吸收性聚合物膜可以呈表面上无不规则性且具有恒定厚度的平坦膜的形式，或者可以在表面上具有图案以改善液体的流动性。在这方面，图案的形状没有特别限制，并且如有必要，可以通过不同地调整凹部和凸部的长度、宽度、深度等来形成图案。
在下文中，提供优选的示例性实施方案用于更好地理解本发明。然而，以下示例性实施方案仅用于说明本发明，本领域技术人员将理解，在本发明的范围和精神内，各种变化和修改是可能的，而且也明显的是，这些变化和修改属于所附权利要求的范围。
[实施例]
实施例1
将55g的丙烯酸、66.6g的45重量％的氢氧化钾(KOH)溶液和55g的水混合以制备其中70mol％的丙烯酸被中和的中和溶液。
向中和溶液中添加羟乙基纤维素(HEC，来自Ashland的Natrosol250HR)并混合以制备增稠剂中和溶液，随后，向增稠剂中和溶液中添加水合硫酸铝(Al2(SO4)3·H2O)，并使用VMA-Getzmann的CA溶解器以2000rpm的速度混合30分钟。
然后，向混合溶液中添加交联剂(聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)，MW＝400，Aldrich)、作为保湿剂的甘油、作为热聚合引发剂的过硫酸钠和作为光聚合引发剂的Irgacure 819以制备具有54重量％的固体内容物(TSC)的单体组合物。
在制备单体组合物期间，相对于单体组合物的100重量份的固体内容物，以0.45重量份的量添加HEC，并添加Al2(SO4)3·H2O使得无水硫酸铝的含量相对于单体组合物的总重量为0.5重量％(相对于单体组合物的100重量％的固体内容物为0.27重量％)。此外，相对于100份重量的丙烯酸，以40重量份的量添加甘油，相对于单体组合物的总重量，以1000ppm的量添加热聚合引发剂，并且以80ppm的量添加光聚合引发剂，以及以1000ppm的量添加交联剂。
使用TOKI粘度计(TV-22)，以1rpm、转子#1测量增稠剂中和溶液和最终制备的单体组合物的在25℃下的粘度。结果，确定增稠剂中和溶液的粘度为4610mPa·秒，单体组合物的粘度为720mPa·秒。
接着，将单体组合物流延在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)离型膜(Mitsubishi MRL膜)的其表面经基于硅氧烷的聚合物疏水化处理的一侧上，以形成厚度为0.13mm的单体组合物膜(水含量为30％)。使用逗号涂布机(间隙为500μm)进行流延，并且涂布辊的移动速度为0.3m/分钟。
然后，通过以370mJ/cm2照射UV光使单体组合物膜聚合以形成含水的凝胶聚合物膜。此时，在通过在MD方向上施加60N/m的拉力拉伸单体组合物膜的同时进行聚合。所生产的含水的凝胶聚合物膜的厚度为0.13mm，这表明与单体组合物相比无显著变化且其水含量为30重量％。
接着，将生产的含水的凝胶聚合物膜在110℃下干燥10分钟，并生产出水含量为10重量％、厚度为0.1mm、宽度为300mm、以及长度为400mm的矩形超吸收性聚合物膜(SAP膜)。
实施例2
以与实施例1中相同的方式生产超吸收性聚合物膜，不同之处在于在制备单体组合物期间，添加Al2(SO4)3·H2O使得无水硫酸铝的含量相对于单体组合物的总重量为1.0重量％(相对于单体组合物的100重量％的固体内容物为0.54重量％)。
实施例3
以与实施例1中相同的方式生产超吸收性聚合物膜，不同之处在于在制备单体组合物期间，添加Al2(SO4)3·H2O使得无水硫酸铝的含量相对于单体组合物的总重量为2.0重量％(相对于单体组合物的100重量％的固体内容物为1.08重量％)。
实施例4
以与实施例1中相同的方式生产超吸收性聚合物膜，不同之处在于以相对于单体组合物的总重量的0.5重量％(相对于单体组合物的100重量％的固体内容物为0.27重量％)的量使用作为多价金属盐的乙酸铝(Al(CH3COO)3)代替Al2(SO4)3·H2O。
比较例1
以与实施例1中相同的方式生产超吸收性聚合物膜，不同之处在于在制备单体组合物期间，没有添加Al2(SO4)3·H2O。
比较例2
参照日本专利特许公开第H08-73507号的实施例1，通过以下方法生产片型超吸收性聚合物。
制备包含36g的丙烯酸、37.3g的三乙醇胺、0.08g的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、18.3g的去离子水、0.1g的过硫酸钾、0.0025g的L-抗坏血酸(氧化/还原引发剂)、和0.92g的羟乙基纤维素的单体组合物(在总的单体中，丙烯酸三乙醇胺盐为约75重量％、丙烯酸为约25重量％、以及单体组合物中的单体浓度为约80重量％)，并添加Al2(SO4)3·H2O使得无水硫酸铝的含量相对于单体的总重量为0.34重量％(相对于单体组合物的100重量％的固体内容物为0.27重量％)，以制备添加有多价金属盐的单体组合物。
将添加有多价金属盐的单体组合物夹在两个特氟隆片之间，并在间距为0.1mm的条件下在80℃的热风干燥器中经受热聚合，以获得厚度为0.1mm的片型超吸收性聚合物。确定所制备的超吸收性聚合物的水含量为10重量％，而且在聚合之后没有进行单独的干燥过程。
实验例
在下文中，通过以下方法分别测量实施例和比较例的超吸收性聚合物膜的物理特性。
(1)超吸收性聚合物膜的厚度
使用Mitutoyo的膜厚度计在各超吸收性聚合物膜中的三个不同的任意位置处测量厚度，并计算其平均值。
(2)水含量
由各超吸收性聚合物膜的干燥之前的重量(a)和干燥之后的重量(b)计算水含量。此时，试样的干燥以这样的方式进行：在5分钟内使温度从室温(25℃)升高至150℃，然后在150℃下保持15分钟。
水含量(％)＝(a-b)/a*100
(3)离心保留容量(CRC，g/g)
根据EDANA方法WSP 241.2测量离心保留容量(CRC)。作为测量对象的实施例和比较例的各超吸收性聚合物膜的水含量如下表所述，并在不另外调整水含量的情况下测量离心保留容量。
详细地，将超吸收性聚合物膜切成具有0.08g至0.12g的重量(W0)，然后放入非织造织物制成的袋中，随后密封。然后，将该袋在室温下浸入0.9重量％的氯化钠水溶液(生理盐水)中。在30分钟之后，使用离心机以250G将袋脱水3分钟，然后测量袋的重量W2(g)。此外，在不使用聚合物的情况下进行相同的操作之后，测量该时间的重量W1(g)。使用各所获得的重量根据以下等式计算CRC(g/g)。
CRC(g/g)＝{[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-1
(4)水溶性组分(EC，重量％)
根据EDANA方法WSP 270.2测量水溶性组分(EC)。
详细地，将超吸收形聚合物膜切成具有1.0g的重量，并放入200g的0.9重量％的NaCl溶液中，在以500rpm搅拌下浸泡16小时，然后用滤纸过滤水溶液。将经过滤的溶液首先用0.1N苛性钠溶液进行滴定至pH10.0，并且用0.1N盐酸溶液进行反滴定至pH 2.7。由中和所需的量，将非交联聚合物材料计算为水溶性组分。
(5)初始吸收率
将超吸收性聚合物膜切成10cm*25cm的尺寸，并测量吸收80ml的NaCl(0.9％)溶液所花费的时间。作为测量对象的实施例和比较例的各超吸收性聚合物膜的水含量如下表所述，并在不另外调整水含量的情况下测量初始吸收率。
(6)总透光率(％)、黄度指数、雾度
使用COH-400(NIPPON DENSHOCU)设备测量对于可见光的总透光率、根据ASTMD1925标准的黄度指数、和雾度。
[表1]
*多价金属盐相对于单体组合物的100重量％的固体内容物的投入量
参照表1，确定实施例1至3的超吸收性聚合物膜表现出明显改善的初始吸收率，同时表现出等于或高于未添加硫酸铝的比较例1的离心保留容量的离心保留容量。比较例2的结果表明，通过现有的生产片型超吸收性聚合物的方法不可以实现根据本发明的生产方法的优异的吸收特性。

Claims (17)

1.一种用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，所述单体组合物包含具有其中至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体、交联剂、基于纤维素的增稠剂、保湿剂、聚合引发剂、多价金属盐和溶剂。
2.根据权利要求1所述的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，其中相对于从所述单体组合物中排除所述溶剂的100重量份的固体内容物，所述多价金属盐的含量为0.05重量份至5重量份。
3.根据权利要求1所述的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，其中所述多价金属盐为选自硫酸铝、氯化铝、聚氯化铝、乙酸铝、二硫酸铝钠和二硫酸铝钾中的一者或更多者。
4.根据权利要求1所述的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，其中在25℃下的粘度为100mPa·秒至12,000mPa·秒。
5.根据权利要求1所述的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，其中所述基于纤维素的增稠剂为选自纳米纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素钠中的一者或更多者。
6.根据权利要求1所述的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，其中所述保湿剂为选自以下中的一者或更多者：甘油；双甘油；乙二醇；丙二醇；丁二醇；山梨糖醇；聚乙二醇；聚甘油-3；聚甘油-6；聚甘油-10；聚甘油-10和具有3至18个碳原子的饱和脂肪酸的酯化合物；柠檬酸；柠檬酸三乙酯；柠檬酸甲酯；柠檬酸钠；和2-甲基柠檬酸三钠。
7.根据权利要求1所述的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，其中相对于从所述单体组合物中排除所述溶剂的100重量份的固体内容物，所述基于纤维素的增稠剂以0.01重量份至5重量份的量包含在内。
8.根据权利要求1所述的用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物，其中相对于100重量份的所述基于丙烯酸的单体，所述保湿剂以5重量份至70重量份的量包含在内。
9.一种生产超吸收性聚合物膜的方法，所述方法包括以下步骤：
通过将具有其中至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体、交联剂、基于纤维素的增稠剂、保湿剂、聚合引发剂、多价金属盐和溶剂混合来制备用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物；
通过将所述用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物流延在基底上来形成单体组合物膜；
通过在对所述单体组合物膜进行拉伸的同时加热和/或照射光来形成含水的凝胶聚合物膜；以及
对所述含水的凝胶聚合物膜进行干燥。
10.根据权利要求9所述的生产超吸收性聚合物膜的方法，其中制备所述用于生产超吸收性聚合物膜的单体组合物的步骤包括以下步骤：
通过将所述基于丙烯酸的单体、碱性材料和溶剂混合来制备基于丙烯酸的单体中和溶液；
通过向所述基于丙烯酸的单体中和溶液中添加所述基于纤维素的增稠剂并混合来制备增稠剂中和溶液；
向所述增稠剂中和溶液中添加所述多价金属盐并混合；以及
向混合有所述多价金属盐的所述增稠剂中和溶液中添加所述交联剂、所述保湿剂和所述聚合引发剂并混合。
11.根据权利要求10所述的生产超吸收性聚合物膜的方法，其中所述增稠剂中和溶液的在25℃下的粘度为1,000mPa·秒至20,000mPa·秒。
12.根据权利要求9所述的生产超吸收性聚合物膜的方法，其中在形成所述含水的凝胶聚合物膜的步骤中，施加至所述单体组合物膜的拉力为40N/m至100N/m。
13.根据权利要求9所述的生产超吸收性聚合物膜的方法，其中形成所述含水的凝胶聚合物膜的步骤的温度为40℃至90℃，以及干燥步骤的温度为80℃至150℃。
14.一种超吸收性聚合物膜，相对于所述超吸收性聚合物膜的总重量，所述超吸收性聚合物膜包含0.05重量％至5重量％的多价金属盐。
15.根据权利要求14所述的超吸收性聚合物膜，其中所述超吸收性聚合物膜的初始吸收率为10秒至70秒，所述初始吸收率被定义为具有1重量％至15重量％的水含量；0.001mm至0.5mm的厚度；和250cm2的面积的所述超吸收性聚合物膜吸收80ml的0.9重量％的氯化钠水溶液所花费的时间。
16.根据权利要求14所述的超吸收性聚合物膜，其中按照根据EDANA方法WSP 241.2测量的，离心保留容量为20g/g至50g/g。
17.根据权利要求14所述的超吸收性聚合物膜，其中按照根据EDANA WSP方法270.2测量的，水溶性组分为1重量％至45重量％或更小。
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