CN1878578A - 具有缓慢吸收时间的超吸收性聚合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及亲水性超吸收性聚合物，其包含a)约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体；b)约0.001～约5.0重量％的内交联剂；c)约0.001～约5.0重量％的施加于颗粒表面的表面交联剂；和d)其中，所述组合物具有大于约20％的中和度，以及在约75℃或更低的温度下，将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，和将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和。该亲水的超吸收性聚合物的吸收时间为约5+10a2分钟或更长，其中a是所述超吸收性材料以毫米计的平均粒径，容量为约15g/g或更大，液滴渗透值为约2秒或更短，和a1/2漂浮饱和度为约50％或更小。

Description

具有缓慢吸收时间的超吸收性聚合物
发明领域
本发明涉及可吸收水、含水液体和血液的超吸收性聚合物，其中本发明的所述超吸收性聚合物具有改善的特性，特别地具有更缓慢的吸收时间，并同时保持满意的流体保留特性。本发明还涉及这些超吸收性聚合物的制备以及它们作为吸收剂在卫生制品中和在工业领域中的用途。
发明背景
超吸收剂是指能够在含有于水中的0.9重量％氯化钠溶液的水溶液中吸收至少约10倍于自身重量和至多约30倍自身重量的可水溶胀的、不溶于水的有机或无机材料。按照超吸收剂的一般定义，超吸收性聚合物是能够吸收大量的含水液体和体液如尿或血液并溶胀和形成水凝胶以及能够在一定压力下将其保持的交联聚合物。
目前可商业得到的所述超吸收性聚合物是交联聚丙烯酸或交联淀粉-丙烯酸接枝聚合物，其中用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中和部分羧基。作为这些特性的结果，主要将这些聚合物用于加入卫生制品如婴儿尿布、失禁制品或卫生巾中。
为了健康、舒适和美观的原因以及从环境方面来看，存在使得卫生制品更小和更薄的日益增长的趋势。这可通过降低这些制品中的高容量绒毛纤维的含量来实现。为了在所述卫生制品中确保恒定的体液总保留能力，目前在这些卫生制品中使用了更大含量的超吸收性聚合物。因此，超吸收性聚合物必须具有提高的渗透特性，并同时保持其他特性如足够的吸收性和保留性。
特别地，凝胶阻塞是可能与在吸收性制品如尿布中使用超吸收性聚合物有关的公知问题。当体液进入吸收性制品处周围的所述超吸收性聚合物颗粒快速溶胀而导致SAP-绒毛基质中的间隙和孔隙关闭时，会发生凝胶阻塞。由于通过扩散穿过溶胀水凝胶的液体传输比穿过所述间隙的传输慢得多，因而在流体进入区域中会发生密封效应。该效应被称为凝胶阻塞。
穿过溶胀超吸收性聚合物颗粒的液体传输本身遵循扩散定律，并且是非常缓慢的过程，该过程对在卫生制品使用状态中的液体分配不起任何作用。在由于缺乏凝胶稳定性而不能保持开放床式结构以影响毛细传输作用的超吸收性聚合物中，已经通过向纤维基质中嵌入超吸收性聚合物而确保所述颗粒彼此之间的分离。
对于被称作下一代的尿布结构，在所述吸收剂层中存在较少的纤维材料或根本不存在纤维材料以有助于传输液体或维持开放的流体可渗透结构。这些下一代尿布结构的所述超吸收性聚合物在溶胀状态下必须具有足够高的稳定性，通常称为凝胶强度，因此所述溶胀凝胶具有足够量的毛细管空间，液体可以穿过这些空间进行传输。
为了得到具有高凝胶强度的超吸收性聚合物，可增大所述聚合物的交联度，但这必然会导致溶胀性和保留能力的降低。为了获得在具有低纤维含量的极薄的下一代制品中所需的提高的渗透性，现有技术已教导可将共价交联的量增大到高水平，使得所述超吸收性聚合物的吸收性和保留值降低到不希望的低水平上。
已发现通过使得超吸收剂具有更慢的溶胀速率，在薄的、低纤维的下一代制品中流体传输和渗透性可通过避免在体液进入吸收性制品处周围的所述超吸收性聚合物颗粒的快速膨胀而得以维持，所述快速膨胀会在SAP-绒毛基质中导致所述间隙和孔隙的关闭，即凝胶阻塞。因此，可以在不依赖于过度交联所述超吸收性聚合物的情况下避免凝胶阻塞，从而实现渗透性能。本领域已知的具有低吸收速率的超吸收性聚合物通过疏水处理或延缓吸收的涂层而实现其降低的溶胀速率。疏水性是不希望的，因为其会降低本体聚合物的毛细传输能力以及会阻止SAP的湿润。在吸收性制品中缓慢溶解涂层(例如具有明胶)可增大所述流体的粘度，因为它们会溶解并妨碍流体传输。
因此，本发明的目的是提供吸收聚合物组合物，通过在不引入疏水性或使用性能妨碍涂层的情况下限制所述聚合物的吸收速率，即使当增大基于所述吸收性结构的所述超吸收性聚合物的重量百分数时，所述组合物也可显示出优异特性如维持高液体渗透性、亲水性和液体保留的能力。
发明简述
本发明涉及亲水性超吸收性聚合物，其包含a)约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体；b)约0.001～约5.0重量％的内交联剂；c)约0.001～约5.0重量％的施加于颗粒表面的表面交联剂；和d)其中，所述组合物具有大于约20％的中和度，以及在约75℃或更低的温度下，将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，和将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和。
本发明还涉及具有以下性质的超吸收性聚合物：吸收时间(AbsorptionTime)为约5+10a2分钟或更长，其中a是所述超吸收性材料以毫米计的平均粒径，通过FAUZL测试确定的容量为约15g/g或更大，液滴渗透值(DropPenetration Value)为约2秒或更短，和a1/2漂浮饱和度(Float Saturation)为约50％或更小。
本发明还涉及超吸收性聚合物，其包含a)约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体；b)约0.001～约5.0重量％的内交联剂；c)约0.001～约5.0重量％的施加于颗粒表面的表面交联剂；和d)其中，所述包含不饱和酸基团的单体具有大于约25％的中和度，以及将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，和将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和；所述超吸收性聚合物的吸收时间为约5+10a2分钟或更长，其中a是所述超吸收性材料以毫米计的平均粒径，通过FAUZL测试确定的容量为约15g/g或更大，液滴渗透值为约2秒或更短，和a1/2漂浮饱和度为约50％或更小。
附图简述
图1是用于确定超吸收性材料的零载荷下溢出吸收(FAUZL)值的装置示意图。
图2是示于图1中的确定零载荷下溢出吸收(FAUZL)值的装置沿剖面线B-B的一部分的横截面视图。
图3是示于图1中的确定零载荷下溢出吸收(FAUZL)值的装置沿剖面线A-A的一部分的横截面视图。
图4是用于确定超吸收性材料的凝胶床渗透性(GBP)值的装置示意图。
图5是沿图4的线12～12的活塞头的横截面视图。
优选实施方式的描述
合适的超吸收性聚合物可选自天然的、生物可降解的、合成的和改性的天然聚合物和材料。涉及所述超吸收性聚合物的术语“交联的”是指有效地使得正常水溶性材料基本上不溶于水但可溶胀的任何方式。所述交联方式包括例如物理缠结、晶态畴、共价键、离子配合和缔合、亲水缔合如氢键键合、疏水缔合或范德华力。超吸收性聚合物包括内部交联和表面交联。
本发明的一个实施方式涉及亲水的超吸收性聚合物，其包含a)约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体；b)约0.001～约5.0重量％的内交联剂；c)约0.001～约5.0重量％的施加于颗粒表面的表面交联剂；和d)其中，所述组合物具有大于约20％的中和度，以及在约75℃或更低的温度下，将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，以及将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和。
本发明的另一个实施方式，所述超吸收性聚合物是交联聚合物，其中所述超吸收性聚合物的吸收时间为约5+10a2分钟或更长，其中a是所述超吸收性材料以毫米计的平均粒径，液体容量为约15g/g或更大，液滴渗透值为约2秒或更短，和a1/2漂浮饱和度为约50％或更小。优选地，所述超吸收性聚合物显示出约20g/g或更大的FAUZL液体容量，以及20×10-9cm2或更大的凝胶床渗透性。一个优选实施方式是液体容量为约25～约36g/g以及凝胶床渗透性为约5～92×10-9cm2的超吸收性聚合物。
在本发明的另一个实施方式中，所述超吸收性聚合物是交联聚合物，其包含a)约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体；b)约0.001～约5.0重量％的内交联剂；c)约0.001～约5.0重量％的施加于颗粒表面的表面交联剂；和d)其中所述组合物具有大于约20％的中和度，以及将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，和将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和；其吸收时间为约5+10a2分钟或更长，其中a是所述超吸收性聚合物以毫米计的平均粒径，通过FAUZL测试确定的容量为约15g/g或更大，液滴渗透值为约2秒或更短，和a1/2漂浮饱和度为约50％或更小。
通过将约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体初始聚合而得到本发明的所述超吸收性聚合物。合适的单体包括那些包含羧基的单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸，或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％的所述酸基团是羧基。所述酸基团被中和至至少约25mol％，优选25mol％～80mol％的程度，即所述酸基团以盐的形式而存在。优选的是在内交联剂的存在下得到通过丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合而得到的聚合物，该聚合物的羧基被中和至50～80mol％的程度。
本发明涉及已通过2步法中和的超吸收性聚合物，其中将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，以及将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和，以使得总中和度为至少约25mol％、优选50～80mol％的程度。在本发明中，在约75℃或更低、优选约50℃或更低的温度下进行中和。
所述第一中和剂是除了多价金属氢氧化物外的一价氢氧化物、氨、碳酸盐、碳酸氢盐或本领域中公知的其他标准中和剂。所述第一中和剂也可以是上述试剂的混合物。优选一价金属氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾，和碳酸盐如碳酸钠或碳酸镁。所述第二中和剂是多价金属氢氧化物如氢氧化钙和氢氧化镁。可将所述第一中和剂和第二中和剂连续地或同时加入到所述单体溶液中。最优选所述第一中和剂是氢氧化钠和所述第二中和剂是氢氧化钙或氢氧化镁。另外优选通过所述第一中和剂实现至少25％、更优选至少40％的中和作用。
可用于制备根据本发明的所述吸收性聚合物的其他单体是0～40重量％的可与a)共聚的烯键式不饱和单体，该单体例如为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基烷基酯、乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺或丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵。大于40重量％的这些单体会损害所述聚合物的溶胀性能。
所述内交联剂具有至少两个烯键式不饱和双键或一个烯键式不饱和双键以及对所述包含可聚合的不饱和酸基团的单体的酸基团呈反应性的一个官能团或者对可用作所述内交联组分并存在于所述包含可聚合的不饱和酸基团的单体聚合期间的组分的酸基团呈反应性的多个官能团。
内交联剂的实例包括脂族不饱和酰胺，如亚甲基双丙烯酰胺或亚甲基双甲基丙烯酰胺或亚乙基双丙烯酰胺；以及多元醇或烷氧基化的多元醇与烯键式不饱和酸的脂族酯，如丁二醇或乙二醇、聚乙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；优选以1～30mol环氧烷烷氧基化的、更优选乙氧基化的三羟甲基丙烷的二-和三丙烯酸酯；丙三醇和季戊四醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯及以优选1～30mol的环氧乙烷乙氧基化的丙三醇和季戊四醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；烯丙基化合物，如(甲基)丙烯酸烯丙酯、与优选1～30mol的环氧乙烷反应的烷氧基化的(甲基)丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、多聚烯丙基酯、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；以及能够交联的其他单体，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，及由其衍生的醚。也可以使用离子交联剂如多价金属盐。也可以使用提及的所述交联剂的混合物。基于所述包含可聚合的不饱和酸基团的单体的总量，所述内交联剂的含量为约0.01～约5重量％，优选为约0.1～约3.0重量％。
将常用引发剂如偶氮或过氧化合物、氧化还原体系或UV引发剂、(光敏剂)、和/或辐射用于引发所述自由基聚合反应。
所述吸收性聚合物在聚合后进行表面交联。表面交联是相对于所述颗粒内部的交联密度而言提高所述超吸收剂颗粒表面附近的所述聚合物基质的交联密度的任何方法。通常通过加入表面交联剂使得所述吸收性聚合物表面交联。优选的表面交联剂包括具有一个或多个官能团的化学品，所述官能团对所述聚合物链的侧基呈反应性，所述侧基典型地为所述酸基团。基于所述干燥聚合物的重量，所述表面交联剂的含量为约0.01～约5重量％，优选为约0.1～约3.0重量％。在加入所述表面交联剂后优选进行加热步骤。
通常地，本发明包括用碳酸亚烃酯涂覆所述颗粒状超吸收性聚合物，然后通过加热以进行表面交联，从而改善所述表面交联密度和凝胶强度特性。更具体地，通过将所述聚合物与所述碳酸亚烃酯表面交联剂的含水醇溶液进行混合而将表面交联剂涂覆到所述颗粒上。醇用量由所述碳酸亚烃酯的溶解度决定并因为例如防止爆炸的技术原因将该用量尽可能地保持低水平。合适的醇是甲醇、乙醇、丁醇或丁基乙二醇以及这些醇的混合物。优选的溶剂是水，相对于颗粒状超吸收性聚合物，水的典型用量为0.3～5.0重量％。在一些情况下，将所述碳酸亚烃酯表面交联剂在不存在任何醇的条件下溶于水中。也可以施用源自例如与无机载体材料(如SiO2)的粉末混合物的所述碳酸亚烃酯表面交联剂，或通过所述碳酸亚烃酯的升华以气态施用。
为了得到所希望的表面交联特性，必须将所述碳酸亚烃酯均匀分布在所述颗粒状超吸收性聚合物上。为此，在适当的混合器如流化床混合器、叶片式混合器、轧辊或双螺杆混合器中进行混合。也可以在所述颗粒状超吸收性聚合物生产中的一个工艺步骤中涂覆所述特定超吸收性聚合物。用于该目的的一种特别合适的方法是反相悬浮聚合法。
如下在所述涂覆处理后进行热处理。通常地，于100～300℃进行所述热处理。然而，如果使用所述优选的碳酸亚烃酯，则于150～250℃进行所述热处理。所述处理温度取决于碳酸亚烃酯的停留时间和种类。在150℃的温度下，将所述热处理进行1小时或更长。另一方面，在250℃的温度下，数分钟(例如0.5～5分钟)足以充分获得所希望的表面交联特性。可以在传统干燥器、烘箱、流化床干燥器、双螺杆反应器等中进行所述热处理。
虽然然后作为超吸收性聚合物的物理形态的实例使用颗粒，但是本发明并不限于该形态，并可适用于其他形态如纤维、泡沫、膜、珠状物、棒状物等。
基于所述混合物的重量，根据本发明的所述吸收性聚合物可以在聚合物的表面上包含0～约5重量％的多价金属盐。所述多价金属盐优选是水溶性的。优选的金属阳离子的实例包括Al、Fe、Zr、Mg和Zn的阳离子。优选地，所述金属阳离子具有至少为+3的化合价，其中最优选Al。在所述多价金属盐中的优选阴离子的实例包括卤化物离子、氯水合物离子、硫酸盐离子、硝酸盐离子和乙酸盐离子，优选氯化物离子、硫酸盐离子、氯水合物离子和乙酸盐离子，更优选氯水合物离子和硫酸盐离子，最优选硫酸盐离子。硫酸铝是最优选的多价金属盐并且可容易地商业购得。硫酸铝的优选形态是水合硫酸铝，优选具有12～14个水合水的硫酸铝。可以使用多价金属盐的混合物。
适当地通过干燥混合或优选在溶液中使用本领域技术人员公知的方式将所述聚合物与多价金属盐进行混合。优选水溶液。对于干燥混合，粘合剂的用量使得足以确保维持所述盐和所述超吸收性聚合物的基本均匀混合物。所述粘合剂可以为水或沸点至少为150℃的非挥发性有机化合物。所述粘合剂的实例包括水、多元醇如丙二醇、丙三醇和聚(乙二醇)。
根据本发明的所述吸收性聚合物可以包含可达约0.01～约5重量％的水不溶性无机粉末。所述不溶性无机粉末的实例包括二氧化硅、硅酸、硅酸盐、二氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、滑石、磷酸钙、粘土、硅藻土、沸石、斑脱土、高岭土、水滑石、活性粘土等。所述不溶性无机粉末添加剂可以为单一化合物或为选自上述列举的化合物的混合物。在所有这些实例中，优选细微的非晶体二氧化硅或氧化铝。此外，所述无机粉末的优选粒径为1,000μm或更小，更优选为100μm或更小。
根据本发明的所述超吸收性聚合物还可以包括向所述聚合物颗粒表面加入0～约5重量％的表面活性剂。优选在所述表面交联步骤之前立即、期间或之后立即加入所述表面活性剂。
所述表面活性剂的实例包括阴离子、非离子、阳离子和两性表面活性剂，如脂肪酸盐、椰油胺和酰胺及其盐、烷基硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、硫代-琥珀酸二烷基酯、磷酸烷基酯盐和聚氧乙烯烷基硫酸盐；聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、脂肪酸酯和环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚合物；烷基胺盐、季铵盐；和月桂基二甲基胺氧化物。然而，并非必需限定所述表面活性剂为上述那些表面活性剂。所述表面活性剂可单独使用或组合使用。
所述超吸收性聚合物还可以包含0～约30重量％的水溶性聚合物，例如部分水解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、聚乙二醇或聚丙烯酸，优选为聚合于其中(polymerized-in)的形式。这些聚合物的分子量并非关键，只要它们为水溶性的即可。优选的所述水溶性聚合物是淀粉和聚乙烯醇。基于组分a)～d)的总量，所述水溶性聚合物在根据本发明的吸收性聚合物中的优选含量为0～30重量％，优选为0～5重量％。所述水溶性聚合物、优选合成聚合物如聚乙烯醇也可充当用于待聚合单体的接枝基体。
有时希望使用在表面改性期间发挥多种作用的表面添加剂。例如，单一添加剂可以为表面活性剂、粘度改进剂，以及进行反应以使聚合物链交联。
所述超吸收性聚合物还可以包含0～约2.0重量％的除尘剂，例如亲水的和疏水的除尘剂，例如也可将U.S.专利6,090,875和5,994,440中描述的那些用于本发明的方法中。
可任选使用根据本发明的所述超吸收性聚合物的其他添加剂，如气味结合物质，如环糊精、沸石、无机或有机盐和类似材料；抗结块添加剂、流动改进剂等。
优选通过两种方法来制备根据本发明的所述聚合物。可通过上述已知方法，以大规模的工业方式连续或间歇地制备所述聚合物，相应地进行根据本发明的后交联。
根据所述第一个方法，通过在交联剂和非必要的其他组分存在下于水溶液中进行自由基聚合将所述部分中和的单体、优选丙烯酸转化为凝胶，以及将所述凝胶进行粉碎、干燥、研磨和筛分至希望的粒径。该溶液聚合可连续或间歇地进行。
也可将反相悬浮聚合和乳液聚合用于制备根据本发明的制品。根据这些方法，在保护胶体和/或乳化剂的帮助下将单体、优选丙烯酸的部分中和的水溶液分散在疏水有机溶剂中，以及通过自由基引发剂引发所述聚合反应。将所述内交联剂溶于所述单体溶液中并与其一起计量加入，或者将所述内交联剂在所述聚合反应期间单独地和任选地加入。通过所述单体溶液或通过直接引入到油相中，任选地加入作为所述接枝基体的水溶性聚合物d)。然后将水从所述混合物中共沸移出，以及滤出所述聚合物并任选干燥。可以通过将溶于所述单体溶液中的多官能交联剂聚合于其中和/或通过在聚合步骤期间将适当交联剂与所述聚合物的官能团反应而进行内部交联。
在一个实施方式中，以离散颗粒的形态使用所述超吸收性聚合物。所述超吸收性聚合物颗粒可以为任何适当的形状，如螺旋或半螺旋、立方体、棒状、多面体等。这里也可考虑使用具有大的最大尺寸/最小尺寸比的颗粒形状，如针状、片状或纤维。也可以使用超吸收性聚合物颗粒的聚集体。
实施例
通过下面实施例进一步解释本发明，并不能以任何方式认为所述实施例是对本发明范围的限制。相反，可以清楚地理解存在多种其他实施方式、改性和其等价，在阅读本文的说明后，这些其它实施方式、变换方案和其等价方案在不脱离本发明的精神和/或附加权利要求的情况下对本领域技术人员而言是显见的。
实施例1
在恒定冷却以保持低于40℃的温度下，将在28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至60摩尔％的程度，并用氢氧化钙中和另外10摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应结束后(约30分钟)，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
然后，用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
实施例2
在恒定冷却以保持低于40℃的温度下，将28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至50摩尔％的程度，并用氢氧化钙中和另外20摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧气后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应(约30分钟)结束后，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
然后，用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
实施例3
在恒定冷却以保持低于40℃的温度下，将28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至30摩尔％的程度，并用氢氧化钙中和另外40摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧气后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应结束后(约30分钟)，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
然后，用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
实施例4
在恒定冷却以保持低于40℃的温度下，将28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至40摩尔％的程度，并用氢氧化镁中和另外30摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧气后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应(约30分钟)结束后，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
然后，用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
实施例5
在恒定冷却以保持低于40℃的温度下，将28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至30摩尔％的程度，并用氢氧化钙中和另外40摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧气后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应(约30分钟)结束后，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
然后，用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
将所述颗粒进一步筛分到粒径为150～300微米。
实施例6
在恒定冷却以保持温度低于40℃下，将28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至55摩尔％的程度，并用氢氧化钙中和另外15摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧气后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应(约30分钟)结束后，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
实施例7
在恒定冷却以保持温度低于40℃下，将28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至50摩尔％的程度，并用氢氧化镁中和另外20摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧气后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应(约30分钟)结束后，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
实施例8
在恒定冷却以保持温度低于40℃下，将28重量％丙烯酸的水溶液用氢氧化钠中和至65摩尔％的程度，并用氢氧化钙中和另外5摩尔％。向所述部分中和的丙烯酸溶液中加入0.24重量％的聚乙二醇(300)二丙烯酸酯和0.3重量％的烯丙氧基聚乙二醇-丙烯酸酯。在冷却到5℃并用氮气脱去氧气后，通过加入10ppm抗坏血酸、100ppm 2，2’-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、70ppm过氧化氢和300ppm过硫酸钠，用标准自由基链聚合工艺使所述混合物进行聚合。
在所述聚合反应(约30分钟)结束后，将所得的胶状块切成小块并通过具有10mm孔的模具进行挤压。然后将所述胶粒在强制空气烘箱中于150℃下干燥120分钟，30分钟后相对于所述聚合物反转空气流方向180°。将所述干燥的聚合物用Retsch针磨机进行研磨并将其筛分到粒径为150～850微米。
用包含7.7重量％碳酸亚乙酯、30.8重量％水和61.5重量％丙酮的6.5重量％的溶液均匀涂覆所述基础聚合物。然后将所述被涂覆的聚合物加热到180℃持续25分钟。
表1概括了这些材料和其他超吸收性材料的材料特性。
                                                                    表1
  实施例编号 平衡FAUZL容量(g/g) 平均粒径(mm) 计算的5+10a2(分钟) 计算的7+10a2(分钟) 计算的10+10a2(分钟) 测量的吸收时间(分钟) 液滴渗透值(秒) 凝胶床渗透性(×10-9cm2) 1/2漂浮饱和度(％)
  1   30.5   0.50     7.5     9.5     12.5     12.5     ＜1     22     0
  2   29.5   0.46     7.1     9.1     12.1     47     ＜1     36     0
  3   25.0   0.42     6.8     8.8     11.8     96.5     ＜1     14     0
  4   34.8   0.73     10.3     12.3     15.3     32.5     ＜1     5     0
  5   25.5   0.23     5.5     7.5     10.5     79.4     ＜1     -     0
  6   31.0   0.47     7.2     9.2     12.2     30     ＜1     45     0
  7   29.3   0.43     6.8     8.8     11.8     8     ＜1     18     0
  8   36.0   0.47     7.2     9.2     12.2     8     ＜1     92     0
*在上述表中的干燥漂浮表示当所述超吸收剂颗粒处于干燥未溶胀状态时漂浮在盐水上的颗粒百分比。
测试方法
所述方法用于进行所述盐水滴渗透测试、所述凝胶床渗透性(GBP)测试、所述漂浮性测试、所述平均粒径测试和所述零负载下溢出吸收性(FAUZL)测试。除非另有说明，在下述所有测试方法中使用的所述测试流体是0.9重量％氯化钠水溶液，如可从Ricca Chemical Company(Arlington、Texas)得到的。除非另有说明，在约70华氏度和10-60％相对湿度下进行所有测试。
盐水滴渗透测试
设计该测试以使用盐水液滴来评价SAP/绒毛吸收剂复合物的疏水性。所述SAP/绒毛比为50/50，具有500gsm的基重和0.2g/cc的密度。通过将所述样品在密闭容器中于150℃下烘焙120分钟而加速疏水性形成。使用移液管将每滴为约0.05g的10滴盐水放置到所述样品的不同部位上，并测量每滴进入所述样品的渗透时间。独立地测量每滴的渗透时间。当液滴接触到所述复合物时，每滴的所述时间开始。记录10滴中最长的单独渗透时间作为所述液滴渗透时间。
在150℃下烘焙120分钟相当于在环境条件下至少数月的实验室老化。零负载下的溢出吸收(FAUZL)
设计该测试用于测量颗粒状超吸收性聚合物(SAP)的盐水吸收速率。该测试测量当在0.01psi(0.069kPa)的确定公称压力下其被限制处于5.07cm2面积中时0.160g干燥超吸收性聚合物所吸收的盐水量，作为时间的函数。从所得的吸收作用对时间的数据，确定达到60％的所述平衡吸收容量的吸收时间。
所述测试使用精确到0.001g的电子天平(200g的最小容量)；圆筒组，其包括：在筒底附着有100目不锈钢网的1英寸(25.4mm)内径塑料圆筒120；和具有0.995英寸(25.27mm)直径的4.4g塑料活塞盘122。所述活塞盘直径比所述圆筒内径小0.005英寸(0.13mm)。见图2。另外，0.9重量％氯化钠水溶液；盐水池126；能够以一秒的间隔读取120分钟的计时器140；和称量纸(见图1)。
如图2和3中所示，将敲击装置(tapping device)放置在所述样品上方以在所述支承活塞盘上提供稳定的敲击。该敲击驱除了围绕所述超吸收剂的任何夹带空气，并确保液体润湿所述超吸收性材料的表面。在该装置中，马达128使轴进行旋转，该轴沿着上下冲程驱动棒130。如在图2中所示，在所述棒的下端是直径为13mm的橡胶底座132。所述轴冲程为3cm，以及其每0.7秒完成整个上和下冲程循环。所述活塞盘在冲击时施加到所述SAP上的最大压力为0.16psi(1.1kPa)。
参考图1，固定装置134具有允许从所述样品中抽空隙间液体的真空端口136。所述端口可容纳所述圆筒组的基底。当将包含所述样品的所述圆筒组放置在所述固定装置上时，自由液体被从所述超吸收剂颗粒之间除去。合适的泵138对所述样品施加-13.5psig(93.1kPa)或更小的真空压力。
图1显示了所述整个测试装置。应注意到适当地使用电子计时器140以控制所述敲击和真空装置的持续时间。在该装置中，所述敲击装置也安置在允许在多个样品之间进行移动的滑道142上。
步骤
1.在预涂焦油的称量纸上称量0.160g(±0.001g)超吸收剂。所述粒径分布是该超吸收性材料的“原样得到的”粒径分布。
2.将所述超吸收性材料缓慢地倾倒入具有100目底部的所述圆筒中。因为颗粒会发生粘附，应避免SAP的颗粒接触所述圆筒的侧面。轻轻敲击所述圆筒直到所述SAP的颗粒均匀分布在所述网上。
3.将所述塑料活塞放置在所述圆筒中。称量该圆筒组并记录所述重量作为“圆筒组超吸收性材料量”。
4.用血库盐水填充所述盐水盆到1cm的高度。
5.将所述圆筒组放置在所述盐水盆中，其正好低于所述敲击装置的轴并启动所述计时器。启动和操作所述敲击装置以敲击达8秒循环。
6.在将所述圆筒放置于所述盆中后1分钟，移出所述圆筒，停止所述计时器，并将所述圆筒放于所述真空平台上，如图3中所示。施加-13.5psig(93.1kPa)的真空达6秒钟。
7.称量所述圆筒组并记录所述重量。
8.将所述圆筒组返回到所述盆中低于所述敲击装置，并再次启动所述计时器。注意在步骤6中从所述盐水中移出所述圆筒组到在步骤8中将所述圆筒组再引至所述盐水之间的时间不应超过30秒。重复进行浸泡、移出、真空和称重的初始顺序以在累积吸收时间为1、5、10、15、30、45、60、75、90和120分钟时汇集和记录数据。
9.将步骤1～8中描述的方法总共实施三次。
结果和分析
计算每克超吸收性聚合物吸收的盐水克数，并作为累积吸收时间的函数作图。
确定所述SAP的最终平衡吸收容量：如果在90和120分钟时得到的所述SAP的平均容量(三次测试的平均值)的变化小于5％，则然后使用在120分钟时的所述容量作为平衡容量FAUZL。如果所述平均容量存在大于5％的变化，则需要重复进行所述样品测试，并需要包括在累积吸收时间为200分钟时的附加采样。对于该后种情况，则使用在200分钟时的所述容量作为平衡容量FAUZL。
确定达到60％的所述平衡吸收容量的插值时间。这通过计算所述平衡值的60％时的容量、然后从所述曲线中估计达到该容量的相应时间而实现。通过使用接近所述估计时间的两侧的数据点来进行线性插值而获得达到60％容量(通过该方法)的所述插值时间。
计算达到所述平衡容量的60％的所述算术平均插值时间(三次测试的平均值)。该平均值称为“吸收时间”。
凝胶床渗透性(GBP)
用于进行GBP测试的合适活塞/圆筒装置示于图4和5中。参考图4，装置228由圆筒234和通常标示为236的活塞组成。如图4中所示，活塞236由具有同轴圆柱孔240的圆柱形LEANS轴238组成，所述孔240向下钻过所述轴的纵轴。轴238的两端均进行过机械加工，以提供末端242和246。将标示为248的砝码放置在末端242上，并具有钻过其中心的圆柱形孔248a。插在另一端246上的是环形活塞头250。设计活塞头250的尺寸使得在圆筒234中垂直移动。如图5中所示，活塞头250具有分别包含7个和14个约0.375英寸(0.95cm)圆柱形孔的内部和外部同心环，通常用箭头260和254表示。在每个同心环中的所述孔从上而下钻过活塞头250。活塞头250还具有在其中心钻过以接受轴238的末端246的圆柱形孔262。
附着到圆筒234底端的是在附着之前被双轴拉伸到绷紧的No.400目不锈钢布筛266。附着到活塞头250底端的是在附着之前被双轴拉伸到绷紧的No.400目不锈钢布筛264。将标示为268的超吸收性材料样品支撑在网266上。
由透明LEXAN棒或等效物钻凿圆筒234，并且内径为6.00cm(面积＝28.27cm2)，壁厚为约0.5cm和高度为约5.0cm。活塞头250是从LEXAN棒机械加工出来的。该活塞头的高度为约0.625英寸(1.59cm)和设计其直径尺寸使得其在圆筒234中以最小壁间隙装配但仍能自由滑动。在所述活塞头250中心的孔262具有用于轴238末端246的带螺纹的0.625英寸(1.59cm)的开口(18个螺纹线/英寸)。轴238是从LEXAN棒机械机械加工出来的并具有0.875英寸(2.22cm)的外径和0.250英寸(0.64cm)的外径。末端146约为0.5英寸(1.27cm)长并被车螺纹以匹配活塞头250上的孔262。末端242约为1英寸(2.54cm)长并且直径为0.623英寸(1.58cm)，形成环状轴肩以支撑不锈钢砝码248。环状不锈钢砝码248的内径为0.625英寸(1.59cm)，以使其滑到轴238的末端242上并停留在此处所形成的所述环状轴肩上。活塞236和砝码248的总重量约等于596g，这相当于用于28.27cm2面积的0.30psi(20.685达因/cm2)的压力。
当溶液流经所述活塞/圆筒装置时，所述圆筒234通常依靠在16目刚性不锈钢支撑网(未显示)或等效物上。
将所述活塞和砝码置于空圆筒中以得到从所述砝码底部到所述圆筒顶部的尺寸。使用可读到0.01mm的卡尺得到该尺寸。以后将使用该尺寸来计算所述凝胶床的高度。测量每个空圆筒并记录使用了哪个活塞和砝码是非常重要的。当凝胶溶胀时，应使用同一活塞和砝码来用于测量。
通过将约0.9g超吸收性材料在GBP圆筒装置(应将干燥的聚合物在溶胀之前均匀地铺展到所述圆筒的网上)中用0.9重量％氯化钠水溶液进行溶胀约60分钟而形成用于GBP测量的所述超吸收剂层。所述样品取自已通过U.S.标准#30筛网进行预筛分并保留在U.S.标准#50筛网上的超吸收性材料。因此，所述超吸收性材料的粒径为300～600微米。所述颗粒可用手工进行预筛分，或用如购自W.S.Tyler，Inc.，Mentor，Ohio的Ro-Tap式机械振动筛Model B进行自动预筛分。
在此阶段的末期，从液体中移走所述圆筒并将所述活塞砝码组件放置在所述凝胶层上。通过用千分尺从所述砝码的底部到所述圆筒的顶部进行测量而确定所述溶胀超吸收剂层的厚度。从所述凝胶溶胀后得到的值减去用空圆筒进行该测量得到的所述值。所得值即为所述凝胶床H的高度。
通过将所述NaCl溶液加入到圆筒234中直到所述溶液具有高于超吸收剂层268的底部4.0cm的高度时而启动所述GBP测量。在整个测试中保持该溶液高度。重量分析地测量随着时间穿过超吸收剂层268的所述液体量。在所述测试的头两分钟内每1秒地以及在其余时间内每两秒地收集数据点。当将所述数据作为随着时间穿过所述层的液体量作图时，对本领域熟练技术人员来说何时获得稳定流速是明显的。只将一旦所述流速变为稳定时收集的数据用于所述流速计算中。通过对穿过所述超吸收剂层268(以克剂)的液体对于时间(以秒计)进行线性最小平方拟合，确定以gm/sec计的穿过所述超吸收剂层268的所述流速Q。
通过下面方程得到以cm2计的渗透性：
K＝[Q*H*Mu]/[A*Rho*P]
K＝凝胶床渗透性(cm2)；Q＝流速(g/sec)；
H＝凝胶床高度(cm)；Mu＝液体粘度(泊)；
A＝用于液体流动的截面面积(cm2)；Rho＝液体密度(g/cm3)；和P＝流体静压强(达因/cm2)[通常为3923达因/cm2]。
漂浮性
设计该漂浮性测试用于测量颗粒状超吸收性聚合物(SAP)的所述漂浮性。
该测试使用500ml的烧杯、两个小尖头刮铲、镊子、具有内径约2～3cm和高度约3～4cm的塑料小瓶、盐水、称重天平和计时器。
首先，将0.10g 300～600μm的SAP铺展在塑料小瓶中并滴入盐水(0.9％NaCl)，使其达到计划的预饱和水平(如这里下面所确定的)，然后盖上所述小瓶。等待建立平衡(约200分钟)。然后，使用小尖头刮铲从所述小瓶中取出SAP并通过颗粒挨着颗粒的基底(particle by particle basis)上分开SAP。将约300ml盐水放于所述烧杯中。从高于所述盐水表面约1cm的高度将SAP颗粒轻轻下落到所述盐水的表面上。当所述颗粒接触到所述盐水表面时启动计时器。等待45秒钟，以及然后记录所述SAP颗粒是漂浮还是沉没。如果所有颗粒完全沉到低于所述盐水的表面则认为是沉没。重复进行测试，直到测试20个颗粒。计算漂浮的SAP颗粒的百分比。这等于“漂浮百分数”。将所述漂浮百分数作为饱和度的函数作图。
使用具有盖子的小瓶来制备所述的预饱和水平。将“饱和度”定义为：饱和度＝被标准化至超吸收剂以g/g计的所述平衡FAUZL吸收容量(如上所定义)的以g/g计的(液体重量/干燥SAP重量)。称量0.1g的SAP。将所述SAP滴加到希望量的盐水中，以得到所希望的饱和水平(液体/固体，g/g)。摇动容器并将所述盐水与所述SAP进行混合以尽可能地形成均相混合物。将所述容器密封并等待达到平衡状态(约200分钟)。然后，开始所述的漂浮性测试。
平均粒径测试方法
通过将已知重量的样品放置于具有U.S.标准筛的Ro-Tap式机械振动筛中并在限定条件下将其振动规定时间而确定超吸收性材料的粒径分布。使用保留在各个筛具上的样品部分来计算所述平均粒径。
称取25±0.1g的超吸收剂并留着用于测试。将所述筛网以下面的顺序自下而上层叠到所述Ro-Tap式上：底盘、325目、170目、50目、30目和20目。将上面称取的所述超吸收剂样品倒至所述顶部筛网(#20)上，然后盖上所述筛网。将所述Ro-Tap式运转10分钟，然后停止。记录保留在每个盘上的超吸收剂量。将保留在各个筛网i上的超吸收剂的质量比例称为mi，并通过测量超吸收剂的保留质量与超吸收剂的总质量的比例来计算所述质量比例。为了计算所述平均粒径，假设保留特定筛网上的所有颗粒具有尺寸ri，该尺寸等于上面筛网和所述颗粒保留在其上的筛网的平均数。例如，可推断保留在所述50目筛网上的超吸收剂均为450μm(对应于50目的300μm与对应于30目的600μm的平均数)。假定保留在所述20目筛网上的样品为1000μm大小。假定保留在所述盘上的样品为22μm(对应于325目的44μm和对应于所述盘的0μm的平均数)。因此，如下计算所述平均粒径：
平均粒径＝∑mi*ri
针对发明方法描述的所述实施例全部显示出了优良的总体性能，特别是保留和渗透特性的关系。得到可容易计量的自由流动涂覆粉末。

Claims (25)

1.亲水的超吸收性聚合物，其包含：
a)约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体；
b)约0.001～约5.0重量％的内交联剂；
c)约0.001～约5.0重量％的施加于颗粒表面的表面交联剂；和
d)其中所述组合物具有大于约20％的中和度，以及在约75℃或更低的温度下，将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，和将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和；
其中所述超吸收性聚合物的吸收时间为约5+10a2分钟或更长，其中a是所述超吸收性材料以毫米计的平均粒径，液体容量为约15g/g或更大，液液滴渗透值为约2秒或更短，和a1/2漂浮饱和度为约50％或更小。
2.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其具有约20g/g或更大的液体容量。
3.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其具有约25g/g或更大的液体容量。
4.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其具有约7+10a2分钟或更长的吸收时间。
5.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其具有约10+10a2分钟或更长的吸收时间。
6.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其具有约20×10-9cm2或更大的凝胶床渗透性。
7.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其具有约50×10-9cm2或更大的凝胶床渗透性。
8.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其具有约80×10-9cm2或更大的凝胶床渗透性。
9.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述第一中和剂选自一价氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐和氨或者其混合物。
10.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中通过所述第一中和剂实现至少40％的中和作用。
11.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述第一中和剂包含一价金属氢氧化物。
12.权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述第二中和剂包含多价金属氢氧化物。
13.不溶于水的、轻度交联的、部分中和的、亲水的超吸收性聚合物，其中所述超吸收性聚合物的吸收时间为约5+10a2分钟或更长，其中a是所述超吸收性材料以毫米计的平均粒径，液体容量为约15g/g或更大，液滴渗透值为约2秒或更短，和a1/2漂浮饱和度为约50％或更小。
14.权利要求13所述的超吸收性聚合物，其具有约20g/g或更大的液体容量。
15.权利要求13所述的超吸收性聚合物，其具有约25g/g或更大的液体容量。
16.权利要求13所述的超吸收性聚合物，其具有约7+10a2分钟或更长的吸收时间。
17.权利要求13所述的超吸收性聚合物，其具有约10+10a2分钟或更长的吸收时间。
18.权利要求13所述的超吸收性聚合物，其具有约20×10-9cm2或更大的凝胶床渗透性。
19.权利要求13所述的超吸收性聚合物，其具有约50×10-9cm2或更大的凝胶床渗透性。
20.权利要求13所述的超吸收性聚合物，其具有约80×10-9cm2或更大的凝胶床渗透性。
21.亲水的超吸收性聚合物，其包含：
a)约55～约99.9重量％的包含可聚合的不饱和酸基团的单体；
b)约0.001～约5.0重量％的内交联剂；
c)约0.001～约5.0重量％的施加于颗粒表面的表面交联剂；和
d)其中所述组合物具有大于约20％的中和度，以及在约75℃或更低的温度下，将约20mol％～约75mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第一中和剂中和，和将约5mol％～约40mol％的所述包含不饱和酸基团的单体用第二中和剂中和。
22.权利要求21所述的超吸收性聚合物，其中所述第一中和剂选自一价氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐和氨或者其混合物。
23.权利要求21所述的超吸收性聚合物，其中通过所述第一中和剂实现至少40％的中和作用。
24.权利要求21所述的超吸收性聚合物，其中所述第一中和剂包含一价金属氢氧化物。
25.权利要求21所述的超吸收性聚合物，其中所述第二中和剂包含多价金属氢氧化物。
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