專利名稱：多兩性超吸收共聚物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及多兩性超吸收共聚物(polyamphotericsuperabsorbent copolymer)及其用于涂料組合物和基體中以在例如纜線、膠帶領(lǐng)域和其他應(yīng)用領(lǐng)域中阻止水遷移的用途。所述多兩性超吸收共聚物和含有該共聚物的涂料組合物可以保留流體。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種由酸單體和堿單體的溶液組成的涂料組合物，當(dāng)輻照該涂料時(shí)所述涂料組合物轉(zhuǎn)化成多兩性超吸收共聚物。所述涂料組合物可以以阻水復(fù)合材料的形式用于如下應(yīng)用領(lǐng)域例如纜線、包裝、標(biāo)簽、建筑、個(gè)人衛(wèi)生用品、薄膜和其他應(yīng)用。
縮寫(xiě)的釋義縮寫(xiě)釋義X-連接 交聯(lián)SAP超吸收聚合物，一種吸水超過(guò)其重量10倍的聚合物多兩性聚合物 在同一聚合物鏈中同時(shí)含有酸基團(tuán)和堿基團(tuán)的聚合物CRC離心保留能力g 克DMAEA 丙烯酸二甲基氨基乙酯DMAEM 甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯DEAEM 甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯DEAEA 丙烯酸二乙基氨基乙酯BISOMER MPEG350MA 甲氧基聚乙二醇350異丁烯酸酯SARTOMER 454 乙氧基化(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯
PAA 聚丙烯酸堿單體 可接受質(zhì)子或用作堿的單體酸單體 可提供質(zhì)子或用作酸的單體。
背景技術(shù)：
纜線工業(yè)中重要而持久的問(wèn)題是濕分和水會(huì)進(jìn)入或遷移入纜線包皮體系或結(jié)構(gòu)中。這種進(jìn)入作用通常由纜線包皮損壞或者環(huán)境條件變化而引起，其中環(huán)境條件的變化會(huì)造成纜線外殼的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的蒸氣壓不同。因此，濕分趨向以單向方式從纜線外側(cè)擴(kuò)散至纜線內(nèi)側(cè)。這會(huì)導(dǎo)致纜線內(nèi)側(cè)具有不希望地高的濕分水平。纜線包皮體系內(nèi)側(cè)的大量冷凝濕分可能會(huì)對(duì)金屬導(dǎo)體纜線的傳輸特性產(chǎn)生有害影響。
本發(fā)明涉及遇水膨脹材料和用于制備所述材料的輻射固化方法。特別地，本發(fā)明涉及所述材料的用途和制備吸水或阻水型涂料的方法。所述材料和方法的特殊應(yīng)用是在纜線中用于將吸水或阻水型涂料施于纜線組件(絲線、桿狀物、管體、強(qiáng)度構(gòu)件、加強(qiáng)件等)上以阻止水分沿著纜線遷移。其他需要阻水或吸水的應(yīng)用也可適合采用該技術(shù)。
許多類型的吸水或遇水膨脹型聚合物是已知的(J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.Phys.C34(4)1994第607-662頁(yè))。可以獲得通常被稱作SAPs的市售超吸收聚合物，并且它們能夠吸收水分或者鹽水溶液，吸收量通常是其自身重量的數(shù)倍。所述聚合物通常以粉末、纖維或者薄膜形式供應(yīng)。最常見(jiàn)的形式是粉末，其通常不可壓縮且不可熔化，因此不能理想地適于以直接涂料的形式應(yīng)用。
制備超吸收聚合物的大致背景可以從期刊文章Buchholz的“KeepingDry with Superabsorbent Polymers”，Chemtech，(1994年9月)中了解到。該文章包含了有關(guān)制備超吸收聚合物的常規(guī)方法的出色論述。此外還提及了超吸收聚合物的不同用途，例如用于一次性尿布、構(gòu)成水下管道壁的混凝土塊間的密封復(fù)合材料以及纖維光纜和輸電電纜中的阻水膠帶。
更多的關(guān)于不同超吸收聚合物及其制備方法的大致背景可以從以下文獻(xiàn)中了解到Brehm和Mertens的美國(guó)專利No.5,229,466(1993年7月20日出版)；Mertens、Dahmen和Brehm的美國(guó)專利No.5,408,019(1995年4月18日出版)；以及Klimmek和Brehm的美國(guó)專利No.5,610,220(1997年3月11日出版)，所有這些專利歸屬于Chemische Fabrik StockhausenGmbH。
可以在許多出版物中找到SAPs在纜線工業(yè)中的用途。美國(guó)專利6,103,317公開(kāi)了一種由具有輻射聚合化合物和遇水膨脹化合物(例如SAP)的涂料組成的阻水復(fù)合材料，其中將這兩種化合物混合并固化。美國(guó)專利6,103,317中使用的SAP是由預(yù)固化的SAP組成的多相體系，其中所述預(yù)固化的SAP被涂覆于支撐SAP的基質(zhì)上。結(jié)果，不能將SAP均勻地施于基質(zhì)上。而且，所述SAP不是多兩性聚合物。
將所有上述專利和已公開(kāi)的專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容并入本文作為參考。
發(fā)明概述和目的存在對(duì)具有改進(jìn)的吸收性的材料和這種材料的制備方法的需求。
本發(fā)明是一種由下列物質(zhì)組成的多兩性超吸收共聚物約20～80重量％可聚合的酸單體和約20～80重量％可聚合的堿單體以及0～約50重量％附加的共聚單體。
另外，本發(fā)明包括一種由下列物質(zhì)組成的可輻射固化的涂料組合物約20～80重量％可聚合的酸單體和約20～80重量％可聚合的堿單體；0～約50重量％其他附加的共聚單體；交聯(lián)劑；光引發(fā)劑；以及可選擇地功能添加劑，當(dāng)所述涂料組合物接觸輻照時(shí)可形成多兩性超吸收共聚物。
本發(fā)明還包括一種復(fù)合材料，其包含基體材料和由下列物質(zhì)組成的固化涂料組合物約20～80重量％可聚合的酸單體和約20～80重量％可聚合的堿單體；0～約50重量％附加的共聚單體；交聯(lián)劑；光引發(fā)劑；以及可選擇地功能添加劑。
本發(fā)明還包括一種制備可輻射固化的涂料組合物的方法，所述方法包括制備下列物質(zhì)的單體溶液的步驟約20～80重量％可聚合的酸單體和約20～80重量％可聚合的堿單體、0～約50重量％附加的共聚單體、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑以及可選擇地用于改進(jìn)膜性能的添加劑。涂覆后，將所述單體溶液經(jīng)受輻射源輻照足夠長(zhǎng)時(shí)間以制成多兩性聚合物。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種由包含下述物質(zhì)的涂料組合物制成的多兩性超吸收共聚物約20～80重量％可聚合的酸單體；和約20～80重量％可聚合的堿單體以及0～約50重量％附加的共聚單體。優(yōu)選地，可聚合的酸單體選自烯鍵式不飽和的羧酸、膦酸和磺酸化合物，并以優(yōu)選約25重量％、更優(yōu)選約30重量％至80重量％的量存在。優(yōu)選的單烯鍵式不飽和的含有酸基團(tuán)的單體是丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、α-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、α-氯山梨酸、2’-甲基異巴豆酸、肉桂酸、對(duì)-氯肉桂酸、β-硬脂酸、衣康酸、檸康酸、中康酸、戊烯二酸、烏頭酸、馬來(lái)酸、富馬酸、三羧基乙烯(tricarboxyethylene)和馬來(lái)酸酐，特別優(yōu)選的是丙烯酸和甲基丙烯酸。
除了這些含有羧酸基團(tuán)的單體之外，還優(yōu)選將烯鍵式不飽和磺酸單體或烯鍵式不飽和膦酸單體作為單烯鍵式不飽和的含有酸基團(tuán)的單體。
作為烯鍵式不飽和的磺酸單體，優(yōu)選的是烯丙基磺酸或者脂族或芳族的乙烯基磺酸或者丙烯酰氧或甲基丙烯酰氧磺酸。作為脂族或芳族的乙烯基磺酸，優(yōu)選的是乙烯基磺酸、4-乙烯基芐基磺酸、乙烯基-甲苯磺酸和苯乙烯磺酸。作為丙烯?；撬峄蚣谆；撬幔瑑?yōu)選的是(甲基)丙烯酸磺基乙酯、(甲基)丙烯酸磺基丙酯和2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基丙基磺酸。作為(甲基)丙烯酰氨基烷基磺酸，優(yōu)選的是2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸。
同樣優(yōu)選的是烯鍵式不飽和膦酸單體，例如乙烯基膦酸、烯丙基膦酸、乙烯基芐基膦酸、(甲基)丙烯酰氨基烷基-膦酸、丙烯酰氨基烷基二膦酸、膦酰甲基化乙烯基胺和(甲基)丙烯?；⑺嵫苌?。
優(yōu)選的堿單體包括含有接受質(zhì)子的和/或可季銨化的氮原子的烯鍵式不飽和堿單體，優(yōu)選為丙烯酸二烷基氨基烷基酯、甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯、二烷基氨基烷基丙烯酰胺和二烷基氨基烷基異丁烯酰胺。特別優(yōu)選的是(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯，并且優(yōu)選存在的量?jī)?yōu)選為單體的約25重量％、更優(yōu)選約30重量％至約80重量％。
盡管本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是起始共聚單體溶液是自中和的并且通常不需要單獨(dú)的中和過(guò)程，但是可以選擇地在聚合前或者在聚合后立即使單烯鍵式不飽和的含有酸基團(tuán)的單體和/或堿單體部分中和?？梢杂脡A金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、氨以及碳酸鹽和碳酸氫鹽中和酸基團(tuán)。另外，可以使用與所述酸形成水溶性鹽的任何其他堿。也可以用不同的堿進(jìn)行混合中和。使用時(shí)，優(yōu)選用氨或堿金屬氫氧化物中和所述酸基團(tuán)，特別優(yōu)選用氫氧化鈉或氨中和?？梢杂门c所述堿單體形成水溶性鹽或者使所述堿單體季堿化的任何無(wú)機(jī)或有機(jī)酸中和所述堿基團(tuán)。
由對(duì)所述單體混合物進(jìn)行輻照和/或固化而得到的多兩性超吸收共聚物的CRC可大于約30g/g，優(yōu)選大于約40g/g。
術(shù)語(yǔ)“多兩性或兩性超吸收共聚物”是指在同一聚合物鏈中同時(shí)含有酸單體基團(tuán)和堿單體基團(tuán)的超吸收共聚物。這使得通常不需要向SAP添加中和劑。
另外，本發(fā)明包括一種由下述物質(zhì)組成的可輻射固化的涂料組合物約20～80重量％可聚合的酸單體；約20～80重量％可聚合的堿單體；0～約50重量％附加的共聚單體；交聯(lián)劑；光引發(fā)劑以及可選擇地功能添加劑。所述涂料組合物可優(yōu)選含有選自烯鍵式不飽和的羧酸、膦酸和磺酸化合物的可聚合的酸單體；選自含有接受質(zhì)子的和/或可季銨化的氮原子的烯鍵式不飽和堿單體的可聚合物的堿單體，優(yōu)選丙烯酸二烷基氨基烷基酯、甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯、二烷基氨基烷基丙烯酰胺和二烷基氨基烷基異丁烯酰胺。特別優(yōu)選的是(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯。此外，該涂料組合物可以包含聚氨酯低聚物、甲氧基聚乙二醇異丁烯酸酯共聚單體和/或其他功能添加劑。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，所述涂料組合物可以含有約25重量％、優(yōu)選約30重量％至約80重量％可聚合的酸單體和約25重量％、優(yōu)選約30重量％至80重量％可聚合的堿單體以及可選擇地0～約50重量％附加的共聚單體。當(dāng)該涂料組合物固化后，其CRC可大于約30g/g并且小于約10％可提取物。優(yōu)選地，所述固化的涂料組合物的CRC可大于約40g/g。
所述涂料組合物可以包含與酸單體和堿單體反應(yīng)的附加單體，其中所述附加單體是親水性或水溶性的單體或低聚物并且包括例如N-乙烯基-2-吡啶、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基縮醛類、丙烯酸四氫呋喃酯類、親水性聚氨酯丙烯酸酯類、聚醚丙烯酸酯類、聚醚甲基丙烯酸酯類、聚酯丙烯酸酯類、聚酯甲基丙烯酸酯類和乙氧基-聚乙二醇類。優(yōu)選的是甲氧基聚乙二醇異丁烯酸酯共聚單體。這種產(chǎn)品可從LAPORTE PERFORMANCECHEMICALS LIMITED以商品名BISOMER MPEG350MA獲得。
本發(fā)明還包括一種包含基體材料和由下列物質(zhì)組成的涂料組合物的復(fù)合材料約20～80重量％可聚合的酸單體；約20～80重量％可聚合的堿單體；0～約50重量％附加的共聚單體；交聯(lián)劑；和光引發(fā)劑。此外，該復(fù)合材料的涂料組合物可以包含聚氨酯低聚物和甲氧基聚乙二醇異丁烯酸酯附加共聚單體或其他功能添加劑。固化后復(fù)合材料中的涂料組合物的CRC可大于約30g/g并且小于約10％可提取物。該復(fù)合材料發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案應(yīng)包括上文所述的涂料組合物的實(shí)施方案。
本發(fā)明還包括一種制備可輻射固化的涂料組合物的方法。該方法包括制備下列物質(zhì)的單體溶液的步驟約20～80重量％可聚合的酸單體和約20～80重量％可聚合的堿單體、0～約50重量％附加的共聚單體、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑以及可選擇地用于改進(jìn)膜性能的添加劑。所述添加劑可以包括但不限于增稠劑、潤(rùn)滑劑、偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、蠟、脫模劑、抑制劑、潤(rùn)濕劑、抗氧化劑、顏料、無(wú)機(jī)鹽、少量有機(jī)溶劑、發(fā)泡劑或起泡劑、表面活性劑、助粘劑或增粘劑、填料、纖維和抗靜電劑。將該單體溶液經(jīng)受輻射源輻照足夠長(zhǎng)時(shí)間以使所述單體溶液轉(zhuǎn)化成多兩性超吸收共聚物。優(yōu)選地，固化后該涂料組合物的CRC可大于約40g/g。在涂料組合物經(jīng)受輻射源輻照之前將該單體涂料組合物施于基體上。
該方法的優(yōu)選實(shí)施方案包括上文所述的多兩性超吸收共聚物的優(yōu)選實(shí)施方案中的要素。制備多兩性超吸收共聚物過(guò)程中的第一步包括制備酸和堿單體、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑和可選擇地附加共聚單體以及功能添加劑的涂料溶液這一步驟。
可用于制備根據(jù)本發(fā)明的涂料組合物的合適交聯(lián)劑是分子中含有至少兩個(gè)烯鍵式不飽和基團(tuán)的化合物(I類交聯(lián)劑)；含有至少兩個(gè)可與所述單體的官能團(tuán)在縮合反應(yīng)、加成反應(yīng)或者開(kāi)環(huán)反應(yīng)中反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物(II類交聯(lián)劑)；含有至少一個(gè)烯鍵式不飽和基團(tuán)和至少一個(gè)可與所述單體的官能團(tuán)在縮合反應(yīng)、加成反應(yīng)或者開(kāi)環(huán)反應(yīng)中反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物(III類交聯(lián)劑)；或者多價(jià)金屬陽(yáng)離子(IV類交聯(lián)劑)；以及它們的混合物。在這些交聯(lián)劑中，優(yōu)選水溶性交聯(lián)劑。就這一點(diǎn)而言，經(jīng)交聯(lián)分子中的烯鍵式不飽和基團(tuán)與單烯鍵式不飽和單體進(jìn)行自由基聚合而使聚合物交聯(lián)的工藝通過(guò)I類交聯(lián)劑化合物而實(shí)現(xiàn)，然而對(duì)于采用II類交聯(lián)劑化合物和IV類交聯(lián)劑多價(jià)金屬陽(yáng)離子的情況來(lái)說(shuō)，聚合物的交聯(lián)通過(guò)所述官能團(tuán)(II類交聯(lián)劑)的縮合反應(yīng)和/或通過(guò)多價(jià)金屬陽(yáng)離子(IV類交聯(lián)劑)與所述單體的官能團(tuán)發(fā)生靜電相互作用而實(shí)現(xiàn)。對(duì)于采用III類交聯(lián)劑化合物的情況來(lái)說(shuō)，聚合物的交聯(lián)相應(yīng)地通過(guò)烯鍵式不飽和基團(tuán)的自由基聚合以及通過(guò)交聯(lián)劑的官能團(tuán)與所述單體的官能團(tuán)之間的縮合反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。通常有利的是在本發(fā)明的可固化涂料組合物中包含兩種或更多種上述交聯(lián)劑的組合。優(yōu)選的交聯(lián)劑是SARTOMER 454，這是一種乙氧基化(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可由SARTOMER公司獲得)?？焖賃V固化需要光引發(fā)劑，但是對(duì)于某些類型的輻射固化(例如電子束固化或熱固化)可以不包含光引發(fā)劑。可以使用常規(guī)的光引發(fā)劑。實(shí)例包括苯甲酮類；苯乙酮衍生物類例如α-羥烷基苯基酮類、苯偶姻烷基醚類和苯偶姻縮酮類；單?；⒀趸镱惡投；⒀趸镱?。也可以加入熱引發(fā)劑或其他自由基型引發(fā)劑。通常有利的是在根據(jù)本發(fā)明的可固化涂料組合物中包含兩種或更多種上述類型的引發(fā)劑。
優(yōu)選的光引發(fā)劑包括ESACURE KIP-100F(可由SARTOMER公司獲得)。
對(duì)于光引發(fā)劑體系的量沒(méi)有特殊的限制，但是其量應(yīng)當(dāng)可以有效地提供快速固化、易加工性、合理的成本、優(yōu)良的外表和徹底的固化，并且老化時(shí)不會(huì)變黃。通常的用量可以是例如約0.3～10重量％，優(yōu)選約1～5重量％。
優(yōu)選使用輻射源以使所述單體涂料組合物轉(zhuǎn)化成多兩性SAP。所述輻射源可以選自紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x-射線、γ射線、β粒子、高能電子、熱或它們的組合。合適的輻射源可以商購(gòu)獲得。所述輻射源與前述引發(fā)劑合作可以實(shí)現(xiàn)涂料組合物的聚合和交聯(lián)，這相對(duì)于僅僅實(shí)現(xiàn)交聯(lián)的一般涂料體系來(lái)說(shuō)是重要的優(yōu)勢(shì)。紫外(“UV”)線是為這種轉(zhuǎn)化提供能量的優(yōu)選輻射源。
該涂料組合物可以包含附加的成膜添加劑，這些添加劑包括但不限于增稠劑、潤(rùn)滑劑、偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、蠟、脫模劑、抑制劑、潤(rùn)濕劑、抗氧化劑、顏料、無(wú)機(jī)鹽、少量有機(jī)溶劑、發(fā)泡劑或起泡劑、表面活性劑、助粘劑或增粘劑、填料、纖維和抗靜電劑。優(yōu)選的是聚氨酯低聚物。
所述可輻射固化的涂料組合物通過(guò)首先在非聚合條件下制備含有單體的涂料組合物而制得。將所述單體與交聯(lián)劑、光引發(fā)劑和可選擇地用于改進(jìn)涂料組合物的膜性能的添加劑一起混入溶液中。在低溫下、優(yōu)選低于約40℃下混合該組合物。
在對(duì)所述涂料組合物進(jìn)行輻照之前，通過(guò)例如擦涂(painting)、滾涂、印涂(即點(diǎn)式印涂)、噴射、刷涂、抹涂或者浸涂方式將該涂料組合物施于基體上，以在基體上形成該涂料組合物的涂覆體，接著進(jìn)行輻射轉(zhuǎn)化步驟形成SAP，對(duì)于本發(fā)明而言形成多兩性SAP。輻射轉(zhuǎn)化步驟后，得到的是涂覆有SAP的基體的復(fù)合材料。這種基體包括纜線，特別是光纜。其也可以用于以下應(yīng)用領(lǐng)域阻水膠帶、纖維、網(wǎng)狀物、無(wú)紡品、衛(wèi)生用品、聚合物膜和標(biāo)簽。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的涂料組合物在固化形成多兩性超吸收共聚物后具有優(yōu)良的流體保留特性，特別地，固化后某些組合物的CRC大于約30g/g，優(yōu)選大于約40g/g，并且小于10％可提取物。此外，依所需的最終用途(即，將涂料組合物施于其上和之后進(jìn)行輻射的特定類型的基體)而定，所述SAP可以具有水溶性聚合物組分。所述組分的含量可以達(dá)到約30重量％，該組分包括但不限于皂化的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、聚乙二醇類、聚丙烯酸類和它們的組合。該組分的分子量不是關(guān)鍵因素，條件是其可溶于水。優(yōu)選的水溶性聚合物組分是淀粉、聚乙烯醇和其混合物。優(yōu)選地，多兩性SAP混合物中水溶性聚合物組分的含量為約1～5重量％，尤其是如果存在淀粉和/或聚乙烯醇作為所述水溶性聚合物組分。此外，水溶性聚合物組分可以以接枝聚合物存在。
為了表征在下面的實(shí)驗(yàn)室實(shí)施例中所述的SAPs，以如下方式測(cè)定離心保留能力(CRC)。
CRC測(cè)試該測(cè)試在室溫的環(huán)境條件下進(jìn)行。根據(jù)茶袋測(cè)試方法測(cè)定保留去離子水的能力，并以2次測(cè)量的平均值記錄。將已經(jīng)篩分至粒度分布為約300-600微米的大約100mg SAP顆粒裝入茶袋，并浸入去離子水保持30分鐘。然后，在1600rpm下離心分離茶袋3分鐘并稱重。離心設(shè)備的直徑為約20cm。此外，將兩個(gè)不含顆粒的茶袋作為空白樣。
具體過(guò)程如下1.將茶袋原件切成3×5英寸的矩形。將條狀物對(duì)半折疊，并密封三個(gè)開(kāi)口側(cè)中的兩個(gè)使得密封處的內(nèi)邊緣距茶袋邊緣約1/4英寸。
2.每次測(cè)定時(shí)，稱量0.200±0.005克改性纖維素材料并將其裝入茶袋中。將初始重量記為W1。
3.用熱封機(jī)密封茶袋的開(kāi)口側(cè)。如果初始稱量與測(cè)定之間的時(shí)段大于30分鐘，則將茶袋存放干燥器中。
4.通過(guò)對(duì)兩個(gè)不含纖維素材料試樣的空茶袋進(jìn)行熱處理而制備兩個(gè)測(cè)試方法的空白樣。
5.向盤(pán)中填裝去離子水至約4cm高。
6.通過(guò)輕輕搖動(dòng)試樣以將纖維素材料均勻地分布于茶袋中的方式準(zhǔn)備用于浸泡的密封茶袋。
7.在去離子水中浸泡茶袋。
8.30分鐘后，從測(cè)試液體中移出茶袋。
9.通過(guò)邊角單獨(dú)將每個(gè)茶袋掛起，滴干10分鐘。
10.將茶袋放入離心分離機(jī)中，同時(shí)通過(guò)正確放置茶袋確保離心分離機(jī)平衡。在1600rpm下離心分離3分鐘。
11.離心分離后測(cè)定每個(gè)試樣的重量。記錄不含測(cè)試樣品的測(cè)試空白樣的重量(W2)，并記錄具有測(cè)試樣品的茶袋的重量(W3)并將其精確到0.01。
然后根據(jù)如下方程計(jì)算CRC性能(以每克顆粒物吸收的液體克數(shù)衡量)。
CRC＝(W3-W2-W1)/W1其中CRC＝30分鐘浸泡時(shí)間后的保留量(g/g)W1＝以克計(jì)的SAP顆粒的初始重量W2＝以克計(jì)的離心分離后兩個(gè)空白樣的平均重量W3＝以克計(jì)的離心分離后測(cè)試茶袋的重量實(shí)施例實(shí)施例1.
表1.公開(kāi)的多兩性超吸收共聚物的涂料組合物組分 百分比(重量)丙烯酸，冰的 34甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯 52.28氨基甲酸酯低聚物 4ESACURE KIP-100F 1BISOMER 3Pluronic104 1.5丙烯酸2-羥基乙酯 4SARTOMER454 0.1二丙烯酸1，6-己二醇酯 0.12總量 100
UV溶液的粘度20℃下為850cps固化速率200-300米/分鐘涂料厚度75微米清晰度清晰顏色無(wú)色上述試樣的CRC結(jié)果干燥試樣重量(g)浸泡時(shí)間(分鐘)溶脹試樣重量(g)CRC(g/g)0.25 8.4380.21010.8 500.23012.4 580.26013.8 65實(shí)施例2.
表2.公開(kāi)的多兩性超吸收共聚物的涂料組合物組分 百分比(重量)丙烯酸，冰的 35丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯 7甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯 40.75聚氨酯低聚物 8ESACURE KIP-100F 1BISOMER6聚(乙二醇)丙烯酸酯 1二丙烯酸1，6-己二醇酯 0.15SARTOMER 454 0.1Pluronic 105 1.0總量 100
UV溶液的粘度20℃下為1250cps固化速率200-300米/分鐘涂料厚度50微米清晰度清晰顏色無(wú)色上述試樣的CRC結(jié)果干燥試樣重量(g)浸泡時(shí)間(分鐘)溶脹試樣重量(g)CRC(g/g)0.25 7.6340.21010.2 470.23013.7 64.50.26014.9 70.5實(shí)施例3.
表3.公開(kāi)的多兩性超吸收共聚物的涂料組合物組分 百分比(重量)丙烯酸，冰的 35丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯 40甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯 9.78聚氨酯低聚物 6ESACURE KIP-100F 1BISOMER6聚(乙二醇)丙烯酸酯 1二丙烯酸1，6-己二醇酯 0.12SARTOMER 454 0.1Pluronic 105 1.0總量 100
UV溶液的粘度20℃下為1050cps固化速率200-300米/分鐘涂料厚度50微米清晰度清晰顏色黃色上述試樣的CRC結(jié)果干燥試樣重量(g)浸泡時(shí)間(分鐘)溶脹試樣重量(g)CRC(g/g)0.25 7.2320.2109.6440.23012.4 570.26013.6 64實(shí)施例4.
表4.公開(kāi)的多兩性超吸收共聚物的涂料組合物組分百分比(重量)丙烯酸，冰的36丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯 53.25聚氨酯低聚物4ESACURE KIP-100F1BISOMER 3聚(乙二醇)丙烯酸酯 1.5二丙烯酸1，6-己二醇酯 0.15SARTOMER 4540.1Pluronic 1051.0總量100
UV溶液的粘度20℃下為950cps固化速率200-300米/分鐘涂料厚度50微米清晰度清晰顏色黃色上述試樣的CRC結(jié)果干燥試樣重量(g)浸泡時(shí)間(分鐘)溶脹試樣重量(g)CRC(g/g)0.25 7.533.50.2109.2420.23011.7 54.50.26013.4 63應(yīng)當(dāng)理解的是在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下本發(fā)明的許多具體內(nèi)容可以改變。此外，前述說(shuō)明書(shū)僅僅用于說(shuō)明目的，并不是為了限制由權(quán)利要求定義的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種多兩性超吸收共聚物，其包含下列物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物(a)約20～80重量％可聚合的酸單體和；(b)約20～80重量％可聚合的堿單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多兩性超吸收共聚物，其中所述可聚合的堿單體是含有丙烯酸酯胺或甲基丙烯酸酯胺的堿單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的多兩性超吸收共聚物，其中所述可聚合的堿單體是含有丙烯酸酯胺或甲基丙烯酸酯胺的堿單體；并且所述共聚物還包含(c)0～約50重量％附加的共聚單體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的多兩性超吸收共聚物，其中所述含有丙烯酸酯胺或甲基丙烯酸酯胺的堿單體選自甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯；甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯；丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的多兩性超吸收共聚物，其中所述可聚合的酸單體選自烯鍵式不飽和的羧酸、膦酸和磺酸化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的多兩性超吸收共聚物，其中如果所述共聚物被固化其可具有的CRC大于約30g/g。
7.一種可輻射固化的涂料組合物，其包含下列物質(zhì)的產(chǎn)物(a)含有下述物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物的多兩性超吸收共聚物，(i)約20～80重量％可聚合的酸單體和；(ii)約20～80重量％可聚合的堿單體；和(iii)0～約50重量％附加的單體；和(b)交聯(lián)劑；和(c)光引發(fā)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的涂料組合物，其中所述可聚合的酸單體選自烯鍵式不飽和的羧酸、膦酸和磺酸化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的涂料組合物，其中所述可聚合的堿單體選自甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯；甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯；丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的涂料組合物，其中所述涂料組合物還包含添加劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的涂料組合物，其中所述涂料組合物在固化后具有的CRC大于約30g/g并且小于約10％可提取物。
12.一種包含基體材料和涂料組合物的復(fù)合材料，其中所述涂料組合物包含(a)(i)約20～80重量％可聚合的酸單體；和(ii)約20～80重量％可聚合的堿單體；和(iii)0～約50重量％附加的單體；和(b)交聯(lián)劑；和(c)光引發(fā)劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的復(fù)合材料，其中所述涂料組合物接受輻照而形成多兩性超吸收聚合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的復(fù)合材料，其中所述涂料組合物包含選自烯鍵式不飽和的羧酸、膦酸和磺酸化合物的可聚合的酸單體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的復(fù)合材料，其中所述涂料組合物包含選自甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯；甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯；丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯的可聚合的堿單體。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的復(fù)合材料，其中所述涂料組合物還包含添加劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的涂料組合物，其中所述涂料組合物在固化后具有的CRC大于約30g/g并且小于約10％可提取物。
18.一種制備可輻射固化的涂料組合物的方法，所述方法包括a)制備包含下列物質(zhì)的單體溶液(i)約20～80重量％可聚合的酸單體和；(ii)約20～80重量％可聚合的堿單體；和(iii)0～約50重量％附加的單體；和(b)交聯(lián)劑；(c)光引發(fā)劑；和(d)可選擇地用于改進(jìn)膜性能的添加劑；將所述涂料組合物經(jīng)受輻射源輻照足夠長(zhǎng)時(shí)間以制成多兩性超吸收共聚物。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的制備可輻射固化的涂料組合物的方法，其中在所述涂料組合物經(jīng)受輻射源輻照之前將所述單體溶液施于基體上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的制備可輻射固化的涂料組合物的方法，其中所述可聚合的酸單體選自烯鍵式不飽和的羧酸、膦酸和磺酸化合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的制備可輻射固化的涂料組合物的方法，其中所述可聚合的堿單體選自甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯；甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯；丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯和丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯。
22.含有下列物質(zhì)的涂料組合物的用途，其中所述涂料組合物主要應(yīng)用于纜線、阻水膠帶、衛(wèi)生用品、無(wú)紡品、纖維和標(biāo)簽，該涂料組合物包含(a)(i)約20～80重量％可聚合的酸單體；和(ii)約20～80重量％可聚合的堿單體；和(iii)0～約50重量％附加的單體；(b)交聯(lián)劑；(c)光引發(fā)劑；和(d)可選擇地用于改進(jìn)膜性能的添加劑。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的用途，其中所述涂料組合物經(jīng)受輻照而形成多兩性超吸收共聚物。
24.一種被覆的光纖，其包含光纖和至少一種位于光纖上的含有至少一種多兩性超吸收共聚物的涂料，所述多兩性超吸收共聚物含有下列物質(zhì)的輻射固化的反應(yīng)產(chǎn)物(a)(i)約20～80重量％可聚合的酸單體；和(ii)約20～80重量％可聚合的堿單體；和(iii)0～約50重量％附加的單體；(b)交聯(lián)劑；(c)光引發(fā)劑；和(d)可選擇地用于改進(jìn)膜性能的添加劑。
全文摘要
一種由可聚合的酸單體和可聚合的堿單體以及可選擇地附加單體所組成的多兩性超吸收共聚物。特別地，本發(fā)明包括一種可輻射固化的涂料組合物，其包含約20～80重量％可聚合的酸單體和約20～80重量％可聚合的堿單體；以及0～約50重量％的附加單體。在接受輻射時(shí)，該涂料組合物形成多兩性超吸收共聚物。該可輻射固化的涂料組合物可以與合適的基材一起使用。
文檔編號(hào)C08F220/04GK1659194SQ03813025
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月6日
發(fā)明者S·J·史密斯, S·康 申請(qǐng)人:施拖克豪森有限公司