发明背景
当第一次开发超吸收性技术时，只有超吸收性聚合物与液体接触
时的高溶胀能力(根据游离水吸收性试验(FWA)，称作游离水溶胀能力)
被首先认识。然而，后来认识到当存在于卫生制品如尿布或失禁外套时，
吸水聚合物会受到穿着该制品的人移动所引起的机械负荷影响。因此，
对超吸收性聚合物除具有高溶胀能力外又产生新的认识，认为它应当还
具有高度的保留液体的能力(根据离心保留容量试验(CRC))和高度的
压力下吸水性(负荷下吸水性试验(AUL))。关于AUL试验的详细讨论
可参见EP专利申请0 339 461 A1(1989.11.2公开；优先权为US
系列号184,302(专利)和334,260(部分继续申请)，其部分继续申
请为US专利5,147,343)，该专利申请的发明人为Kellenberger，转
让给Kimberly-Clark公司。
EP专利申请0 437 816 A1(1991.7.24公开，优先权为US系
列号464,798，发明人Kim和Nielsen，转让给Hoechst Celanese
公司)描述了用于制造超吸收性聚合物和纤维素纤维的网的湿法成网
法。这些网被用作一次性卫生制品的夹层复合材料，如上所述。更具体
说，公开了一种方法，该方法包括将超吸收性聚合物颗粒与液体共混，
形成浆液，接着将纤维素纤维与浆液混合，然后过滤除去部分液体，最
后干燥所得物。湿法成网法在US专利4,605,401(1986.8.12授权，
授予Chmelir和Künschner，转让给Chemische Fabrik Stockhausen
GmbH)中也有描述。
杂志文章″用超吸收性聚合物保持干燥″(Chemtech，(1994.9)
Buchholz)中包括一篇关于常规方法制作超吸收性聚合物的精彩讨论，
某些超吸收性聚合物具有磺酸酯官能团，而某些超吸收性聚合物具有羧
酸官能团。而且，Buchholz讨论了超吸收性聚合物的各种用途，如用
于上述的卫生制品以及用于构建水下隧道墙壁的混凝土石块之间的密
封复合材料和用于纤维光学电缆和功率传输电缆中的防水带。
关于制作超吸收性聚合物的详细讨论还可参见US专利5,409,771
(1995.4.25授权，授予Dahmen和Mertens，转让给Chemische Fabrik
Stockhausen GmbH)。更具体说，该专利提到了可商购获得的超吸收
性聚合物通常是交联的聚丙烯酸或交联淀粉-丙烯酸-接枝聚合物，其羧
基被氢氧化钠或苛性钾碱部分中和。还提到超吸收性聚合物通过两种方
法制作，一种是溶剂聚合法并且另一种是反相悬浮或乳液聚合法。
在溶剂聚合法中，将部分中和的丙烯酸和多官能网络交联剂的水溶
液通过自由基聚合转变成凝胶。将所得物干燥、磨碎和筛选至所需的粒
度。
另一方面，在反相悬浮或乳液聚合法中，通过使用胶体或乳化剂将
部分中和的丙烯酸的水溶液分散在疏水有机溶剂中。然后，通过自由
基引发剂来引发聚合。聚合完成后从反应混合物中将水共沸除去，接着
将所得的产物过滤并干燥。网络交联一般是通过将多官能交联剂溶解在
单体溶液中来完成。
另外，US专利5,154,713(1992.10.13授权，授予Lind)和US
专利5,399,591(1995.3.21授权，授予Smith和Lind，这两篇专利
均转让给Nalco Chemical公司)中描述了制造超吸收性聚合物的新方
法，经过该方法，超吸收性聚合物具有增加的、较快吸水性。据描述，
该超吸收性聚合物当掺入到吸收性结构如一次性尿布、成人失禁外套和
卫生巾中时可用作水和/或含水体液的吸收剂。
关于各种超吸收性聚合物和制造方法的通用背景技术可参见US专
利5,229,466(1993.7.20，Brehm和Mertens)；US专利5,408,019
(1995.4.18，Mertens、Dahmen和Brehm)和US专利5,610,220
(1997.3.11，Klimmek和Brehm)，这些专利均转让给Chemische
Fabrik Stockhausen GmbH。
上述提及的专利和公开的专利申请均引入本文作为参考。
本发明的简单概述和目的
因此，本发明提供一种延迟吸收的粒状超吸收性聚合物，所说的聚
合物含有聚合物颗粒，该聚合物颗粒的游离水吸收性，对于全部颗粒粒
度分布为约40-约890微米而言，每克聚合物颗粒在约6秒钟内吸收小
于约3克水。
而且，本发明提供一种具有上段所述游离水吸收性的超吸收性聚合
物的制作方法，其中所说的方法包括第一步通过常规方法制备粒状超吸
收性聚合物，接着第二步对所得的粒状聚合物颗粒进行两阶段热曲线分
布处理。优选，两阶段热曲线分布处理包括(a)将聚合物颗粒加热约
30-约90分钟，在加热过程中将温度从约50-约80℃的开始温度增加
至约170-约220℃的最终温度，随后(b)将(a)中所得的经过加热的
聚合物颗粒在比(a)的最终温度高约5-约50℃的恒定温度下保持约
30-约90分钟。
此外，本发明提供一种湿法成网形成的网，该网包含纤维性组分和
上两段所述的具有延迟吸收性的超吸收性聚合物组分。而且，本发明提
供一种改进湿法成网形成的网中固体含量的方法，通过用上两段所述的
具有延迟吸收性的超吸收性聚合物制作网。
因此，本发明的目的是提供一种超吸收性聚合物，其与现有技术的
具有类似粒度的超吸收性聚合物相比，具有降低的、较缓慢的游离水吸
收性，其中所述的现有技术的具有类似粒度的超吸收性聚合物的游离水
吸收性为6秒钟时达到大于5克的水/每克聚合物颗粒，经常是6秒
钟时达到大于7克的水/每克聚合物颗粒中，并且在某些情况中，6秒
钟时达到大于20克的水/每克聚合物颗粒中。
另外，本发明的具有延迟吸收性的超吸收性聚合物的一个优点是它
们不仅具有可接受的负荷下吸水性，而且还改进了固体含量，结果它们
非常适合用于制作超吸收性聚合物和纤维素纤维的湿法成网形成的网，
该网可用作卫生制品中的夹层复合材料。
此外，另一个优点是由于本发明超吸收性聚合物的低游离水吸收
性，它们特别适合用于通过湿法成网方法制作网，因为在将超吸收性聚
合物的含水浆液和纤维素纤维共混的湿法成网过程中，低游离水吸收性
应该导致较少的水分吸收，从而导致所得网在用作夹层复合材料放入到
最终产品如一次性尿布、一次性成人失禁外套或一次性卫生巾中之前被
干燥的时间较短。
此外，再一个优点是本发明的超吸收性聚合物具有与现有技术之超
吸收性聚合物基本上相同的终极游离水吸收性(即，当允许超吸收性聚
合物在水中置留足够长的时间，通常是3-5分钟，直至没有更多的水
可以被吸收时的被吸收水的总量)，所以，本发明的超吸收性聚合物的
吸收性与现有技术的超吸收性聚合物一样。
随着描述的继续进行，通过参考下述的实验实施例后，已陈述的本
发明的一些目的和优点以及其它目的和优点将越来越显而易见。
本发明的详细描述
只要对粒状超吸收性聚合物进行上述的两阶段热曲线分布处理，便
可以通过现有技术的任何超吸收性聚合物制作方法来制造粒状超吸收
性聚合物。例如，如上所述超吸收性聚合物可以通过溶剂聚合技术或通
过反相悬浮或乳液聚合技术来制作，这些都是公知的技术。
因此，超吸收性聚合物可以通过将至少约10wt％、更优选约25wt％、
更优选约55-约99.9wt％具有烯属不饱和羧酸和/或磺酸基团的单体聚
合来获得。这种酸基团包括(但不限于此)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙
烯酰氨基-2-甲基丙磺酸及其混合物。酸基团以盐的形式存在，如钠、
钾或铵盐。
酸基团一般来说被中和至至少约25mol％。优选，中和程度达到
至少约50mol％。更具体说，优选的超吸收性聚合物是由交联的丙烯
酸或甲基丙烯酸形成，其被中和至约50-约80mol％的程度。
其它制作超吸收性聚合物用的有用单体中含有大于0至最多约
60wt％的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、马来酸、马来酸酐、酯(如丙烯酸
羟乙基酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、甲基丙烯酸缩
水甘油酯和二甲基-氨基烷基-甲基丙烯酸酯)、二甲基氨基丙基丙烯酰
胺和丙烯酰氨基丙基三甲基-氯化铵。这些单体的百分比小于约60％是
合意的，因为大于约60％的百分比一般具有有害的效果并且使所得的超
吸收性聚合物的溶胀能力下降。
可用于制作超吸收性聚合物的适宜的网络交联剂具有至少两个烯
属不饱和双键、具有一个烯属不饱和双键和一个对酸基团活性的官能团
和具有多个对酸基团活性的官能团。适宜类型的网络交联剂包括(但不
限于此)多元醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(如二丙烯酸丁二醇酯、二
甲基丙烯酸己二醇酯、聚二丙烯酸二醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、
四氢糠基-2-甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸甘油酯、烯丙氧基聚甲基丙
烯酸乙二醇酯和乙氧基化三丙烯酸三羟甲基丙烷酯)、丙烯酸烯丙酯、
二烯丙基丙烯酰胺、三烯丙基胺、二烯丙基醚、亚甲基双丙烯酰胺、N，N-
二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯，N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、N-
羟甲基甲基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺。这些网络交联剂与以下讨
论的表面交联剂不同并且不能与之混淆。
另外，根据所需的最终用途，超吸收性聚合物可以具有水溶性聚合
物组分。组分的含量为大于0至最多约30wt％，包括(但不限于此)部
分或完全皂化的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、聚二
醇、聚丙烯酸及其组合。组分的分子量没有限制，前提条件是它是水溶
性的。优选的水溶性聚合物组分是淀粉、聚乙烯醇及其混合物。优选，
水溶性聚合物组分在超吸收性聚合物中的含量范围为约1-约5wt％，特
别是如果淀粉和/或聚乙烯醇作为水溶性聚合物组分存在。而且，水溶
性聚合物组分可以是以接枝聚合物的形式存在，其中接技聚合物中具有
含酸基团的聚合物。
关于超吸收性聚合物的颗粒形状，没有特别的限制。超吸收性聚合
物可以呈小球形，通过反相悬浮聚合获得，或呈不规则形状的颗粒，通
过将溶剂聚合得到的凝胶块干燥和破碎而获得。典型的颗粒尺寸分布为
约20-约2000微米，优选约40-约890微米，更优选约90-约850微
米。
众所周知，颗粒尺寸越小，超吸收性聚合物吸收水分越快，同样，
颗粒尺寸越大，超吸收性聚合物吸收水分越慢。因而，本发明中，粒状
超吸收性聚合物具有较大的颗粒尺寸是合意的，特别是通过湿法成网法
用于制作夹层复合材料时。低于约30微米的粒度通常来说不适宜于湿
法成网法。虽然如此，对于任何给定的颗粒尺寸，本发明的超吸收性聚
合物与现有技术中具有基本上相同颗粒尺寸的超吸收性聚合物相比，应
当在所选定的秒时间内吸收更少的水分(即，显出降低、较低的游离水
吸收性)。
总的来说，现有技术的制造超吸收性聚合物的加工技术以热处理为
终点。其不能与本发明制造超吸收性聚合物中规定的特定的两阶段热曲
线分布处理混为一谈，本发明的两阶段热曲线分布处理是为了使它们具
有所需的低游离水吸收性。
更具体说，下面将对本发明所需要的两阶段热曲线分布处理作具体
说明。两阶段中每一阶段的加热应当是充分的，并且两阶段中每一阶段
的时间应当是足够的，以便达到本发明的具有所需游离水吸收性的超吸
收性聚合物，如下所述。
第一阶段中，在将聚合物颗粒磨碎，然后筛成合适的所需粒度之后，
将它们在不断增加温度的条件下加热。一般来说，温度开始时为约50
℃、更优选约55℃、更优选约60℃，并且终了为约170℃、更优选约
190℃、更优选约220℃。之后，进行第二阶段，将温度快速升至比第
一阶段的终了温度高至少约5℃，并且保持在此高温下。优选，第二阶
段的恒定温度比第一阶段的终了温度高至不超过约50℃、更优选不超
过约30℃，并且更优选不超过约10℃。
两阶段温度曲线分布处理中所需要的第一阶段和第二阶段的每一
阶段中的加热和时间应当是足够的，以便所得的超吸收性聚合物颗粒，
与现有技术的具有基本上相同颗粒粒度的超吸收性聚合物颗粒相比，显
出明显降低的游离水吸收性。具体对本发明的粒状超吸收性聚合物来
说，约6秒钟时的较慢游离水吸收性应当是小于约3克的水/每克聚合
物，并且在很多情况中，是小于约2克的水/每克超吸收性聚合物。
本发明超吸收性聚合物的游离水吸收性，是指在短时间内(即，6
秒钟)的游离水吸收性是延迟的、较低的或较慢的。这区别于允许超吸
收性聚合物吸收水分直至没有更多的水分可以被吸收(一般为3-5分钟)
时的游离水吸收性，并且针对被吸收的水的总量将其称作终极游离水吸
收性，而与其吸收了多长时间无关。本发明的超吸收性聚合物与卫生制
品中商业使用的现有技术的超吸收性聚合物具有基本上相同的终极游
离水吸收性。
温度曲线分布处理的第一阶段中的时间一般为约30分钟-约90
分钟，更优选约45分钟-约75分钟，更优选约55分钟-约65分钟，
首选约60分钟。当使用较高温度时，可以使用较短的时间。所需要的
热曲线分布处理的第二阶段中的时间通常与第一阶段的时间大约相同，
同样，使用较高温度时，可以使用较短的时间。
本发明的超吸收性聚合物可以通过连续式方法或不连续式方法大
规模制造。另外，本发明的超吸收性聚合物可以广泛用于各种用途，例
如，卫生制品、防水带和用于任何存在漏水问题(即，纤维-光学的通
讯电缆和功率传输电缆的内部，在构建水下隧道壁用的混凝土石块之
间，如连接英格兰和法国的海峡隧道，如上述Buchholz杂志文章中提
及的)的片材以及用于杀虫剂、农药和/或除草剂的载体。
当使用本发明的超吸收性聚合物制作将用作卫生制品中夹层复合
材料的网时，网中的聚合物组分与纤维性组分的重量比应当控制在约
90∶10-约5∶95范围。在非常适宜的网中，所说的比值为约35∶65-
约45∶55，更优选约40∶60。
虽然碎化的木浆(即，纤维素纤维，俗语称为绒毛)用于形成本发
明的网的纤维性组分是优选的，可以使用其它可润湿的纤维，如棉绒。
此外，纤维性组分可以由熔喷法合成的纤维如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、
聚酯和聚酰胺的共聚物等来形成。纤维性组分还可以由木浆绒毛和一种
或多种熔喷法纤维的混合物来形成。例如，纤维性组分中可以含有至少
约5wt％、优选约10wt％的合成聚合物纤维，其余可以含有木浆绒毛。
网的纤维通常是亲水性的或者通过表面处理表现为亲水性的。纤维素纤
维是优选的，优选的纤维素纤维是Georgia Pacific出品的GOLDEN
ISLES。
具体说，本发明的超吸收性聚合物，由于其游离水吸收特性，非常
适用于湿法成网法制造湿法成网形成的网，该网具有与纤维素组分相混
的超吸收性聚合物组分并且可用作卫生制品的夹层复合材料。湿法成网
法的实例可见上述的EP专利申请0 437 816 A1和US专利4,605,401。
由于湿法成网法包括将超吸收性聚合物的含水浆液与纤维混合，在湿法
成网法的过程中水分被吸收。所以，在湿法成网法结束时，必须要将湿
法成网形成的网干燥，之后才能将其放入最终用途如一次性尿布中作为
夹层复合材料。
通过使用本发明的超吸收性聚合物，在制作网的湿法成网法期间应
当有较少的水分被吸收。因此，在干燥过程中需要除去较少的水分，造
成湿网干燥的时间较短，这在大型工厂生产装置中是非常有利的。
此外，在将湿法成网形成的网干燥之后，由于本发明超吸收性聚合
物的游离水吸水特性，与含现有技术超吸收性聚合物的湿法成网形成的
网相比，本发明的网具有改进的固体含量。一般来说，本发明的湿法成
网形成的网具有大于约18％的固体含量。
另外，本发明的超吸收性聚合物极适合在网中使用，这是因为它们
一般情况下表现出可接受的离心保留容量，与现有技术的超吸收性聚合
物相似。本发明的超吸收性聚合物通常展示的离心保留容量为大于约
28、经常是大于约30、甚至大于约32克盐水/每克超吸收性聚合物。
此外，本发明的超吸收性聚合物极适合在网中使用，这是因为它们
一般情况下表现出可接受的负荷下吸水特性，与现有技术的超吸收性聚
合物相似。本发明的超吸收性聚合物通常展示的负荷下吸水特性为大于
约13、经常是大于约15、甚至大于约18克盐水/每克超吸收性聚合物。
正如从上述US专利5,409,771中已知的，用碳酸亚烃酯涂布粒状
超吸收性聚合物，接着加热进行表面交联可改进负荷下吸水性。当超吸
收性聚合物的最终用途是在卫生制品如一次性尿布中时，至少约13克
盐水/每克超吸收性聚合物的负荷下吸水性是特别合意的，所说的卫生
制品受到穿着该制品的人的压迫。
因此，在本发明的两阶段热曲线分布处理之前，优选用表面交联剂
涂布本发明的超吸收性聚合物。表面交联用的优选的碳酸亚烃酯是碳酸
亚乙酯。
更具体说，如US专利5,409,771所述，为将粒状超吸收性聚合
物用表面交联剂涂布，可以将聚合物与碳酸亚烃酯表面交联剂的含水醇
溶液混合。醇的量取决于碳酸亚烃酯的溶解度并且出于技术原因保持尽
可能低，例如，出于防止爆炸原因。适宜的醇是甲醇、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，其的用量相对于粒状
超吸收性聚合物一般为0.3-5.0wt％。在某些情形中，将碳酸亚烃酯表
面交联剂溶解在水中，无需任何醇。还可以使用碳酸亚烃酯表面交联剂
的粉末混合物，例如，与无机载体材料如SiO2的混合物。
为达到所期望的表面交联特性，需要使碳酸亚烃酯均匀分布在粒状
超吸收性聚合物上。为此，在适宜的混合器中进行混合，如流化床混合
器、桨式混合器、辊式混合器或双蜗杆-混合器。也可以在粒状超吸收
性聚合物生产的加工步骤的一个步骤中完成粒状超吸收性聚合物的涂
布。实现此目的的一个特别适宜的方法是反相悬浮聚合法。
根据US专利5,409,771，涂布处理之后的热处理如下进行。通常
情况下，热处理的温度为150-300℃。然而，如果使用了优选的碳酸亚
烃酯，则热处理的温度为180-250℃。处理温度取决于停留时间和碳酸
亚烃酯的类型。在150℃下，热处理要进行数小时。另一方面，在250
℃下，几分钟如0.5-5分钟，便足以达到合意的表面交联特性。热处
理可以在常规干燥器或烘箱中完成。干燥器和烘箱的实例包括旋转式干
燥炉、流化床式干燥器、盘式干燥器或红外干燥器。
与US专利5,409,771中的热处理不同，本发明的热处理(无论是
在表面交联剂的存在下还是没有表面交联剂的存在)包括上述的特定的
两阶段热曲线分布处理。在第一阶段中，增加温度，并且在第二阶段中，
温度保持在比第一阶段的最终温度高至少约5℃、优选高至不超过约50
℃的恒定温度下。
为在下面的实验实施例中表征超吸收性聚合物(本发明的超吸收
性聚合物以及对比超吸收性聚合物)，按以下方式测定离心保留容量
(CRC)、负荷下吸水性(AUL)和游离水吸收性(FWA)。
CRC.根据茶叶袋法测定SAP的保留率并且报出两次测定的平均值。
将已筛至颗粒尺寸分布为300-600微米(不是下面实施例中所指的颗
粒粒度)的大约200mg SAP包在茶叶袋中并且在0.9wt％NaCl水溶液
中浸泡30分钟。然后，将茶叶袋在1600rpm下离心3分钟(离心机
直径为约18cm)并且称重。使用两个不含SAP的茶叶袋作为空白对照。
然后，按照以下等式计算CRC。
CRC＝(W3-W2-W1)/W1
其中
CRC＝浸泡30分钟后的保留率(g被吸收的液体/g SAP)
W1＝SAP的初始重量(g)
W2＝离心后空白茶叶袋(不含SAP)的平均重量(g)
W3＝离心后含SAP的茶叶袋的重量(g)
AUL.根据上述EP专利申请0 339 461 A1第7页描述的方法测
定SAP在负荷下的0.9wt％NaCl水溶液吸水性。将初始重量的SAP放
入带有筛网底部的圆筒中。通过可产生60g/cm2压力负荷的活塞给SAP
加负荷(注：60g/cm2≈0.9psi.)。
随后，将圆筒放在需用-吸收性-试验仪
(Demand-Absorbency-Tester)(DAT)的125mm直径玻璃烧结盘上，
并且用#3号Whatman滤纸覆盖。然后，让SAP吸收0.9％NaCl溶液
1小时。SAP的初始重量为大约160mg，其已被筛至颗粒尺寸分布为
300-600微米(不是下面实施例中所指的颗粒粒度)。
1小时后，将溶胀的SAP再称重，并且计算保留的0.9％NaCl溶
液的克数。SAP的AUL便是保留的克数。
FWA.为测定SAP的游离水吸收性，安装真空装置。更具体说，将
真空泵通过Tygon管线与真空烧瓶连接，使用单孔橡胶塞将Buchner
漏斗的底部位于真空烧瓶的顶上，其正好将烧瓶密封。在装置的旁边放
置一磁力搅拌器。安装好装置之后，启动真空泵并且让其在整个FWA
测试过程中保持工作。
使用250ml刻度圆筒，将150ml±1ml的23.0±0.5℃的自来水
称量到带有1英寸搅拌棒的250ml烧杯中。将装有H2O的烧杯放在搅
拌平皿上并且允许搅拌，以便产生涡流，涡流终止于液体表面的大约
2-3cm处。
将一干的80目(180微米)筛在上部装载天平上称重，然后放在
Buchner漏斗的顶上并且通过抽吸紧紧地固定。然后在另一个天平上称
出各个试验所必需量的SAP：30秒FWA测定使用1克SAP，15秒和
6秒测定各自使用3克SAP。将SAP倾入H2O烧杯中，同时用计时表开
始从0计时。当将SAP倾入自来水时，离散的颗粒立即分散并且完全
分散，没有离散的颗粒结块或聚集的趋势。
达到所需秒数后，将烧杯内含物倾入筛中，移转时间不超过3秒。
将筛网留在真空中另外大约30秒种。然后将筛网从Buchner漏斗上取
下，并且擦拭网眼底表面，以除去任何残留的H2O。然后将干燥后的筛
网放在预先校准的天平上并且记录″凝胶重量″。
然后，根据以下等式从凝胶重量中计算FWA(g被吸收的液体/g
SAP)。
FWA(g/g)＝(g凝胶重量-g超吸收剂)/g超吸收剂
实验实施例
I.对比实施例(市售SAP)
实施例A：测试各种可商购获得的现有技术的超吸收性聚合物的FWA、
CRC和AUL。FWA试验中，在27℃下用750rpm的搅拌速度测试现有技
术的每种超吸收性聚合物，并且其的全部颗粒尺寸分布为44-841微米。
CRC试验和AUL试验中，将现有技术中的每种超吸收性聚合物筛选，以
便达到上述颗粒尺寸分布300-600微米。用水进行FWA试验，而用
0.9wt％盐水进行CRC试验和AUL试验。结果汇总在下表IA中。
表IA
现有技术SAP及其供应公司
6秒
FWA(g/g)
15秒
FWA(g/g)
30秒
FWA(g/g)
CRC
(g/g)
AUL
(g/g)
IM-4510，Hoechst
Celanese出品
23.7
31.7
59.1
32.6
21.0
ASAP-2300，Chemdal出品
7.6
12.3
31.7
32.2
21.5
Sumitomo-60S，Sumitomo
出品
10.8
20.8
50.9
36.9
9.6
SalSorb-CL20，Allied
Chemical出品
8.9
14.8
23.1
36.5
11.9
FAVORSXM-77，Stock
hausen出品
5.6
11.5
18.7
36.5
21.0
从中可看出，每种现有技术的超吸收性聚合物显示的6秒钟时的FWA
为大于5g/g。
实施例B：接下来，在23℃下用750rpm的搅拌速度测试各种选择颗
粒尺寸分布的Stockhausen的FAVORSXM-77的FWA。结果汇总于下
表IB中。
表IB
颗粒粒度(微米)
颗粒粒度(US标准目)
15秒FWA(g/g)
44-841
1-20/+325
10.9
595-841
-20/+30
5.5
420-595
-30/+40
7.3
297-420
-40/+50
12.6
149-297
-50/+100
26.1
88-149
-100/+170
53.6
44-88
-170/+325
73.3
从中可看出，只有最大颗粒尺寸分布(595-841微米)的超吸收性
SXM-77显出缓慢和低的15秒时的FWA，为5.5g/g，如上所述其保持
着反比关系，即颗粒粒度增加，FWA降低。
相反，如以下实施例IIA-H中对各个本发明的超吸收性聚合物的
详细描述，这些超吸收性聚合物的全部颗粒尺寸分布为90-850微米，
它们15秒时的FWA为4.0g/g或更少，只有一个这个全部颗粒尺寸分
布下的样品显出15秒时的FWA为6.4g/g。
II.实施例A-H(本发明的SAP)和对比实施例A和B(未经两阶段热
曲线分布处理的SAP)
在以下实施例中，各超吸收性聚合物是通过溶剂聚合制造的交联聚
丙烯酸钠。而且，涉及的各百分比以wt％计，除非另外具体指出是以
mol％计，并且含水碳酸亚乙酯是50重量份碳酸亚乙酯和50重量份
去离子水的溶液。
实施例A.将含有0.1％EO-TMPTA作为交联剂、0.25％All-PEGMA
作为共-交联剂和2.5％甲氧基聚甲基丙烯酸乙二醇酯的丙烯酸水溶液
(所有均以相对于丙烯酸计)在冷却条件下用氢氧化钠溶液中和。单体溶
液的丙烯酸浓度总计达29％，中和程度为70mol％。
将单体溶液冷却至约5℃，用氮气吹洗，然后与作为还原剂的异
抗坏血酸钠溶液、作为氧化剂的过氧化氢溶液(异抗坏血酸钠与过氧化
氢偶联形成氧化还原引发剂)、作为发泡剂的碳酸钠溶液以产生多孔性
聚合物凝胶和作为热引发剂的含有ABAH和过硫酸钠的第四种溶液混
合，其中第四种溶液在完成聚合的整个反应过程中产生自由基。异抗坏
血酸钠、过氧化氢、碳酸钠、ABAH和过硫酸钠的最终浓度分别为57、
125、600、125和100ppm，所有浓度均以相对于总单体溶液计。
在将单体溶液与所有其它溶液混合之后，聚合反应立即开始。聚合
20分钟之后，将所形成的聚合物凝胶碎裂并且在150℃热空气中干燥
20分钟。
接下来将干燥的聚合物磨碎，筛至90-850微米并且以4000kg/
小时的速度连续送入桨式混合器(380rpm)中，同时与含水碳酸亚乙酯
以1∶167碳酸亚乙酯∶聚合物的重量比混合，以便将这种表面交联剂
涂布到聚合物上。
然后，将混合物转移至输送机中，在其中将其在1小时之内从65
℃的开始温度加热至185℃的最终温度，进行热曲线分布处理的第一阶
段处理。随后，使混合物快速达到200℃并且在此200℃恒定温度下保
持另外45分钟，进行热曲线分布处理的第二阶段处理。冷却后，将所
得的产品运输到存储容器中。
实施例B.使用实施例A描述的相同过程，除热曲线分布处理的第二阶
段处理不同，在聚合物/碳酸亚乙酯混合物经过热曲线分布处理第一阶
段的加热达到最终温度185℃之后，将混合物在210℃的恒定温度下保
持35分钟。冷却后，将所得的产品运输到存储容器中。
实施例C.使用实施例A描述的相同过程，除热曲线分布处理的第二阶
段处理不同，在聚合物/碳酸亚乙酯混合物经过热曲线分布处理第一阶
段的加热达到最终温度185℃之后，将混合物在205℃的恒定温度下保
持50分钟。冷却后，将所得的产品运输到存储容器中。
实施例D.将含有0.19％三烯丙基胺作为交联剂的丙烯酸水溶液(以相
对于丙烯酸计)在冷却条件下用氢氧化钠溶液中和。单体溶液的丙烯酸
浓度总计达31％，中和程度为70mol％。
将单体溶液冷却至约5℃，用氮气吹洗，然后与作为还原剂的异抗
坏血酸钠溶液、作为氧化剂的叔丁基过氧化氢溶液(异抗坏血酸钠与叔
丁基过氧化氢偶联形成氧化还原引发剂)和作为热引发剂的含有ABAH
和过硫酸钠的第三种溶液混合，其中第三种溶液在完成聚合的整个反应
过程中产生自由基。异抗坏血酸钠、叔丁基过氧化氢、ABAH和过硫酸
钠的最终浓度分别为26、182、195和100ppm，所有浓度均以相对于
总单体溶液计。
在将单体溶液与所有其它溶液混合之后，聚合反应立即开始。聚合
20分钟之后，将所形成的聚合物凝胶碎裂并且在150℃热空气中干燥
20分钟。
接下来将干燥聚合物磨碎，筛至90-850微米并且以4000kg/小
时的速度连续送入桨式混合器(380rpm)中，同时与作为表面交联剂的
含水碳酸亚乙酯以1∶167碳酸亚乙酯∶聚合物的重量比混合，以便将
这种表面交联剂涂布到聚合物上。
然后，将混合物转移至输送机中，在其中将其在1小时之内从80
℃的开始温度加热至170℃的最终温度，进行热曲线分布处理的第一阶
段处理。随后，将混合物在200℃恒定温度下保持另外60分钟，进行
热曲线分布处理的第二阶段处理。冷却后，将所得的产品运输到存储容
器中。
实施例E.使用实施例D描述的相同过程，除热曲线分布处理的第二阶
段处理不同，在聚合物/碳酸亚乙酯混合物经过热曲线分布处理第一阶
段的加热达到最终温度170℃之后，将混合物在205℃的恒定温度下保
持另外60分钟。将所得的产品运输到存储容器中。
实施例F.使用实施例D描述的相同过程，除热曲线分布处理的第二阶
段处理不同，在聚合物/碳酸亚乙酯混合物经过热曲线分布处理第一阶
段的加热达到最终温度170℃之后，将混合物在210℃的恒定温度下保
持另外45分钟。冷却后，将所得的产品运输到存储容器中。
实施例G.将含有0.19％三烯丙基胺作为交联剂的丙烯酸水溶液(以相
对于丙烯酸计)在冷却条件下用氢氧化钠溶液中和。单体溶液的丙烯酸
浓度总计达31％，中和程度为60mol％。
将单体溶液冷却至约5℃，用氮气吹洗，然后与作为还原剂的抗坏
血酸溶液、作为氧化剂的叔丁基过氧化氢溶液(抗坏血酸与叔丁基过氧
化氢偶联形成氧化还原引发剂)和含有ABAH和过硫酸钠的第三种溶液
混合。抗坏血酸、叔丁基过氧化氢、ABAH和过硫酸钠的最终浓度分别
为22、178、200和100ppm，所有浓度均以相对于总单体溶液计。
在将单体溶液与所有其它溶液混合之后，聚合反应立即开始。聚合
20分钟之后，将所形成的聚合物凝胶碎裂并且在150℃热空气中干燥
20分钟。
接下来将干燥聚合物磨碎，筛至90-850微米并且以4000kg/小
时的速度连续送入桨式混合器(380rpm)中，同时与作为表面交联剂的
含水碳酸亚乙酯以1∶206碳酸亚乙酯∶聚合物的重量比混合，以便将
这种表面交联剂涂布到聚合物上。
然后，将混合物转移至输送机中，在其中将其在1小时之内从80
℃的开始温度加热至175℃的最终温度，进行热曲线分布处理的第一阶
段处理。随后，将混合物在180℃恒定温度下保持另外45分钟，进行
热曲线分布处理的第二阶段处理。冷却后，将所得的产品运输到存储容
器中。
实施例H.使用实施例G描述的相同过程，除热曲线分布处理的第二阶
段处理不同，在聚合物/碳酸亚乙酯混合物经过加热达到最终温度175
℃之后，将混合物在190℃的恒定温度下保持另外35分钟。冷却后，
将所得的产品运输到存储容器中。
对比实施例A(仅具有两阶段热曲线分布处理的第一阶段处理)
将按实施例E所述制备的聚合物干燥、磨碎、筛选至90-850微
米并且以4000kg/小时的速度连续送入桨式混合器(380rpm)中，同
时与作为表面交联剂的碳酸亚乙酯以1∶167碳酸亚乙酯∶聚合物的重
量比混合，以便将这种表面交联剂涂布到聚合物上。
然后，将混合物转移至输送机中，在其中按热曲线分布处理的第一
阶段处理，将其在1小时之内从80℃的开始温度加热至175℃的最终
温度。然后冷却，之后将所得的产品运输到存储容器中。不进行热曲线
分布处理的第二阶段处理。
对比实施例B(仅具有两阶段热曲线分布处理的第二阶段处理)
将按实施例E所述制备的聚合物干燥、磨碎、筛选至90-850微
米并且以4000kg/小时的速度连续送入桨式混合器(380rpm)中，同
时与碳酸亚乙酯以1∶167碳酸亚乙酯∶聚合物的重量比混合，以便将
这种表面交联剂涂布到聚合物上。
然后，将混合物转移至输送机中，在其中将混合物在205℃恒定温
度下加热2小时，进行热曲线分布处理的第二阶段处理。将所得的产品
冷却并且运输到存储容器中。不进行热曲线分布处理的第一阶段处理。
测试实施例A-H和对比实施例A和B中所得的超吸收性聚合物的
FWA、CRC和AUL。在FWA试验中，颗粒尺寸分布全部为90-850微米。
然而，CRC试验和AUL试验中，将聚合物筛选，使颗粒尺寸分布如上所
述达到300-600微米。FWA试验用水进行，而CRC试验和AUL试验用
9wt％盐水进行。结果汇总于下表II中。
表II
SAP实施例
6秒FWA(g/g)
15秒FWA(g/g)
30秒FWA(g/g)
CRC(g/g)
AUL(g/g)
实施例A
2.6
6.4
18.8
33.5
19.2
实施例B
1.9
4.0
14.0
30.3
21.6
实施例C
1.3
3.0
11.3
28.4
19.7
实施例D
0.9
2.8
10.0
33.0
15.6
实施例E
1.1
2.4
9.3
35.3
13.7
实施例F
1.2
2.7
8.3
31.9
14.7
实施例G
1.5
3.3
9.7
30.0
18.2
实施例H
1.6
3.6
10.2
29.4
20.3
对比实施例A
5.7
13.5
22.4
38.3
11.5
对比实施例B
3.8
11.4
35.2
37.9
10.0
从中可看出，本发明的经过两阶段热曲线分布处理的超吸收性聚合
物，都显示出6秒时的FWA小于3g/g，大部分的6秒时的FWA小于2
g/g。另一方面，两个仅经过两阶段热曲线分布中一个阶段处理的对比
例，6秒时的FWA都大于3.5g/g。此外，经过两阶段热曲线分布处理
的超吸收性聚合物，与两个对比例相比，都显示出卓越的AUL。
III.湿法成网法制作SAP和纤维素绒毛的网的实施例
在以下实施例中，选择本发明的SAP和两个对比SAP(如按实施例
II所述制作的)，将它们分别用于湿法成网法中，以制作SAP和纤维素
纤维的湿法成网形成的网。
更具体说，将1.36克纤维素纤维(GOLDEN ISLES4800，Georgia
Pacific出品)添加到200克自来水中，然后加入0.9g经选择的SAP。
然后将所得的浆液倾入实验室成网模具中，该模具的底部具有150微
米聚酯筛网。
成网模具由不锈钢制造，取样室位于顶部便于保留浆液。经测定，
取样室为8.5cm直径和10cm高。而且，成网模具的底部具有通过
球阀与真空系统相连的区域。
将浆液用3叶扇型涡轮搅拌器搅拌，搅拌器以上下来回方式移动5
次。水温控制在23℃±1℃，并且水与SAP和纤维素纤维混合物的总接
触时间控制为10秒。接下来，从浆液中真空排水(60mm Hg)排水时
间为60秒。
根据以下等式确定各个网的固体含量：
固体wt％＝[(纤维wt+SAPwt)/网wt]×100％
其中各wt(即，纤维重量、SAP重量和网重量)以克计。结果汇总于
下表III中。
表III
SAP实施例
SAP/纤维素纤维比(重量/重量)
网的固体含量(wt％)
没有
0/100
23.9
实施例A
40/60
18.1
实施例C
40/60
21.6
实施例D
40/60
22.1
实施例E
40/60
23.9
实施例F
40/60
23.0
实施例H
40/60
22.1
对比A
40/60
16.3
对比B
40/60
17.7
从上表III中可看出，用本发明的SAP(实施例A、C、D、E、F和
H)制造的湿法成网形成的网，与用对比SAP(对比实施例A和B)制造的
湿法成网形成的网相比，其固体含量有所改进。更具体说，用本发明
SAP制造的每个湿法成网形成的网的固体含量都是大于18％，而用对比
SAP制造的每个湿法成网形成的网的固体含量都是小于18％。
应理解，本发明的各种细节都可以在不背离本发明的范围下来改
变。另外，前面的描述仅是举例说明为目的而不是以限制本发明为目
的的，本发明受权利要求书的限定。