WO2006106108A1 - Expansion-retarded super-absorbent foam, method for its production and use thereof - Google Patents

Expansion-retarded super-absorbent foam, method for its production and use thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2006106108A1
WO2006106108A1 PCT/EP2006/061317 EP2006061317W WO2006106108A1 WO 2006106108 A1 WO2006106108 A1 WO 2006106108A1 EP 2006061317 W EP2006061317 W EP 2006061317W WO 2006106108 A1 WO2006106108 A1 WO 2006106108A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
foam
superabsorbent
polymers
superabsorbent foam
foam according
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/061317
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Antje Ziemer
Andreas Popp
Anna Kowalski
Ernst Jürgen BAUER
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Aktiengesellschaft filed Critical Basf Aktiengesellschaft
Publication of WO2006106108A1 publication Critical patent/WO2006106108A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/425Porous materials, e.g. foams or sponges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/14Applications used for foams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group

Definitions

  • Source-retarded superabsorbent foam process for its preparation and its use
  • the invention relates to a superabsorbent foam which is delayed in swelling.
  • This superabsorbent foam is obtainable by treating a known superabsorbent foam with source retardant.
  • These foams can be used, for example, as “storage layers” in sanitary articles or generally to absorb, transfer or store aqueous liquids
  • Superabsorbent materials are known for such materials, terms such as "high-swellable polymer” "hydrogel” (often also for the dry Form), “hydrogel-forming polymer”, “water-absorbent polymer”, “absorbent gelling material”, “swellable resin", “water-absorbent resin” or the like.
  • Water-absorbing foams based on monomers containing crosslinked acid groups are known, cf. EP 858 478 B1, WO 97/31971 A1, WO 99/44648 A1 and WO 00/52087 A1. They are prepared, for example, by foaming a polymerizable aqueous mixture containing at least 50 mol% neutralized, monoethylenically unsaturated monomers containing acid groups, crosslinkers and at least one surfactant, and then polymerizing the foamed mixture.
  • the foaming of the polymerizable mixture can be carried out, for example, by dispersing fine bubbles of a radical-inert gas or by dissolving such a gas under elevated pressure in the polymerizable mixture and depressurizing the mixture.
  • the water content of the foams is adjusted to, for example, 1 to 60% by weight.
  • the foams may be subjected to surface postcrosslinking by spraying a crosslinking agent onto the foamed material or by dipping the foam therein and heating the crosslinker loaded foam to a higher temperature.
  • the foams are used, for example, in hygiene articles for the acquisition, distribution and storage of body fluids.
  • Carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose and cellulose mixed ethers are disclosed in these applications as thickeners. These thickeners are not fibers.
  • superabsorbent fibers are known, which are obtainable, for example, by neutralizing the carboxyl groups of a hydrolyzed copolymer of isobutene and maleic anhydride with sodium hydroxide to 20 to 80%, adding a bifunctional compound which can react with the unneutralized carboxyl groups of the copolymer, for example propylene glycol or ethanolamine, then the water is largely removed from the solution so that the solids content of the solution is 45%. This solution is then spun into fibers. The fibers are then heated to a higher temperature, for example to 21O 0 C, the copolymers are cross-linked. The crosslinked copolymers have superabsorbent properties.
  • Foams of water-absorbing basic polymers are known from WO 03/066716 A1, which are obtainable by foaming an aqueous mixture containing at least one basic polymer such as polyvinylamine and at least one crosslinker such as glycidyl ether, and then crosslinking the foamed mixture.
  • the polymerizable foams are added 25 to 200 wt .-% cellulose fibers.
  • the CRC values, as well as the maximum extensibility and elongation at break of the dry, as well as wet, foams are dramatically reduced by the addition of 25 to 200% by weight of cellulose fibers.
  • WO 03/066717 A2 discloses a process by which the wet strength is increased and the residual monomer content is lowered in the case of superabsorbent foams by the addition of amino-containing polymers. The treatment with these polymers does not lead to a source delay.
  • WO 2004/007598 A1 discloses water-absorbing foams which have finely distributed hydrophilic silicon dioxide and / or a surface-active substance on the surface. The treatment of the foams leads to an increase in the absorption rate for liquids.
  • WO 2004/035668 A2 discloses water-absorbing foams which contain superabsorbent fibers or fruit fibers, in particular apple fibers.
  • German Patent and Trademark Office DE 102005011165.3 describes water-absorbing foams which contain wood fibers or waste paper fibers.
  • WO 2005/042 039 A2 describes hydrogels which have an increased blood absorption through the coating with hydrophobic compounds.
  • the invention has for its object to improve the properties of water-absorbing foams, especially foams with good remplisstechniksabsorpti- ons-, good remplisstechniksretentions- and good remplisstechniksweiter decisionsseigenschaften for aqueous liquids, also for saline aqueous liquids to find the stable, easy to handle, easy to process and easy to make.
  • the object is achieved according to the invention with superabsorbent foam whose surface has been treated with at least one complexing agent and / or at least one source delaying agent.
  • the "surface" of the foam is understood to be the surface of a foam molding which is accessible to external influences, for example by impregnation with a liquid, but in particular by spraying with a liquid, not the entire inner surface of all the pores of the foam as determined, for example, by the known methods of measuring adsorption isotherms.
  • the object is achieved with superabsorbent foams having a swelling time (as described in more detail below in the section on determination methods, the time in which 1.00 ⁇ 0.009 g of foam absorb 20 g of water) greater than 10 seconds, a swelling time greater than 15 seconds, preferably one Swelling time greater than 20 seconds, more preferably a swelling time greater than 30 seconds, most preferably a swelling time greater than 60 seconds, and most preferably a swelling time greater than 120 seconds.
  • This slow swelling property can also be expressed as a low swelling rate.
  • the swelling rate is determined to be 20 [g] / (1 [g] * swelling time [s]), as described in more detail in the section "Methods of Determination.”
  • These superabsorbent foams thus have swelling rates of less than 2.0 s- ⁇ less than 1.33 S " 1 , preferably less than 1, 0 s * 1 , more preferably less than 0.67 s ⁇ ⁇ very particularly preferably less than 0.33 s -1 and particularly preferably less than 0.17 s -1 on.
  • Superabsorbent foams are known in the art.
  • superabsorbent foam according to the present invention is meant a foam having a Centrifuge Retention Capacity ("CRC", measuring method described below in the section “Methods of Determination") of at least 3 g / g, preferably at least 4 g / g preferably at least 5 g / g, in particular at least 6 g / g.
  • CRC Centrifuge Retention Capacity
  • the superabsorbent foams according to the invention are conveniently obtainable by foaming an aqueous mixture which, in addition to polymerizable and crosslinkable, acid group-containing monoethylenically unsaturated monomers which are optionally (partially) neutralized, crosslinker and at least one surfactant and optionally containing adjuvants or adjuvants such as solubilizers, thickeners, stabilizers, fillers, fibers and / or cell nucleating agents, and then polymerizing and / or crosslinking the foamed mixture and subsequent treatment with complexing and / or source retarding agents.
  • aqueous mixture which, in addition to polymerizable and crosslinkable, acid group-containing monoethylenically unsaturated monomers which are optionally (partially) neutralized, crosslinker and at least one surfactant and optionally containing adjuvants or adjuvants such as solubilizers, thickeners, stabilizers, fillers, fibers and / or cell nu
  • the superabsorbent foams can be conveniently prepared by foaming at least one crosslinkable basic polymer, crosslinker and at least one surfactant and optionally additives or auxiliaries such as solubilizers, thickeners, stabilizers, fillers, fibers and / or cell nucleating agents as a mixture, and then the basic polymers contained in the foamed mixture are crosslinked to form a foam-like hydrogel. Subsequently, the foam is treated with a complexing and / or source retardant.
  • an aqueous mixture is foamed, for example
  • the foaming of the aqueous mixtures can be carried out, for example, by dispersing fine bubbles of a gas which is inert toward free radicals in the mixture, or dissolving such a gas in the crosslinkable mixture under a pressure of from 2 to 400 bar and subsequently depressurizing them to atmospheric pressure.
  • the curing takes place in the case of the use of acid group-containing monomers, optionally other monoethylenically unsaturated monomers and crosslinkers by polymerization and in the case of the use of basic polymers with crosslinking.
  • Foams based on crosslinked, acid group-containing polymers are known from the cited references EP 858 478 B1, page 2, line 55 to page 18, line 22, WO 99/44 648 A1 and WO 00/52 087 A1, page 5, line 23 to page 41, line 18 known.
  • Suitable monoethylenic unsaturated monomers are the monomers and monomer mixtures used to prepare granular superabsorbent.
  • Preferred monomer is acrylic acid and its salts.
  • Other monoethylenically unsaturated monomers are also known from the literature relating to the preparation of granular superabsorbent.
  • foams of water-absorbent acidic polymers are used.
  • water-absorbing acidic polymers which are also referred to below as acidic superabsorbers
  • hydrogels which are used, for example. in WO 00/63 295 A1, page 2, line 27 to page 9, line 16 are described.
  • These are essentially weakly crosslinked polymers of acidic monomers which have a high water absorption capacity in at least partially neutralized form.
  • slightly crosslinked polymers are crosslinked polyacrylic acids, crosslinked, hydrolyzed graft polymers of acrylonitrile on starch, crosslinked graft polymers of acrylic acid on starch, hydrolyzed, crosslinked copolymers of vinyl acetate and acrylic esters, crosslinked polyacrylamides, hydrolyzed, crosslinked polyacrylamides, crosslinked copolymers of ethylene and maleic anhydride , crosslinked copolymers of isobutylene and maleic anhydride, crosslinked polyvinylsulfonic acids, crosslinked polyvinylphosphonic acids and crosslinked sulfonated polystyrene.
  • acidic superabsorbent polymers Preferably used as acidic superabsorbent polymers of (partially) neutralized, slightly crosslinked polyacrylic acids.
  • the (partial) neutralization of the acid groups of the acidic superabsorber is preferably carried out with sodium hydroxide solution, sodium bicarbonate or sodium carbonate.
  • the neutralization can also be carried out with potassium hydroxide solution, ammonia, amines or alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine or triethanolamine.
  • Acid superabsorbents are known from the abovementioned references, cf. in particular WO 00/63 295 A1, page 2, line 27 to page 9, line 16. They can optionally be surface-postcrosslinked, for example, slightly crosslinked polyacrylic acids are reacted with compounds which have at least two groups which are reactive toward carboxyl groups. These are known networks.
  • polyhydric alcohols such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol and glycidyl ethers of ethylene glycol and polyethylene glycols having molecular weights of 200 to 1500, preferably 300 to 400 daltons, and completely with acrylic acid or methacrylic acid esterified reaction products of trimethylolpropane , reaction products of trimethylolpropane and ethylene oxide in a molar ratio of 1: 1 to 25, preferably 1: 3 to 15 and of reaction products of pentaerythritol with ethylene oxide in a molar ratio of 1: 30, preferably 1: 4 to 20.
  • polyhydric alcohols such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol and glycidyl ethers of ethylene glycol and polyethylene glycols having molecular weights of 200 to 1500, preferably 300 to 400 daltons, and completely with
  • Non-surface-postcrosslinked superabsorbents are preferably treated according to the invention with complexing and / or source retarding agents.
  • Suitable basic polymers are, for example, polymers containing vinylamine units, polymers containing vinylguanidine units, polymers comprising dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide units, polyethyleneimines, polyamidoamines grafted with ethyleneimine and polydiallyldimethylammonium chlorides.
  • Vinylamine containing polymers are known, cf. US 4,421,602,
  • Suitable monoethylenically unsaturated monomers which are copolymerized with the N-vinylcarboxamides are all compounds which can be copolymerized therewith.
  • vinyl esters of saturated carboxylic acids of 1 to 6 carbon atoms such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate
  • vinyl ethers such as C 1 to C 6 alkyl vinyl ethers, for example methyl or ethyl vinyl ethers.
  • Suitable comonomers are esters, amides and nitriles of ethylenically unsaturated C 3 to C 6 - carboxylic acids such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and e, acrylamide and methacrylamide, and acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • carboxylic acid esters are derived from glycols or polyalkylene glycols, in each case only one OH group esterified, for example hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate and acrylic acid monoesters of polyalkylene glycols having a molecular weight of 500 to 10,000 daltons.
  • comonomer esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids with aminoalcohols such as, for example, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, dimethylaminopropyl methacrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminobutyl acrylate and diethylaminobutyl acrylate.
  • dimethylaminoethyl acrylate dimethylaminoethyl methacrylate
  • diethylaminoethyl acrylate diethylaminoethyl methacrylate
  • dimethylaminopropyl acrylate dimethylaminopropyl methacrylate
  • diethylaminopropyl acrylate diethylamino
  • the basic acrylates can be used in the form of the free bases, the salts with mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, the salts with organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid or sulfonic acids or in quaternized form.
  • Suitable quaternizing agents are, for example, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride, ethyl chloride or benzyl chloride.
  • Suitable comonomers are amides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylamide, methacrylamide and N-alkyl mono- and diamides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids having alkyl radicals of 1 to 6 carbon atoms, e.g. N-methylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide and tert. Butylacrylamide and basic (meth) acrylamides, such.
  • N-vinylpyrrolidone N-vinylcaprolactam
  • acrylonitrile methacrylonitrile
  • N-vinylimidazole substituted N-vinylimidazoles, such as e.g. N-vinyl-2-methylimidazole, N-vinyl-4-methylimidazole, N-vinyl-5-methylimidazole, N-vinyl-2-ethylimidazole and N-vinylimidazolines
  • N-vinylimidazoline N-vinyl-2-methylimidazoline and N- vinyl-2-ethylimidazoline.
  • N-vinylimidazoles and N-vinylimidazolines are used except in the form of the free bases also in mineral acids or organic acids neutralized or quaternized form, wherein the Q ⁇ aternmaschine is preferably carried out with dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride or benzyl chloride. Also suitable are diallyldialkylammonium halides, e.g. Diallyldimethylammonium chloride.
  • copolymers contain, for example
  • the comonomers are preferably free of acid groups.
  • hydrolysis of the above-described polymers is carried out by known methods by the action of acids, bases or enzymes.
  • acids are used as hydrolysis agents, the vinylamine units of the polymers are present as the ammonium salt, while free hydrolyses with bases result in free amino groups.
  • the homopolymers of the N-vinylcarboxamides and their copolymers may be hydrolyzed to 5 to 100, preferably 70 to 100 mol%. In most cases, the degree of hydrolysis of the homopolymers and copolymers is 80 to 95 mol%.
  • the degree of hydrolysis of the homopolymers is synonymous with the content of the polymers of vinylamine units.
  • hydrolysis of the ester groups to form vinyl alcohol units may occur. This is especially the case when carrying out the hydrolysis of the copolymers in the presence of sodium hydroxide solution. Polymerized acrylonitrile is also chemically altered upon hydrolysis.
  • the homo- and copolymers containing vinylamine moieties may optionally contain up to 20 mole% of amidine units, e.g. by reaction of formic acid with two adjacent amino groups or by intramolecular reaction of an amino group with an adjacent amide group, e.g. of polymerized N-
  • Vinylformamide is formed.
  • the molar masses of polymers containing vinylamine units are, for example, 500 to 10 million daltons, preferably 1000 to 5 million (determined by light scattering). This molar mass range corresponds, for example, to K values of 5 to 300, preferably 10 to 250 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous common salt solution at 25 ° C., pH 7 and a polymer concentration of 0.5% by weight, as in H Fikentscher, Cellulose Chemistry, Vol. 13, 52-63 and 71-74 (1932)).
  • the polymers containing vinylamine units are preferably used in salt-free form.
  • Salt-free aqueous solutions of polymers comprising vinylamine units can be prepared, for example, from the salt-containing polymer solutions described above by means of ultrafiltration on suitable membranes at separation limits of, for example, 1000 to 500,000 daltons, preferably 10,000 to 300,000 daltons.
  • the aqueous solutions of other polymers containing amino and / or ammonium groups described below can also be obtained by means of ultrafiltration in salt-free form.
  • Derivatives of polymers containing vinylamine units can also be used as basic hydrogel-forming polymers. It is thus possible, for example, to prepare a multiplicity of suitable hydrogel derivatives from the vinylamine units by amidation, alkylation, sulfonamide formation, urea formation, thiourea formation, carbamate formation, acylation, carboxymethylation, phosphonomethylation or Michael addition of the amino groups of the polymer.
  • the polymers containing vinylamine units also include hydrolyzed graft polymers of, for example, N-vinylformamide on polyalkylene glycols, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylformamides, polysaccharides such as starch, oligosaccharides or monosaccharides.
  • the graft polymers are obtainable by free-radically polymerizing, for example, N-vinylformamide in aqueous medium in the presence of at least one of the stated grafting bases together with copolymerizable other monomers and then hydrolyzing the grafted vinylformamide units in a known manner to give vinylamine units.
  • Suitable monomers for the preparation of such polymers are, for example, dimethylaminoethylacrylamide, dimethylaminoethylmethacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide, diethylaminoethylacrylamide, diethylaminoethylmethacrylamide and diethylaminopropylacrylamide.
  • These monomers can be used in the form of the free bases, the salts with inorganic or organic acids or in quaternized form in the polymerization.
  • polymers can be radically polymerized into homopolymers or together with other copolymerizable monomers to form copolymers.
  • the polymers contain, for example, at least 30 mol%, preferably at least 70 mol% of the stated basic monomers in copolymerized form.
  • Water-absorbing basic polymers based on poly (dimethylaminoalkylacrylamides) are known from US Pat. No. 5,962,578.
  • Other suitable basic polymers are polyethyleneimines which can be prepared, for example, by polymerization of ethyleneimine in aqueous solution in the presence of acid-releasing compounds, acids or Lewis acids as catalyst. Polyethyleneimines have, for example, molar masses of up to 2 million daltons, preferably from 200 to 1,000,000.
  • polyethyleneimines having molar masses of from 500 to 750,000 daltons.
  • the polyethyleneimines can be optionally modified, for example alkoxylated, alkylated or amidated. They may also be subjected to further reactions such as a Michael addition.
  • the derivatives of polyethyleneimines which can be obtained are likewise suitable as basic polymers for the preparation of water-absorbing basic polymers.
  • ethyleneimine-grafted polyamidoamines which are obtainable, for example, by condensing dicarboxylic acids with polyamines and then grafting ethyleneimine.
  • Suitable polyamidoamines are obtained, for example, by reacting dicarboxylic acids having 4 to 10 carbon atoms with polyalkylenepolyamines which contain 3 to 10 basic nitrogen atoms in the molecule.
  • dicarboxylic acids are succinic acid, maleic acid, adipic acid, glutaric acid, suberic acid, sebacic acid or terephthalic acid.
  • polyamidoamines In the preparation of the polyamidoamines it is also possible to use mixtures of dicarboxylic acids, as well as mixtures of several polyalkylenepolyamines.
  • Suitable polyalkylenepolyamines are, for example, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetriamine, aminopropylethylenediamine and bisaminopropylethylenediamine.
  • the dicarboxylic acids and polyalkylenepolyamines are heated to higher temperatures, for example to temperatures in the range of 120 to 220, preferably 130 to 18O 0 C, to produce the polyamidoamines.
  • the water formed during the condensation is removed from the system.
  • lactones or lactams of carboxylic acids having 4 to 8 carbon atoms For example, from 0.8 to 1.4 moles of a polyalkylenepolyamine are used per mole of a dicarboxylic acid.
  • These polyamidoamines are grafted with ethyleneimine.
  • the grafting reaction is carried out for example in the presence of acids or Lewis acids, such as sulfuric acid or boron trifluoride etherates at temperatures of for example 80 to 100 0 C.
  • acids or Lewis acids such as sulfuric acid or boron trifluoride etherates at temperatures of for example 80 to 100 0 C.
  • Compounds of this type are described for example in DE 24 34 816 A1.
  • Also optionally crosslinked polyamidoamines, which are optionally additionally grafted prior to crosslinking with ethyleneimine, are suitable as basic polymers.
  • crosslinked, with ethyleneimine grafted polyamidoamines are water-soluble and have, for example, an average molecular weight of 3000 to 2 million daltons.
  • Typical crosslinkers are, for example, epichlorohydrin or bischlorohydrin ethers of alkylene glycols and polyalkylene glycols.
  • basic polymers are also polyallylamines into consideration. Polymers of this type are obtained by homopolymerization of allylamine, preferably in acid-neutralized form, or by copolymerizing allylamine with other monoethylenically unsaturated monomers described above as comonomers for N-vinylcarboxamides.
  • water-soluble crosslinked polyethyleneimines which are obtainable by reaction of polyethyleneimines with crosslinkers such as epichlorohydrin or bischlorohydrin ethers of polyalkylene glycols having 2 to 100 ethylene oxide and / or propylene oxide units and still have free primary and / or secondary amino groups.
  • Amidic polyethyleneimines which are obtainable, for example, by amidation of polyethyleneimines with C 1 to C 22 monocarboxylic acids are also suitable.
  • Further suitable cationic polymers are alkylated polyethyleneimines and alkoxylated polyethyleneimines. In the alkoxylation, e.g. per NH unit in the polyethyleneimine 1 to 5 ethylene oxide or propylene oxide units.
  • the above-mentioned basic polymers have e.g. K values of 8 to 300, preferably 15 to 180 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous saline solution at 25% and a polymer concentration of 0.5 wt .-%).
  • K values 8 to 300, preferably 15 to 180 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous saline solution at 25% and a polymer concentration of 0.5 wt .-%).
  • At a pH of 4.5 for example, they have a charge density of at least 1, preferably at least 4 meq / g polyelectrolyte.
  • Preferred basic polymers are polymers containing vinylamine units, polyvinylguanidines and polyethyleneimines. Examples for this are:
  • the polymer content of the aqueous solution is for example 1 to 60, preferably 2 to 15 and usually 5 to 10 wt .-%.
  • a polymerizable aqueous mixture may contain other ethylenically unsaturated monomers in addition to monomers carrying acid groups.
  • Suitable ethylenically unsaturated monomers are, for example, acrylamide, methacrylamide, crotonamide, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylamino-propyl acrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminobutyl acrylate, dimethylamino noethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoneopentyl acrylate and dimethylaminoneopentyl methacrylate.
  • water-absorbing basic polymers In order to obtain water-absorbing basic polymers from the above-described basic polymers, they are reacted with at least one crosslinker.
  • the basic polymers are mostly water-soluble or readily dispersible in water.
  • the crosslinking therefore takes place mainly in an aqueous medium. Preference is given to using aqueous solutions of basic polymers which are desalinated, for example by means of ultrafiltration, or whose content of neutral salts is less than 1 or less than 0.5% by weight.
  • crosslinking takes place by copolymerization of the crosslinker added to the monomer solution.
  • the crosslinkers have at least two reactive groups which react with the amino groups of the basic polymers or are incorporated into the polymer chains of the polymers formed from the acid group-carrying monomers to form insoluble products which are water-absorbing polymers.
  • a crosslinking agent for 1 part by weight of the polymer, for example, 0.1 to 50, preferably 1 to 5 parts by weight and in particular 1, 5 to 3 parts by weight of a crosslinking agent.
  • Suitable crosslinkers for both the preparation of crosslinked polymers from acid group-bearing and any other monomers, as well as for the crosslinking of basic polymers are known.
  • Crosslinkers for basic polymers are described, for example, in WO 00/63 295 A1, page 14, line 43 to page 21, line 5.
  • Suitable bi- or polyfunctional crosslinkers are, for example
  • Di- and polyepoxides for example, di- and polyglycidyl compounds
  • Preferred crosslinkers (1) are, for example, the bischlorohydrin ethers of polyalkylene glycols described in US Pat. No. 4,144,123. Furthermore, phosphoric acid diglycidyl ether and ethylene glycol diglycidyl ether may be mentioned.
  • Further crosslinkers are the reaction products of at least trihydric alcohols with epichlorohydrin to form reaction products which have at least two chlorohydrin units, for example glycerol, ethoxylated or propoxylated glycerols, polyglycerols with 2 to 15 glycerol units in the molecule and optionally ethoxylated alcohols as polyhydric alcohols and / or propoxylated polyglycerols.
  • Crosslinking agents of this type are known, for example, from DE 29 16 356 A1.
  • Suitable crosslinkers (2) are ⁇ , ⁇ or vicinal dichloroalkanes, for example 1, 2-dichloroethane, 1, 2-dichloropropane, 1, 3-dichlorobutane and 1,6-dichlorohexane.
  • EP 25 515 A1 discloses ⁇ , ⁇ -dichloropolyalkylene glycols which preferably have 1 to 100, in particular 1 to 100, ethylene oxide units as crosslinkers.
  • crosslinkers (3) containing blocked isocyanate groups e.g. Trimethylhexamethylene diisocyanate blocked with 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-one.
  • Such crosslinkers are known, cf. for example from DE 40 28 285 A1.
  • aziridine-containing crosslinkers (4) based on polyethers or substituted hydrocarbons, e.g. 1, 6-bis-N-aziridinomethane, cf. US Pat. No. 3,977,923.
  • This crosslinker class also includes at least two reaction products of dicarboxylic acid esters containing ethyleneimine containing aziridino groups and also mixtures of the crosslinkers mentioned.
  • Suitable halogen-free crosslinkers of group (4) are reaction products which are prepared by reacting dicarboxylic acid esters, which are completely esterified with monohydric alcohols having 1 to 5 carbon atoms, with ethyleneimine.
  • Suitable dicarboxylic acid esters are, for example, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, dimethyl succinate, diethyl succinate, dimethyl adipate, diethyl adipate and dimethyl glutarate.
  • dicarboxylic acid esters are, for example, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, dimethyl succinate, diethyl succinate, dimethyl adipate, diethyl adipate and dimethyl glutarate.
  • the dicarboxylic acid esters are reacted with ethyleneimine, for example in a molar ratio of 1 to at least 4.
  • Reactive groups of these crosslinkers are the terminal aziridine groups.
  • crosslinkers (5) ethylene carbonate, propylene carbonate, urea, thiourea, guanidine, dicyandiamide or 2-oxazolidinone and its derivatives may be mentioned by way of example. From this group of monomers it is preferred to use propylene carbonate, urea and guanidine.
  • Crosslinkers (6) are reaction products of polyether diamines, alkylenediamines, polyalkylenepolyamines, alkylene glycols, polyalkylene glycols or mixtures thereof with monoethylenically unsaturated carboxylic acids, esters, amides or anhydrides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids, the reaction products having at least two ethylenically unsaturated double bonds, carboxylic acid amide, carboxyl or ester groups as functional groups, as well as methylenebisacrylamide and divinylsulfone.
  • Crosslinkers (6) are, for example, reaction products of polyether diamines having preferably 2 to 50 alkylene oxide units, alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine, 1,4-diaminobutane and 1,6-diaminohexane, polyalkylenepolyamines having molar masses ⁇ 5000 daltons, e.g. Diethylenetriamine, triethylenetetramine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetriamine and aminopropylethylenediamine, alkylene glycols, polyalkylene glycols or mixtures thereof with
  • crosslinking agents are the reaction products of maleic anhydride with alpha-omega polyether diamines having a molecular weight of 400 to 5000 daltons, the reaction products of polyethyleneimines having a molecular weight of 129 to 50,000 daltons with maleic anhydride and the reaction products of ethylenediamine or triethylenetetramine with Maleic anhydride in a molar ratio of 1: at least 2.
  • crosslinker (6) is preferably used the compounds of formula
  • halogen-free crosslinkers of group (7) are at least dibasic saturated carboxylic acids such as dicarboxylic acids and the salts, diesters and diamides derived therefrom. These compounds can be synthesized, for example, using the formula
  • R 1 Ci to C 22 alkyl
  • R 2 H, C 1 -C 22 -alkyl
  • n 0 to 22
  • dicarboxylic acids of the abovementioned formula for example, monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid or itaconic acid are suitable.
  • the esters of the dicarboxylic acids in question are preferably derived from alcohols having 1 to 4 carbon atoms.
  • Suitable dicarboxylic acid esters are, for example, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, diisopropyl succinate, diisopropyl succinate, di-n-propyl succinate, succinate, dimethyl adipate, diethyl adipate and diisopropyl adipate or Michael addition products of polyether diamines, polyalkylene polyamines or at least 2 ester groups Ethylenediamine and esters of acrylic acid or methacrylic acid, each with monovalent 1 to 4 C Atoms containing alcohols.
  • Suitable esters of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids are, for example, dimethyl maleate, diethyl maleate, diisopropyl maleate, dimethyl itaconate and itaconic diisopropyl ester. Also suitable are substituted dicarboxylic acids and their esters such as tartaric acid (D, L-form and as racemate) and tartaric acid esters such as dimethyl tartrate and diethyl tartrate.
  • Suitable dicarboxylic acid anhydrides are, for example, maleic anhydride, itaconic anhydride and succinic anhydride.
  • Further suitable crosslinkers (7) are dimethyl maleate, diethyl maleate and maleic acid, for example.
  • the crosslinking of amino-containing compounds with the abovementioned Vernetzem takes place to form amide groups or amides such as adipamide by transamidation.
  • Maleic acid esters, monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids and their anhydrides can bring about crosslinking both by formation of carboxamide groups and by addition of NH groups of the component to be crosslinked (for example polyamidoamines) in the manner of a Michael addition.
  • the at least dibasic saturated carboxylic acids of crosslinker class (7) include, for example, tri- and tetracarboxylic acids such as citric acid, propanetricarboxylic acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, butanetetracarboxylic acid and diethylenetriaminepentaacetic acid.
  • tri- and tetracarboxylic acids such as citric acid, propanetricarboxylic acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, butanetetracarboxylic acid and diethylenetriaminepentaacetic acid.
  • the crosslinker of the group (7) there are derived the salts, esters, amides and anhydrides derived from the above-mentioned carboxylic acids. Dimethyl tartrate, diethyl tartrate, dimethyl adipate, diethyl adipate.
  • Suitable crosslinkers of group (7) are also polycarboxylic acids obtainable by polymerizing monoethylenically unsaturated carboxylic acids, anhydrides, esters or amides.
  • monoethylenically unsaturated carboxylic acids are e.g. Acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid and / or itaconic acid into consideration.
  • crosslinkers e.g. Polyacrylic acids, copolymers of acrylic acid and methacrylic acid or copolymers of acrylic acid and maleic acid.
  • crosslinkers (7) are prepared, for example, by radical polymerization of anhydrides such as maleic anhydride in an inert solvent such as toluene, xylene, ethylbenzene, isopropylbenzene or solvent mixtures.
  • copolymers of maleic anhydride are suitable, for example copolymers of acrylic acid and maleic anhydride or copolymers of maleic anhydride and a C 3 - to C 3 -olefin.
  • Preferred crosslinkers (7) are, for example, copolymers of maleic anhydride and isobutene or copolymers of maleic anhydride and diisobutene.
  • the copolymers containing anhydride groups may optionally be modified by reaction with C 1 to C 20 alcohols or ammonia or amines and used in this form as crosslinking agent.
  • Preferred polymeric crosslinkers (7) are, for example, copolymers of acrylamide and acrylic esters, such as, for example, hydroxyethyl acrylate or methyl acrylate, wherein the molar ratio of acrylamide and acrylic ester may vary from 90:10 to 10:90.
  • terpolymers are also used, for example, combinations of acrylamide, methacrylamide, acrylic esters or methacrylic esters can be used.
  • the molecular weight M w of the homopolymers and copolymers suitable as crosslinkers is, for example, up to 10,000, preferably 500 to 5,000 daltons. Polymers of the abovementioned type are described, for example, in EP 276 464 A2, US Pat. No. 3,810,834, GB 1 411 063 A and US Pat. No. 4,818,795.
  • the at least dibasic saturated carboxylic acids and the polycarboxylic acids can also be used as crosslinkers in the form of the alkali metal or ammonium salts. Preferably, the sodium salts are used.
  • the polycarboxylic acids may be partially, for example 10 to 50 mol% or completely neutralized.
  • Suitable halogen-free crosslinkers of group (8) are e.g. monoethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid and the amides, esters and anhydrides derived therefrom.
  • the esters can be derived from alcohols having 1 to 22, preferably 1 to 18, carbon atoms.
  • the amides are preferably unsubstituted, but may carry a C 1 -C 22 -alkyl radical as substituent.
  • crosslinkers (8) are acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, acrylamide and methacrylamide.
  • Suitable halogen-free crosslinkers of group (9) are, for example, dialdehydes or their semiesters or acetals as precursors, for example glyoxal, methylglyoxal, malondialdehyde, succinic dialdehyde, maleic and fumaric dialdehyde, tartaric dialdehyde, adipindialdehyde, 2-oxadipindialdehyde, furan-2 , 5-dipropionaldehyde, 2-formyl-2,3-dihydropyran, glutaric dialdehyde, pimelic acid aldehyde and aromatic dialdehydes such as terephthalaldehyde, o-phthalaldehyde, pyridine-2,6-dialdehyde or phenylglyoxal.
  • dialdehydes or their semiesters or acetals as precursors, for example glyoxal, methylglyoxal, mal
  • homopolymers or copolymers of acrolein and / or methacrolein with molar masses of from 114 to about 10,000 daltons.
  • all water-soluble compounds can be used as comonomers, for example acrylamide, vinyl acetate and acrylic acid.
  • crosslinkers are aldehyde starches.
  • Suitable halogen-free crosslinkers of group (9) are diketones or the corresponding halides or ketals as precursors, for example ⁇ -diketones, such as acetylacetone or cycloalkane-1, n-diones, for example cyclopentane-1, 3-dione and cyclohexane-1,4 -dione. But it can also be homopolymers or copolymers of
  • Methyl vinyl ketone having molecular weights of 140 to about 15,000 daltons can be used.
  • all water-soluble monomers can be used as comonomers, for example acrylamide, vinyl acetate and acrylic acid.
  • Preferred crosslinkers used are glycidyl ethers of alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and polyalkylene glycols having molecular weights of up to 1,500 daltons, and the adducts of from 1 to 25 mols completely esterified with acrylic acid and / or methacrylic acid , preferably 2 to 15 moles of ethylene oxide with 1 mole of trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol.
  • alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and polyalkylene glycols having molecular weights of up to 1,500 daltons
  • the adducts of from 1 to 25 mols completely esterified with acrylic acid and / or methacrylic acid ,
  • Particularly suitable polymerization initiators are water-soluble azo initiators, e.g. B ..
  • initiators of the polymerization reaction all compounds decomposing into free radicals under the polymerization conditions can be used, e.g. As peroxides, hydroperoxides, hydrogen peroxide, persulfates, azo compounds and the so-called redox initiators, as well as any other known method for generating radicals, for example, high-energy radiation such as UV light. Preference is given to the use of water-soluble initiators or UV light. In some cases, it is advantageous to use mixtures of different polymerization initiators, for. B. mixtures of hydrogen peroxide and sodium or potassium peroxodisulfate. Mixtures of hydrogen peroxide and sodium peroxodisulfate can be used in any proportion.
  • Suitable organic peroxides are, for example, acetylacetone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, tert-amyl perpivalate, tert-butyl perpivalate, tert-butylpemeohexanoate, tert-butyl perisobutyrate, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, tert-butyl perisononanoate , tert.
  • Suitable polymerization initiators are azo initiators, e.g.
  • 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride 2,2'-azobis (N, N-dimethylene) isobutyramidine dihydrochloride, 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, 2,2'- Azobis [2- (2'-imidazoirn-2-yl) propane] dihydrochloride and 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid).
  • the polymerization initiators mentioned are used in conventional amounts, for. B. in amounts of generally at least 0.01 mol%, preferably at least 0.05 and more preferably at least 1 mol% and generally at most 5, preferably at most 2 mol%, based on the monomers to be polymerized.
  • the redox initiators contain as oxidizing component at least one of the abovementioned per compounds and a reducing component, for example ascorbic acid, glucose, sorbose, ammonium or alkali metal hydrogen sulfite, sulfite, thiosulfate, hyposulfite, pyrosulfite or sulfide, metal salts such as iron-I Honing or silver ions or sodium hydroxymethyl sulfoxylate.
  • a reducing component for example ascorbic acid, glucose, sorbose, ammonium or alkali metal hydrogen sulfite, sulfite, thiosulfate, hyposulfite, pyrosulfite or sulfide, metal salts such as iron-I Honing or silver ions or sodium hydroxymethyl sulfoxylate.
  • a reducing component for example ascorbic acid, glucose, sorbose, ammonium or alkali metal hydrogen sulfite
  • Relative to the employed in the polymerization amount of monomers used is generally at least 3 • 1O -6, at least 1 • 10 5 preferably up to 1 mol% of the reducing component of the redox initiator and generally at least 1 ⁇ 10 "5, preferably at least 1 • 10- 3 to 5 mol% of the oxidizing component.
  • the oxidizing component or in addition one can also use one or more water-soluble azo initiators.
  • a redox initiator consisting of hydrogen peroxide, sodium peroxodisulfate and ascorbic acid is used.
  • these components are used in the concentrations 1 ⁇ 10 2 mol% of hydrogen peroxide, 0.084 mol% of sodium peroxodisulfate and 2.5 ⁇ 10 -3 mol% of ascorbic acid, based on the monomers.
  • the polymerization can also be triggered in the absence of initiators of the abovementioned type by the action of high-energy radiation in the presence of photoinitiators.
  • initiators may be, for example, so-called ⁇ -splitters, H-abstracting systems or azides.
  • initiators are benzophenone derivatives such as Michler's ketone, phenanthrene derivatives, fluorene derivatives, anthraquinone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, benzoin ethers and their derivatives, azo compounds such as the abovementioned radical formers, substituted hexaarylbisimidazoles or acylphosphine oxides.
  • azides examples include 2- (N, N-dimethylamino) ethyl-4-azidocinnamate, 2- (N, N-dimethyl-amino) -ethyl-4-azidonaphthyl ketone, 2- (N, N-dimethylamino) -ethyl 4-azidobenzoate, 5-azido-1-naphthyl-2 '- (N, N-dimethylamino) ethylsulfone, N- (4-sulfonylazidophenyl) maleimide, N-acetyl-4-sulfonylazidoaniline, 4-sulfonylazidoaniline, 4-azidoaniline, 4-azidophenacyl bromide, p-azidobenzoic acid, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) cyclohexanone and 2,6-bis (p-azi
  • the photoinitiators are usually used in amounts of 0.01 to 5 wt .-% based on the monomers to be polymerized.
  • the aqueous monomer solution may contain the initiator dissolved or dispersed. However, the initiators can also be fed to the polymerization reactor separately from the monomer solution.
  • the polymerisable or crosslinkable aqueous mixtures contain as further component 0.1 to 20 wt .-% of at least one surfactant.
  • the surfactants are crucial for the production and stabilization of the foam.
  • Usable nonionic surfactants are, for example, addition products of alkylene oxides, in particular ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide with alcohols, amines, phenols, naphthols or carboxylic acids.
  • the surfactants used are advantageously addition products of ethylene oxide and / or propylene oxide with alcohols containing at least 10 carbon atoms, the addition products containing 3 to 200 moles of ethylene oxide and / or propylene oxide per mole of alcohol.
  • the addition products contain the alkylene oxide units in the form of blocks or in random distribution.
  • nonionic surfactants which can be used are the addition products of 7 mol of ethylene oxide and 1 mol of tallow fatty alcohol, reaction products of 9 mol of ethylene oxide with 1 mol of tallow fatty alcohol and addition products of 80 mol of ethylene oxide and 1 mol of tallow fatty alcohol.
  • Other useful commercial nonionic surfactants consist of reaction products of oxo alcohols or Ziegler alcohols with 5 to 12 moles of ethylene oxide per mole of alcohol, especially with 7 moles of ethylene oxide.
  • Other useful commercial nonionic surfactants are obtained by ethoxylation of castor oil. For example, 12 to 80 moles of ethylene oxide are added per mole of castor oil.
  • reaction products for example, the reaction products of 18 mol of ethylene oxide with 1 mol of tallow fatty alcohol, the addition products of 10 mol of ethylene oxide with 1 mol of a C 13 / C 20 oxalcohol, or the reaction products of 7 to 8 mol of ethylene oxide with 1 mol of a C 13 / Ci5 oxo alcohol.
  • suitable nonionic surfactants are phenol alkoxylates such as p-tert-butylphenol, which is reacted with 9 moles of ethylene oxide, or methyl ethers of reaction products of 1 mole of a Ci 2 - to Ci ⁇ alcohol and 7.5 moles of ethylene oxide.
  • the nonionic surfactants described above can be converted, for example, by esterification with sulfuric acid into the corresponding sulfuric acid half esters.
  • the sulfuric acid half esters are used in the form of the alkali metal or ammonium salts as anionic surfactants.
  • Suitable anionic surfactants are, for example, alkali metal or ammonium salts of sulfuric monoesters of reaction products of ethylene oxide and / or propylene oxide with fatty alcohols, alkali metal or ammonium salts of alkylbenzenesulfonic acid or of alkylphenol ether sulfates. Products of the type mentioned are commercially available.
  • the sodium salt of a sulfuric monoester of a Ci3 / Ci5-oxoalcohol reacted with 106 moles of ethylene oxide, the triethanolamine salt of dodecylbenzenesulfonic acid, the sodium salt of alkylphenol ether sulfates and the sodium salt of the sulfuric acid half ester of a reaction product of 106 moles of ethylene oxide with 1 mole of tallow fatty alcohol are commercially available anionic surfactants.
  • Suitable anionic surfactants are Schwefelbachsteder of Ci3 / C 5 oxo-alcohols, paraffin sulfonic acids, such as C15 alkyl sulfonate, alkyl-substituted benzene sulfonic acids and alkyl-substituted naphthalene sulfonic acids such as dodecylbenzenesulfonic acid, and di-n-butylnaphthalenesulfonic acid and fatty alcohol phosphates such as cis / Ci ⁇ fatty alcohol phosphate.
  • the polymerizable aqueous mixture may contain combinations of a nonionic surfactant and an anionic surfactant or combinations of nonionic surfactants or combinations of anionic surfactants.
  • cationic surfactants are suitable. Examples of these are the dimethyl sulfate-quaternized reaction products of 6.5 mol of ethylene oxide with 1 mol of oleylamine, distearyldimethylammonium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, cetylpyridinium bromide and dimethyl sulfate-quaternized stearic acid triethanolamine ester, which is preferably used as cationic surfactant.
  • the surfactant content of the aqueous mixture is preferably 0.5 to 10 wt .-%. In most cases, the aqueous mixtures have a surfactant content of 1, 5 to 8 wt .-%.
  • the crosslinkable aqueous mixtures may optionally contain, as further component, at least one solubilizer.
  • water-miscible organic solvents e.g. Dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, monohydric alcohols, glycols, polyethylene glycols or monoethers derived therefrom, the monoethers containing no double bonds in the molecule.
  • Suitable ethers are methyl glycol, butyl glycol, butyl diglycol, methyl diglycol, butyl triglycol, 3-ethoxy-1-propanol and glycerol monomethyl ether.
  • the aqueous mixtures contain 0 to 50 wt .-% of at least one solubilizer. If solubilizers are used, their content in the aqueous mixture is preferably 1 to 25% by weight.
  • Thickeners, foam stabilizers, fillers, fibers, cell nucleating agents Thickeners, foam stabilizers, fillers, fibers, cell nucleating agents
  • the crosslinkable aqueous mixture may optionally contain thickeners, foam stabilizers, fillers, fibers and / or cell nucleating agents.
  • Thickeners for example used to optimize the foam structure and to improve foam stability. This ensures that the foam shrinks only slightly during the polymerization.
  • Suitable thickeners are all known natural and synthetic polymers which greatly increase the viscosity of an aqueous system and do not react with the amino groups of the basic polymers. These may be water-swellable or water-soluble synthetic and natural polymers.
  • suitable thickener water-swellable or water-soluble synthetic polymers are high molecular weight polyethylene glycols or copolymers of ethylene glycol and propylene glycol and high molecular weight polysaccharides such
  • guar gum locust bean gum or derivatives of natural substances such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose and cellulose mixed ethers.
  • Another group of thickeners are water-insoluble products, such as finely divided silica, zeolites, bentonite, cellulose powder or other finely divided powders of crosslinked polymers.
  • the aqueous mixtures may contain the thickeners in amounts of up to 30% by weight. If such thickening agents are used at all, they are contained in amounts of 0.1, preferably 0.5 to 20 wt .-% in the aqueous mixture.
  • hydrocarbons having at least 5 C atoms in the molecule are, for example, pentane, cyclopentane, hexane, cyclohexane, heptane, octane, isooctane, decane and dodecane.
  • the aliphatic hydrocarbons contemplated may be straight chain, branched or cyclic and have a boiling temperature which is above the temperature of the aqueous mixture during foaming. The aliphatic hydrocarbons increase the service life of the not yet polymerized foamed aqueous reaction mixture.
  • hydrocarbons act as cell nucleators and at the same time stabilize the already formed foam. In addition, they can cause further foaming of the mixture when polymerizing the monomer foam. You can then also have the function of a propellant.
  • hydrocarbons or in mixture with it one can optionally also use chlorinated or fluorinated hydrocarbons as cell nucleating agents and / or foam stabilizers, for example dichloromethane, trichloromethane, 1,2-dichloroethane, trichlorofluoromethane or 1,1,2-trichlorotrifluoroethane.
  • hydrocarbons are used, for example, in amounts of from 0.1 to 20% by weight, They are used for example in amounts of 0.1 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 10 wt .-%, based on the polymerizable aqueous mixture.
  • one or more fillers may be added to the crosslinkable aqueous mixture, e.g. Chalk, talc, clay, titanium dioxide, magnesium oxide, aluminum oxide, precipitated silicas in hydrophilic or hydrophobic modifications, dolomite and / or calcium sulfate
  • the particle size of the fillers is, for example, 10 to 1000 ⁇ m, preferably 50 to 850 ⁇ m in amounts up to 30 wt .-% in the crosslinkable aqueous mixture.
  • the properties of the foams can also be modified with the aid of further fibers.
  • These may be natural or synthetic fibers or mixtures of fibers, e.g. Fibers of cellulose, wool, polyethylene, polypropylene, polyesters or polyamides. If fibers are used, they may be present in the aqueous mixture, for example, in an amount of up to 200% by weight, preferably up to 25% by weight. Fillers and fibers can optionally also be added to the already foamed mixture. The concomitant use of fibers leads to an increase in the strength properties such as wet strength of the finished foam.
  • Pulp fibers in particular wood pulp or waste paper, fruit fibers and superabsorbent fibers
  • the invention further relates to fibers containing superabsorbent foam, in particular fibers of wood pulp, in particular of wood pulp or waste paper, fruit fibers and / or foam containing superabsorbent fibers.
  • the fibers are distributed in such a way that in a foam body, which is divided along its shortest axis, the number of fibers in two equal volume elements in the two outer thirds, each containing at least 100 fibers, no longer than 50%, preferably not more than 25%, in particular not more than 10% from each other.
  • Shortest axis is the shortest possible connecting line of two opposite points on the surface of the foam body.
  • Wood pulp fibers are preferably used as wood sulfates or wood sulfites. Fibers made by other wood pulping methods are also usable. Particularly preferred are wood sulfites, especially those produced by the acid sulfite process. As woods, beech and softwood are preferred. Among the softwoods especially birch, spruce and pine. The wood species could also be present in mixtures, for example in the form of additions of spruce or pine wood to beech wood. Waste paper is understood to mean the papers, cartons and cardboard covered by DIN 6730. Particularly suitable according to the invention are those fibers from waste paper which correspond in fiber length and fiber property to the preferred wood pulps. The waste paper fibers can also be used in blends with the wood pulp fibers.
  • pulp fibers can be obtained from annual plants.
  • An example of this are fibers of straw.
  • Fruit fibers are fibers derived from fruits or grains.
  • the preferred fibers are mentioned in WO 2004/35 668 A2.
  • the foams may comprise superabsorbent fibers, which are preferably added to the aqueous polymerizable solution before foaming or the foam.
  • superabsorbent fibers are known from the prior art references EP 264 208 A2, EP 272 072 A2, EP 436 514 A2 and US 4,813,945. These are preferably fibers of a hydrolyzed and then crosslinked copolymer of isobutene and maleic anhydride.
  • the copolymers may also contain copolymerized other 1-olefins such as ethylene, propylene, diisobutylene or styrene.
  • the olefins and styrene mentioned are readily copolymerizable with maleic anhydride.
  • the copolymers are hydrolyzed in an aqueous medium, for example, 20 to 80 mol% neutralized with sodium hydroxide or potassium hydroxide, mixed with crosslinkers that can react with the carboxyl groups of the copolymers (eg polyhydric alcohols Ie, polyhydric amines or amino alcohols) and after substantial removal the water spun into fibers.
  • the fibers are crosslinked by heating to temperatures of for example 170 to 24O 0 C, whereby they become superabsorbers.
  • the diameter of the fibers is for example 5 to 500 .mu.m, preferably 10 to 300 .mu.m, the length of the fibers is for example in the range of 2 to 60 mm, preferably 6 to 12 mm.
  • the fibers are preferably added to the aqueous polymerizable mixture, but may also be added to the foamed mixture prior to curing by polymerizing the monomers or by crosslinking the basic polymers.
  • the wood fibers preferably have an average length of more than 0.3 mm or 0.5 mm, preferably lengths greater than 0.8 or 1.0 mm, particularly preferably more than 1.2 mm.
  • the upper value for the average fiber length is usually less than 5 cm or 4 cm, preferably less than 3 cm or 2.5 cm, in particular less than 2 cm.
  • the fibers of wood pulp, waste paper and also the superabsorbent fibers are used, for example, in amounts of from 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, in particular between 0.4 and 1, 2% by weight. used.
  • the superabsorbent synthetic fibers have a Free Swell Capacity of at least 30 g / g, preferably at least 40 g / g.
  • the basic and acidic superabsorbents are preferably used in unneutralized form.
  • the degree of neutralization of the acidic water-absorbing polymers is for example 0 to 100, preferably 0 to 75 and usually 0 to 50 mol%.
  • the water-absorbing basic polymers in the form of the free bases have a higher absorption capacity for saline aqueous solutions and in particular acidic aqueous solutions than in the acid-neutralized form.
  • the degree of neutralization is, for example, 0 to 100, preferably 0 to 60, mol%.
  • crosslinkable aqueous mixtures described above which comprise the monomers or the basic polymer, crosslinker, and surfactant, as well as optionally superabsorbent fibers and / or at least one further component, are first foamed.
  • an inert gas in the crosslinkable aqueous mixture under a pressure of, for example, 2 to 400 bar and connect it to atmospheric pressure.
  • foam the crosslinkable aqueous mixture by another method by dispersing therein fine bubbles of an inert gas.
  • the foaming of the crosslinkable aqueous mixture can be carried out in the laboratory, for example, by foaming the aqueous mixture in a food processor equipped with a whisk.
  • the generation of foam is preferably carried out in an inert gas atmosphere and with inert gases, for example by adding nitrogen or noble gases under normal pressure or elevated pressure, for example up to 25 bar, and then releasing.
  • the consistency of the foams, the size of the gas bubbles and the distribution of the gas bubbles in the foam can be varied within a wide range, for example by the choice of surfactants, solubilizers, foam stabilizers, cell nucleating agents, thickeners and fillers. This allows you to easily adjust the density, the degree of the open-cell foam and wall thickness of the foam.
  • the aqueous mixture is preferred foamed at temperatures below the boiling point of the constituents of the aqueous mixture, for example at room temperature up to 10O 0 C, preferably at 20 to 5O 0 C. However, you can also work at temperatures above the boiling point of the component with the lowest boiling point, by foaming the mixture in a pressure-tight container. Crosslinkable, foam-like mixtures are obtained which are flowable and stable over a relatively long period of time.
  • the density of the foamed mixture is crosslinked at a temperature of 2O 0 C, for example, 0.01 to 0.9 g / cm 3.
  • the polymerization of the monomers or the crosslinking of the basic polymer takes place to form a water-absorbing basic polymer.
  • the polymerization e.g. at least two ethylenically unsaturated double bonds containing compounds used as crosslinking agents.
  • the polymerization is carried out in the presence of customary radical-forming initiators.
  • Crosslinked polymers are then obtained which are superabsorbent.
  • the originally water-soluble basic polymer becomes water-insoluble due to the crosslinking.
  • a hydrogel of a basic polymer is obtained.
  • the crosslinkable foam-like mixtures are, for example, transferred into suitable molds and heated therein so that the monomers polymerize or the crosslinkers react with the basic polymer.
  • the foamed material can be applied, for example, in the desired thickness to a temporary carrier material, which is advantageously provided with a non-stick coating. For example, it is possible to doctor the foam onto a base. Another possibility is to fill the foamy aqueous mixture in molds which are also non-stick coated.
  • the foamed aqueous mixture has a long service life, this mixture is also suitable for the production of composite materials. It can for example be applied to a permanent carrier material, for example films of polymers (for example films of polyethylene, polypropylene or polyamide) or metals such as aluminum. It is also possible to apply the foamed aqueous mixture to nonwovens, fluff, tissues, fabrics, natural or synthetic fibers, or to other foams. In the production of composite materials, it may be advantageous to apply the foam in the form of certain structures or in different thickness on a substrate. However, it is also possible to apply the foam to fluff layers or nonwovens and to impregnate these materials so that the fluff after crosslinking is an integral part of the foam.
  • a permanent carrier material for example films of polymers (for example films of polyethylene, polypropylene or polyamide) or metals such as aluminum.
  • the foamed aqueous mixture to nonwovens, fluff, tissues, fabrics, natural or synthetic fibers, or to
  • the foamed aqueous mixture obtainable in the first process step can also be formed into large blocks and crosslinked.
  • the blocks can become linked after networking smaller shaped bodies are cut or sawn.
  • It is also possible to produce sandwich-like structures by applying a foamed aqueous mixture to a substrate, covering the foam-like layer with a film or nonwovens, tissues, fabrics, fibers or other foams, and crosslinking the sandwich-type structure by heating.
  • it is also possible, before or after crosslinking to apply at least one further layer of a foamed, crosslinkable layer and optionally to cover it with another film, nonwovens, tissues, fabrics, fibers or other materials.
  • the composite is then subjected to crosslinking in the second process stage.
  • sandwich-like structures with further foam layers of the same or different density.
  • Foaming layers according to the invention with a layer thickness of up to about 1 millimeter are produced, for example, by one-sided heating or, in particular, by irradiation of the foamed polymerized or crosslinkable aqueous mixture on one side. If thicker layers of a foam are to be produced, for example foams with thicknesses of several centimeters, the heating of the crosslinkable foamed material with the aid of microwaves is particularly advantageous, because in this way a relatively uniform heating can be achieved.
  • the crosslinking takes place, for example, at temperatures of 20 to 18O 0 C, preferably in the range of 40 0 C to 16O 0 C, in particular at temperatures of 65 to 140 0 C.
  • the foamed mixture treated on both sides with heat, for example by means of contact heating or by irradiation.
  • the density of the foam-like hydrogel essentially corresponds to the density of the crosslinkable aqueous mixture.
  • foams of water-absorbing polymers having a density of, for example, 0.01 to 0.9 g / cm 3 , preferably 0.1 to 0.7 g / cm 3 are obtained .
  • the foam-like polymers are open-celled.
  • the proportion of open cells is for example at least 80%, preferably it is above 90%. Foams having an open-cell content of 100% are particularly preferred.
  • the proportion of open cells in the foam is determined, for example, by means of scanning electron microscopy (Scanning Electron Microscopy).
  • Foams which are obtainable by starting from a polymerizable aqueous mixture which comprises at least 50% of acrylic acid neutralized with sodium hydroxide or potassium hydroxide, a crosslinker containing at least two ethylenically unsaturated double bonds, an initiator, superabsorbent fibers of a hydrolyzed and then crosslinked copolymer of isobutene and maleic anhydride and at least one surfactant.
  • Further examples of superabsorbent foams are obtainable by foaming a polymerizable aqueous mixture comprising at least one basic polymer from the group of polymers containing vinylamine units, polymers containing vinylguanidine units and polyisocyanates containing dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide units.
  • mers, polyethyleneimines, ethyleneimine-grafted polyamidoamines and polydiallyldimethylammoniumchloriden contains.
  • Foams having a particularly high water absorption capacity and improved absorption capacity for electrolyte-containing aqueous solutions can be obtained by crosslinking foamed aqueous mixtures of basic polymers which, based on the polymer mixture, contain from 10 to 90% by weight of a finely divided, water-absorbing, acidic polymer.
  • the acidic hydrogel can be present as a solid particulate polymer or as a foamed particulate polymer having particle sizes of, for example, 10 to 2000 ⁇ m in the foams according to the invention.
  • drying of the foam-like hydrogel takes place. In doing so, water and other volatiles are removed from the crosslinked foam hydrogel. Drying preferably takes place after crosslinking of the foam-like hydrogel.
  • suitable drying methods are thermal convection drying such as, for example, tray, chamber, channel, flat web, plate, rotary drum, trickle bed, screen belt, current, fluidized bed, fluidized bed, paddle and ball bed drying, thermal contact drying such as Edelteller-, roller, belt, drum screen, screw, tumble and contact disk drying, radiation drying such as infrared drying, dielectric drying such as microwave drying and freeze-drying.
  • drying In order to avoid undesirable decomposition and crosslinking reactions, it may be advantageous to dry under reduced pressure, under an inert gas atmosphere and / or under mild thermal conditions in de- the product temperature NEN 12O 0 C, preferably from 100 0 C, does not exceed perform , Particularly suitable drying methods are the (vacuum) belt drying and the paddle drying.
  • the foamy hydrogel mostly contains no more water.
  • the water content of the foamed material can be arbitrarily adjusted by wetting the foam with water or steam.
  • the water content of the foam-like gel is 1 to 60 wt .-%, preferably 2 to 10 wt .-%.
  • the flexibility of the foam-like hydrogel can be adjusted.
  • Fully dried foam hydrogels are hard and brittle, while foamed materials having a water content of, for example, 5 to 20 wt% are flexible.
  • the foamed hydrogels can either be used directly in the form of films or granules or individual sheets or foils are cut from thicker foam blocks.
  • the foam hydrogels described above may still be modified by postcrosslinking the surface of the foamed materials.
  • the gel stability of the shaped bodies from the foamed hydrogel be improved.
  • the surface of the shaped bodies of the foamed hydrogels is treated with at least one crosslinking agent and the shaped bodies treated in this way are heated to a temperature at which the crosslinkers react with the hydrogels.
  • Suitable crosslinkers are described above. These compounds can also be used for post-crosslinking the surface of the foam hydrogels.
  • Preferred crosslinkers used are the above-mentioned glycidyl ethers and esters of acrylic acid and / or methacrylic acid with the reaction products of 1 mole of trimethylolpropane and 6 to 15 moles of ethylene oxide or polyhydric alcohols which are used, for example, for the post-crosslinking of foam-containing superabsorbents containing carboxyl groups.
  • the crosslinkers for the surface postcrosslinking are preferably applied to the foam surface in the form of a water-containing solution.
  • the aqueous solution may contain water-miscible organic solvents, for example alcohols such as methanol, ethanol and / or i-propanol or ketones such as acetone.
  • the amount of crosslinker that is applied to the surface of the foam-form hydrogels is, for example, 0.1 to 5 wt .-%, preferably 1 to 2 wt .-%. If the surface postcrosslinking of the hydrogel foams by heating the treated with at least egg nem crosslinking hydrogel foams at a temperature of, for example, 60 to 12O 0 C, preferably at 70 to 100 0 C. After surface crosslinking, the water content of the foamed post-crosslinked at the surface Hydrogels can also be adjusted to values of 1 to 60% by weight.
  • the stability of the foam preferably a foam, formed from a polymerizable mixture containing acid group-bearing monomers is increased by forming complexes on the foam surface.
  • the formation of the complexes on the foam takes place by treatment with at least one complexing agent.
  • a complexing agent is an agent containing complexing cations. Preferably, this is accomplished by spraying solutions of di- or polyvalent cations, which cations may react with functional groups, such as the acid groups of the polymeric foam to form complexes.
  • divalent or polyvalent cations are polymers which are formally wholly or partially composed of vinylamine monomers, such as partially or completely hydrolyzed polyvinylamide (so-called "polyvinylamine”), whose amine groups are always partially protonated to ammonium groups, even at very high pH values or metal cations such as Mg 2+ , Ca 2+ , Al 3+ , Sc 3+ , Ti 4+ , Mn 2+ , Fe 2+ / 3+ , Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Y 3+ , Zr 4+ , La 3+ , Ce 4+ , Hf 4+ , and Au 3+ .
  • vinylamine monomers such as partially or completely hydrolyzed polyvinylamide (so-called "polyvinylamine”)
  • amine groups are always partially protonated to ammonium groups, even at very high pH values or metal cations
  • metal cations such as Mg 2+
  • Preferred metal cations are Mg 2+ , Ca 2+ , Al 3+ , Ti 4+ , Zr 4+ and La 3+ , and particularly preferred metal cations are Al 3+ , Ti 4+ and Zr 4+ .
  • the metal cations can be used both alone and in a mixture with each other.
  • the anions are not subject to any significant restriction, of the said metal cations, all such metal salts are suitable which have sufficient solubility in the solvent to be used.
  • metal salts with weakly complexing anions such as chloride, nitrate and sulfate, hydrogen sulfate, carbonate, bicarbonate, nitrate, phosphate, hydrogen phosphate, dihydrogen phosphate and carboxylate, such as acetate and lactate.
  • aluminum sulfate Ab (SO 4) is used as the solvent for the metal salts, water, alcohols, DMF, DMSO and mixtures of these components are particularly preferably water and water / alcohol mixtures such as water / methanol, Water / 1,2-propanediol and water / 1,3-propanediol. Very particular preference is given to water.
  • the concentration of the polyvalent metal ion in the aqueous solution is generally at least 1 wt%, preferably at least 2 wt%, and generally at most 20 wt%, preferably at most 10 wt%.
  • at least 0.05% by weight preferably at least 0.1% by weight, more preferably at least 0.2% by weight, for example at least 0.8% by weight and generally at most 10 are used Wt .-%, preferably at most 8 wt .-% and more preferably at most 5 wt .-%, for example at most 3.2 wt .-%, of the polyvalent metal ion based on the dry foam prior to application of complexing or Banlverzögerungsmittel.
  • “Dry” in the context of this invention is a foam which contains 5% by weight of water.
  • a content of 0.8% by weight of the cation corresponds to a content of Ab (SO 4 ) 5 of 5% by weight. -% and a content of 3.2 wt .-% of the cation a content of Ab (SO 4 ) 3 of 20 wt .-%.
  • the foam is treated with at least one source retardant.
  • source retardants is meant substances which are applied to the surface of the superabsorbent foam in a wet or dry state ( ⁇ 10% by weight of water in the foam) resulting in a delay in liquid uptake, which is a decrease in swelling rate or increase in swelling time of the treated foam in comparison with the untreated foam.
  • the time required to take up liquid is increased by the treatment according to the invention of the foams.
  • the swelling rate is generally about at least 25%, preferably more than 50%, more preferably more than 100%, in particular more than 200% is lowered.
  • water repellents are used or applied water-soluble polymers that slow down the fluid intake.
  • hydrophobic and hydrophilic describe the wetting behavior of a surface with water.
  • the edge or contact angle of a water droplet is less than 90 °, preferably less than 80 °, more preferably less than 70 °, particularly preferably less than 60 °, in particular less than 50 °
  • hydrophilic surfaces is the edge or contact angle of one Water droplet greater than 90 °, preferably greater than 100 °, more preferably greater than 110 °, particularly preferably greater than 120 °, in particular greater than 130 °.
  • the edge or contact angle is for example in CoIloid Polym. Sci., Vol. 259 (1981), pages 391-394. For rough surfaces, the apparent contact angle is measured. With powders, the surface is smoothed with a smooth punch and a pressure of 0.5 bar.
  • pyrogenic silicas there are free hydroxyl groups on the particle surface of pyrogenic silicas. Hydrogen bonds are possible via these hydroxy groups. As a result, pyrogenic silicas are hydrophilic.
  • the free hydroxyl groups can be converted into silyl ether groups.
  • the silyl ether groups can no longer form hydrogen bonds.
  • the fumed silica was rendered hydrophobic.
  • the swelling rate is lowered, for example, by hydrophobing the surface of the foam.
  • Hydrophobing is the increase of the edge or contact angle of water on the foam to a value of at least 90 °, preferably at least 100 °, more preferably at least 110 °, more preferably at least 120 °, in particular at least 130 °.
  • Methods for hydrophobing are known, usually water repellents are applied to the surface.
  • One way to hydrophobize the foam is to post-treat (eg, by powdering or applying a slurry or dispersion) with hydrophobic particles.
  • the amount of hydrophobic particles used is set individually, with the swelling rate of the superabsorbent foam thus treated dropping as the content of hydrophobic particles increases.
  • the hydrophobicity of the surface can optionally also be adjusted by applying a mixture of hydrophobic and hydrophilic particles. Will the superabsorbent foam in this way also with aftertreatment of hydrophilic substances, the amount of hydrophobic particles is typically to be increased
  • hydrophilic and hydrophobic particles By combining hydrophilic and hydrophobic particles, superabsorbent foams can be produced with individually adjustable swelling rates.
  • the amounts of hydrophilic and hydrophobic particles are advantageously chosen so that the desired delay of the swelling rate is achieved.
  • Hydrophobic or hydrophobicized compounds are known and common commercial products. Hydrophobed aluminas and / or silicic acids can be obtained, for example, by reacting hydrophilic aluminum oxides and / or silicas with hexamethyldisilazane or dimethyldichlorosilane. Such silica, for example, under the names Aerosil ® R 812, Aerosil ® R 974 or Aerosil ® R 8200 from Degussa AG, Dusseldorf, Germany, available. Hydrophilic compounds are also known and common commercial goods. Such silica is, for example, under the name Aerosil ® 200 of Degussa AG, Dusseldorf, Germany, available. Preferably, fumed aluminas, fumed silicas or mixtures thereof are used. Particular preference is given to mixtures of pyrogenic silicic acids with more than 0 to 20% by weight of pyrogenic aluminum oxide and pyrogenic silicic acids.
  • the hydrophobic and hydrophilic compounds are used as particles.
  • the mean particle size is generally at least 0.001 ⁇ m, preferably at least 0.002 ⁇ m, in a particularly preferred form at least 0.005 ⁇ m and in a very particularly preferred form at least 0.01 ⁇ m and generally at most 10 ⁇ m, preferably at most 5 ⁇ m, particularly preferably at most 1 ⁇ m and most preferably at most 0.1 microns.
  • the average primary particle size (one particle contains several primary particles) is generally at least 5 nm and preferably at least 10 nm and generally at most 50 nm, preferably at most 20 nm.
  • the specific surface area ("BET surface area”) of the particles is generally at least 10 m 2 / g, preferably at least 80 m 2 / g and generally at most 1000 m7g, preferably at most 380 m 2 / g
  • the measurement method for the particle size distribution is based on the analysis of the diffraction spectra according to Fraunhofer
  • the analyzes are carried out as standard with a Mastersizer S
  • at least 0.005% by weight, preferably at least 0.05% by weight, more preferably at least 0.1% by weight, and most preferably at least 1 are used Wt .-% and generally at most 50 wt .-%, preferably at most 20 wt .-%, in a particularly preferred form highest 5% by weight, and in a most preferred form at most 5% by weight, of hydrophobic, hydrophobized or hydrophilic compound based on the superabsorbent dry foam having a water content of 5%.
  • the hydrophobic and hydrophilic compounds are preferably added to
  • Another alternative source retarding agent is water-soluble polymers which may be used alone or in combination with the above-mentioned source retarders and in the same manner as described above for these.
  • Water-soluble refers to those polymers which are at least 50 mg / l soluble in water at 20 ° C. If the water solubility is pH-dependent, solubility is achieved at a pH range of 4 to 8, preferably 5 to 7.
  • the polymers preferably contain (meth) acrylic acid or salts thereof as the monomer component.
  • (meth) acrylic acid is meant acrylic acid, methacrylic acid and their mixtures.
  • the polymers contain as the monomer component alkyl esters of (meth) acrylic acid.
  • the polymer can also be crosslinked.
  • Suitable water soluble polymers are also available commercially available goods and, for example, under the name Kollicoat ® from BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Germany.
  • copolymers can be used as source retardants.
  • the copolymers are preferably film formers of an emulsion polymer. Preferred ranges for A are 40-70% by weight and for B 60-30% by weight.
  • coplymers can only be made
  • Suitable monomer components (A) are alkyl esters of acrylic or methacrylic acid with alkyl radicals consisting of 1 to 30, preferably 1 to 8, carbon atoms, with methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate and ethyl methacrylate being preferred.
  • the monomer component (B) which is capable of salt formation preferably contains carboxyl groups which are capable of forming salts with bases.
  • Suitable acidic group-containing monomers are preferably monoethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid and, for example, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid, methylenemalonic acid or citraconic acid.
  • this component may contain primary, secondary or tertiary amino groups, which is then capable of salt formation with acids.
  • Suitable monomers having amino groups are vinylimidazole, vinylimidazoline, vinylimidazolidine, vinylpyridine, monoalkyl or dialkylaminoalkyl esters or monoalkyl or dialkylaminoalkylamides of unsaturated, copolymerizable carboxylic acids, such as e.g.
  • comonomers (C) may be involved in the construction of the polymer.
  • Acrylic or methacrylamide, hydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, N-vinylformamide, vinylpyrrolidone, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylaromatics such as styrene or vinyltoluene or lower olefins such as ethylene or propylene are mentioned as examples.
  • n-butyl, 2-ethylhexyl, n-octyl, n-hexyl, cyclohexyl, benzyl and dodecyl esters of unsaturated polymerizable carboxylic acids, especially of acrylic and methacrylic acid, and the higher N are Alkylamides of these acids, vinyl esters of higher fatty acids such as butyric acid or valeric acid called.
  • a bifunctional vinyl compound such as, for example, divinylbenzene or glycol dimethacrylate, can be copolymerized in small amounts, resulting in poor crosslinking.
  • the active substance is released diffusion-controlled.
  • the preferred polymer according to the invention is either a (meth) acrylate copolymer of from 1 to 60% by weight of methacrylic acid and from 40 to 99% by weight of ethyl acrylate. Preference is given to copolymers of from 10 to 40% by weight of methacrylic acid and from 60 to 90% by weight of ethyl acrylate. Also preferred are copolymers with 40-70% by weight of ethyl acrylate and 60-30% by weight of methacrylic acid. The pH at which the copolymer dissolves can be adjusted by the ratio of the monomers.
  • the pH at which the polymer dissolves is> 5.5.
  • particularly preferred in the present invention is a ratio of ethyl acrylate to methacrylic acid of 60:40. This product dissolves at a pH of about> 6.6.
  • the claimed copolymer is prepared by free radical emulsion polymerization of the monomer dispersion with the addition of sodium lauryl sulfate from and / or Tween ® 80 as emulsifiers.
  • the polymerization is initiated as usual by an initiator. Initiators are used to prepare the water-soluble polymer as described above for the polymerization of acid group-carrying and other monomers. Likewise, as is the case there, initiation of the polymerization by the action of electromagnetic radiation on the polymerizable, aqueous mixture is possible.
  • the aftertreatment agents to be used-complexing agents, swelling retardants or complexing and swelling retardants- are applied to the foam as described, preferably as a solution or as far as insoluble, as a dispersion or solid.
  • both complexing and source retarding agents are applied, they are preferably sprayed together in a solution onto the dried water-absorbent foam or, in the case of a particulate source retardant, applied to the complexing agent pretreated foam.
  • a further process according to the invention for the aftertreatment of foams for the production of superabsorbent foams according to the invention comprises the following steps:
  • hydrophobic compound preferably with at least one hydrophobic and / or hydrophobized clay mineral, hydrophobicized aluminum oxide and / or hydrophobicized silica, particularly preferably at least one hydrophobicized aluminum oxide and / or one hydrophobicized silica.
  • At least one hydrophilic compound preferably at least one hydrophilic clay mineral, aluminum oxide and / or silicic acid, particularly preferably alumina and / or silicic acid.
  • Yet another process according to the invention for the after-treatment of superabsorbent foams comprises the following steps:
  • polyvalent metal ions such as Al 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Ti 3+ , Ti 4+ , Co 2 + , Ni 2+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Zn 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Zr 3+ , Zr 4+ , more preferably Al 3+ .
  • Post-treatment with at least one hydrophobic compound preferably hydrophobic and / or hydrophobized clay minerals, hydrophobicized aluminum oxides and / or hydrophobized silicic acids, particularly preferably hydrophobicized aluminum oxides and / or hydrophobized silicic acids.
  • hydrophilic compound preferably hydrophilic clay minerals, aluminum oxides and / or silicic acids, more preferably aluminum oxides and / or silicic acids.
  • At least one anionic, cationic and / or nonionic surfactant preferably a nonionic surfactant, for example sorbitan ester having an HLB value of from 2 to 18, tightening about 80 ® (Uniqema, NL).
  • the surfactants are dosed as a solution.
  • a solvent is diethylene glycol monobutyl ether.
  • concentration of the surfactant in the solution is typically from 5 to 70 wt .-%, preferably 10 to 60 wt .-%, particularly preferably 20 to 50 wt .-%.
  • 0.01 to 4 are used Wt .-%, preferably 0.05 to 2 wt .-%, particularly preferably 0.1 to 1 wt .-%, of the surfactant based on the dry foam.
  • the order in which the aftertreatment agents are dosed is not limited, the order is preferred
  • polyvalent metal ions solutions of polyvalent metal ions, water-soluble cationic polymers and / or solutions of water-soluble polymers
  • Post-treatment can be used.
  • drying can be carried out in a customary manner, for example by heating the jacket of the reactor or blowing hot air. Also suitable is a downstream dryer, as it is used in the drying of not yet treated foam. Preferred drying temperatures are in the range from 50 to 250 ° C., preferably from 50 to 200 ° C., more preferably from 50 to 150 ° C. The residence time at this temperature in the reaction mixer or dryer is advantageously less than 30 minutes, preferably less than 20 minutes.
  • the drying is preferably carried out at reduced pressure, preferably at less than 500 mbar, more preferably at less than 200 mbar, and optionally by a dry gas stream, preferably nitrogen, in an amount of 20 to 1000 l / kgh, preferably 100 to 250 l / kgh, supported.
  • the absorbent foams in the process according to the invention are additionally treated with a hydrophilic organic compound.
  • the hydrophilic organic compounds improve the fixation of particulate aftertreatment agents on the superabsorbent foam.
  • Suitable hydrophilic organic compounds are, for example, lower water-soluble polyols having a average molecular weight of 100 to 6,000 daltons, preferably 200 to 3,000 daltons, more preferably from 250 to 2,000 daltons.
  • Preferred hydrophilic organic compounds are dendritic polymers, highly branched polymers such as polyglycerols, polyethylene glycols, polypropylene glycols, random or block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.
  • Further suitable compounds for this purpose are the polyethoxylates or polypropoxylates of polyhydroxy compounds, such as glycerol, sorbitol, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol. Examples of these are n-times ethoxylated trimethylolpropane or glycerol where n is an integer between 1 and 100.
  • block copolymers such as n-times ethoxylated and then m-fold propoxylated trimethylolpropane or glycerol where n is an integer between 1 and 40 and m is an integer between 1 and 40.
  • the order of the blocks can also be reversed.
  • the hydrophilic organic compound may be added before, during or after each of the post-treatment steps, preferably before the post-treatment with the hydrophobic organic compound, more preferably together with the polyvalent metal ion.
  • the hydrophilic organic compound is liquid at 23 ° C and has at 23 ° C a viscosity of less than 3000 mPas, preferably less than 1500 mPas, preferably less than 1000 mPas, more preferably less than 500 mPas, most preferably less than 300 mPas , on.
  • the hydrophilic organic compound is usually used in an amount of from 0.01 to 2% by weight, preferably from 0.025 to 1% by weight, more preferably from 0.05 to 0.75% by weight, based on the superabsorbent foam used.
  • foam-like hydrogels according to the invention which are optionally postcrosslinked on the surface, can be used for all purposes for which, for example, the water-absorbing foam-like hydrogels known from EP 858 478 B1 are used based on acid group-containing polymers such as crosslinked polyacrylates.
  • the foamy hydrogels of the invention are suitable, for example, for use in hygiene articles for absorption of body fluids, in dressings for covering wounds, as a sealing material, as a packaging material, as a soil conditioner, as a soil substitute, for dewatering sludges, for absorbing acidic aqueous wastes, for thickening aqueous ones Paints in the disposal of residual amounts of paints, for drainage of hydrous oils or hydrocarbons or as a filter material in ventilation systems.
  • a further subject of the invention are hygiene articles which contain the foams according to the invention, such as baby diapers, sanitary napkins, incontinence articles and dressings.
  • the foams according to the invention fulfill, for example, in hygiene articles several functions, namely acquisition, distribution and / or storage of body fluids. In particular, they are suitable for storing body fluids as a storage layer in a diaper or a feminine hygiene article. Due to the delay of the liquid intake, the liquid to be absorbed is distributed evenly in the hygiene article. Thus, in a staggered second or repeated exposure to liquid, the entire surface of the foam can continue to be available to a better extent.
  • sanitary articles containing absorbent foam layers are known, as is their manufacture.
  • the absorbent foams of the present invention in these sanitary articles as well as known absorbent foams.
  • Foam layers of the foamy hydrogels of the present invention may be used, for example, in a thickness of 1 to 5 mm in one of the above-mentioned sanitary articles as an absorbent core between an upper liquid-permeable cover and a lower liquid-impermeable layer of a film of e.g. Polyethylene or polypropylene may be arranged.
  • the liquid-permeable layer of the hygiene article is in direct contact with the skin of the user during use.
  • This material usually consists of a fleece of natural fibers such as cellulose fibers or fluff.
  • a tissue layer is disposed above and / or below the absorbent core.
  • a storage layer of a conventional particulate anionic superabsorber may alternatively be present between the lower layer of the hygiene article and the absorbent core.
  • any suitable gravimetric method can be used to determine the density of the multi-component foam system.
  • the mass of solid multi-component foam system per unit volume of foam structure is determined.
  • a method of determining the density of the multi-component foam system is described in ASTM Method No. D 3574-86, Test A. This method was originally developed for the density determination of urethane foams, but can also be used for this purpose. Thereafter, at a preconditioned sample, as described in the method, the dry matter mass and volume are determined at 22 ⁇ 2 ° C. Volume determinations of larger sample dimensions are carried out under normal pressure.
  • FSC Free swell capacity
  • the free swellability of the multi-component foam system is determined in a tea bag.
  • 0.2000 +/- 0.0050 g of dried foam i.e., residual moisture content of 5%
  • the teaspoon is placed in an excess of test solution for 30 minutes (at least 0.83 L 0.9 wt% NaCl solution / 1 g of polymer).
  • the tea bag is then drained for 10 minutes by hanging it on a corner.
  • the determination of the amount of liquid is done by weighing the tea bag.
  • CRC Centrifuge Retention Capacity
  • the retention capacity of the multi-component foam system in the tea bag is determined against gravity.
  • 0.2000 +/- 0.0050 g of dried multi-component foam is introduced into a 60 ⁇ 85 mm tea bag, which is subsequently welded.
  • the teabag is placed in an excess of 0.9% by weight saline for 30 minutes (at least 0.83 L saline solution / 1 g polymer).
  • the teabag is then centrifuged for 3 minutes at 250G. The determination of the amount of liquid is done by weighing the centrifuged teabag.
  • EDANA is the EUROPEAN DISPOSABLES AND NONWOVENS ASSOCIATION, Avenue Eugene Plasky, 157 - 1030 Brussels - Belgium, www.edana.org.
  • Dry strength is the force required to controllably load a dried superabsorbent foam test article in the apparatus described below.
  • the dry strength is measured in a commercial texture analyzer (TA-XT2) from Stable Micro Systems, Surrey, UK.
  • the measuring device is the same as in the determination of the wet fracture value (WO 2004/035668 p. 30 line 29ff and FIG. 1).
  • the side of the pierced plate with the diameter (r1) has a rounding, which corresponds to a quarter segment of a circle with a diameter of 0.8 cm. Only this side of the plates comes into contact with the foamy superabsorber to be examined. The rounding is important so that the test foam is not damaged by sharp corners during testing. The surface of the panels that come in contact with the foam is roughened to hold the foam in place during the test.
  • the foam sample is placed between both plates as indicated above.
  • the load of the device is set to 5000 g.
  • the ball (2) connected to the measuring arm (1) is then lowered at a speed of 0.5 mm / s and the force required to destroy the foam sample is measured. If the foam sample is not destroyed, the force necessary to reach the maximum distance of 30 mm passed through the ball (2) during the measurement is measured. From each foam, 3 samples were prepared and measured as described above. Here it is important that the foam samples to be examined do not contain any holes or larger air pockets, because this falsifies the measurement results. The following measurement specifications are described in detail in WO 2004/035668 to which reference is hereby made.
  • the swelling rate is determined as follows: Using a sharp knife made of a foam (thickness 3 mm) with 5% by weight of moisture, a rectangular sample weighing 1.00 ⁇ 0.009 g (which is typical foam densities and 3 mm thick Samples of about 3 x 3 cm pieces correspond, so that the required accuracy is easily achievable) cut out. The sample is placed in a Petri dish and charged with 20 g of a 0.9 wt .-% NaCl solution. It measures the swelling time, ie the time until the solution is completely absorbed by the foam. The swelling rate is determined to be 20g / [1g * swelling time in seconds].
  • the following components were mixed in a beaker using a magnetic stirrer.
  • the monomer foam obtained was applied to a DIN A3-sized glass plate with 3 mm high edges and covered with a second glass plate.
  • the foam sample was irradiated synchronously from both sides over 4 minutes with UV light, from the top with a UV / VIS UVASPOT spotlight 1000 / T from Dr. Ing. Hönle AG, Gräfelfing, Germany, from below with 2 UV / VIS-Strahlem UVASPOT 4007T from the same manufacturer.
  • the foam layer obtained was completely dried in a vacuum drying oven at 80 ° C. under a stream of nitrogen and then adjusted to a moisture content of 5% by weight by spraying with water.
  • Foam structure homogeneous, completely open-celled, none
  • the examples show that the treatment with complexing agent increases the stability of the foam in a desired manner.
  • EA means ethyl acrylate
  • MAS means methacrylic acid

Abstract

The invention relates to a super-absorbent foam, which has been aftertreated with a complexation agent and/or expansion retarder. Said super-absorbent foam can be obtained by treating a known super-absorbent foam with complexation agents and/or expansion retarders. Said foams can be used as a storage layer in sanitary articles.

Description

Quellverzögerter superabsorbierender Schaum, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung Source-retarded superabsorbent foam, process for its preparation and its use
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen superabsorbierenden Schaum, der quellverzögert ist. Dieser superabsorbierende Schaum ist erhältlich durch Behandlung eines bekannten superabsorbierenden Schaums mit Quellverzögerungsmittel. Diese Schäume können beispielsweise als „Storage Layer" in Hygieneartikeln oder allgemein zum Aufsaugen, Weiterleiten oder Speichern von wässrigen Flüssigkeiten verwendet werden. Superabsorbierende Materialien sind bekannt. Für derartige Materialien sind auch Bezeichnungen wie „hochquellfähiges Polymer" „Hydrogel" (oft auch für die trockene Form verwendet), „Hydrogel bildendes Polymer", „Wasser absorbierendes Polymer", „absorbierendes gelbildendes Material", „quellfähiges Harz", „wasserabsorbierendes Harz" oder ähnliche gebräuchlich.The invention relates to a superabsorbent foam which is delayed in swelling. This superabsorbent foam is obtainable by treating a known superabsorbent foam with source retardant. These foams can be used, for example, as "storage layers" in sanitary articles or generally to absorb, transfer or store aqueous liquids Superabsorbent materials are known For such materials, terms such as "high-swellable polymer" "hydrogel" (often also for the dry Form), "hydrogel-forming polymer", "water-absorbent polymer", "absorbent gelling material", "swellable resin", "water-absorbent resin" or the like.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ansprüchen, der Beschreibung und den Beispielen zu entnehmen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale des erfindungsgemä- ßen Gegenstandes nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further embodiments of the present invention can be taken from the claims, the description and the examples. It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below of the article according to the invention can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations without departing from the scope of the invention.
Wasserabsorbierende Schäume auf Basis von vernetzten Säuregruppen enthaltenden Monomeren sind gekannt, vgl. EP 858 478 B1 , WO 97/31971 A1 , WO 99/44648 A1 und WO 00/52087 A1. Sie werden beispielsweise durch Schäumen einer polymerisier- baren wässrigen Mischung, die zu mindestens 50 Mol-% neutralisierte, Säuregruppen enthaltende monoethylenisch ungesättigte Monomere, Vernetzer und mindestens ein Tensid enthalten, und anschließendes Polymerisieren der geschäumten Mischung her- gestellt. Das Schäumen der polymerisierbaren Mischung kann z.B. durch Dispergieren von feinen Blasen eines gegenüber Radikalen inerten Gases oder durch Lösen eines solchen Gases unter erhöhtem Druck in der polymerisierbaren Mischung und Entspannen der Mischung erfolgen. Der Wassergehalt der Schaumstoffe wird auf beispielsweise 1 bis 60 Gew.-% eingestellt. Die Schäume können wahlweise einer Oberflächen- nachvernetzung unterworfen werden, indem man einen Vernetzer auf das geschäumte Material sprüht oder den Schaum darin eintaucht und den mit Vernetzer beladenen Schaum auf eine höhere Temperatur erhitzt. Die Schäume werden z.B. in Hygieneartikeln zur Akquisition, Distribution und Speicherung von Körperflüssigkeiten verwendet. Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Hydroxypro- pylcellulose und Cellulosemischether werden in diesen Anmeldungen als Verdicker offenbart. Bei diesen Verdickern handelt es sich nicht um Fasern. Außerdem sind superabsorbierende Fasern bekannt, die beispielsweise dadurch erhältlich sind, dass man die Carboxylgruppen eines hydrolysierten Copolymerisats aus Isobuten und Maleinsäureanhydrid zu 20 bis 80% mit Natronlauge neutralisiert, eine bifunktionelle Verbindung zusetzt, die mit den nicht neutralisierten Carboxylgruppen des Copolymerisats reagieren kann, z.B. Propylenglykol oder Ethanolamin, dann das Wasser aus der Lösung weitgehend entfernt, so dass der Feststoffgehalt der Lösung 45% beträgt. Diese Lösung wird anschließend zu Fasern versponnen. Die Fasern werden danach auf eine höhere Temperatur erhitzt, z.B. auf 21O0C, wobei die Copolymeri- sate vernetzt werden. Die vernetzten Copolymerisate haben superabsorbierende Ei- genschaften. Sie werden beispielsweise in Babywindeln, Tampons, Monatsbinden, chirurgischen Schwämmen und Verbänden zur Absorption von Körperflüssigkeiten verwendet. Solche superabsorbierenden Fasern sind bekannt, vgl. beispielsweise EP 264 208 A2, EP 272 072 A2, EP 436 514 A2 und US 4,813,945.Water-absorbing foams based on monomers containing crosslinked acid groups are known, cf. EP 858 478 B1, WO 97/31971 A1, WO 99/44648 A1 and WO 00/52087 A1. They are prepared, for example, by foaming a polymerizable aqueous mixture containing at least 50 mol% neutralized, monoethylenically unsaturated monomers containing acid groups, crosslinkers and at least one surfactant, and then polymerizing the foamed mixture. The foaming of the polymerizable mixture can be carried out, for example, by dispersing fine bubbles of a radical-inert gas or by dissolving such a gas under elevated pressure in the polymerizable mixture and depressurizing the mixture. The water content of the foams is adjusted to, for example, 1 to 60% by weight. Optionally, the foams may be subjected to surface postcrosslinking by spraying a crosslinking agent onto the foamed material or by dipping the foam therein and heating the crosslinker loaded foam to a higher temperature. The foams are used, for example, in hygiene articles for the acquisition, distribution and storage of body fluids. Carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose and cellulose mixed ethers are disclosed in these applications as thickeners. These thickeners are not fibers. In addition, superabsorbent fibers are known, which are obtainable, for example, by neutralizing the carboxyl groups of a hydrolyzed copolymer of isobutene and maleic anhydride with sodium hydroxide to 20 to 80%, adding a bifunctional compound which can react with the unneutralized carboxyl groups of the copolymer, for example propylene glycol or ethanolamine, then the water is largely removed from the solution so that the solids content of the solution is 45%. This solution is then spun into fibers. The fibers are then heated to a higher temperature, for example to 21O 0 C, the copolymers are cross-linked. The crosslinked copolymers have superabsorbent properties. They are used, for example, in baby diapers, tampons, sanitary napkins, surgical sponges, and body fluid absorption dressings. Such superabsorbent fibers are known, cf. For example, EP 264 208 A2, EP 272 072 A2, EP 436 514 A2 and US 4,813,945.
Aus WO 03/066716 A1 sind Schaumstoffe aus wasserabsorbierenden basischen Polymeren bekannt, die durch Schäumen einer wässrigen Mischung, die mindestens ein basisches Polymer wie Polyvinylamin und mindestens einen Vernetzer wie Glycidy- lether enthält, und anschließendes Vernetzen der geschäumten Mischung erhältlich sind. Den polymerisierbaren Schäumen werden 25 bis 200 Gew.-% Cellulosefasern zugegeben. Die CRC-Werte, sowie die maximale Dehnbarkeit und Bruchdehnbarkeit der trockenen, wie auch feuchten Schäume verringert sich dramatisch durch den Zusatz von 25 bis 200 Gew.-% Cellulosefasern.Foams of water-absorbing basic polymers are known from WO 03/066716 A1, which are obtainable by foaming an aqueous mixture containing at least one basic polymer such as polyvinylamine and at least one crosslinker such as glycidyl ether, and then crosslinking the foamed mixture. The polymerizable foams are added 25 to 200 wt .-% cellulose fibers. The CRC values, as well as the maximum extensibility and elongation at break of the dry, as well as wet, foams are dramatically reduced by the addition of 25 to 200% by weight of cellulose fibers.
Aus WO 03/066717 A2 ist ein Verfahren bekannt, mit dem die Nassfestigkeit erhöht und der Restmonomerengehalt erniedrigt wird bei superabsorbierenden Schäumen durch die Zugabe von aminogruppenhaltigen Polymeren. Die Behandlung mit diesen Polymeren führt zu keiner Quellverzögerung.WO 03/066717 A2 discloses a process by which the wet strength is increased and the residual monomer content is lowered in the case of superabsorbent foams by the addition of amino-containing polymers. The treatment with these polymers does not lead to a source delay.
Aus WO 2004/007598 A1 sind wasserabsorbierende Schäume bekannt, die an der Oberfläche fein verteiltes hydrophiles Siliziumdioxid und/oder einem oberflächenaktiven Stoff aufweisen. Die Behandlung der Schäume führt zu einer Steigerung der Aufnahmegeschwindigkeit für Flüssigkeiten.WO 2004/007598 A1 discloses water-absorbing foams which have finely distributed hydrophilic silicon dioxide and / or a surface-active substance on the surface. The treatment of the foams leads to an increase in the absorption rate for liquids.
Aus WO 2004/035668 A2 sind wasserabsorbierende Schäume bekannt, die superab- sorbierende Fasern oder Fruchtfasern, insbesondere Apfelfasern enthalten.WO 2004/035668 A2 discloses water-absorbing foams which contain superabsorbent fibers or fruit fibers, in particular apple fibers.
In der deutschen Patentanmeldung vom 07.03.2005 mit Aktenzeichen des Deutschen Patent- und Markenamts DE 102005011165.3 sind wasserabsorbierende Schäume beschrieben, die Holzfasern oder Altpapierfasern enthalten.German Patent and Trademark Office DE 102005011165.3 describes water-absorbing foams which contain wood fibers or waste paper fibers.
In WO 2005/042 039 A2 sind Hydrogele beschrieben, die eine erhöhte Blutabsorption durch die Beschichtung mit hydrophoben Verbindungen aufweisen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Eigenschaften von wasserabsorbierenden Schäumen zu verbessern, insbesondere Schäume mit guten Flüssigkeitsabsorpti- ons-, guten Flüssigkeitsretentions- und guten Flüssigkeitsweiterleitungseigenschaften für wässrige Flüssigkeiten, auch für salzhaltige wässrige Flüssigkeiten zu finden, die stabil, gut handzuhaben, gut verarbeitbar und einfach herzustellen sind.WO 2005/042 039 A2 describes hydrogels which have an increased blood absorption through the coating with hydrophobic compounds. The invention has for its object to improve the properties of water-absorbing foams, especially foams with good Flüssigkeitsabsorpti- ons-, good Flüssigkeitsretentions- and good Flüssigkeitsweiterleitenseigenschaften for aqueous liquids, also for saline aqueous liquids to find the stable, easy to handle, easy to process and easy to make.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit superabsorbierendem Schaum, dessen Oberfläche mit mindestens einem Komplexierungs- und/oder mindestens einem Quell- Verzögerungsmittel behandelt wurde.The object is achieved according to the invention with superabsorbent foam whose surface has been treated with at least one complexing agent and / or at least one source delaying agent.
Unter „Oberfläche" des Schaums wird im Rahmen dieser Erfindung die Oberfläche eines Schaumformkörpers verstanden, die einer Einwirkung von außen - beispielsweise durch Tränken mit einer Flüssigkeit, insbesondere aber durch Besprühen mit einer Flüssigkeit - zugänglich ist, nicht die gesamte innere Oberfläche aller Poren des Schaums, wie sie beispielsweise durch die bekannten Verfahren der Messung von Adsorptionsisothermen bestimmt würde.In the context of this invention, the "surface" of the foam is understood to be the surface of a foam molding which is accessible to external influences, for example by impregnation with a liquid, but in particular by spraying with a liquid, not the entire inner surface of all the pores of the foam as determined, for example, by the known methods of measuring adsorption isotherms.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst mit superabsorbierenden Schäumen mit einer Quellzeit (wie unten im Abschnitt über Bestimmungsmethoden näher beschrieben, der Zeit, in der 1 ,00 ± 0,009 g Schaum 20 g Wasser aufnehmen) größer 10 Sekunden, einer Quellzeit größer 15 Sekunden, vorzugsweise einer Quellzeit größer 20 Sekunden, besonders bevorzugt einer Quellzeit größer 30 Sekunden, ganz besonders bevorzugt einer Quellzeit größer 60 Sekunden und insbesondere bevorzugt einer Quellzeit größer 120 Sekunden. Diese Eigenschaft der langsamen Quellung kann auch als niedrige Quellrate ausgedrückt werden. Die Quellrate wird, wie unten im Abschnitt „Bestimmungsmethoden" näher beschrieben, zu 20 [g] / (1 [g] * Quellzeit [s]) bestimmt. Diese superabsorbierenden Schäume weisen somit Quellraten kleiner 2,0 s-\ kleiner 1 ,33 S"1, vorzugsweise kleiner 1 ,0 s*1, besonders bevorzugt kleiner 0,67 s~\ ganz be- sonders bevorzugt kleiner 0,33 s-1 und insbesondere bevorzugt kleiner 0,17 s-1 auf.In particular, the object is achieved with superabsorbent foams having a swelling time (as described in more detail below in the section on determination methods, the time in which 1.00 ± 0.009 g of foam absorb 20 g of water) greater than 10 seconds, a swelling time greater than 15 seconds, preferably one Swelling time greater than 20 seconds, more preferably a swelling time greater than 30 seconds, most preferably a swelling time greater than 60 seconds, and most preferably a swelling time greater than 120 seconds. This slow swelling property can also be expressed as a low swelling rate. The swelling rate is determined to be 20 [g] / (1 [g] * swelling time [s]), as described in more detail in the section "Methods of Determination." These superabsorbent foams thus have swelling rates of less than 2.0 s- \ less than 1.33 S " 1 , preferably less than 1, 0 s * 1 , more preferably less than 0.67 s ~ \ very particularly preferably less than 0.33 s -1 and particularly preferably less than 0.17 s -1 on.
Superabsorbierende Schäume sind aus dem Stand der Technik bekannt. Unter superabsorbierenden Schaum gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schaum verstanden, der eine Zentrifugenretentionskapazität („CRC", „Centrifuge Retention Capacity", Messmethode unten im Abschnitt „Bestimmungsmethoden" beschrieben) von mindestens 3 g/g, bevorzugt mindestens 4 g/g, besonders bevorzugt mindestens 5 g/g, insbesondere mindestens 6 g/g aufweist.Superabsorbent foams are known in the art. By superabsorbent foam according to the present invention is meant a foam having a Centrifuge Retention Capacity ("CRC", measuring method described below in the section "Methods of Determination") of at least 3 g / g, preferably at least 4 g / g preferably at least 5 g / g, in particular at least 6 g / g.
Die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Schäume sind in bequemer Weise er- hältlich durch Schäumen einer wässrigen Mischung, die neben polymerisierbaren und vernetzbaren, Säuregruppen enthaltenden monoethylenisch ungesättigten Monomeren, die wahlweise (teil-)neutralisiert sind, Vernetzer und mindestens ein Tensid sowie wahlweise Zuätze oder Hilfsstoffe wie Lösevermittler, Verdicker, Stabilisatoren, Füllstoffe, Fasern und/oder Zellkeimbildner enthält, und anschließendes Polymerisieren und/oder Vernetzen der geschäumten Mischung und anschließender Behandlung mit Komplexierungs- und/oder Quellverzögerungsmittel.The superabsorbent foams according to the invention are conveniently obtainable by foaming an aqueous mixture which, in addition to polymerizable and crosslinkable, acid group-containing monoethylenically unsaturated monomers which are optionally (partially) neutralized, crosslinker and at least one surfactant and optionally containing adjuvants or adjuvants such as solubilizers, thickeners, stabilizers, fillers, fibers and / or cell nucleating agents, and then polymerizing and / or crosslinking the foamed mixture and subsequent treatment with complexing and / or source retarding agents.
Außerdem können die superabsorbierenden Schäume in bequemer Weise hergestellt werden, indem mindestens ein vernetzbares basisches Polymer, Vernetzer und mindestens ein Tensid sowie wahlweise Zuätze oder Hilfsstoffe wie Lösevermittler, Verdicker, Stabilisatoren, Füllstoffe, Fasern und/oder Zellkeimbildner als Mischung ge- schäumt werden, und anschließend die in der geschäumten Mischung enthaltenen basischen Polymeren unter Bildung eines schaumförmigen Hydrogels vernetzt werden. Anschließend wird der Schaum mit einem Komplexierungs- und/oder Quellverzögerungsmittel behandelt. Der Einfachheit halber wird bei der Beschreibung von Maßnahmen oder Eigenschaften, die nicht spezifisch für Mischungen sind, die vernetzbare basische Polymere oder polymerisierbare und vernetzbare, Säuregruppen tragenden Monomere enthalten, auch für Mischungen, die zwar vernetzbare basische Polymere, aber keine polymerisierbaren und vernetzbaren, Säuregruppen tragenden Monomere enthalten, auch der Begriff „polymerisierbare wässrige Mischung" verwendet.In addition, the superabsorbent foams can be conveniently prepared by foaming at least one crosslinkable basic polymer, crosslinker and at least one surfactant and optionally additives or auxiliaries such as solubilizers, thickeners, stabilizers, fillers, fibers and / or cell nucleating agents as a mixture, and then the basic polymers contained in the foamed mixture are crosslinked to form a foam-like hydrogel. Subsequently, the foam is treated with a complexing and / or source retardant. For convenience, when describing measures or properties that are not specific to mixtures containing crosslinkable basic polymers or polymerizable and crosslinkable monomers bearing acid groups, also for mixtures that are crosslinkable basic polymers but not polymerizable and crosslinkable, acid groups containing monomers, also used the term "polymerizable aqueous mixture".
In einer Ausführungsform der Erfindung schäumt man eine wässrige Mischung, die beispielsweiseIn one embodiment of the invention, an aqueous mixture is foamed, for example
a) 10 bis 80 Gew.-% Säuregruppen enthaltende monoethylenisch ungesättigte Monomere, die zu mindestens 50 Mol-% neutralisiert sind, oder ein basisches ver- netzbares Polymer; b) bei Verwendung Säuregruppen tragender monoethylenisch ungesättiger Monomere, wahlweise zusätzlich bis zu 50 Gew.-% andere monoethylenisch ungesättigte Monomere, c) 0,001 bis 5 Gew.-% Vernetzer, d) bei Verwendung monoethylenisch ungesättiger Monomere, zusätzlich Initiatoren, e) 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Tensids, f) wahlweise einen Lösevermittler und g) wahlweise Verdicker, Schaumstabilisatoren, Polymerisationsregler, Füllstoffe, Fasern und/oder Zellkeimbildner,a) from 10 to 80% by weight of acid group-containing monoethylenically unsaturated monomers which have been neutralized to at least 50 mol%, or a basic crosslinkable polymer; b) when using acid groups-carrying monoethylenically unsaturated monomers, optionally additionally up to 50 wt .-% other monoethylenically unsaturated monomers, c) 0.001 to 5 wt .-% crosslinker, d) when using monoethylenically unsaturated monomers, in addition initiators, e) 0, 1 to 20% by weight of at least one surfactant, f) optionally a solubilizer and g) optionally thickeners, foam stabilizers, polymerization regulators, fillers, fibers and / or cell nucleating agents,
enthält, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung.contains, in each case based on the total amount of the mixture.
Das Schäumen der wässrigen Mischungen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass man feine Blasen eines gegenüber Radikalen inerten Gases in der Mischung disper- giert oder ein solches Gas unter einem Druck von 2 bis 400 bar in der vernetzbaren Mischung löst und sie anschließend auf Atmosphärendruck entspannt. Man erhält einen fließfähigen Schaum, der in Formen eingefüllt oder auf einem Band ausgehärtet werden kann. Das Aushärten erfolgt im Fall des Einsatzes von Säuregruppen enthaltenden Monomeren, wahlweise anderen monoethylenisch ungesättigten Monomeren und Vernetzern durch Polymerisation und im Fall des Einsatzes von basischen Polymeren unter Vernetzung.The foaming of the aqueous mixtures can be carried out, for example, by dispersing fine bubbles of a gas which is inert toward free radicals in the mixture, or dissolving such a gas in the crosslinkable mixture under a pressure of from 2 to 400 bar and subsequently depressurizing them to atmospheric pressure. This gives a flowable foam which is filled in molds or cured on a belt can be. The curing takes place in the case of the use of acid group-containing monomers, optionally other monoethylenically unsaturated monomers and crosslinkers by polymerization and in the case of the use of basic polymers with crosslinking.
Schaumstoffe auf Basis von vernetzten, Säuregruppen enthaltenden PolymerisatenFoams based on crosslinked, acid group-containing polymers
Schaumstoffe auf Basis von vernetzten, Säuregruppen enthaltenden Polymerisaten sind aus den zum Stand der Technik genannten Literaturstellen EP 858 478 B1 , Seite 2, Zeile 55 bis Seite 18, Zeile 22, WO 99/44 648 A1 und WO 00/52 087 A1 , Seite 5, Zeile 23 bis Seite 41 , Zeile 18 bekannt. Als monoethylenische ungesättigte Monomere kommen die Monomere und Monomermischungen in Frage, die zur Herstellung von granulärem Superabsorber verwendet werden. Bevorzugtes Monomer ist Acrylsäure und deren Salze. Weitere monoethylenisch ungesättigte Monomere sind ebenfalls aus der Literatur bezüglich Herstellung von granulärem Superabsorber bekannt.Foams based on crosslinked, acid group-containing polymers are known from the cited references EP 858 478 B1, page 2, line 55 to page 18, line 22, WO 99/44 648 A1 and WO 00/52 087 A1, page 5, line 23 to page 41, line 18 known. Suitable monoethylenic unsaturated monomers are the monomers and monomer mixtures used to prepare granular superabsorbent. Preferred monomer is acrylic acid and its salts. Other monoethylenically unsaturated monomers are also known from the literature relating to the preparation of granular superabsorbent.
In einer Ausführungsform werden Schäume aus wasserabsorbierenden saure Polymeren verwendet. Als wasserabsorbierende saure Polymere, die nachfolgend auch als saure Superabsorber bezeichnet werden, können sämtliche Hydrogele eingesetzt wer- den, die z.B. in der WO 00/63 295 A1 , Seite 2, Zeile 27 bis Seite 9, Zeile 16 beschrieben sind. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um schwach vernetzte Polymere von sauren Monomeren, die in zumindest partiell neutralisierter Form ein hohes Wasseraufnahmevermögen besitzen. Beispiele für solche jeweils geringfügig vernetzten Polymerisate sind vernetzte Polyacrylsäuren, vernetzte, hydrolysierte Pfropfpolymere von Acrylnitril auf Stärke, vernetzte Pfropfpolymerisate von Acrylsäure auf Stärke, hydrolysierte, vernetzte Copolymere aus Vinylacetat und Acrylsäureestern, vernetzte Polyacrylamide, hydrolysierte, vernetzte Polyacrylamide, vernetzte Copolymerisate aus Ethylen und Maleinsäureanhydrid, vernetzte Copolymerisate aus Isobutylen und Maleinsäureandhydrid, vernetzte Polyvinylsulfonsäuren, vernetzte Polyvinylphosphonsäu- ren und vernetztes sulfoniertes Poylstyrol. Vorzugsweise verwendet man als saure Superabsorber Polymerisate von (teil-)neutralisierten, geringfügig vernetzten Polyacrylsäuren. Die (Teil-)neutralisation der Säuregruppen der sauren Superabsorber erfolgt vorzugsweise mit Natronlauge, Natriumhydrogencarbonat oder Natriumcarbonat. Die Neutralisation kann jedoch auch mit Kalilauge, Ammoniak, Aminen oder Alkanolaminen wie Ethanolamin, Diethanolamin oder Triethanolamin vorgenommen werden.In one embodiment, foams of water-absorbent acidic polymers are used. As water-absorbing acidic polymers, which are also referred to below as acidic superabsorbers, it is possible to use all hydrogels, which are used, for example. in WO 00/63 295 A1, page 2, line 27 to page 9, line 16 are described. These are essentially weakly crosslinked polymers of acidic monomers which have a high water absorption capacity in at least partially neutralized form. Examples of such in each case slightly crosslinked polymers are crosslinked polyacrylic acids, crosslinked, hydrolyzed graft polymers of acrylonitrile on starch, crosslinked graft polymers of acrylic acid on starch, hydrolyzed, crosslinked copolymers of vinyl acetate and acrylic esters, crosslinked polyacrylamides, hydrolyzed, crosslinked polyacrylamides, crosslinked copolymers of ethylene and maleic anhydride , crosslinked copolymers of isobutylene and maleic anhydride, crosslinked polyvinylsulfonic acids, crosslinked polyvinylphosphonic acids and crosslinked sulfonated polystyrene. Preferably used as acidic superabsorbent polymers of (partially) neutralized, slightly crosslinked polyacrylic acids. The (partial) neutralization of the acid groups of the acidic superabsorber is preferably carried out with sodium hydroxide solution, sodium bicarbonate or sodium carbonate. However, the neutralization can also be carried out with potassium hydroxide solution, ammonia, amines or alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine or triethanolamine.
Saure Superabsorber sind aus den obengenannten Literaturstellen bekannt, vgl. insbesondere WO 00/63 295 A1 , Seite 2, Zeile 27 bis Seite 9, Zeile 16. Sie können wahlweise oberflächennachvernetzt werden, dazu werden beispielsweise geringfügig ver- netzte Polyacrylsäuren mit Verbindungen umgesetzt, die mindestens zwei gegenüber Carboxylgruppen reaktive Gruppen aufweisen. Hierbei handelt es sich um bekannte Vernetze. Von besonderem Interesse für die Anwendung als Oberflächennachvernet- zer sind beispielsweise mehrwertige Alkohole wie Propylenglykol, Butandiol-1 ,4 oder Hexandiol-1,6 und Glycidylether von Ethylenglykol und Polyethylenglykolen mit Molmassen von 200 bis 1500, vorzugsweise 300 bis 400 Dalton, und vollständig mit Acryl- säure oder Methacrylsäure veresterte Umsetzungsprodukte von Trimethylolpropan, von Umsetzungsprodukten aus Trimethylolpropan und Ethylenoxid im Molverhältnis 1 : 1 bis 25, vorzugsweise 1 : 3 bis 15 sowie von Umsetzungsprodukten von Pentaerythrit mit Ethylenoxid im Molverhältnis 1 : 30, vorzugsweise 1 : 4 bis 20. Die Nachvernetzung der Oberfläche der anionischen Superabsorber wird, sofern sie durchgeführt wird, beispielsweise bei Temperaturen bis zu 22O0C, z.B. vorzugsweise bei 120 bis 19O0C durchgeführt. Bevorzugt werden nicht oberflächennachvernetzte Superabsorber erfindungsgemäß mit Komplexierungs- und/oder Quellverzögerungsmittel behandelt.Acid superabsorbents are known from the abovementioned references, cf. in particular WO 00/63 295 A1, page 2, line 27 to page 9, line 16. They can optionally be surface-postcrosslinked, for example, slightly crosslinked polyacrylic acids are reacted with compounds which have at least two groups which are reactive toward carboxyl groups. These are known networks. Of particular interest for use as surface post-crosslinking are, for example, polyhydric alcohols such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol and glycidyl ethers of ethylene glycol and polyethylene glycols having molecular weights of 200 to 1500, preferably 300 to 400 daltons, and completely with acrylic acid or methacrylic acid esterified reaction products of trimethylolpropane , reaction products of trimethylolpropane and ethylene oxide in a molar ratio of 1: 1 to 25, preferably 1: 3 to 15 and of reaction products of pentaerythritol with ethylene oxide in a molar ratio of 1: 30, preferably 1: 4 to 20. The postcrosslinking of the surface of the anionic SAPs, if it is carried out, for example, at temperatures up to 22O 0 C, for example, preferably carried out at 120 to 19O 0 C. Non-surface-postcrosslinked superabsorbents are preferably treated according to the invention with complexing and / or source retarding agents.
Basische PolymereBasic polymers
Als basische Polymere kommen beispielsweise Vinylamineinheiten enthaltende Polymere, Vinylguanidineinheiten enthaltende Polymere, Dialkylaminoal- kyl(meth)acrylamideinheiten enthaltende Polymere, Polyethylenimine, mit Ethylenimin gepfropfte Polyamidoamine und Polydiallyldimethylammoniumchloride in Betracht.Suitable basic polymers are, for example, polymers containing vinylamine units, polymers containing vinylguanidine units, polymers comprising dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide units, polyethyleneimines, polyamidoamines grafted with ethyleneimine and polydiallyldimethylammonium chlorides.
Vinylamineinheiten enthaltende Polymere sind bekannt, vgl. US 4,421 ,602,Vinylamine containing polymers are known, cf. US 4,421,602,
US 5,334,287, EP 216 387 A2, US 5,981,689, WO 00/63 295 A1 und US 6,121,409. Sie werden durch Hydrolyse von offenkettigen N-Vinylcarbonsäureamideinheiten enthaltenden Polymeren hergestellt. Diese Polymeren sind z.B. erhältlich durch Polymeri- sieren von N-Vinylformamid, N-Vinyl-N-methylformamid, N-Vinylacetamid, N-Vinyl-N- methylacetamid, N-Vinyl-N-ethylacetamid und N-Vinylpropionamid. Die genannten Monomeren können entweder allein oder zusammen mit anderen Monomeren polymeri- siert werden.US 5,334,287, EP 216 387 A2, US 5,981,689, WO 00/63 295 A1 and US 6,121,409. They are prepared by hydrolysis of open-chain polymers containing N-vinylcarboxamide units. These polymers are e.g. obtainable by polymerizing N-vinylformamide, N-vinyl-N-methylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylacetamide, N-vinyl-N-ethylacetamide and N-vinylpropionamide. The monomers mentioned can be polymerized either alone or together with other monomers.
Als monoethylenisch ungesättigte Monomere, die mit den N-Vinylcarbonsäureamiden copolymerisiert werden, kommen alle damit copolymerisierbaren Verbindungen in Betracht. Beispiele hierfür sind Vinylester von gesättigten Carbonsäuren von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen wie Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbutyrat und Vinyl- ether wie Ci- bis Cβ-Alkylvinylether, z.B. Methyl- oder Ethylvinylether. Weitere geeignete Comonomere sind Ester, Amide und Nitrile von ethylenisch ungesättigten C3- bis C6- Carbonsäuren, beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat und E- thylmethacrylat, Acrylamid und Methacrylamid sowie Acrylnitril und Methacrylnitril.Suitable monoethylenically unsaturated monomers which are copolymerized with the N-vinylcarboxamides are all compounds which can be copolymerized therewith. Examples of these are vinyl esters of saturated carboxylic acids of 1 to 6 carbon atoms, such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate, and vinyl ethers, such as C 1 to C 6 alkyl vinyl ethers, for example methyl or ethyl vinyl ethers. Further suitable comonomers are esters, amides and nitriles of ethylenically unsaturated C 3 to C 6 - carboxylic acids such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and e, acrylamide and methacrylamide, and acrylonitrile and methacrylonitrile.
Weitere geeignete Carbonsäureester leiten sich von Glykolen oder bzw. Polyalky- lenglykolen ab, wobei jeweils nur eine OH-Gruppe verestert ist, z.B. Hydroxyethylacry- lat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxypro- pylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat sowie Acrylsäuremonoester von Polyalky- lenglykolen einer Molmasse von 500 bis 10000 Dalton. Weitere geeignete Comonome- re sind Ester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit Aminoalkoholen wie beispielsweise Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylami- noethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Dimethyla- minopropylmethacrylat, Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminobutylacrylat und Diethylaminobutylacrylat. Die basischen Acrylate können in Form der freien Basen, der Salze mit Mineralsäuren wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure, der Salze mit organischen Säuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder der Sulfon- säuren oder in quaternierter Form eingesetzt werden. Geeignete Quaternierungsmittel sind beispielsweise Dimethylsulfat, Diethylsulfat, Methylchlorid, Ethylchlorid oder Ben- zylchlorid.Further suitable carboxylic acid esters are derived from glycols or polyalkylene glycols, in each case only one OH group esterified, for example hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate and acrylic acid monoesters of polyalkylene glycols having a molecular weight of 500 to 10,000 daltons. Further suitable comonomer esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids with aminoalcohols, such as, for example, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, dimethylaminopropyl methacrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminobutyl acrylate and diethylaminobutyl acrylate. The basic acrylates can be used in the form of the free bases, the salts with mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, the salts with organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid or sulfonic acids or in quaternized form. Suitable quaternizing agents are, for example, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride, ethyl chloride or benzyl chloride.
Weitere geeignete Comonomere sind Amide ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren wie Acrylamid, Methacrylamid sowie N-Alkylmono- und Diamide von monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit Alkylresten von 1 bis 6 C-Atomen, z.B. N- Methylacrylamid, N.N-Dimethylacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N-Ethylacrylamid, N-Propylacrylamid und tert. Butylacrylamid sowie basische (Meth)acrylamide, wie z.B. Dimethylaminoethylacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylamid, Diethylaminoethylac- rylamid, Diethylaminoethylmethacrylamid, Dimethylaminopropylacrylamid, Diethylami- nopropylacrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylamid und Diethylaminopropyl- methacrylamid.Further suitable comonomers are amides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylamide, methacrylamide and N-alkyl mono- and diamides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids having alkyl radicals of 1 to 6 carbon atoms, e.g. N-methylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide and tert. Butylacrylamide and basic (meth) acrylamides, such. Dimethylaminoethylacrylamide, dimethylaminoethylmethacrylamide, diethylaminoethylacrylamide, diethylaminoethylmethacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, diethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide and diethylaminopropylmethacrylamide.
Weiterhin sind als Comonomere geeignet N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, Ac- rylnitril, Methacrylnitril, N-Vinylimidazol sowie substituierte N-Vinylimidazole wie z.B. N- Vinyl-2-methylimidazol, N-Vinyl-4-methylimidazol, N-Vinyl-5-methylimidazol, N-Vinyl-2- ethylimidazol und N-Vinylimidazoline wie N-Vinylimidazolin, N-Vinyl-2-methylimidazolin und N-Vinyl-2-ethylimidazolin. N-Vinylimidazole und N-Vinylimidazoline werden außer in Form der freien Basen auch in mit Mineralsäuren oder organischen Säuren neutralisierter oder in quatemisierter Form eingesetzt, wobei die Qύaternisierung vorzugsweise mit Dimethylsulfat, Diethylsulfat, Methylchlorid oder Benzylchlorid vorgenommen wird. In Frage kommen auch Diallyldialkylammoniumhalogenide wie z.B. Diallyldi- methylammoniumchlorid.Further suitable comonomers are N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, acrylonitrile, methacrylonitrile, N-vinylimidazole and substituted N-vinylimidazoles, such as e.g. N-vinyl-2-methylimidazole, N-vinyl-4-methylimidazole, N-vinyl-5-methylimidazole, N-vinyl-2-ethylimidazole and N-vinylimidazolines such as N-vinylimidazoline, N-vinyl-2-methylimidazoline and N- vinyl-2-ethylimidazoline. N-vinylimidazoles and N-vinylimidazolines are used except in the form of the free bases also in mineral acids or organic acids neutralized or quaternized form, wherein the Qύaternisierung is preferably carried out with dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride or benzyl chloride. Also suitable are diallyldialkylammonium halides, e.g. Diallyldimethylammonium chloride.
Die Copolymerisate enthalten beispielsweiseThe copolymers contain, for example
- 95 bis 5 Mol-%, vorzugsweise 90 bis 10 Mol-% mindestens eines N- Vinylcarbonsäureamids undFrom 95 to 5 mol%, preferably from 90 to 10 mol%, of at least one N-vinylcarboxamide and
5 bis 95 Mol-%, vorzugsweise 10 bis 90 Mol-% andere, damit copolymerisierbare monoethylenisch ungesättigte Monomere5 to 95 mol%, preferably 10 to 90 mol% of other monoethylenically unsaturated monomers copolymerizable therewith
in einpolymerisierter Form. Die Comonomeren sind vorzugsweise frei von Säuregruppen. Um Vinylamineinheiten enthaltende Polymerisate herzustellen, geht man vorzugsweise von Homopolymerisaten des N-Vinylformamids oder von Copolymerisaten aus, die durch Copolymerisieren vonin copolymerized form. The comonomers are preferably free of acid groups. In order to prepare polymers containing vinylamine units, preference is given to homopolymers of N-vinylformamide or of copolymers obtained by copolymerizing
- N-Vinylformamid mit- N-vinylformamide with
Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Acrylnitril, N-Vinylcaprolactam, N- Vinylharnstoff, N-Vinylpyrrolidon oder Ci- bis Cβ-AlkylvinylethemVinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, acrylonitrile, N-vinylcaprolactam, N-vinylurea, N-vinylpyrrolidone or Ci- to Cβ-alkyl vinyl ethers
und anschließende Hydrolyse der Homo- oder der Copolymerisate unter Bildung von Vinylamineinheiten aus den einpolymerisierten N-Vinylformamideinheiten erhältlich sind, wobei der Hydrolysegrad z.B. 5 bis 100 Mol-%, vorzugsweise 70 bis 100 Mol-% beträgt. Die Hydrolyse der oben beschriebenen Polymerisate erfolgt nach bekannten Verfahren durch Einwirkung von Säuren, Basen oder Enzymen. Bei Verwendung von Säuren als Hydrolysemittel liegen die Vinylamineinheiten der Polymerisate als Ammo- niumsalz vor, während bei der Hydrolyse mit Basen freie Aminogruppen entstehen. .and subsequent hydrolysis of the homo- or copolymers to form vinylamine units from the copolymerized N-vinylformamide units, the degree of hydrolysis being e.g. 5 to 100 mol%, preferably 70 to 100 mol%. The hydrolysis of the above-described polymers is carried out by known methods by the action of acids, bases or enzymes. When acids are used as hydrolysis agents, the vinylamine units of the polymers are present as the ammonium salt, while free hydrolyses with bases result in free amino groups. ,
Die Homopolymerisate der N-Vinylcarbonsäureamide und ihre Copolymerisate können zu 5 bis 100, vorzugsweise 70 bis 100 Mol-% hydrolysiert sein. In den meisten Fällen beträgt der Hydrolysegrad der Homo- und Copolymerisate 80 bis 95 Mol-%. Der Hydro- lysegrad der Homopolymerisate ist gleichbedeutend mit dem Gehalt der Polymerisate an Vinylamineinheiten. Bei Copolymerisaten, die Vinylester einpolymerisiert enthalten, kann neben der Hydrolyse der N-Vinylformamideinheiten eine Hydrolyse der Estergruppen unter Bildung von Vinylalkoholeinheiten eintreten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn man die Hydrolyse der Copolymerisate in Gegenwart von Natronlauge durchführt. Einpolymerisiertes Acrylnitril wird ebenfalls bei der Hydrolyse chemisch verändert. Hierbei entstehen beispielsweise Amidgruppen oder Carboxylgruppen. Die Vinylamineinheiten enthaltenden Homo- und Copolymeren können wahlweise bis zu 20 Mol-% an Amidineinheiten enthalten, die z.B. durch Reaktion von Ameisensäure mit zwei benachbarten Aminogruppen oder durch intramolekulare Reaktion einer Ami- nogruppe mit einer benachbarten Amidgruppe z.B. von einpolymerisiertem N-The homopolymers of the N-vinylcarboxamides and their copolymers may be hydrolyzed to 5 to 100, preferably 70 to 100 mol%. In most cases, the degree of hydrolysis of the homopolymers and copolymers is 80 to 95 mol%. The degree of hydrolysis of the homopolymers is synonymous with the content of the polymers of vinylamine units. For copolymers containing vinyl esters in copolymerized form, in addition to the hydrolysis of the N-vinylformamide units, hydrolysis of the ester groups to form vinyl alcohol units may occur. This is especially the case when carrying out the hydrolysis of the copolymers in the presence of sodium hydroxide solution. Polymerized acrylonitrile is also chemically altered upon hydrolysis. This produces, for example, amide groups or carboxyl groups. The homo- and copolymers containing vinylamine moieties may optionally contain up to 20 mole% of amidine units, e.g. by reaction of formic acid with two adjacent amino groups or by intramolecular reaction of an amino group with an adjacent amide group, e.g. of polymerized N-
Vinylformamid entsteht. Die Molmassen der Vinylamineinheiten enthaltenden Polymerisate betragen z.B. 500 bis 10 Millionen Dalton, vorzugsweise 1000 bis 5 Millionen (bestimmt durch Lichtstreuung). Dieser Molmassenbereich entspricht beispielsweise K- Werten von 5 bis 300, vorzugsweise 10 bis 250 (bestimmt nach H. Fikentscher in 5 %iger wässriger Kochsalzlösung bei 250C, pH 7 und einer Polymerkonzentration von 0,5 Gew.-%, wie in H. Fikentscher, Cellulose-Chemie, Band 13, 52-63 und 71-74 (1932) beschrieben).Vinylformamide is formed. The molar masses of polymers containing vinylamine units are, for example, 500 to 10 million daltons, preferably 1000 to 5 million (determined by light scattering). This molar mass range corresponds, for example, to K values of 5 to 300, preferably 10 to 250 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous common salt solution at 25 ° C., pH 7 and a polymer concentration of 0.5% by weight, as in H Fikentscher, Cellulose Chemistry, Vol. 13, 52-63 and 71-74 (1932)).
Die Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren werden vorzugsweise in salzfreier Form eingesetzt. Salzfreie wässrige Lösungen von Vinylamineinheiten enthaltenden Polymerisaten können beispielsweise aus den oben beschriebenen salzhaltigen Polymerlösungen mit Hilfe einer Ultrafiltration an geeigneten Membranen bei Trenngrenzen von beispielsweise 1000 bis 500 000 Dalton, vorzugsweise 10 000 bis 300 000 Dalton hergestellt werden. Auch die unten beschriebenen wässrigen Lösungen von Amino- und/oder Ammoniumgruppen enthaltenden anderen Polymeren können mit Hilfe einer Ultrafiltration in salzfreier Form gewonnen werden.The polymers containing vinylamine units are preferably used in salt-free form. Salt-free aqueous solutions of polymers comprising vinylamine units can be prepared, for example, from the salt-containing polymer solutions described above by means of ultrafiltration on suitable membranes at separation limits of, for example, 1000 to 500,000 daltons, preferably 10,000 to 300,000 daltons. The aqueous solutions of other polymers containing amino and / or ammonium groups described below can also be obtained by means of ultrafiltration in salt-free form.
Auch Derivate von Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren können als basische Hydrogele bildende Polymere eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, aus den Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren durch Amidierung, Alkylierung, Sulfo- namidbildung, Harnstoffbildung, Thioharnstoffbildung, Carbamatbildung, Acylierung, Carboximethylierung, Phosphonomethylierung oder Michaeladdition der Aminogruppen des Polymeren eine Vielzahl von geeigneten Hydrogelderivaten herzustellen. Von besonderem Interesse sind hierbei unvernetzte Polyvinylguanidine, die durch Reaktion von Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren, vorzugsweise Polyvinylaminen, mit Cyanamid (R1R2N-CN, wobei R1, R2 = H, Cr bis C4-Alkyl, C3- bis C6-Cycloalkyl, Phe- nyl, Benzyl, alkylsubstituiertes Phenyl oder Naphthyl bedeuten) zugänglich sind, vgl. US 6,087,448, Spalte 3, Zeile 64 bis Spalte 5, Zeile 14.Derivatives of polymers containing vinylamine units can also be used as basic hydrogel-forming polymers. It is thus possible, for example, to prepare a multiplicity of suitable hydrogel derivatives from the vinylamine units by amidation, alkylation, sulfonamide formation, urea formation, thiourea formation, carbamate formation, acylation, carboxymethylation, phosphonomethylation or Michael addition of the amino groups of the polymer. Of particular interest in this context are uncrosslinked polyvinylguanidines which are obtained by reaction of polymers comprising vinylamine units, preferably polyvinylamines, with cyanamide (R 1 R 2 N-CN, where R 1 , R 2 = H, C 1 to C 4 -alkyl, C 3 - to C 6 -cycloalkyl, phenyl, benzyl, alkyl-substituted phenyl or naphthyl), cf. US 6,087,448, column 3, line 64 to column 5, line 14.
Zu den Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren gehören auch hydrolysierte Pfropfpolymerisate von beispielsweise N-Vinylformamid auf Polyalkylenglkolen, Polyvi- nylacetat, Polyvinylalkolhol, Polyvinylformamiden, Polysacchariden wie Stärke, Oligosacchariden oder Monosacchariden. Die Pfropfpolymerisate sind dadurch erhältlich, dass man beispielsweise N-Vinylformamid in wässrigem Medium in Gegenwart mindestens einer der genannten Pfropfgrundlagen wahlweise zusammen mit copolyrπeri- sierbaren anderen Monomeren radikalisch polymerisiert und die aufgepfropften Vinyl- formamideinheiten anschließend in bekannten Weise zu Vinylamineinheiten hydroly- siert.The polymers containing vinylamine units also include hydrolyzed graft polymers of, for example, N-vinylformamide on polyalkylene glycols, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylformamides, polysaccharides such as starch, oligosaccharides or monosaccharides. The graft polymers are obtainable by free-radically polymerizing, for example, N-vinylformamide in aqueous medium in the presence of at least one of the stated grafting bases together with copolymerizable other monomers and then hydrolyzing the grafted vinylformamide units in a known manner to give vinylamine units.
Für die Herstellung wasserabsorbierender basischer Polymere kommen auch Polymerisate von Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamiden in Betracht. Geeignete Monomere für die Herstellung solcher Polymere sind beispielsweise Dimethylaminoethylacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylamid, Dimethylaminopropylacrylamid, Dimethylaminopro- pylmethacrylamid, Diethylaminoethylacrylamid, Diethylaminoethylmethacrylamid und Diethylaminopropylacrylamid. Diese Monomeren können in Form der freien Basen, der Salze mit anorganischen oder organischen Säuren oder in quaternisierter Form bei der Polymerisation eingesetzt werden. Sie können zu Homopolymerisaten oder zusammen mit anderen copolymerisierbaren Monomeren zu Copolymerisaten radikalisch polymerisiert werden. Die Polymerisate enthalten beispielsweise mindestens 30 Mol-%, vorzugsweise mindestens 70 Mol-% der genannten basischen Monomeren einpolymeri- siert. Wasserabsorbierende basische Polymere auf Basis von Poly(Dimethylamino- alkylacrylamiden) sind aus der US 5,962,578 bekannt. Weitere geeignete basische Polymere sind Polyethylenimine, die beispielsweise durch Polymerisation von Ethylenimin in wässriger Lösung in Gegenwart von säureabspaltenden Verbindungen, Säuren oder Lewis-Säuren als Katalysator herstellbar sind. Polyethylenimine haben beispielsweise Molmassen bis zu 2 Millionen Dalton, vorzugs- weise von 200 bis 1.000 000. Besonders bevorzugt werden Polyethylenimine mit Molmassen von 500 bis 750 000 Dalton eingesetzt. Die Polyethylenimine können wahlweise modifiziert werden, z.B. alkoxyliert, alkyliert oder amidiert werden. Sie können außerdem weiteren Reaktionen wie etwa einer Michael-Addition unterworfen werden. Die dabei erhältlichen Derivate von Polyethyleniminen sind ebenfalls als basische Polyme- re zur Herstellung von wasserabsorbierenden basischen Polymeren geeignet.For the preparation of water-absorbing basic polymers are also polymers of dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides into consideration. Suitable monomers for the preparation of such polymers are, for example, dimethylaminoethylacrylamide, dimethylaminoethylmethacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide, diethylaminoethylacrylamide, diethylaminoethylmethacrylamide and diethylaminopropylacrylamide. These monomers can be used in the form of the free bases, the salts with inorganic or organic acids or in quaternized form in the polymerization. They can be radically polymerized into homopolymers or together with other copolymerizable monomers to form copolymers. The polymers contain, for example, at least 30 mol%, preferably at least 70 mol% of the stated basic monomers in copolymerized form. Water-absorbing basic polymers based on poly (dimethylaminoalkylacrylamides) are known from US Pat. No. 5,962,578. Other suitable basic polymers are polyethyleneimines which can be prepared, for example, by polymerization of ethyleneimine in aqueous solution in the presence of acid-releasing compounds, acids or Lewis acids as catalyst. Polyethyleneimines have, for example, molar masses of up to 2 million daltons, preferably from 200 to 1,000,000. Particular preference is given to using polyethyleneimines having molar masses of from 500 to 750,000 daltons. The polyethyleneimines can be optionally modified, for example alkoxylated, alkylated or amidated. They may also be subjected to further reactions such as a Michael addition. The derivatives of polyethyleneimines which can be obtained are likewise suitable as basic polymers for the preparation of water-absorbing basic polymers.
Außerdem kommen mit Ethylenimin gepfropfte Polyamidoamine in Betracht, die beispielsweise durch Kondensieren von Dicarbonsäuren mit Polyaminen und anschließendes Aufpfropfen von Ethylenimin erhältlich sind. Geeignete Polyamidoamine erhält man beispielsweise dadurch, dass man Dicarbonsäuren mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen mit Polyalkylenpolyaminen umsetzt, die 3 bis 10 basische Stickstoffatome im Molekül enthalten. Beispiele für Dicarbonsäuren sind Bernsteinsäure, Maleinsäure, Adi- pinsäure, Glutarsäure, Korksäure, Sebacinsäure oder Terephthalsäure. Bei der Herstellung der Polyamidoamine kann man auch Mischungen von Dicarbonsäuren einsetzen, ebenso Mischungen aus mehreren Polyalkylenpolyaminen. Geeignete Polyalkylenpolyamine sind beispielsweise Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylentriamin, Tripropylentetramin, Dihexamethylentriamin, Aminopropylethylendiamin und Bis-aminopropylethylendiamin. Die Dicarbonsäuren und Polyalkylenpolyamine werden zur Herstellung der Polyamidoamine auf höhere Temperaturen erhitzt, z.B. auf Temperaturen in dem Bereich von 120 bis 220, vorzugsweise 130 bis 18O0C. Das bei der Kondensation entstehende Wasser wird aus dem System entfernt. Bei der Kondensation kann man wahlweise auch Lactone oder Lactame von Carbonsäuren mit 4 bis 8 C-Atomen einsetzen. Pro Mol einer Dicarbonsäure verwendet man beispielsweise 0,8 bis 1 ,4 Mol eines Polyalkylenpolyamins. Diese Polyamidoamine werden mit Ethylenimin gepfropft. Die Pfropfreaktion wird beispielsweise in Gegenwart von Säuren oder Lewis-Säuren wie Schwefelsäure oder Bortrifluoridetheraten bei Temperaturen von beispielsweise 80 bis 1000C durchgeführt. Verbindungen dieser Art werden beispielsweise in der DE 24 34 816 A1 beschrieben. Auch wahlweise vernetzte Polyamidoamine, die wahlweise noch zusätzlich vor der Vernetzung mit Ethylenimin gepfropft sind, kommen als basische Polymere in Betracht. Die vernetzten, mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoamine sind wasserlöslich und haben z.B. eine mittlere Molmasse von 3000 bis 2 Millionen Dalton. Übliche Vernetzer sind z.B. Epichlorhydrin oder Bischlorhydrinether von Alkylenglykolen und Polyalky- lenglykolen. Als basische Polymere kommen auch Polyallylamine in Betracht. Polymerisate dieser Art werden erhalten durch Homopolymerisation von Allylamin, vorzugsweise in mit Säuren neutralisierter Form oder durch Copolymerisieren von Allylamin mit anderen monoethylenisch ungesättigten Monomeren, die oben als Comonomere für N- Vinylcarbonsäureamide beschrieben sind.Also contemplated are ethyleneimine-grafted polyamidoamines which are obtainable, for example, by condensing dicarboxylic acids with polyamines and then grafting ethyleneimine. Suitable polyamidoamines are obtained, for example, by reacting dicarboxylic acids having 4 to 10 carbon atoms with polyalkylenepolyamines which contain 3 to 10 basic nitrogen atoms in the molecule. Examples of dicarboxylic acids are succinic acid, maleic acid, adipic acid, glutaric acid, suberic acid, sebacic acid or terephthalic acid. In the preparation of the polyamidoamines it is also possible to use mixtures of dicarboxylic acids, as well as mixtures of several polyalkylenepolyamines. Suitable polyalkylenepolyamines are, for example, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetriamine, aminopropylethylenediamine and bisaminopropylethylenediamine. The dicarboxylic acids and polyalkylenepolyamines are heated to higher temperatures, for example to temperatures in the range of 120 to 220, preferably 130 to 18O 0 C, to produce the polyamidoamines. The water formed during the condensation is removed from the system. In the condensation, it is also possible optionally to use lactones or lactams of carboxylic acids having 4 to 8 carbon atoms. For example, from 0.8 to 1.4 moles of a polyalkylenepolyamine are used per mole of a dicarboxylic acid. These polyamidoamines are grafted with ethyleneimine. The grafting reaction is carried out for example in the presence of acids or Lewis acids, such as sulfuric acid or boron trifluoride etherates at temperatures of for example 80 to 100 0 C. Compounds of this type are described for example in DE 24 34 816 A1. Also optionally crosslinked polyamidoamines, which are optionally additionally grafted prior to crosslinking with ethyleneimine, are suitable as basic polymers. The crosslinked, with ethyleneimine grafted polyamidoamines are water-soluble and have, for example, an average molecular weight of 3000 to 2 million daltons. Typical crosslinkers are, for example, epichlorohydrin or bischlorohydrin ethers of alkylene glycols and polyalkylene glycols. As basic polymers are also polyallylamines into consideration. Polymers of this type are obtained by homopolymerization of allylamine, preferably in acid-neutralized form, or by copolymerizing allylamine with other monoethylenically unsaturated monomers described above as comonomers for N-vinylcarboxamides.
Außerdem eignen sich wasserlösliche vernetzte Polyethylenimine, die durch Reaktion von Polyethyleniminen mit Vernetzern wie Epichlorhydrin oder Bischlorhydrinethem von Polyalkylenglykolen mit 2 bis 100 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Einheiten erhältlich sind und noch über freie primäre und/oder sekundäre Aminogruppen verfügen. Auch amidische Polyethylenimine sind geeignet, die beispielsweise durch Amidie- rung von Polyethyleniminen mit d- bis C22-Monocarbonsäuren erhältlich sind. Weitere geeignete kationische Polymere sind alkylierte Polyethylenimine und alkoxylierte Polyethylenimine. Bei der Alkoxylierung verwendet man z.B. pro NH-Einheit im Polyethylenimin 1 bis 5 Ethylenoxid- bzw. Propylenoxideinheiten.Also suitable are water-soluble crosslinked polyethyleneimines which are obtainable by reaction of polyethyleneimines with crosslinkers such as epichlorohydrin or bischlorohydrin ethers of polyalkylene glycols having 2 to 100 ethylene oxide and / or propylene oxide units and still have free primary and / or secondary amino groups. Amidic polyethyleneimines which are obtainable, for example, by amidation of polyethyleneimines with C 1 to C 22 monocarboxylic acids are also suitable. Further suitable cationic polymers are alkylated polyethyleneimines and alkoxylated polyethyleneimines. In the alkoxylation, e.g. per NH unit in the polyethyleneimine 1 to 5 ethylene oxide or propylene oxide units.
Die obengenannten basischen Polymerisate haben z.B. K-Werte von 8 bis 300, vorzugsweise 15 bis 180 (bestimmt nach H. Fikentscher in 5 %iger wässriger Kochsalzlösung bei 25 % und einer Polymerkonzentration von 0,5 Gew.-%). Bei einem pH-Wert von 4,5 haben sie beispielsweise eine Ladungsdichte von mindestens 1 , vorzugsweise mindestens 4 mVal/g Polyelektrolyt.The above-mentioned basic polymers have e.g. K values of 8 to 300, preferably 15 to 180 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous saline solution at 25% and a polymer concentration of 0.5 wt .-%). At a pH of 4.5, for example, they have a charge density of at least 1, preferably at least 4 meq / g polyelectrolyte.
Bevorzugt in Betracht kommende basische Polymere sind Vinylamineinheiten enthaltende Polymere, Polyvinylguanidine und Polyethylenimine. Beispiele hierfür sind:Preferred basic polymers are polymers containing vinylamine units, polyvinylguanidines and polyethyleneimines. Examples for this are:
Vinylamin-Homopolymere, 10 bis 100 % hydrolysierte Polyvinylformamide, partiell oder vollständig hydrolysierte Copolymerisate aus Vinylformamid und Vinylacetat, Vinylalko- hol, Vinylpyrrolidon oder Acrylamid jeweils mit Molmassen von 3.000 - 2.000 000 DaI- ton (= g/Mol) sowie Polyethylenimine, vernetzte Polyethylenimine oder amidierte Polye- thylenimine, die jeweils Molmassen von 500 bis 3.000.000 Dalton haben.Vinylamine homopolymers, 10 to 100% hydrolyzed polyvinylformamides, partially or completely hydrolyzed copolymers of vinylformamide and vinyl acetate, vinyl alcohol, vinylpyrrolidone or acrylamide, each having molecular weights of 3,000 to 2,000,000 DaIton (= g / mol), and polyethyleneimines, crosslinked polyethyleneimines or amidated polyethyleneimines each having molecular weights of from 500 to 3,000,000 daltons.
Der Polymergehalt der wässrigen Lösung beträgt beispielsweise 1 bis 60, vorzugsweise 2 bis 15 und meistens 5 bis 10 Gew.-%.The polymer content of the aqueous solution is for example 1 to 60, preferably 2 to 15 and usually 5 to 10 wt .-%.
Weitere MonomereOther monomers
Eine polymerisierbare wässrige Mischung kann neben Säuregruppen tragenden Monomeren auch weitere ethylenisch ungesättigte Monomere enthalten. Geeignete ethy- lenisch ungesättigte Monomere sind beispielsweise Acrylamid, Methacrylamid, Croton- säureamid, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylami- nopropylacrylat, Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminobutylacrylat, Dimethylami- noethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoneopentylacrylat und Dimethylaminoneopentylmethacrylat.A polymerizable aqueous mixture may contain other ethylenically unsaturated monomers in addition to monomers carrying acid groups. Suitable ethylenically unsaturated monomers are, for example, acrylamide, methacrylamide, crotonamide, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylamino-propyl acrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminobutyl acrylate, dimethylamino noethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoneopentyl acrylate and dimethylaminoneopentyl methacrylate.
Vernetzercrosslinkers
Um aus den oben beschriebenen basischen Polymeren wasserabsorbierende basische Polymere zu erhalten, setzt man sie mit mindestens einem Vernetzer um. Die basischen Polymeren sind meistens wasserlöslich bzw. leicht in Wasser dispergierbar. Die Vernetzung erfolgt daher hauptsächlich in wässrigem Medium. Bevorzugt werden wässrige Lösungen von basischen Polymeren eingesetzt, die beispielsweise mit Hilfe einer Ultrafiltration entsalzt sind bzw. deren Gehalt an Neutralsalzen unter 1 bzw. unter 0,5 Gew.-% liegt. Bei der Herstellung von Schäumen durch Polymerisation von Säuregruppen tragenden Monomeren erfolgt die Vernetzung durch Einpolymerisieren des der Monomerlösung zugesetzten Vernetzers. Die Vernetzer haben mindestens zwei reaktive Gruppen, die mit den Aminogruppen der basischen Polymeren reagieren oder in die Polymerketten der aus den Säuregruppen tragenden Monomeren gebildeten Polymere eingebaut werden und dabei unlösliche Produkte bilden, die wasserabsorbierende Polymere darstellen. Pro 1 Gewichtsteil des Polymeren setzt man beispielsweise 0,1 bis 50, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-Teile und insbesondere 1 ,5 bis 3 Gew.-Teile eines Vernetzers ein. Geeignete Vernetzer sowohl für die Herstellung vernetzter Polymere aus Säuregruppen tragenden und etwaigen anderen Monomeren als auch für die Vernetzung basischer Polymere sind bekannt. Vernetzer für basische Polymere werden beispielsweise in der WO 00/63 295 A1 , Seite 14, Zeile 43 bis Seite 21 , Zeile 5 beschrieben.In order to obtain water-absorbing basic polymers from the above-described basic polymers, they are reacted with at least one crosslinker. The basic polymers are mostly water-soluble or readily dispersible in water. The crosslinking therefore takes place mainly in an aqueous medium. Preference is given to using aqueous solutions of basic polymers which are desalinated, for example by means of ultrafiltration, or whose content of neutral salts is less than 1 or less than 0.5% by weight. In the production of foams by polymerization of monomers carrying acid groups, crosslinking takes place by copolymerization of the crosslinker added to the monomer solution. The crosslinkers have at least two reactive groups which react with the amino groups of the basic polymers or are incorporated into the polymer chains of the polymers formed from the acid group-carrying monomers to form insoluble products which are water-absorbing polymers. For 1 part by weight of the polymer, for example, 0.1 to 50, preferably 1 to 5 parts by weight and in particular 1, 5 to 3 parts by weight of a crosslinking agent. Suitable crosslinkers for both the preparation of crosslinked polymers from acid group-bearing and any other monomers, as well as for the crosslinking of basic polymers are known. Crosslinkers for basic polymers are described, for example, in WO 00/63 295 A1, page 14, line 43 to page 21, line 5.
Geeignete bi- oder polyfunktionelle Vernetzer sind beispielsweiseSuitable bi- or polyfunctional crosslinkers are, for example
(1) Di- und Polyepoxide, beispielweise Di- und Polyglycidylverbindungen(1) Di- and polyepoxides, for example, di- and polyglycidyl compounds
(2) Di- und Polyhalogenverbindungen (3) Verbindungen mit zwei oder mehr Isocyanatgruppen, die blockiert sein können(2) Di- and polyhalogen compounds (3) Compounds having two or more isocyanate groups which may be blocked
(4) Polyaziridine(4) polyaziridines
(5) Kohlensäurederivate(5) carbonic acid derivatives
(6) Verbindungen mit zwei oder mehreren aktivierten Doppelbindungen, die eine Michael-Addition eingehen können (7) Di- und Polycarbonsäuren sowie deren Säurederivate(6) compounds with two or more activated double bonds which can undergo a Michael addition (7) di- and polycarboxylic acids and their acid derivatives
(8) monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, deren Ester, Amide und Anhydride(8) monoethylenically unsaturated carboxylic acids, their esters, amides and anhydrides
(9) Di- und Polyaldehyde und Di- und Polyketone.(9) di- and polyaldehydes and di- and polyketones.
Bevorzugte Vernetzer (1) sind beispielsweise die in der US 4 144 123 beschriebenen Bischlorhydrinether von Polyalkylenglykolen. Weiterhin seien Phosphorsäurediglycidy- lether und Ethylenglykoldiglycidylether genannt. Weitere Vernetzer sind die Umsetzungsprodukte von mindestens dreiwertigen Alkoholen mit Epichlorhydrin zu Reaktionsprodukten, die mindestens zwei Chlorhydrin- Einheiten aufweisen, z.B. verwendet man als mehrwertige Alkohole Glycerin, ethoxy- lierte oder propoxylierte Glycerine, Polyglycerine mit 2 bis 15 Glycerin-Einheiten im Molekül sowie wahlweise ethoxylierte und/oder propoxylierte Polyglycerine. Vernetzer dieser Art sind beispielsweise aus der DE 29 16 356 A1 bekannt.Preferred crosslinkers (1) are, for example, the bischlorohydrin ethers of polyalkylene glycols described in US Pat. No. 4,144,123. Furthermore, phosphoric acid diglycidyl ether and ethylene glycol diglycidyl ether may be mentioned. Further crosslinkers are the reaction products of at least trihydric alcohols with epichlorohydrin to form reaction products which have at least two chlorohydrin units, for example glycerol, ethoxylated or propoxylated glycerols, polyglycerols with 2 to 15 glycerol units in the molecule and optionally ethoxylated alcohols as polyhydric alcohols and / or propoxylated polyglycerols. Crosslinking agents of this type are known, for example, from DE 29 16 356 A1.
Geeignete Vemetzer (2) sind α,ω- oder vicinale Dichloralkane, beispielsweise 1 ,2- Dichlorethan, 1 ,2-Dichlorpropan, 1 ,3-Dichlorbutan und 1,6-Dichlorhexan.Suitable crosslinkers (2) are α, ω or vicinal dichloroalkanes, for example 1, 2-dichloroethane, 1, 2-dichloropropane, 1, 3-dichlorobutane and 1,6-dichlorohexane.
Ferner sind aus der EP 25 515 A1 α,ω-Dichlorpolyalkylenglykole die vorzugsweise 1 - 100, insbesondere 1 - 100 Ethylenoxideinheiten haben, als Vernetzer bekannt.Furthermore, EP 25 515 A1 discloses α, ω-dichloropolyalkylene glycols which preferably have 1 to 100, in particular 1 to 100, ethylene oxide units as crosslinkers.
Außerdem eignen sich Vernetzer (3), die blockierte Isocyanat-Gruppen enthalten, z.B. Trimethylhexamethylendiisocyanat blockiert mit 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-on. Solche Vernetzer sind bekannt, vgl. beispielsweise aus DE 40 28 285 A1.Also useful are crosslinkers (3) containing blocked isocyanate groups, e.g. Trimethylhexamethylene diisocyanate blocked with 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-one. Such crosslinkers are known, cf. for example from DE 40 28 285 A1.
Bevorzugt sind ferner Aziridin-Einheiten enthaltende Vernetzer (4) auf Basis von Polye- thern oder substituierten Kohlenwasserstoffen, z.B. 1 ,6-Bis-N-aziridinomethan, vgl. US 3 977 923. In diese Vernetzerklasse fallen weiterhin mindestens zwei Aziridi- nogruppen enthaltende Umsetzungsprodukte von Dicarbonsäureestern mit Ethylenimin sowie Mischungen der genannten Vernetzer.Also preferred are aziridine-containing crosslinkers (4) based on polyethers or substituted hydrocarbons, e.g. 1, 6-bis-N-aziridinomethane, cf. US Pat. No. 3,977,923. This crosslinker class also includes at least two reaction products of dicarboxylic acid esters containing ethyleneimine containing aziridino groups and also mixtures of the crosslinkers mentioned.
Als halogenfreie Vernetzer der Gruppe (4) kommen Reaktionsprodukte in Betracht, die durch Umsetzung von Dicarbonsäureestern, die mit einwertigen Alkoholen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen vollständig verestert sind, mit Ethylenimin hergestellt werden. Geeignete Dicarbonsäureester sind beispielsweise Oxalsäuredimethylester, Oxalsäure- diethylester, Bernsteinsäuredimethylester, Bemsteinsäurediethylester, Adipinsäuredi- methylester, Adipinsäurediethylester und Glutarsäuredimethylester. So erhält man beispielsweise bei der Umsetzung von Diethyloxalat mit Ethylenimin Bis— [ß— (1— Aziridino)ethyl]oxalsäureamid. Die Dicarbonsäureester werden mit Ethylenimin beispielsweise im Molverhältnis von 1 zu mindestens 4 umgesetzt. Reaktive Gruppen dieser Vernetzer sind die endständigen Aziridingruppen. Diese Vernetzer können bei- spielsweise mit Hilfe der Formel charakterisiert werden: worin n = 0 bis 22 bedeutet.Suitable halogen-free crosslinkers of group (4) are reaction products which are prepared by reacting dicarboxylic acid esters, which are completely esterified with monohydric alcohols having 1 to 5 carbon atoms, with ethyleneimine. Suitable dicarboxylic acid esters are, for example, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, dimethyl succinate, diethyl succinate, dimethyl adipate, diethyl adipate and dimethyl glutarate. For example, in the reaction of diethyl oxalate with ethyleneimine, bis [β- (1-aziridino) ethyl] oxalic acid amide is obtained. The dicarboxylic acid esters are reacted with ethyleneimine, for example in a molar ratio of 1 to at least 4. Reactive groups of these crosslinkers are the terminal aziridine groups. These crosslinkers can be characterized, for example, with the aid of the formula: wherein n = 0 to 22.
Als Vernetzer (5) seien Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Harnstoff, Thioharnstoff, Guanidin, Dicyandiamid oder 2-Oxazolidinon und dessen Derivate beispielhaft ge- nannt. Aus dieser Gruppe von Monomeren wird vorzugsweise Propylencarbonat, Harnstoff und Guanidin verwendet.As crosslinkers (5), ethylene carbonate, propylene carbonate, urea, thiourea, guanidine, dicyandiamide or 2-oxazolidinone and its derivatives may be mentioned by way of example. From this group of monomers it is preferred to use propylene carbonate, urea and guanidine.
Vernetzer (6) sind Umsetzungsprodukte von Polyetherdiaminen, Alkylendiaminen, Po- lyalkylenpolyaminen, Alkylenglykolen, Polyalkylenglykolen oder deren Gemischen mit monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, Estern, Amiden oder Anhydriden mo- noethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, wobei die Umsetzungsprodukte mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen, Carbonsäureamid-, Carboxyl- oder Estergruppen als funktionelle Gruppen aufweisen, sowie Methylenbisacrylamid und Divinylsulfon.Crosslinkers (6) are reaction products of polyether diamines, alkylenediamines, polyalkylenepolyamines, alkylene glycols, polyalkylene glycols or mixtures thereof with monoethylenically unsaturated carboxylic acids, esters, amides or anhydrides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids, the reaction products having at least two ethylenically unsaturated double bonds, carboxylic acid amide, carboxyl or ester groups as functional groups, as well as methylenebisacrylamide and divinylsulfone.
Vernetzer (6) sind beispielsweise Umsetzungsprodukte von Polyetherdiaminen mit bevorzugt 2 bis 50 Alkylenoxideinheiten, Alkylendiaminen wie Ethylendiamin, Propy- lendiamin, 1 ,4-Diaminobutan und 1 ,6-Diaminohexan, Polyalkylenpolyaminen mit Molmassen < 5000 Dalton, z.B. Diethylentriamin, Triethylentetramin, Dipropylentriamin, Tripropylentetramin, Dihexamethylentriamin und Aminopropylethylendiamin, Alkylenglykolen, Polyalkylenglykolen oder deren Gemischen mitCrosslinkers (6) are, for example, reaction products of polyether diamines having preferably 2 to 50 alkylene oxide units, alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine, 1,4-diaminobutane and 1,6-diaminohexane, polyalkylenepolyamines having molar masses <5000 daltons, e.g. Diethylenetriamine, triethylenetetramine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetriamine and aminopropylethylenediamine, alkylene glycols, polyalkylene glycols or mixtures thereof with
monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren,monoethylenically unsaturated carboxylic acids,
- Estern monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren,Esters of monoethylenically unsaturated carboxylic acids,
Amiden monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren undAmides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids and
Anhydriden monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren.Anhydrides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids.
Diese Umsetzungsprodukte sowie ihre Herstellung werden in der EP 873 371 A2 beschrieben und seien als Vernetzer ausdrücklich erwähnt.These reaction products and their preparation are described in EP 873 371 A2 and are expressly mentioned as crosslinkers.
Besonders bevorzugt in Betracht kommende Vernetzer sind die hierin erwähnten Um- Setzungsprodukte von Maleinsäureanhydrid mit alpha.omega-Polyetherdiaminen einer Molmasse von 400 bis 5000 Dalton, die Umsetzungsprodukte von Polyethyleniminen einer Molmasse von 129 bis 50000 Dalton mit Maleinsäureanhydrid sowie die Umsetzungsprodukte von Ethylendiamin oder Triethylentetramin mit Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis von 1: mindestens 2.Particularly preferred crosslinking agents are the reaction products of maleic anhydride with alpha-omega polyether diamines having a molecular weight of 400 to 5000 daltons, the reaction products of polyethyleneimines having a molecular weight of 129 to 50,000 daltons with maleic anhydride and the reaction products of ethylenediamine or triethylenetetramine with Maleic anhydride in a molar ratio of 1: at least 2.
Als Vernetzer (6) verwendet man vorzugsweise die Verbindungen der Formel
Figure imgf000016_0001
As crosslinker (6) is preferably used the compounds of formula
Figure imgf000016_0001
in der X, Y, Z = unabhängig voneinander O oder NHin the X, Y, Z = independently of one another O or NH
und Y unabhängig zusätzlich noch CH2 and Y independently additionally CH 2
m, n = 0 - 4m, n = 0 - 4
p, q = 0 - 45000p, q = 0-45000
bedeuten,mean,
die durch Umsetzung von Polyetherdiaminen, Ethylendiamin und/oder Polyalkylenpo- lyaminen mit Maleinsäureanhydrid erhältlich sind.which are obtainable by reaction of polyether diamines, ethylenediamine and / or polyalkylenepolyamines with maleic anhydride.
Weitere halogenfreie Vernetzer der Gruppe (7) sind mindestens zweibasische gesättigte Carbonsäuren wie Dicarbonsäuren sowie die davon abgeleiteten Salze, Diester und Diamide. Diese Verbindungen können beispielsweise mit Hilfe der FormelFurther halogen-free crosslinkers of group (7) are at least dibasic saturated carboxylic acids such as dicarboxylic acids and the salts, diesters and diamides derived therefrom. These compounds can be synthesized, for example, using the formula
X-CO-(CH2)n-CO-XX-CO- (CH 2 ) n -CO-X
in der X= unabhängig voneinander OH, OR1 oder N(R2)2 in which X = independently of one another OH, OR 1 or N (R 2 ) 2
R1= Ci- bis C22-Alkyl,R 1 = Ci to C 22 alkyl,
R2= H, Ci-C22-Alkyl undR 2 = H, C 1 -C 22 -alkyl and
n= 0 bis 22n = 0 to 22
bedeuten, charakterisiert werden. Außer den Dicarbonsäuren der obengenannten Formel eignen sich beispielsweise monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren wie Maleinsäure oder Itaconsäure. Die Ester der in Betracht kommenden Dicarbonsäuren leiten sich vorzugsweise von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ab. Geeignete Dicarbonsäureester sind beispielsweise Oxalsäuredimethylester, Oxalsäurediethy- lester, Oxalsäurediisopropylester, Bernsteinsäuredimethylester, Bemsteinsäuredieethy- lester, Bernsteinsäurediisopropylester, Bemsteinsäuredi-n-propylester, Bemsteinsäu- rediisobutylester, Adipinsäuredimethylester, Adipinsäurediethylester und Adipinsäure- diisopropylester oder mindestens 2 Estergruppen enthaltende Michael- Additionsprodukte aus Polyetherdiaminen, Polyalkylenpolyaminen oder Ethylendiamin und Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit jeweils einwertigen 1 bis 4 C- Atome enthaltenden Alkoholen. Geeignete Ester von ethylenisch ungesättigten Dicar- bonsäuren sind beispielsweise Maleinsäuredimethylester, Maleinsäurediethylester, Maleinsäurediisopropylester, Itaconsäuredimethylester und Itaconsäurediisopropy- lester. Außerdem kommen substituierte Dicarbonsäuren und ihre Ester wie Weinsäure (D, L-Form und als Racemat) sowie Weinsäureester wie Weinsäuredimethylester und Weinsäurediethylester in Betracht.mean, be characterized. In addition to the dicarboxylic acids of the abovementioned formula, for example, monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid or itaconic acid are suitable. The esters of the dicarboxylic acids in question are preferably derived from alcohols having 1 to 4 carbon atoms. Suitable dicarboxylic acid esters are, for example, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, diisopropyl succinate, diisopropyl succinate, di-n-propyl succinate, succinate, dimethyl adipate, diethyl adipate and diisopropyl adipate or Michael addition products of polyether diamines, polyalkylene polyamines or at least 2 ester groups Ethylenediamine and esters of acrylic acid or methacrylic acid, each with monovalent 1 to 4 C Atoms containing alcohols. Suitable esters of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids are, for example, dimethyl maleate, diethyl maleate, diisopropyl maleate, dimethyl itaconate and itaconic diisopropyl ester. Also suitable are substituted dicarboxylic acids and their esters such as tartaric acid (D, L-form and as racemate) and tartaric acid esters such as dimethyl tartrate and diethyl tartrate.
Geeignete Dicarbonsäureanhydride sind beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Itacon- säureanhydrid und Bernsteinsäureanhydrid. Weiterhin sind als Vernetzer (7) Malein- säuredimethylester, Maleinsäurediethylester und Maleinsäure beispielsweise geeignet. Die Vernetzung von Aminogruppen enthaltenden Verbindungen mit den vorstehend genannten Vernetzem erfolgt unter Bildung von Amidgruppen bzw. bei Amiden wie Adipinsäurediamid durch Umamidierung. Maleinsäureester, monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren sowie deren Anhydride können sowohl durch Bildung von Car- bonsäureamidgruppen als auch durch Addition von NH-Gruppen der zu vernetzenden Komponente (z.B. Polyamidoaminen) nach Art einer Michael-Addition eine Vernetzung bewirken.Suitable dicarboxylic acid anhydrides are, for example, maleic anhydride, itaconic anhydride and succinic anhydride. Further suitable crosslinkers (7) are dimethyl maleate, diethyl maleate and maleic acid, for example. The crosslinking of amino-containing compounds with the abovementioned Vernetzem takes place to form amide groups or amides such as adipamide by transamidation. Maleic acid esters, monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids and their anhydrides can bring about crosslinking both by formation of carboxamide groups and by addition of NH groups of the component to be crosslinked (for example polyamidoamines) in the manner of a Michael addition.
Zu den mindestens zweibasisch gesättigten Carbonsäuren der Vernetzerklasse (7) gehören beispielsweise Tri- und Tetracarbonsäuren wie Citronensäure, Propantricar- bonsäure, Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Butantetracarbonsäure und Diethylentriaminpentaessigsäure. Als Vernetzer der Gruppe (7) kommen außerdem die von vorstehend genannten Carbonsäuren abgeleiteten Salze, Ester, Amide und Anhydride z.B. Weinsäuredimethylester, Weinsäurediethylester, Adipinsäuredime- thylester, Adipinsäurediethylester in Betracht.The at least dibasic saturated carboxylic acids of crosslinker class (7) include, for example, tri- and tetracarboxylic acids such as citric acid, propanetricarboxylic acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, butanetetracarboxylic acid and diethylenetriaminepentaacetic acid. Further, as the crosslinker of the group (7), there are derived the salts, esters, amides and anhydrides derived from the above-mentioned carboxylic acids. Dimethyl tartrate, diethyl tartrate, dimethyl adipate, diethyl adipate.
Geeignete Vernetzer der Gruppe (7) sind außerdem Polycarbonsäuren, die durch Po- lymerisieren von monoethylenisch ungesättigten Carbonsäüren, Anhydriden, Estern oder Amiden erhältlich sind. Als monethylenisch ungesättigte Carbonsäuren kommen z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und/oder Itaconsäure in Betracht. So eignen sich als Vernetzer z.B. Polyacrylsäuren, Copolymerisate aus Acrylsäure und Methacrylsäure oder Copolymerisate aus Acrylsäure und Maleinsäure. Als Comonomere seine Vinylether, Vinylformiat, Vinylacetat und Vinyllactam beispielhaft genannt.Suitable crosslinkers of group (7) are also polycarboxylic acids obtainable by polymerizing monoethylenically unsaturated carboxylic acids, anhydrides, esters or amides. As monoethylenically unsaturated carboxylic acids are e.g. Acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid and / or itaconic acid into consideration. Thus, as crosslinkers, e.g. Polyacrylic acids, copolymers of acrylic acid and methacrylic acid or copolymers of acrylic acid and maleic acid. As comonomers its vinyl ethers, vinyl formate, vinyl acetate and vinyl lactam exemplified.
Weitere geeignete Vernetzer (7) werden z.B. durch radikalische Polymerisation von Anhydriden wie Maleinsäureanhydrid in einem inerten Lösemittel wie Toluol, XyIoI, E- thylbenzol, Isopropylbenzol oder Lösemittelgemischen hergestellt. Außer den Homopo- lymerisaten kommen Copolymerisate von Maleinsäureanhydrid in Betracht, z.B. Copo- lymerisate aus Acrylsäure und Maleinsäureanhydrid oder Copolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und einem CT- bis C3o-Olefin. Bevorzugte Vernetzer (7) sind beispielsweise Copolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und Isobuten oder Copolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und Diisobuten. Die Anhydridgruppen enthaltenden Copolymerisate können wahlweise durch Umsetzung mit Ci- bis C2o-Alkoholen oder Ammoniak oder Aminen modifiziert sein und in dieser Form als Vernetzer eingesetzt werden.Other suitable crosslinkers (7) are prepared, for example, by radical polymerization of anhydrides such as maleic anhydride in an inert solvent such as toluene, xylene, ethylbenzene, isopropylbenzene or solvent mixtures. In addition to the homopolymers, copolymers of maleic anhydride are suitable, for example copolymers of acrylic acid and maleic anhydride or copolymers of maleic anhydride and a C 3 - to C 3 -olefin. Preferred crosslinkers (7) are, for example, copolymers of maleic anhydride and isobutene or copolymers of maleic anhydride and diisobutene. The copolymers containing anhydride groups may optionally be modified by reaction with C 1 to C 20 alcohols or ammonia or amines and used in this form as crosslinking agent.
Bevorzugte polymere Vernetzer (7) sind beispielsweise Copolymere aus Acrylamid und Acrylestern, wie beipielsweise Hydroxiethylacrylat oder Methylacrylat wobei das Mol- Verhältnis von Acrylamid und Acrylester von 90:10 bis zu 10:90 variieren kann. Neben diesen Copolymeren sind auch Terpolymere einsetzbar, wobei beispielsweise Kombinationen aus Acrylamid, Methacrylamid, Acrylestern bzw. Methacrylestern zur Verwendung kommen können.Preferred polymeric crosslinkers (7) are, for example, copolymers of acrylamide and acrylic esters, such as, for example, hydroxyethyl acrylate or methyl acrylate, wherein the molar ratio of acrylamide and acrylic ester may vary from 90:10 to 10:90. In addition to these copolymers terpolymers are also used, for example, combinations of acrylamide, methacrylamide, acrylic esters or methacrylic esters can be used.
Die Molmasse Mw der als Vernetzer geeigneten Homo- und Copolymere beträgt z.B. bis zu 10000, vorzugsweise 500 bis 5000 Dalton. Polymerisate der oben genannten Art werden z.B. beschrieben in EP 276 464 A2, US 3,810,834, GB 1 411 063 A und US 4,818,795. Die mindestens zweibasischen gesättigten Carbonsäuren und die Polycarbonsäuren können auch in Form der Alkali- oder Ammoniumsalze als Vernetzer eingesetzt werden. Bevorzugt verwendet man dabei die Natriumsalze. Die Polycar- bonsäuren können partiell, z.B. zu 10 bis 50 Mol-% oder auch vollständig neutralisiert sein.The molecular weight M w of the homopolymers and copolymers suitable as crosslinkers is, for example, up to 10,000, preferably 500 to 5,000 daltons. Polymers of the abovementioned type are described, for example, in EP 276 464 A2, US Pat. No. 3,810,834, GB 1 411 063 A and US Pat. No. 4,818,795. The at least dibasic saturated carboxylic acids and the polycarboxylic acids can also be used as crosslinkers in the form of the alkali metal or ammonium salts. Preferably, the sodium salts are used. The polycarboxylic acids may be partially, for example 10 to 50 mol% or completely neutralized.
Geeignete halogenfreie Vernetzer der Gruppe (8) sind z.B. monoethylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure und Crotonsäure sowie die davon abgeleiteten Amide, Ester und Anhydride. Die Ester können sich von Alkoholen mit 1 - 22, vorzugsweise 1 bis 18 C-Atomen ableiten. Die Amide sind vorzugsweise unsubstituiert, können jedoch einen CrC22-Alkylrest als Substituent tragen.Suitable halogen-free crosslinkers of group (8) are e.g. monoethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid and the amides, esters and anhydrides derived therefrom. The esters can be derived from alcohols having 1 to 22, preferably 1 to 18, carbon atoms. The amides are preferably unsubstituted, but may carry a C 1 -C 22 -alkyl radical as substituent.
Bevorzugt eingesetzte Vernetzer (8) sind Acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Acrylsäu- reethylester, Acrylamid und Methacrylamid.Preferably used crosslinkers (8) are acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, acrylamide and methacrylamide.
Geeignete halogenfreie Vernetzer der Gruppe (9) sind z.B. Dialdehyde oder deren Halb- oder Acetale als Vorstufen, wie beispielsweise Glyoxal, Methylglyoxal, Malondi- aldehyd, Succindialdehyd, Malein- und Fumarsäuredialdehyd, Weinsäuredialdehyd, Adipindialdehyd, 2-Oxi-adipindialdehyd, Furan-2,5-dipropionaldehyd, 2-Formyl-2,3- dihydropyran, Glutardialdehyd, Pimelinsäurealdehyd sowie aromatische Dialdehyde wie beispielsweise Terephthaldialdehyd, o-Phthaldialdehyd, Pyridin-2,6-dialdehyd oder Phenylglyoxal. Es können aber auch Homo- oder Copolymere des Acroleins und/oder des Methacroleins mit Molmassen von 114 bis ca. 10000 Dalton verwendet werden. Als Comonomere können prinzipiell alle wasserlöslichen zum Einsatz kommen wie beispielsweise Acrylamid, Vinylacetat und Acrylsäure. Ebenso als Vernetzer geeignet sind Aldehydstärken. Geeignete halogenfreie Vemetzer der Gruppe (9) sind z.B. Diketone oder die entsprechenden Halb- oder Ketale als Vorstufen wie beispielsweise ß-Diketone wie Acetylaceton oder Cycloalkan-1 ,n-dione wie beispielsweise Cyclopentan-1 ,3-dion und Cyclohexan-1 ,4-dion. Es können aber auch Homo- oder Copolymere desSuitable halogen-free crosslinkers of group (9) are, for example, dialdehydes or their semiesters or acetals as precursors, for example glyoxal, methylglyoxal, malondialdehyde, succinic dialdehyde, maleic and fumaric dialdehyde, tartaric dialdehyde, adipindialdehyde, 2-oxadipindialdehyde, furan-2 , 5-dipropionaldehyde, 2-formyl-2,3-dihydropyran, glutaric dialdehyde, pimelic acid aldehyde and aromatic dialdehydes such as terephthalaldehyde, o-phthalaldehyde, pyridine-2,6-dialdehyde or phenylglyoxal. However, it is also possible to use homopolymers or copolymers of acrolein and / or methacrolein with molar masses of from 114 to about 10,000 daltons. In principle, all water-soluble compounds can be used as comonomers, for example acrylamide, vinyl acetate and acrylic acid. Likewise suitable as crosslinkers are aldehyde starches. Examples of suitable halogen-free crosslinkers of group (9) are diketones or the corresponding halides or ketals as precursors, for example β-diketones, such as acetylacetone or cycloalkane-1, n-diones, for example cyclopentane-1, 3-dione and cyclohexane-1,4 -dione. But it can also be homopolymers or copolymers of
Methylvinylketons mit Molmassen von 140 bis ca. 15000 Dalton verwendet werden. Als Comonomere können prinzipiell alle wasserlöslichen Monomere zum Einsatz kommen wie beispielsweise Acrylamid, Vinylacetat und Acrylsäure.Methyl vinyl ketone having molecular weights of 140 to about 15,000 daltons can be used. In principle, all water-soluble monomers can be used as comonomers, for example acrylamide, vinyl acetate and acrylic acid.
Es ist selbstverständlich auch möglich Mischungen aus zwei oder mehreren Vernetzern zu verwenden.It is of course also possible to use mixtures of two or more crosslinkers.
Bevorzugt eingesetzte Vernetzer sind Glycidylether von Alkylenglykolen wie Ethy- lenglycol, Propylenglykol, Butandiol-1 ,4, Hexandiol-1 ,6 und Polyalkylenglykolen mit Molmassen bis 1500 Dalton sowie die vollständig mit Acrylsäure und/oder Methacryl- säure veresterten Anlagerungsprodukte von 1 bis 25 Mol, vorzugsweise 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Trimethylolpropan, Glycerin oder Pentaerythrit.Preferred crosslinkers used are glycidyl ethers of alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and polyalkylene glycols having molecular weights of up to 1,500 daltons, and the adducts of from 1 to 25 mols completely esterified with acrylic acid and / or methacrylic acid , preferably 2 to 15 moles of ethylene oxide with 1 mole of trimethylolpropane, glycerol or pentaerythritol.
Initiatoreninitiators
Besonders geeignete Polymerisationsinitiatoren sind wasserlösliche Azostarter, z. B..Particularly suitable polymerization initiators are water-soluble azo initiators, e.g. B ..
Als Initiatoren der Polyermisationsreaktion können sämtliche unter den Polymerisationsbedingungen in Radikale zerfallende Verbindungen eingesetzt werden, z. B. Pero- xide, Hydroperoxide, Wasserstoffperoxid, Persulfate, Azoverbindungen und die sogenannten Redoxinitiatoren, sowie jede andere bekannte Methode zur Erzeugung von Radikalen, beispielsweise hochenergetische Strahlung wie etwa UV-Licht. Bevorzugt ist der Einsatz von wasserlöslichen Initiatoren oder UV-Licht. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, Mischungen verschiedener Polymerisationsinitiatoren zu verwenden, z. B. Mischungen aus Wasserstoffperoxid und Natrium- oder Kaliumperoxodisulfat. Mischungen aus Wasserstoffperoxid und Natriumperoxodisulfat können in jedem beliebigen Verhältnis verwendet werden. Geeignete organische Peroxide sind beispielsweise Acetylacetonperoxid, Methylethylketonperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Cumolhydrope- roxid, tert.-Amylperpivalat, tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylpemeohexanoat, tert- Butylperisobutyrat, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperisononanoat, tert.-As initiators of the polymerization reaction, all compounds decomposing into free radicals under the polymerization conditions can be used, e.g. As peroxides, hydroperoxides, hydrogen peroxide, persulfates, azo compounds and the so-called redox initiators, as well as any other known method for generating radicals, for example, high-energy radiation such as UV light. Preference is given to the use of water-soluble initiators or UV light. In some cases, it is advantageous to use mixtures of different polymerization initiators, for. B. mixtures of hydrogen peroxide and sodium or potassium peroxodisulfate. Mixtures of hydrogen peroxide and sodium peroxodisulfate can be used in any proportion. Suitable organic peroxides are, for example, acetylacetone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, tert-amyl perpivalate, tert-butyl perpivalate, tert-butylpemeohexanoate, tert-butyl perisobutyrate, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, tert-butyl perisononanoate , tert.
Butylpermaleat, tert.-Butylperbenzoat, Di-(2-ethylhexyl)peroxidicarbonat, Dicyclohexyl- peroxidicarbonat, Di-(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxidicarbonat, Dimyristilperoxidicarbo- nat, Diacetylperoxi-dicarbonat, Allylperester, Cumylperoxyneodecanoat,, tert.-Butylper- 3,5,5-tri-methylhexanoat, Acetylcyclohexylsulfonylperoxid, Dilaurylperoxid, Dibenzoyl- peroxid und tert.-Amylperneodekanoat. Weitere geeignete Polymerisationsinitiatoren sind Azostarter, z. B. 2,2'-Azobis-(2-amidinopropan)dihydrochlorid, 2,2'-Azobis-(N,N- dimethylen)isobutyramidin-dihydrochlorid, 2-(Carbamoylazo)isobutyronitril, 2,2'- Azobis[2-(2'-imidazoirn-2-yl)propan]dihydrochlorid und 4,4'-Azobis-(4- cyanovaleriansäure). Die genannten Polymerisationsinitiatoren werden in üblichen Mengen eingesetzt, z. B. in Mengen von im Allgemeinen mindestens 0,01 Mol-%, vorzugsweise mindestens 0,05 sowie in besonders bevorzugter Weise mindestens 1 MoI- % sowie im Allgemeinen höchstens 5, vorzugsweise höchstens 2 Mol-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomere.Butyl permaleate, tert-butyl perbenzoate, di- (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, di- (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, dimyristil peroxydicarbonate, diacetyl peroxydicarbonate, allyl perester, cumyl peroxyneodecanoate, tert-butyl peroxide carbonate. 3,5,5-tri-methylhexanoate, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, dilauryl peroxide, dibenzoyl peroxide and tert-amylperneodecanoate. Other suitable polymerization initiators are azo initiators, e.g. 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2'-azobis (N, N-dimethylene) isobutyramidine dihydrochloride, 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, 2,2'- Azobis [2- (2'-imidazoirn-2-yl) propane] dihydrochloride and 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid). The polymerization initiators mentioned are used in conventional amounts, for. B. in amounts of generally at least 0.01 mol%, preferably at least 0.05 and more preferably at least 1 mol% and generally at most 5, preferably at most 2 mol%, based on the monomers to be polymerized.
Die Redoxinitiatoren enthalten als oxidierende Komponente mindestens eine der oben angegebenen Perverbindungen und eine reduzierende Komponente, beispielsweise Ascorbinsäure, Glukose, Sorbose, Ammonium- oder Alkalimetallhydrogensulfit, -sulfit, - thiosulfat, -hyposulfit, -pyrosulfit oder -sulfid, Metallsalze, wie Eisen-I Honen oder Silberionen oder Natriumhydroxymethylsulfoxylat. Vorzugsweise verwendet man als reduzierende Komponente des Redoxinitiators Ascorbinsäure, Natriumsulfit oder Natrium- pyrosulfit. Bezogen auf die bei der Polymerisation eingesetzte Menge an Monomeren verwendet man im Allgemeinen mindestens 3 1O-6, vorzugsweise mindestens 1 105 bis 1 Mol-% der reduzierenden Komponente des Redoxinitiators und im Allgemeinen mindestens 1 10"5 , vorzugsweise mindestens 1 10-3 bis 5 Mol-% der oxidierenden Komponente. Anstelle der oxidierenden Komponente oder zusätzlich kann man auch einen oder mehrere wasserlösliche Azostarter verwenden.The redox initiators contain as oxidizing component at least one of the abovementioned per compounds and a reducing component, for example ascorbic acid, glucose, sorbose, ammonium or alkali metal hydrogen sulfite, sulfite, thiosulfate, hyposulfite, pyrosulfite or sulfide, metal salts such as iron-I Honing or silver ions or sodium hydroxymethyl sulfoxylate. Preferably used as the reducing component of the redox initiator ascorbic acid, sodium sulfite or sodium pyrosulfite. Relative to the employed in the polymerization amount of monomers used is generally at least 3 1O -6, at least 1 10 5 preferably up to 1 mol% of the reducing component of the redox initiator and generally at least 1 10 "5, preferably at least 1 10- 3 to 5 mol% of the oxidizing component. Instead of the oxidizing component or in addition one can also use one or more water-soluble azo initiators.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Redoxinitiator bestehend aus Wasserstoffperoxid, Natriumperoxodisulfat und Ascorbinsäure eingesetzt. Beispielsweise werden diese Komponenten in den Konzentrationen 1 102 Mol-% Wasserstoffperoxid, 0,084 Mol-% Natriumperoxodisulfat und 2,5 10"3 Mol-% Ascorbinsäure, bezogen auf die Monomere eingesetzt.In one embodiment of the invention, a redox initiator consisting of hydrogen peroxide, sodium peroxodisulfate and ascorbic acid is used. For example, these components are used in the concentrations 1 × 10 2 mol% of hydrogen peroxide, 0.084 mol% of sodium peroxodisulfate and 2.5 × 10 -3 mol% of ascorbic acid, based on the monomers.
Die Polymerisation kann allerdings auch in Abwesenheit von Initiatoren der obengenannten Art durch Einwirkung energiereicher Strahlung in Gegenwart von Photoinitiatoren ausgelöst werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um sogenannte α-Spalter, H-abstrahierende Systeme oder auch um Azide handeln. Beispiele für solche Initiatoren sind Benzophenon-Derivate wie Michlers-Keton, Phenanthren-Derivate, Fluoren- Derivate, Anthrachinon-Derivate, Thioxanton-Derivate, Cumarin-Derivate, Benzoinether und deren Derivate, Azoverbindungen wie die oben genannten Radikalbildner, substituierte Hexaarylbisimidazole oder Acylphosphinoxide. Beispiele für Azide sind: 2- (N,N-Dimethylamino)-ethyl-4-azidocinnamat, 2-(N,N-Dimethyl-amino)-ethyl-4- azidonaphthylketon, 2-(N,N-Dimethylamino)-ethyl-4-azidobenzoat, 5-Azido-1-naphthyl- 2'-(N,N-dimethylamino)ethylsulfon, N-(4-Sulfonylazidophenyl)maleinimid, N-Acetyl-4- sulfonylazidoanilin, 4-Sulfonylazidoanilin, 4-Azidoanilin, 4-Azidophenacylbromid, p- Azidobenzoesäure, 2,6-Bis(p-azidobenzyliden)cyclohexanon und 2,6-Bis-(p-azido- benzyliden)-4-methylcyclohexanon. Die Photoinitiatoren werden, falls sie eingesetzt werden, üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-% bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren angewendet. Die wässrige Monomerlösung kann den Initiator gelöst oder dispergiert enthalten. Die Initiatoren können dem Polymerisationsreaktor jedoch auch getrennt von der Monomerlösung zugeführt werden.However, the polymerization can also be triggered in the absence of initiators of the abovementioned type by the action of high-energy radiation in the presence of photoinitiators. These may be, for example, so-called α-splitters, H-abstracting systems or azides. Examples of such initiators are benzophenone derivatives such as Michler's ketone, phenanthrene derivatives, fluorene derivatives, anthraquinone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, benzoin ethers and their derivatives, azo compounds such as the abovementioned radical formers, substituted hexaarylbisimidazoles or acylphosphine oxides. Examples of azides are: 2- (N, N-dimethylamino) ethyl-4-azidocinnamate, 2- (N, N-dimethyl-amino) -ethyl-4-azidonaphthyl ketone, 2- (N, N-dimethylamino) -ethyl 4-azidobenzoate, 5-azido-1-naphthyl-2 '- (N, N-dimethylamino) ethylsulfone, N- (4-sulfonylazidophenyl) maleimide, N-acetyl-4-sulfonylazidoaniline, 4-sulfonylazidoaniline, 4-azidoaniline, 4-azidophenacyl bromide, p-azidobenzoic acid, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) cyclohexanone and 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone. The photoinitiators, if used, are usually used in amounts of 0.01 to 5 wt .-% based on the monomers to be polymerized. The aqueous monomer solution may contain the initiator dissolved or dispersed. However, the initiators can also be fed to the polymerization reactor separately from the monomer solution.
Tensidesurfactants
Die polymerisierbaren bzw. vernetzbaren wässrigen Mischungen enthalten als weitere Komponente 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Tensids. Die Tenside sind für die Herstellung und die Stabilisierung des Schaums von entscheidender Bedeutung. Man kann anionische, kationische oder nichtionische Tenside oder Tensidmischungen verwenden, die miteinander verträglich sind. Man kann niedermolekulare oder auch poly- mere Tenside einsetzen, wobei sich Kombinationen unterschiedlicher oder auch gleichartiger Typen von Tensiden als vorteilhaft herausgestellt haben. Verwendbare nichtionische Tenside sind beispielsweise Additionsprodukte von Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid an Alkohole, Amine, Phenole, Naphthole oder Carbonsäuren. Vorteilhaft setzt man als Tenside Additionsprodukte von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an mindestens 10 C-Atome enthaltende Alkohole ein, wobei die Additionsprodukte pro Mol Alkohol 3 bis 200 Mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid angelagert enthalten. Die Additionsprodukte enthalten die Alky- lenoxid-Einheiten in Form von Blöcken oder in statistischer Verteilung. Beispiele für einsetzbare nichtionische Tenside sind die Additionsprodukte von 7 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Taigfettalkohol, Umsetzungsprodukte von 9 Mol Ethylenoxid mit 1 Mol Talgfettal- kohol und Additionsprodukte von 80 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Taigfettalkohol. Weitere verwendbare handelsübliche nichtionische Tenside bestehen aus Umsetzungsprodukten von Oxoalkoholen oder Ziegler-Alkoholen mit 5 bis 12 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol, insbesondere mit 7 Mol Ethylenoxid. Weitere verwendbare handelsübliche nichtionische Tenside werden durch Ethoxylierung von Rizinusöl erhalten. Pro Mol Rizinusöl werden beispielsweise 12 bis 80 Mol Ethylenoxid angelagert. Weitere einsetzbare han- delsübliche Produkte sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte von 18 Mol Ethylenoxid mit 1 Mol Taigfettalkohol, die Additionsprodukte von 10 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines Ci3/Cis-Oxoalkohols, oder die Umsetzungsprodukte von 7 bis 8 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines Ci3/Ci5-Oxoalkohols. Weitere geeignete nichtionische Tenside sind Phenolalkoxylate wie beispielsweise p-tert.-Butylphenol, das mit 9 Mol Ethylenoxid umgesetzt ist, oder Methylether von Umsetzungsprodukten aus 1 Mol eines Ci2- bis Ciβ-Alkohols und 7,5 Mol Ethylenoxid.The polymerisable or crosslinkable aqueous mixtures contain as further component 0.1 to 20 wt .-% of at least one surfactant. The surfactants are crucial for the production and stabilization of the foam. One can use anionic, cationic or nonionic surfactants or surfactant mixtures that are compatible with each other. It is possible to use low molecular weight or else polymeric surfactants, with combinations of different or also identical types of surfactants having proven advantageous. Usable nonionic surfactants are, for example, addition products of alkylene oxides, in particular ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide with alcohols, amines, phenols, naphthols or carboxylic acids. The surfactants used are advantageously addition products of ethylene oxide and / or propylene oxide with alcohols containing at least 10 carbon atoms, the addition products containing 3 to 200 moles of ethylene oxide and / or propylene oxide per mole of alcohol. The addition products contain the alkylene oxide units in the form of blocks or in random distribution. Examples of nonionic surfactants which can be used are the addition products of 7 mol of ethylene oxide and 1 mol of tallow fatty alcohol, reaction products of 9 mol of ethylene oxide with 1 mol of tallow fatty alcohol and addition products of 80 mol of ethylene oxide and 1 mol of tallow fatty alcohol. Other useful commercial nonionic surfactants consist of reaction products of oxo alcohols or Ziegler alcohols with 5 to 12 moles of ethylene oxide per mole of alcohol, especially with 7 moles of ethylene oxide. Other useful commercial nonionic surfactants are obtained by ethoxylation of castor oil. For example, 12 to 80 moles of ethylene oxide are added per mole of castor oil. Further commercial products which can be used are, for example, the reaction products of 18 mol of ethylene oxide with 1 mol of tallow fatty alcohol, the addition products of 10 mol of ethylene oxide with 1 mol of a C 13 / C 20 oxalcohol, or the reaction products of 7 to 8 mol of ethylene oxide with 1 mol of a C 13 / Ci5 oxo alcohol. Other suitable nonionic surfactants are phenol alkoxylates such as p-tert-butylphenol, which is reacted with 9 moles of ethylene oxide, or methyl ethers of reaction products of 1 mole of a Ci 2 - to Ciβ alcohol and 7.5 moles of ethylene oxide.
Die oben beschriebenen nichtionischen Tenside können beispielsweise durch Veresterung mit Schwefelsäure in die entsprechenden Schwefelsäurehalbester überführt wer- den. Die Schwefelsäurehalbester werden in Form der Alkalimetall- oder Ammoniumsalze als anionische Tenside eingesetzt. Als anionische Tenside eignen sich beispielsweise Alkalimetall- oder Ammoniumsalze von Schwefelsäurehalbestern von Addi- tionsprodukten von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an Fettalkohole, Alkalimetalloder Ammoniumsalze von Alkylbenzolsulfonsäure oder von Alkylphenolethersulfaten. Produkte der genannten Art sind im Handel erhältlich. Beispielsweise sind das Natriumsalz eines Schwefelsäurehalbesters eines mit 106 Mol Ethylenoxid umgesetzten Ci3/Ci5-Oxoalkohols, das Triethanolaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure, das Natriumsalz von Alkylphenolethersulfaten und das Natriumsalz des Schwefelsäurehalbesters eines Umsetzungsprodukts von 106 Mol Ethylenoxid mit 1 Mol Taigfettalkohol handelsübliche einsetzbare anionische Tenside. Weitere geeignete anionische Tenside sind Schwefelsäurehalbester von Ci3/Ci5-Oxoalkoholen, Paraffinsulfonsäuren wie C15- Alkylsulfonat, alkylsubstituierte Benzolsulfonsäuren und alkylsubstituierte Naphthalin- sulfonsäuren wie Dodecylbenzolsulfonsäure und Di-n-butylnaphthalinsulfonsäure sowie Fettalkoholphosphate wie Cis/Ciβ-Fettalkoholphosphat. Die polymerisierbare wässrige Mischung kann Kombinationen aus einem nichtionischen Tensid und einem anionischen Tensid oder Kombinationen aus nichtionischen Tensiden oder Kombinationen aus anionischen Tensiden enthalten. Auch kationische Tenside sind geeignet. Beispiele hierfür sind die mit Dimethylsulfat quaternierten Umsetzungsprodukte von 6,5 Mol Ethylenoxid mit 1 Mol Oleylamin, Distearyldimethylammoniumchlorid, Lauryltrimethy- lammoniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid und mit Dimethylsulfat quaternierter Stearin- säuretriethanolaminester, der bevorzugt als kationisches Tensid eingesetzt wird.The nonionic surfactants described above can be converted, for example, by esterification with sulfuric acid into the corresponding sulfuric acid half esters. The sulfuric acid half esters are used in the form of the alkali metal or ammonium salts as anionic surfactants. Suitable anionic surfactants are, for example, alkali metal or ammonium salts of sulfuric monoesters of reaction products of ethylene oxide and / or propylene oxide with fatty alcohols, alkali metal or ammonium salts of alkylbenzenesulfonic acid or of alkylphenol ether sulfates. Products of the type mentioned are commercially available. For example, the sodium salt of a sulfuric monoester of a Ci3 / Ci5-oxoalcohol reacted with 106 moles of ethylene oxide, the triethanolamine salt of dodecylbenzenesulfonic acid, the sodium salt of alkylphenol ether sulfates and the sodium salt of the sulfuric acid half ester of a reaction product of 106 moles of ethylene oxide with 1 mole of tallow fatty alcohol are commercially available anionic surfactants. Other suitable anionic surfactants are Schwefelsäurehalbester of Ci3 / C 5 oxo-alcohols, paraffin sulfonic acids, such as C15 alkyl sulfonate, alkyl-substituted benzene sulfonic acids and alkyl-substituted naphthalene sulfonic acids such as dodecylbenzenesulfonic acid, and di-n-butylnaphthalenesulfonic acid and fatty alcohol phosphates such as cis / Ciβ fatty alcohol phosphate. The polymerizable aqueous mixture may contain combinations of a nonionic surfactant and an anionic surfactant or combinations of nonionic surfactants or combinations of anionic surfactants. Also cationic surfactants are suitable. Examples of these are the dimethyl sulfate-quaternized reaction products of 6.5 mol of ethylene oxide with 1 mol of oleylamine, distearyldimethylammonium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, cetylpyridinium bromide and dimethyl sulfate-quaternized stearic acid triethanolamine ester, which is preferably used as cationic surfactant.
Der Tensidgehalt der wässrigen Mischung beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%. In den meisten Fällen weisen die wässrigen Mischungen einen Tensidgehalt von 1 ,5 bis 8 Gew.-% auf.The surfactant content of the aqueous mixture is preferably 0.5 to 10 wt .-%. In most cases, the aqueous mixtures have a surfactant content of 1, 5 to 8 wt .-%.
Lösevermittlersolubilizers
Die vernetzbaren wässrigen Mischungen können wahlweise als weitere Komponente mindestens einen Lösevermittler enthalten. Hierunter sollen mit Wasser mischbare organische Lösemittel verstanden werden, z.B. Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, N- Methylpyrrolidon, einwertige Alkohole, Glykole, Polyethylenglykole bzw. davon abgeleitete Monoether, wobei die Monoether keine Doppelbindungen im Molekül enthalten. Geeignete Ether sind Methylglykol, Butylglykol, Butyldiglykol, Methyldiglykol, Bu- tyltriglykol, 3-Ethoxy-1-propanol und Glycerinmonomethylether.The crosslinkable aqueous mixtures may optionally contain, as further component, at least one solubilizer. By this is meant water-miscible organic solvents, e.g. Dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, monohydric alcohols, glycols, polyethylene glycols or monoethers derived therefrom, the monoethers containing no double bonds in the molecule. Suitable ethers are methyl glycol, butyl glycol, butyl diglycol, methyl diglycol, butyl triglycol, 3-ethoxy-1-propanol and glycerol monomethyl ether.
Die wässrigen Mischungen enthalten 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines Lösevermittlers. Falls Lösevermittler eingesetzt werden, beträgt ihr Gehalt in der wässrigen Mischung vorzugsweise 1 bis 25 Gew.-%.The aqueous mixtures contain 0 to 50 wt .-% of at least one solubilizer. If solubilizers are used, their content in the aqueous mixture is preferably 1 to 25% by weight.
Verdicker, Schaumstabilisatoren, Füllstoffe, Fasern, ZellkeimbildnerThickeners, foam stabilizers, fillers, fibers, cell nucleating agents
Die vernetzbare wässrige Mischung kann wahlweise Verdicker, Schaumstabilisatoren, Füllstoffe, Fasern und/oder Zellkeimbildner enthalten. Verdicker werden beispielsweise zur Optimierung der Schaumstruktur und zur Verbesserung der Schaumstabilität eingesetzt. Man erreicht damit, dass der Schaum während der Polymerisation nur geringfügig schrumpft. Als Verdickungsmittel kommen alle hierfür bekannten natürlichen und synthetischen Polymeren in Betracht, die die Viskosität eines wässrigen Systems stark erhöhen und nicht mit den Aminogruppen der basischen Polymeren reagieren. Hierbei kann es sich um wasserquellbare oder wasserlösliche synthetische und natürliche Polymere handeln. Eine ausführliche Übersicht über Verdicker findet man beispielsweise in den Veröffentlichungen von R. Y. Lochhead und W.R. Fron, Cosmetics & Toiletries, 108, 95-135 (Mai 1993) und MT. Clarke, "Rheological Additives" in D. Laba (ed.) "Rheological Properties of Cosmetics and Toiletries", Cosmetic Science and Technology Series, Vol. 13, Marcel Dekker Inc., New York 1993.The crosslinkable aqueous mixture may optionally contain thickeners, foam stabilizers, fillers, fibers and / or cell nucleating agents. Thickeners, for example used to optimize the foam structure and to improve foam stability. This ensures that the foam shrinks only slightly during the polymerization. Suitable thickeners are all known natural and synthetic polymers which greatly increase the viscosity of an aqueous system and do not react with the amino groups of the basic polymers. These may be water-swellable or water-soluble synthetic and natural polymers. For a detailed review of thickeners, see, for example, the publications of RY Lochhead and WR Fron, Cosmetics & Toiletries, 108, 95-135 (May, 1993) and MT. Clarke, "Rheological Additives" in D. Laba (ed.) "Rheological Properties of Cosmetics and Toiletries", Cosmetic Science and Technology Series, Vol. 13, Marcel Dekker Inc., New York 1993.
Als Verdicker in Betracht kommende wasserquellbare oder wasserlösliche synthetische Polymere sind beispielsweise hochmolekulare Polyethylenglykole oder Copolymerisate aus Ethylenglykol und Propylenglykol sowie hochmolekulare Polysaccharide wieExamples of suitable thickener water-swellable or water-soluble synthetic polymers are high molecular weight polyethylene glycols or copolymers of ethylene glycol and propylene glycol and high molecular weight polysaccharides such
Stärke, Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl oder Derivate von Naturstoffen wie Car- boxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Hydroxypropyl- cellulose und Cellulosemischether. Eine weitere Gruppe von Verdickern sind wasserunlösliche Produkte, wie feinteiliges Siliciumdioxid, Zeolithe, Bentonit, Cellulosepulver oder andere feinteilige Pulver von vernetzten Polymerisaten. Die wässrigen Mischungen können die Verdicker in Mengen bis zu 30 Gew.-% enthalten. Falls solche Verdickungsmittel überhaupt eingesetzt werden, sind sie in Mengen von 0,1, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% in der wässrigen Mischung enthalten.Starch, guar gum, locust bean gum or derivatives of natural substances such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose and cellulose mixed ethers. Another group of thickeners are water-insoluble products, such as finely divided silica, zeolites, bentonite, cellulose powder or other finely divided powders of crosslinked polymers. The aqueous mixtures may contain the thickeners in amounts of up to 30% by weight. If such thickening agents are used at all, they are contained in amounts of 0.1, preferably 0.5 to 20 wt .-% in the aqueous mixture.
Um die Schaumstruktur zu optimieren, kann man wahlweise Kohlenwasserstoffe mit mindestens 5 C-Atomen im Molekül zu der wässrigen Reaktionsmischung zusetzen. Geeignete Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Pentan, Cyclopentan, Hexan, Cyc- lohexan, Heptan, Octan, Isooctan, Decan und Dodecan. Die in Betracht kommenden aliphatischen Kohlenwasserstoffe können geradkettig, verzweigt oder zyklisch sein und haben eine Siedetemperatur, die oberhalb der Temperatur der wässrigen Mischung während des Schäumens liegt. Die aliphatischen Kohlenwasserstoffe erhöhen die Standzeit der noch nicht polymerisierten geschäumten wässrigen Reaktionsmischung. Dadurch wird das Handling der noch nicht polymerisierten Schäume erleichtert und die Prozesssicherheit erhöht. Die Kohlenwasserstoffe wirken beispielsweise als Zellkeim- bildner und stabilisieren gleichzeitig den bereits gebildeten Schaum. Darüber hinaus können sie beim Polymerisieren des Monomerschaums ein weiteres Schäumen der Mischung bewirken. Sie können dann auch die Funktion eines Treibmittels haben. Anstelle von Kohlenwasserstoffen oder in Mischung damit kann man wahlweise auch chlorierte oder fluorierte Kohlenwasserstoffe als Zellkeimbildner und/oder Schaumstabilisator einsetzen, z.B. Dichlormethan, Trichlormethan, 1 ,2-Dichlorethan, Trichlorfluormethan oder 1 ,1 ,2-Trichlortrifluorethan. Falls Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden, verwendet man sie beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%, verwendet man sie beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbare wässrige Mischung.In order to optimize the foam structure, it is optionally possible to add hydrocarbons having at least 5 C atoms in the molecule to the aqueous reaction mixture. Suitable hydrocarbons are, for example, pentane, cyclopentane, hexane, cyclohexane, heptane, octane, isooctane, decane and dodecane. The aliphatic hydrocarbons contemplated may be straight chain, branched or cyclic and have a boiling temperature which is above the temperature of the aqueous mixture during foaming. The aliphatic hydrocarbons increase the service life of the not yet polymerized foamed aqueous reaction mixture. This facilitates the handling of the not yet polymerized foams and increases process reliability. The hydrocarbons, for example, act as cell nucleators and at the same time stabilize the already formed foam. In addition, they can cause further foaming of the mixture when polymerizing the monomer foam. You can then also have the function of a propellant. Instead of hydrocarbons or in mixture with it, one can optionally also use chlorinated or fluorinated hydrocarbons as cell nucleating agents and / or foam stabilizers, for example dichloromethane, trichloromethane, 1,2-dichloroethane, trichlorofluoromethane or 1,1,2-trichlorotrifluoroethane. If hydrocarbons are used, they are used, for example, in amounts of from 0.1 to 20% by weight, They are used for example in amounts of 0.1 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 10 wt .-%, based on the polymerizable aqueous mixture.
Um die Eigenschaften der Schaumstoffe zu modifizieren, kann man der vernetzbaren wässrigen Mischung einen oder mehrere Füllstoffe zusetzen, z.B. Kreide, Talkum, Ton („Clay"), Titandioxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Fällungskieselsäuren in hydrophilen oder hydrophoben Modifikationen, Dolomit und/oder Calciumsulfat. Die Teilchengröße der Füllstoffe beträgt beispielsweise 10 bis 1000 μm, vorzugsweise 50 bis 850 μm. Die Füllstoffe können in Mengen bis zu 30 Gew.-% in der vernetzbaren wässrigen Mischung enthalten sein.In order to modify the properties of the foams, one or more fillers may be added to the crosslinkable aqueous mixture, e.g. Chalk, talc, clay, titanium dioxide, magnesium oxide, aluminum oxide, precipitated silicas in hydrophilic or hydrophobic modifications, dolomite and / or calcium sulfate The particle size of the fillers is, for example, 10 to 1000 μm, preferably 50 to 850 μm in amounts up to 30 wt .-% in the crosslinkable aqueous mixture.
Die Eigenschaften der Schaumstoffe können wahlweise auch mit Hilfe von weiteren Fasern modifiziert werden. Hierbei kann es sich um natürliche oder synthetische Fasern bzw. um Fasergemische handeln, z.B. Fasern aus Cellulose, Wolle, Polyethylen, Polypropylen, Polyestern oder Polyamiden. Falls Fasern eingesetzt werden, können sie beispielsweise in einer Menge bis zu 200 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 25 Gew.-% in der wässrigen Mischung vorhanden sein. Füllstoffe und Fasern können wahlweise auch der bereits geschäumten Mischung zugesetzt werden. Die Mitverwendung von Fasern führt zu einer Erhöhung der Festigkeitseigenschaften wie Nassfestigkeit des fertigen Schaumstoffs.Optionally, the properties of the foams can also be modified with the aid of further fibers. These may be natural or synthetic fibers or mixtures of fibers, e.g. Fibers of cellulose, wool, polyethylene, polypropylene, polyesters or polyamides. If fibers are used, they may be present in the aqueous mixture, for example, in an amount of up to 200% by weight, preferably up to 25% by weight. Fillers and fibers can optionally also be added to the already foamed mixture. The concomitant use of fibers leads to an increase in the strength properties such as wet strength of the finished foam.
Fasern aus Zellstoff, insbesondere Holzzellstoff oder Altpapier, Fruchtfasern und superabsorbierende FasernPulp fibers, in particular wood pulp or waste paper, fruit fibers and superabsorbent fibers
Die Erfindung betrifft weiterhin Fasern enthaltenden superabsorbierenden Schaum, insbesondere Fasern aus Zellstoff, insbesondere aus Holzzellstoff oder Altpapier, Fruchtfasern und/oder superabsorbierende Fasern enthaltenden Schaum. In bevorzugter Form sind dabei die Fasern so verteilt, dass in einem Schaumkörper, der längs seiner kürzesten Achse gedrittelt wird, die Anzahl der Fasern in zwei gleich großen VoIu- menelementen in den beiden äußeren Dritteln, die jeweils mindestens 100 Fasern enthalten, um nicht mehr als 50%, bevorzugt nicht mehr als 25 %, insbesondere nicht mehr als 10% voneinander abweicht. Kürzeste Achse ist die kürzeste mögliche Verbindungslinie zweier auf der Oberfläche des Schaumkörpers gegenüberliegender Punkte.The invention further relates to fibers containing superabsorbent foam, in particular fibers of wood pulp, in particular of wood pulp or waste paper, fruit fibers and / or foam containing superabsorbent fibers. In a preferred form, the fibers are distributed in such a way that in a foam body, which is divided along its shortest axis, the number of fibers in two equal volume elements in the two outer thirds, each containing at least 100 fibers, no longer than 50%, preferably not more than 25%, in particular not more than 10% from each other. Shortest axis is the shortest possible connecting line of two opposite points on the surface of the foam body.
Fasern aus Holzzellstoff werden bevorzugt als Holzsulfate oder Holzsulfite eingesetzt. Fasern, die durch andere Holzaufschlussmethoden hergestellt werden sind ebenfalls verwendbar. Besonders bevorzugt sind Holzsulfite, insbesondere solche, die nach dem sauren Sulfitverfahren hergestellt werden. Als Hölzer sind Buche und Weichhölzer bevorzugt. Unter den Weichhölzern insbesondere Birke, Fichte und Kiefer. Die Holzsorten könne auch in Mischungen vorliegen, z.B. in Form von Zusätzen von Fichten- oder Kiefernholz zu Buchenholz. Unter Altpapier werden die nach DIN 6730 erfassten Papiere, Kartons und Pappe verstanden. Erfindungsgemäß geeignet sind insbesondere solche Fasern aus Altpapier, die in Faserlänge und Fasereigenschaft den bevorzugten Holzzellstoffen entsprechen. Die Altpapierfasern können auch in Mischungen mit den Holzzellstofffasern verwendet werden.Wood pulp fibers are preferably used as wood sulfates or wood sulfites. Fibers made by other wood pulping methods are also usable. Particularly preferred are wood sulfites, especially those produced by the acid sulfite process. As woods, beech and softwood are preferred. Among the softwoods especially birch, spruce and pine. The wood species could also be present in mixtures, for example in the form of additions of spruce or pine wood to beech wood. Waste paper is understood to mean the papers, cartons and cardboard covered by DIN 6730. Particularly suitable according to the invention are those fibers from waste paper which correspond in fiber length and fiber property to the preferred wood pulps. The waste paper fibers can also be used in blends with the wood pulp fibers.
Weitere Zellstofffasern können aus einjährigen Pflanzen gewonnen werden. Ein Beispiel dafür sind Fasern von Stroh.Other pulp fibers can be obtained from annual plants. An example of this are fibers of straw.
Unter Fruchtfasern werden Fasern verstanden, die aus Früchten oder Getreide gewonnen werden. Die bevorzugten Fasern sind in WO 2004/35 668 A2 genannt.Fruit fibers are fibers derived from fruits or grains. The preferred fibers are mentioned in WO 2004/35 668 A2.
Erfindungsgemäß können die Schaumstoffe superabsorbierende Fasern enthalten, die vorzugsweise der wässrigen polymerisierbaren Lösung vor dem Schäumen oder dem Schaum zugegeben werden. Superabsorbierende Fasern sind aus den zum Stand der Technik angegebenen Literaturstellen EP 264 208 A2, EP 272 072 A2, EP 436 514 A2 und US 4,813,945 bekannt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Fasern aus einem hydrolysierten und anschließend vernetzten Copolymerisat aus Isobuten und Ma- leinsäureanhydrid. Anstelle von Isobuten können die Copolymeren auch andere 1- Olefine wie Ethylen, Propylen, Diisobutylen oder Styrol einpolymerisiert enthalten. Die genannten Olefine und Styrol sind leicht mit Maleinsäureanhydrid copolymerisierbar. Die Copolymeren werden in wässrigem Medium hydrolysiert, zu beispielsweise 20 bis 80 Mol-% mit Natronlauge oder Kalilauge neutralisiert, mit Vernetzern gemischt, die mit den Carboxylgruppen der Copolymerisate reagieren können (z.B. mehrwertige Alkoho- Ie, mehrwertige Amine oder Aminoalkohole) und nach weitgehendem Entfernen des Wassers zu Fasern versponnen. Die Fasern werden durch Erhitzen auf Temperaturen von beispielsweise 170 bis 24O0C vernetzt, wodurch sie zu Superabsorbern werden. Der Durchmesser der Fasern beträgt beispielsweise 5 bis 500 μm, vorzugsweise 10 bis 300 μm, die Länge der Fasern liegt beispielsweise in dem Bereich von 2 bis 60 mm, vorzugsweise 6 bis 12 mm. Die Fasern werden vorzugsweise der wässrigen polymerisierbaren Mischung zugesetzt, können jedoch auch der geschäumten Mischung vor dem Aushärten durch Polymerisieren der Monomeren oder durch Vernetzen der basischen Polymeren zugegeben werden.According to the invention, the foams may comprise superabsorbent fibers, which are preferably added to the aqueous polymerizable solution before foaming or the foam. Superabsorbent fibers are known from the prior art references EP 264 208 A2, EP 272 072 A2, EP 436 514 A2 and US 4,813,945. These are preferably fibers of a hydrolyzed and then crosslinked copolymer of isobutene and maleic anhydride. Instead of isobutene, the copolymers may also contain copolymerized other 1-olefins such as ethylene, propylene, diisobutylene or styrene. The olefins and styrene mentioned are readily copolymerizable with maleic anhydride. The copolymers are hydrolyzed in an aqueous medium, for example, 20 to 80 mol% neutralized with sodium hydroxide or potassium hydroxide, mixed with crosslinkers that can react with the carboxyl groups of the copolymers (eg polyhydric alcohols Ie, polyhydric amines or amino alcohols) and after substantial removal the water spun into fibers. The fibers are crosslinked by heating to temperatures of for example 170 to 24O 0 C, whereby they become superabsorbers. The diameter of the fibers is for example 5 to 500 .mu.m, preferably 10 to 300 .mu.m, the length of the fibers is for example in the range of 2 to 60 mm, preferably 6 to 12 mm. The fibers are preferably added to the aqueous polymerizable mixture, but may also be added to the foamed mixture prior to curing by polymerizing the monomers or by crosslinking the basic polymers.
Die Holzfasern haben bevorzugt eine durchschnittliche Länge von mehr als 0,3 mm oder 0,5 mm, bevorzugt sind Längen größer 0,8 oder 1,0 mm, insbesondere bevorzugt mehr als 1 ,2 mm. Der obere Wert für die durchschnittliche Faserlänge beträgt üblicherweise weniger als 5 cm oder 4 cm, bevorzugt weniger als 3 cm oder 2,5 cm, insbesondere weniger als 2 cm. Die Fasern aus Holzzellstoff, Altpapier und auch die superabsorbierenden Fasern werden beispielsweise in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.- %, insbesondere zwischen 0,4 und 1 ,2 Gew.-% eingesetzt.The wood fibers preferably have an average length of more than 0.3 mm or 0.5 mm, preferably lengths greater than 0.8 or 1.0 mm, particularly preferably more than 1.2 mm. The upper value for the average fiber length is usually less than 5 cm or 4 cm, preferably less than 3 cm or 2.5 cm, in particular less than 2 cm. The fibers of wood pulp, waste paper and also the superabsorbent fibers are used, for example, in amounts of from 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, in particular between 0.4 and 1, 2% by weight. used.
Die superabsorbierenden synthetischen Fasern haben beispielsweise ein Wasseraufnahmevermögen (Free Swell Capacity) von mindestens 30 g/g, vorzugsweise mindestens 40 g/g.For example, the superabsorbent synthetic fibers have a Free Swell Capacity of at least 30 g / g, preferably at least 40 g / g.
Schäume speziell zur Absorption von salzhaltigen wässrigen LösungenFoams especially for the absorption of saline aqueous solutions
Um Schäume herzustellen, die auch gegenüber salzhaltigen wässrigen Lösungen ein hohes Absorptionsvermögen aufweisen, setzt man die basischen und die sauren Su- perabsorber vorzugsweise in nichtneutralisierter Form ein. Der Neutralisationsgrad der sauren wasserabsorbierenden Polymeren beträgt beispielsweise 0 bis 100, vorzugs- weise 0 bis 75 und meistens 0 bis 50 Mol-%. Die wasserabsorbierenden basischen Polymeren haben in Form der freien Basen eine höhere Aufnahmekapazität für salzhaltige wässrige Lösungen und insbesondere saure wässrige Lösungen als in der mit Säuren neutralisierten Form. Wenn basische Polymere als alleinige wasserabsorbierende Polymere eingesetzt werden, so beträgt der Neutralisationsgrad beispielsweise 0 bis 100, vorzugsweise 0 bis 60 Mol-%.In order to produce foams which also have a high absorption capacity compared with saline aqueous solutions, the basic and acidic superabsorbents are preferably used in unneutralized form. The degree of neutralization of the acidic water-absorbing polymers is for example 0 to 100, preferably 0 to 75 and usually 0 to 50 mol%. The water-absorbing basic polymers in the form of the free bases have a higher absorption capacity for saline aqueous solutions and in particular acidic aqueous solutions than in the acid-neutralized form. When basic polymers are used as the sole water-absorbing polymers, the degree of neutralization is, for example, 0 to 100, preferably 0 to 60, mol%.
Herstellung der SchäumeProduction of foams
Die oben beschriebenen vernetzbaren wässrigen Mischungen, die die Monomeren bzw. das basische Polymer, Vernetzer, und Tensid zwingend sowie wahlweise superabsorbierende Fasern und/oder mindestens eine weitere Komponente enthalten, werden zunächst geschäumt. Man kann beispielsweise ein inertes Gas unter einem Druck von z.B. 2 bis 400 bar in der vernetzbaren wässrigen Mischung lösen und sie anschließen^ auf Atmosphärendruck entspannen. Beim Entspannen aus einer Düse entsteht ein fließfähiger Schaum. Man kann die vernetzbare wässrige Mischung auch nach einer anderen Methode schäumen, indem man darin feine Blasen eines inerten Gases dispergiert. Das Schäumen der vernetzbaren wässrigen Mischung kann im Labor beispielsweise dadurch erfolgen, dass man die wässrige Mischung in einer Küchenmaschine, die mit einem Schneebesen ausgerüstet ist, schäumt. Die Schaumerzeugung wird vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre und mit Inertgasen durchgeführt, z.B. durch Versetzen mit Stickstoff oder Edelgasen unter Normaldruck oder erhöhtem Druck, z.B. bis zu 25 bar und anschließendes Entspannen. Die Konsistenz der Schäume, die Größe der Gasblasen und die Verteilung der Gasblasen im Schaum kann beispielsweise durch die Auswahl der Tenside, Lösevermittler, Schaumstabilisatoren, Zellkeimbildner, Verdickungsmittel und Füllstoffe in einem weiten Bereich variiert werden. Dadurch kann man die Dichte, den Grad der Offenzelligkeit des Schaumstoffs und Wandstärke des Schaumstoffs leicht einstellen. Die wässrige Mischung wird Vorzugs- weise bei Temperaturen geschäumt, die unterhalb des Siedepunkts der Bestandteile der wässrigen Mischung liegen, z.B. bei Raumtemperatur bis zu 10O0C, vorzugsweise bei 20 bis 5O0C. Man kann jedoch auch bei Temperaturen oberhalb des Siedepunkts der Komponente mit dem niedrigsten Siedepunkt arbeiten, indem man die Mischung in einem druckdicht verschlossenen Behälter schäumt. Man erhält vernetzbare, schaum- förmige Mischungen, die fließfähig und über einen längeren Zeitraum stabil sind. Die Dichte der geschäumten, vernetzbaren Mischung beträgt bei einer Temperatur von 2O0C beispielsweise 0,01 bis 0,9 g/cm3.The crosslinkable aqueous mixtures described above, which comprise the monomers or the basic polymer, crosslinker, and surfactant, as well as optionally superabsorbent fibers and / or at least one further component, are first foamed. For example, it is possible to dissolve an inert gas in the crosslinkable aqueous mixture under a pressure of, for example, 2 to 400 bar and connect it to atmospheric pressure. When relaxing from a nozzle creates a flowable foam. It is also possible to foam the crosslinkable aqueous mixture by another method by dispersing therein fine bubbles of an inert gas. The foaming of the crosslinkable aqueous mixture can be carried out in the laboratory, for example, by foaming the aqueous mixture in a food processor equipped with a whisk. The generation of foam is preferably carried out in an inert gas atmosphere and with inert gases, for example by adding nitrogen or noble gases under normal pressure or elevated pressure, for example up to 25 bar, and then releasing. The consistency of the foams, the size of the gas bubbles and the distribution of the gas bubbles in the foam can be varied within a wide range, for example by the choice of surfactants, solubilizers, foam stabilizers, cell nucleating agents, thickeners and fillers. This allows you to easily adjust the density, the degree of the open-cell foam and wall thickness of the foam. The aqueous mixture is preferred foamed at temperatures below the boiling point of the constituents of the aqueous mixture, for example at room temperature up to 10O 0 C, preferably at 20 to 5O 0 C. However, you can also work at temperatures above the boiling point of the component with the lowest boiling point, by foaming the mixture in a pressure-tight container. Crosslinkable, foam-like mixtures are obtained which are flowable and stable over a relatively long period of time. The density of the foamed mixture is crosslinked at a temperature of 2O 0 C, for example, 0.01 to 0.9 g / cm 3.
Polymerisation und/oder Vernetzen der geschäumten MischungPolymerization and / or crosslinking of the foamed mixture
In der zweiten Stufe des Verfahrens erfolgt die Polymerisation der Monomeren bzw. die Vernetzung des basischen Polymeren unter Bildung eines wasserabsorbierenden basischen Polymeren. Bei der Polymerisation werden z.B. mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen enthaltende Verbindungen als Vernetzer eingesetzt. Die Polymerisation wird in Gegenwart üblicher Radikale bildender Initiatoren durchgeführt. Man erhält dann vernetzte Polymere, die superabsorbierend sind.In the second stage of the process, the polymerization of the monomers or the crosslinking of the basic polymer takes place to form a water-absorbing basic polymer. In the polymerization, e.g. at least two ethylenically unsaturated double bonds containing compounds used as crosslinking agents. The polymerization is carried out in the presence of customary radical-forming initiators. Crosslinked polymers are then obtained which are superabsorbent.
Das ursprünglich wasserlösliche basische Polymer wird durch die Vernetzung wasser- unlöslich. Man erhält ein Hydrogel eines basischen Polymers. Die vernetzbaren schaumförmigen Mischungen werden beispielsweise in geeignete Formen transferiert und darin erhitzt, so dass die Monomeren polymerisieren bzw. die Vernetzer mit dem basischen Polymer reagieren. Das geschäumte Material kann beispielsweise in der gewünschten Stärke auf ein temporäres Trägermaterial, das vorteilhafterweise mit ei- ner Antihaftbeschichtung versehen ist, aufgebracht werden. Man kann beispielsweise den Schaum auf eine Unterlage aufrakeln. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die schaumförmige wässrige Mischung in Formen einzufüllen, die ebenfalls antihaftbe- schichtet sind.The originally water-soluble basic polymer becomes water-insoluble due to the crosslinking. A hydrogel of a basic polymer is obtained. The crosslinkable foam-like mixtures are, for example, transferred into suitable molds and heated therein so that the monomers polymerize or the crosslinkers react with the basic polymer. The foamed material can be applied, for example, in the desired thickness to a temporary carrier material, which is advantageously provided with a non-stick coating. For example, it is possible to doctor the foam onto a base. Another possibility is to fill the foamy aqueous mixture in molds which are also non-stick coated.
Da die geschäumte wässrige Mischung eine lange Standzeit aufweist, eignet sich diese Mischung auch für die Herstellung von Verbundmaterialien. Sie kann beispielsweise auf ein permanentes Trägermaterial aufgebracht werden, z.B. Folien aus Polymeren (z.B. Folien aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid) oder Metallen wie Aluminium. Man kann die geschäumte wässrige Mischung auch auf Vliese, Fluff, Tissues, Gewebe, natürliche oder synthetische Fasern, oder auf andere Schäume auftragen. Bei der Herstellung von Verbundmaterialien kann es unter Umständen vorteilhaft sein, den Schaum in Gestalt von bestimmten Strukturen oder in unterschiedlicher Schichtdicke auf ein Trägermaterial aufzubringen. Es ist jedoch auch möglich, den Schaum auf Fluff-Schichten oder Vliese aufzutragen und diese Materialien so zu imprägnieren, dass der Fluff nach der Vernetzung integraler Bestandteil des Schaums ist. Die in der ersten Verfahrensstufe erhältliche geschäumte wässrige Mischung kann auch zu großen Blöcken geformt und vernetzt werden. Die Blöcke können nach der Vernetzung zu kleineren Formkörpern geschnitten oder gesägt werden. Man kann auch sandwichartige Strukturen herstellen, indem man eine geschäumte wässrige Mischung auf eine Unterlage aufträgt, die schaumförmige Schicht mit einer Folie bzw. Vliesen, Tissues, Geweben, Fasern oder anderen Schäumen abdeckt und die sandwichartige Struktur durch Erhitzen vernetzt. Es ist jedoch auch möglich, vor oder nach dem vernetzen mindestens eine weitere Schicht aus einer geschäumten, vernetzbaren Schicht aufzutragen und wahlweise mit einer weiteren Folie, Vliesen, Tissues, Geweben, Fasern oder anderen Materialien zu bedecken. Der Verbund wird dann in der zweiten Verfahrensstufe der Vernetzung unterworfen. Man kann jedoch auch sandwichartige Struktu- ren mit weiteren Schaumschichten gleicher oder unterschiedlicher Dichte herstellen.Since the foamed aqueous mixture has a long service life, this mixture is also suitable for the production of composite materials. It can for example be applied to a permanent carrier material, for example films of polymers (for example films of polyethylene, polypropylene or polyamide) or metals such as aluminum. It is also possible to apply the foamed aqueous mixture to nonwovens, fluff, tissues, fabrics, natural or synthetic fibers, or to other foams. In the production of composite materials, it may be advantageous to apply the foam in the form of certain structures or in different thickness on a substrate. However, it is also possible to apply the foam to fluff layers or nonwovens and to impregnate these materials so that the fluff after crosslinking is an integral part of the foam. The foamed aqueous mixture obtainable in the first process step can also be formed into large blocks and crosslinked. The blocks can become linked after networking smaller shaped bodies are cut or sawn. It is also possible to produce sandwich-like structures by applying a foamed aqueous mixture to a substrate, covering the foam-like layer with a film or nonwovens, tissues, fabrics, fibers or other foams, and crosslinking the sandwich-type structure by heating. However, it is also possible, before or after crosslinking, to apply at least one further layer of a foamed, crosslinkable layer and optionally to cover it with another film, nonwovens, tissues, fabrics, fibers or other materials. The composite is then subjected to crosslinking in the second process stage. However, it is also possible to produce sandwich-like structures with further foam layers of the same or different density.
Erfindungsgemäße Schaumschichten mit einer Schichtdicke von bis zu etwa 1 Millimeter stellt man beispielsweise durch einseitiges Erwärmen oder insbesondere durch einseitiges Bestrahlen der geschäumten polymerisierten bzw. vernetzbaren wässrigen Mischung her. Falls dickere Schichten eines Schaums hergestellt werden sollen, z.B. Schäume mit Dicken von mehreren Zentimetern, ist die Erwärmung des vernetzbaren geschäumten Materials mit Hilfe von Mikrowellen besonders vorteilhaft, weil auf diesem Wege eine relativ gleichmäßige Erwärmung erreicht werden kann. Die Vernetzung erfolgt dabei beispielsweise bei Temperaturen von 20 bis 18O0C, vorzugsweise in dem Bereich von 400C bis 16O0C, insbesondere bei Temperaturen von 65 bis 1400C. Bei dickeren Schaumschichten, die vernetzt werden sollen, wird die geschäumte Mischung beidflächig mit Wärme behandelt, z.B. mit Hilfe einer Kontaktheizung oder durch Bestrahlung. Die Dichte des schaumförmigen Hydrogels entspricht im Wesentlichen der Dichte der vernetzbaren wässrigen Mischung. Man erhält somit Schaumstoffe aus wasserabsorbierenden Polymeren mit einer Dichte von beispielsweise 0,01 bis 0,9 g/cm3, vorzugsweise 0,1 bis 0,7 g/cm3. Die schaumförmigen Polymere sind offenzellig. Der Anteil an offenen Zellen beträgt beispielsweise mindestens 80%, vorzugsweise liegt er oberhalb von 90%. Besonders bevorzugt sind Schäume mit einem offenzelligen Anteil von 100%. Der Anteil an offenen Zellen im Schaum wird beispielsweise mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie (Scanning Electron Microscopy) bestimmt.Foaming layers according to the invention with a layer thickness of up to about 1 millimeter are produced, for example, by one-sided heating or, in particular, by irradiation of the foamed polymerized or crosslinkable aqueous mixture on one side. If thicker layers of a foam are to be produced, for example foams with thicknesses of several centimeters, the heating of the crosslinkable foamed material with the aid of microwaves is particularly advantageous, because in this way a relatively uniform heating can be achieved. The crosslinking takes place, for example, at temperatures of 20 to 18O 0 C, preferably in the range of 40 0 C to 16O 0 C, in particular at temperatures of 65 to 140 0 C. For thicker foam layers to be crosslinked, the foamed mixture treated on both sides with heat, for example by means of contact heating or by irradiation. The density of the foam-like hydrogel essentially corresponds to the density of the crosslinkable aqueous mixture. Thus, foams of water-absorbing polymers having a density of, for example, 0.01 to 0.9 g / cm 3 , preferably 0.1 to 0.7 g / cm 3 are obtained . The foam-like polymers are open-celled. The proportion of open cells is for example at least 80%, preferably it is above 90%. Foams having an open-cell content of 100% are particularly preferred. The proportion of open cells in the foam is determined, for example, by means of scanning electron microscopy (Scanning Electron Microscopy).
Bevorzugt sind Schaumstoffe, die dadurch erhältlich sind, dass man von einer polyme- risierbaren wässrigen Mischung ausgeht, die zu mindestens 50% mit Natronlauge oder Kalilauge neutralisierte Acrylsäure, einen mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen enthaltenden Vernetzer, einen Initiator, superabsorbierende Fasern aus einem hydrolysierten und anschließend vernetzten Copolymerisat aus Isobuten und Maleinsäureanhydrid und mindestens ein Tensid enthält. Weitere Beispiele für superabsorbierende Schaumstoffe sind dadurch erhältlich, dass man eine polymeri- sierbare wässrige Mischung schäumt, die mindestens ein basisches Polymer aus der Gruppe von Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren, Vinylguanidineinheiten enthaltenden Polymeren, Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamideinheiten enthaltenden PoIy- meren, Polyethyleniminen, mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoaminen und Polydial- lyldimethylammoniumchloriden enthält.Foams which are obtainable by starting from a polymerizable aqueous mixture which comprises at least 50% of acrylic acid neutralized with sodium hydroxide or potassium hydroxide, a crosslinker containing at least two ethylenically unsaturated double bonds, an initiator, superabsorbent fibers of a hydrolyzed and then crosslinked copolymer of isobutene and maleic anhydride and at least one surfactant. Further examples of superabsorbent foams are obtainable by foaming a polymerizable aqueous mixture comprising at least one basic polymer from the group of polymers containing vinylamine units, polymers containing vinylguanidine units and polyisocyanates containing dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide units. mers, polyethyleneimines, ethyleneimine-grafted polyamidoamines and polydiallyldimethylammoniumchloriden contains.
Schaumstoffe mit besonders hoher Wasseraufnahmekapazität und einem verbesserten Aufnahmevermögen für elektrolythaltige wässrige Lösungen sind durch Vernetzen von geschäumten wässrigen Mischungen basischer Polymerisate erhältlich, die, bezogen auf die Polymermischung, 10 bis 90 Gew.-% eines feinteiligen, wasserabsorbierenden, sauren Polymeren enthalten. Das saure Hydrogel kann als festes partikuläres Polymer oder als geschäumtes teilchenförmiges Polymer mit Teilchengrößen von beispielswei- se 10 bis 2000 μm in den erfindungsgemäßen Schaumstoffen vorliegen.Foams having a particularly high water absorption capacity and improved absorption capacity for electrolyte-containing aqueous solutions can be obtained by crosslinking foamed aqueous mixtures of basic polymers which, based on the polymer mixture, contain from 10 to 90% by weight of a finely divided, water-absorbing, acidic polymer. The acidic hydrogel can be present as a solid particulate polymer or as a foamed particulate polymer having particle sizes of, for example, 10 to 2000 μm in the foams according to the invention.
Nach dem Vernetzen der geschäumten Mischung oder während des Vernetzens erfolgt die Trocknung des schaumförmigen Hydrogels. Hierbei werden Wasser und andere flüchtige Bestandteile aus dem vernetzten schaumförmigen Hydrogel entfernt. Die Trocknung erfolgt vorzugsweise nach dem Vernetzen des schaumförmigen Hydrogels. Beispiele für geeignete Trocknungsverfahren sind thermische Konvektionstrocknung wie beispielsweise Horden-, Kammer-, Kanal-, Flachbahn-, Teller-, Drehtrommel-, Rieselschacht-, Siebband-, Strom-, Wirbelschicht-, Fließbett-, Schaufel- und Kugelbetttrocknung, thermische Kontakttrocknung wie Heizteller-, Walzen-, Band-, Siebtrommel, Schnecken-, Taumel- und Kontaktscheibentrocknung, Strahlungstrocknung wie beispielsweise Infrarottrocknung, dielektrische Trocknung z.B. Mikrowellentrocknung und Gefriertrocknung. Um unerwünschte Zersetzungs- und Vernetzungsreaktionen zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, die Trocknung bei reduziertem Druck, unter einer Schutzgasatmosphäre und/oder unter schonenden thermischen Bedingungen, bei de- nen die Produkttemperatur 12O0C, bevorzugt 1000C, nicht überschreitet, durchzuführen. Besonders geeignete Trocknungsverfahren stellen die (Vakuum)bandtrocknung und die Schaufeltrocknung dar.After crosslinking of the foamed mixture or during crosslinking, drying of the foam-like hydrogel takes place. In doing so, water and other volatiles are removed from the crosslinked foam hydrogel. Drying preferably takes place after crosslinking of the foam-like hydrogel. Examples of suitable drying methods are thermal convection drying such as, for example, tray, chamber, channel, flat web, plate, rotary drum, trickle bed, screen belt, current, fluidized bed, fluidized bed, paddle and ball bed drying, thermal contact drying such as Heizteller-, roller, belt, drum screen, screw, tumble and contact disk drying, radiation drying such as infrared drying, dielectric drying such as microwave drying and freeze-drying. In order to avoid undesirable decomposition and crosslinking reactions, it may be advantageous to dry under reduced pressure, under an inert gas atmosphere and / or under mild thermal conditions in de- the product temperature NEN 12O 0 C, preferably from 100 0 C, does not exceed perform , Particularly suitable drying methods are the (vacuum) belt drying and the paddle drying.
Nach dem Trocknungsschritt enthält das schaumförmige Hydrogel meistens kein Was- ser mehr. Der Wassergehalt des geschäumten Materials kann jedoch durch Befeuchten des Schaums mit Wasser oder Wasserdampf beliebig eingestellt werden. Meistens beträgt der Wassergehalt des schaumförmigen Gels 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%. Mit Hilfe des Wassergehalts kann die Flexibilität des schaumförmigen Hydrogels eingestellt werden. Vollständig getrocknete schaumförmige Hydrogele sind hart und spröde, während geschäumte Materialien mit einem Wassergehalt von beispielsweise 5 bis 20 Gew.-% flexibel sind. Die geschäumten Hydrogele können entweder in Form von Folien oder Granulaten direkt verwendet werden oder man schneidet aus dickeren Schaum-Blöcken einzelne Platten oder Folien.After the drying step, the foamy hydrogel mostly contains no more water. However, the water content of the foamed material can be arbitrarily adjusted by wetting the foam with water or steam. In most cases, the water content of the foam-like gel is 1 to 60 wt .-%, preferably 2 to 10 wt .-%. With the help of the water content, the flexibility of the foam-like hydrogel can be adjusted. Fully dried foam hydrogels are hard and brittle, while foamed materials having a water content of, for example, 5 to 20 wt% are flexible. The foamed hydrogels can either be used directly in the form of films or granules or individual sheets or foils are cut from thicker foam blocks.
Die oben beschriebenen schaumförmigen Hydrogele können jedoch noch dahingehend modifiziert werden, dass man die Oberfläche der geschäumten Materialien nachvernetzt. Dadurch kann die Gelstabilität der Formkörper aus den geschäumten Hydroge- len verbessert werden. Um eine Oberflächennachvernetzung durchzuführen, behandelt man die Oberfläche der Formkörper aus den geschäumten Hydrogelen mit mindestens einem Vernetzungsmittel und erhitzt die so behandelten Formkörper auf eine Temperatur, bei der die Vernetzer mit den Hydrogelen reagieren. Geeignete Vernetzer sind o- ben beschrieben. Diese Verbindungen können ebenfalls für die Nachvernetzung der Oberfläche der schaumförmigen Hydrogele verwendet werden. Bevorzugt eingesetzte Vernetzer sind die oben bereits genannten Gylcidylether und Ester der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit den Umsetzungsprodukten aus 1 Mol Trimethylolpropan und 6 bis 15 Mol Ethylenoxid oder mehrwertige Alkohole, die z.B. zur Nachvernetzung von Carboxylgruppen enthaltenden schaumförmigen Superabsorbem verwendet werden.However, the foam hydrogels described above may still be modified by postcrosslinking the surface of the foamed materials. As a result, the gel stability of the shaped bodies from the foamed hydrogel be improved. In order to carry out a surface postcrosslinking, the surface of the shaped bodies of the foamed hydrogels is treated with at least one crosslinking agent and the shaped bodies treated in this way are heated to a temperature at which the crosslinkers react with the hydrogels. Suitable crosslinkers are described above. These compounds can also be used for post-crosslinking the surface of the foam hydrogels. Preferred crosslinkers used are the above-mentioned glycidyl ethers and esters of acrylic acid and / or methacrylic acid with the reaction products of 1 mole of trimethylolpropane and 6 to 15 moles of ethylene oxide or polyhydric alcohols which are used, for example, for the post-crosslinking of foam-containing superabsorbents containing carboxyl groups.
Die Vernetzer für die Oberflächennachvernetzung werden vorzugsweise in Form einer wasserhaltigen Lösung auf die Schaumstoffoberfläche aufgebracht. Die wasserhaltige Lösung kann wassermischbare organische Lösemittel enthalten, z.B. Alkohole wie Methanol, Ethanol und/oder i-Propanol oder Ketone wie Aceton. Die Menge an Vernetzer, die auf die Oberfläche der schaumförmigen Hydrogele aufgetragen wird, beträgt beispielsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-%. Die Oberflächennachvernetzung der schaumförmigen Hydrogele erfolgt durch Erhitzen der mit mindestens ei- nem Vernetzer behandelten schaumförmigen Hydrogele bei einer Temperatur von beispielsweise 60 bis 12O0C, vorzugsweise bei 70 bis 1000C. Nach der Oberflächenvernetzung kann der Wassergehalt der geschäumten, an der Oberfläche nachvernetzten Hydrogele ebenfalls auf werte von 1 bis 60 Gew.-% eingestellt werden.The crosslinkers for the surface postcrosslinking are preferably applied to the foam surface in the form of a water-containing solution. The aqueous solution may contain water-miscible organic solvents, for example alcohols such as methanol, ethanol and / or i-propanol or ketones such as acetone. The amount of crosslinker that is applied to the surface of the foam-form hydrogels is, for example, 0.1 to 5 wt .-%, preferably 1 to 2 wt .-%. If the surface postcrosslinking of the hydrogel foams by heating the treated with at least egg nem crosslinking hydrogel foams at a temperature of, for example, 60 to 12O 0 C, preferably at 70 to 100 0 C. After surface crosslinking, the water content of the foamed post-crosslinked at the surface Hydrogels can also be adjusted to values of 1 to 60% by weight.
Nachbehandlung der Schäume mit Komplexierungsmittel und/oder QuellverzögerungsmittelPost-treatment of the foams with complexing agent and / or source retarding agent
Komplexierungsmittelcomplexing
In einer Ausführung der Erfindung wird die Stabilität des Schaums, vorzugsweise eines Schaums, der aus einer säuregruppentragende Monomeren enthaltenden polymeri- sierbaren Mischung erzeugt wurde, durch Ausbildung von Komplexen auf der Schaumoberfläche erhöht. Die Bildung der Komplexe auf dem Schaum erfolgt durch Behandeln mit mindestens einem Komplexierungsmittel. Ein Komplexierungsmittel ist ein Mittel, das komplexierende Kationen enthält. Vorzugsweise wird dies durch Aufsprühen von Lösungen zwei- oder mehrwertiger Kationen bewirkt, wobei die Kationen mit funktionellen Gruppen, etwa den Säuregruppen des polymeren Schaums unter Ausbildung von Komplexen reagieren können. Beispiele für zwei- oder mehrwertige Kationen sind formal ganz oder teilweise aus Vinylaminmonomeren aufgebaute PoIy- mere wie teilweise oder vollständig hydrolysiertes Polyvinylamid (sogenanntes „Polyvi- nylamin"), dessen Amingruppen stets - auch bei sehr hohen pH-Werten - teilweise zu Ammoniumgruppen protoniert vorliegen oder Metallkationen wie Mg2+, Ca2+, Al3+, Sc3+, Ti4+, Mn2+, Fe2+/3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Y3+, Zr4+, La3+, Ce4+, Hf4+, und Au3+. Bevorzugte Metall-Kationen sind Mg2+, Ca2+, Al3+, Ti4+, Zr4+ und La3+, und besonders bevorzugte Metall-Kationen sind Al3+, Ti4+und Zr4+. Die Metall-Kationen können sowohl allein als auch im Gemisch untereinander eingesetzt werden. Die Anionen unterliegen keiner wesentlichen Einschränkung, es sind von den genannten Metall-Kationen alle solchen Metallsalze geeignet, die eine ausreichende Löslichkeit in dem zu verwendenden Lösungsmittel besitzen. Besonders geeignet sind Metallsalze mit schwach komplexieren- den Anionen wie zum Beispiel Chlorid, Nitrat und Sulfat, Hydrogensulfat, Carbonat, Hydrogencarbonat, Nitrat, Phosphat, Hydrogenphosphat, Dihydrogenphosphat und Carboxylat, wie Acetat und Lactat. In besonders bevorzugter Form wird Aluminiumsulfat Ab(SO4^ verwendet. Als Lösungsmittel für die Metallsalze können Wasser, Alkohole, DMF, DMSO sowie Mischungen dieser Komponenten eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Wasser und Wasser/Alkohol-Mischungen wie zum Bespiel Wasser/Methanol, Wasser/1 ,2-Propandiol und Wasser/1 ,3-Propandiol. Ganz besonders bevorzugt ist Wasser.In one embodiment of the invention, the stability of the foam, preferably a foam, formed from a polymerizable mixture containing acid group-bearing monomers is increased by forming complexes on the foam surface. The formation of the complexes on the foam takes place by treatment with at least one complexing agent. A complexing agent is an agent containing complexing cations. Preferably, this is accomplished by spraying solutions of di- or polyvalent cations, which cations may react with functional groups, such as the acid groups of the polymeric foam to form complexes. Examples of divalent or polyvalent cations are polymers which are formally wholly or partially composed of vinylamine monomers, such as partially or completely hydrolyzed polyvinylamide (so-called "polyvinylamine"), whose amine groups are always partially protonated to ammonium groups, even at very high pH values or metal cations such as Mg 2+ , Ca 2+ , Al 3+ , Sc 3+ , Ti 4+ , Mn 2+ , Fe 2+ / 3+ , Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Y 3+ , Zr 4+ , La 3+ , Ce 4+ , Hf 4+ , and Au 3+ . Preferred metal cations are Mg 2+ , Ca 2+ , Al 3+ , Ti 4+ , Zr 4+ and La 3+ , and particularly preferred metal cations are Al 3+ , Ti 4+ and Zr 4+ . The metal cations can be used both alone and in a mixture with each other. The anions are not subject to any significant restriction, of the said metal cations, all such metal salts are suitable which have sufficient solubility in the solvent to be used. Particularly suitable are metal salts with weakly complexing anions such as chloride, nitrate and sulfate, hydrogen sulfate, carbonate, bicarbonate, nitrate, phosphate, hydrogen phosphate, dihydrogen phosphate and carboxylate, such as acetate and lactate. In a particularly preferred form, aluminum sulfate Ab (SO 4) is used as the solvent for the metal salts, water, alcohols, DMF, DMSO and mixtures of these components are particularly preferably water and water / alcohol mixtures such as water / methanol, Water / 1,2-propanediol and water / 1,3-propanediol. Very particular preference is given to water.
Die Konzentration des mehrwertigen Metallions in der wässrigen Lösung beträgt im Allgemeinen mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-% sowie im Allgemeinen höchstens 20 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 10 Gew.-%. Eingesetzt werden im Allgemeinen mindestens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.- %, in besonders bevorzugter Weise mindestens 0,2 Gew.-%, beispielsweise mindestens 0,8 Gew.-% sowie im Allgemeinen höchstens 10 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 8 Gew.-% und in besonders bevorzugter Weise höchstens 5 Gew.-%, beispielsweise höchstens 3,2 Gew.-%, des mehrwertigen Metallions bezogen auf den trocknen Schaum vor Aufbringung von Komplexierungs- oder Quellverzögerungsmittel. „Trocken" im Rahmen dieser Erfindung ist ein Schaum, der 5 Gew.-% Wasser enthält. Bei Verwendung von Aluminiumsulfat entspricht ein Gehalt von 0,8 Gew.-% des Kations einem Gehalt von Ab(SO4)S von 5 Gew.-% und ein Gehalt von 3,2 Gew.-% des Kations einem Gehalt von Ab(SO4)3 von 20 Gew.-%.The concentration of the polyvalent metal ion in the aqueous solution is generally at least 1 wt%, preferably at least 2 wt%, and generally at most 20 wt%, preferably at most 10 wt%. In general, at least 0.05% by weight, preferably at least 0.1% by weight, more preferably at least 0.2% by weight, for example at least 0.8% by weight and generally at most 10, are used Wt .-%, preferably at most 8 wt .-% and more preferably at most 5 wt .-%, for example at most 3.2 wt .-%, of the polyvalent metal ion based on the dry foam prior to application of complexing or Quellverzögerungsmittel. "Dry" in the context of this invention is a foam which contains 5% by weight of water. When aluminum sulfate is used, a content of 0.8% by weight of the cation corresponds to a content of Ab (SO 4 ) 5 of 5% by weight. -% and a content of 3.2 wt .-% of the cation a content of Ab (SO 4 ) 3 of 20 wt .-%.
QuellverzögerungsmittelSource retardants
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Schaum mit mindestens einem Quellverzögerungsmittel behandelt. Unter Quellverzögerungsmittel werden Stoffe verstan- den, die auf die Oberfläche des superabsorbierenden Schaums im feuchten oder trockenen Zustand (<10 Gew.-% Wasser im Schaum) aufgebracht werden und zu einer Verzögerung der Flüssigkeitsaufnahme führen, was als Abnahme der Quellrate oder Zunahme der Quelldauer des behandelten Schaums im Vergleich mit dem unbehandelten Schaum ausgedrückt wird.In one embodiment of the invention, the foam is treated with at least one source retardant. By source retardants is meant substances which are applied to the surface of the superabsorbent foam in a wet or dry state (<10% by weight of water in the foam) resulting in a delay in liquid uptake, which is a decrease in swelling rate or increase in swelling time of the treated foam in comparison with the untreated foam.
Die Zeit, die benötigt wird um Flüssigkeit aufzunehmen, wird durch die erfindungsgemäße Behandlung der Schäume erhöht. Die Quellrate wird dabei im Allgemeinen um wenigstens 25%, bevorzugt mehr als 50%, mehr bevorzugt mehr als 100%, insbesondere mehr als 200% erniedrigt.The time required to take up liquid is increased by the treatment according to the invention of the foams. The swelling rate is generally about at least 25%, preferably more than 50%, more preferably more than 100%, in particular more than 200% is lowered.
Als Quellverzögerungsmittel werden beispielsweise Hydrophobierungsmittel verwendet oder wasserlösliche Polymere aufgebracht, die die Flüssigkeitsaufnahme verlangsamen.As a source retardants, for example, water repellents are used or applied water-soluble polymers that slow down the fluid intake.
Hydrophobierungwaterproofing
Die Begriffe "hydrophob" und "hydrophil" beschreiben das Benetzungsverhalten einer Oberfläche mit Wasser. Auf hydrophoben Oberflächen ist der Rand- bzw. Kontaktwinkel eines Wassertropfens kleiner 90°, bevorzugt kleiner 80°, mehr bevorzugt kleiner 70°, besonders bevorzugt kleiner 60°, insbesondere kleiner 50°, und auf hydrophilen Oberflächen ist der Rand- bzw. Kontaktwinkel eines Wassertropfens größer 90°, be- vorzugt größer 100°, mehr bevorzugt größer 110°, besonders bevorzugt größer 120°, insbesondere größer 130°. Der Rand- bzw. Kontaktwinkel wird beispielsweise in CoI- loid Polym. Sei., Band 259 (1981), Seiten 391 bis 394, beschrieben. Bei rauen Oberflächen wird der scheinbare Kontaktwinkel gemessen. Bei Pulvern wird die Oberfläche mit einem glatten Stempel und einem Druck von 0,5 bar geglättet.The terms "hydrophobic" and "hydrophilic" describe the wetting behavior of a surface with water. On hydrophobic surfaces, the edge or contact angle of a water droplet is less than 90 °, preferably less than 80 °, more preferably less than 70 °, particularly preferably less than 60 °, in particular less than 50 °, and on hydrophilic surfaces is the edge or contact angle of one Water droplet greater than 90 °, preferably greater than 100 °, more preferably greater than 110 °, particularly preferably greater than 120 °, in particular greater than 130 °. The edge or contact angle is for example in CoIloid Polym. Sci., Vol. 259 (1981), pages 391-394. For rough surfaces, the apparent contact angle is measured. With powders, the surface is smoothed with a smooth punch and a pressure of 0.5 bar.
Beispielsweise befinden sich auf der Partikeloberfläche pyrogener Kieselsäuren freie Hydroxygruppen. Über diese Hydroxygruppen sind Wasserstoffbrückenbindungen möglich. Dadurch sind pyrogene Kieselsäuren hydrophil.For example, there are free hydroxyl groups on the particle surface of pyrogenic silicas. Hydrogen bonds are possible via these hydroxy groups. As a result, pyrogenic silicas are hydrophilic.
Durch Umsetzung pyrogener Kieselsäuren mit beispielsweise Trimethylchlorsilan können die freien Hydroxygruppen in Silylethergruppen umgewandelt werden. Die SiIy- lethergruppen können keine Wasserstoffbrückenbindungen mehr ausbilden. Die pyrogene Kieselsäure wurde hydrophobiert.By reacting pyrogenic silicic acids with, for example, trimethylchlorosilane, the free hydroxyl groups can be converted into silyl ether groups. The silyl ether groups can no longer form hydrogen bonds. The fumed silica was rendered hydrophobic.
Die Quellrate wird beispielsweise durch Hydrophobierung der Oberfläche des Schaums gesenkt. Hydrophobierung ist die Erhöhung des Rand- oder Kontaktwinkels von Wasser auf dem Schaum auf einen Wert von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, mehr bevorzugt mindestens 110°, besonders bevorzugt mindestens 120°, insbesondere mindestens 130°. Verfahren zur Hydrophobierung sind bekannt, üblicherweise werden dazu Hydrophobierungsmittel auf die Oberfläche aufgebracht. Eine Möglichkeit zur Hydrophobierung des Schaums ist die Nachbehandlung (z. B. durch Bepuderung oder Auftragung einer Aufschlämmung oder Dispersion) mit hydrophoben Partikeln. Die Einsatzmenge an hydrophoben Partikeln ist dabei individuell einzustellen, wobei die Quellrate des so nachbehandelten Superabsorberschaums mit steigendem Gehalt hydrophober Partikel sinkt. Die Hydrophobie der Oberfläche kann wahlweise auch durch Aufbringen eines Gemisches aus hydrophoben und hydrophilen Partikeln eingestellt werden. Wird der Superabsorberabsorberschaum auf diese Weise auch mit hydrophilen Stoffen nachbehandelt, so ist die Menge an hydrophoben Partikeln typischerweise zu erhöhen.The swelling rate is lowered, for example, by hydrophobing the surface of the foam. Hydrophobing is the increase of the edge or contact angle of water on the foam to a value of at least 90 °, preferably at least 100 °, more preferably at least 110 °, more preferably at least 120 °, in particular at least 130 °. Methods for hydrophobing are known, usually water repellents are applied to the surface. One way to hydrophobize the foam is to post-treat (eg, by powdering or applying a slurry or dispersion) with hydrophobic particles. The amount of hydrophobic particles used is set individually, with the swelling rate of the superabsorbent foam thus treated dropping as the content of hydrophobic particles increases. The hydrophobicity of the surface can optionally also be adjusted by applying a mixture of hydrophobic and hydrophilic particles. Will the superabsorbent foam in this way also with aftertreatment of hydrophilic substances, the amount of hydrophobic particles is typically to be increased.
Durch die Kombination hydrophiler und hydrophober Partikel können Superabsorber- schäume mit individuell einstellbarer Quellrate hergestellt werden. Die Mengen an hydrophilen und hydrophoben Partikeln werden dabei vorteilhaft so gewählt, dass die gewünschte Verzögerung der Quellrate erreicht wird.By combining hydrophilic and hydrophobic particles, superabsorbent foams can be produced with individually adjustable swelling rates. The amounts of hydrophilic and hydrophobic particles are advantageously chosen so that the desired delay of the swelling rate is achieved.
Hydrophobe oder hydrophobierte Verbindungen sind bekannt und gängige Handelswa- ren. Hydrophobierte Aluminiumoxide und/oder Kieselsäuren lassen sich beispielsweise durch Umsetzung hydrophiler Aluminiumoxide und/oder Kieselsäuren mit Hexamethyl- disilazan oder Dimethyldichlorsilan erhalten. Derartige Kieselsäure sind beispielsweise unter den Bezeichnungen Aerosil® R 812, Aerosil® R 974 oder Aerosil® R 8200 von Degussa Aktiengesellschaft, Düsseldorf, Deutschland, erhältlich. Hydrophile Verbin- düngen sind ebenfalls bekannt und gängige Handelswaren. Derartige Kieselsäure ist beispielweise unter der Bezeichnung Aerosil® 200 von Degussa Aktiengesellschaft, Düsseldorf, Deutschland, erhältlich. Bevorzugterweise werden pyrogene Aluminiumoxide, pyrogene Kieselsäuren oder Gemische davon verwendet. Besonders bevorzugt sind Gemische pyrogener Kieselsäuren mit größer 0 bis 20 Gew.-% pyrogenem Alumi- niumoxid sowie pyrogene Kieselsäuren.Hydrophobic or hydrophobicized compounds are known and common commercial products. Hydrophobed aluminas and / or silicic acids can be obtained, for example, by reacting hydrophilic aluminum oxides and / or silicas with hexamethyldisilazane or dimethyldichlorosilane. Such silica, for example, under the names Aerosil ® R 812, Aerosil ® R 974 or Aerosil ® R 8200 from Degussa AG, Dusseldorf, Germany, available. Hydrophilic compounds are also known and common commercial goods. Such silica is, for example, under the name Aerosil ® 200 of Degussa AG, Dusseldorf, Germany, available. Preferably, fumed aluminas, fumed silicas or mixtures thereof are used. Particular preference is given to mixtures of pyrogenic silicic acids with more than 0 to 20% by weight of pyrogenic aluminum oxide and pyrogenic silicic acids.
Vorzugsweise werden die hydrophoben und hydrophilen Verbindungen als Partikel eingesetzt. Die mittlere Partikelgröße beträgt im Allgemeinen mindestens 0,001 μm, vorzugsweise mindestens 0,002 μm, in besonders bevorzugter Form mindestens 0,005 μm und in ganz besonders bevorzugter Form mindestens 0,01 μm sowie im Allgemeinen höchstens 10 μm, vorzugsweise höchstens 5 μm, besonders bevorzugt höchstens 1 μm und ganz besonders bevorzugt höchstens 0,1 μm. Die mittlere Primärteilchengröße (ein Partikel enthält mehrere Primärteilchen) beträgt im Allgemeinen mindestens 5 nm und vorzugsweise mindestens 10 nm sowie im Allgemeinen höchstens 50 nm, vorzugsweise höchstens 20 nm. Die spezifische Oberfläche („BET-Oberfläche") der Partikel, beträgt im Allgemeinen mindestens 10 m2/g, vorzugsweise mindestens 80 m2/g sowie im Allgemeinen höchstens 1000 m7g, vorzugsweise höchstens 380 m2/g. Die Meßmethode für die Teilchengrößenverteilung basiert auf der Analyse der Beugungsspektren nach Fraunhofer. Die Analysen werden standardmäßig mit einem Mastersizer S, einem Lasergerät der Firma Malvern, durchgeführt. Eingesetzt werden im Allgemeinen mindestens 0,005 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,05 Gew.-%, in besonders bevorzugter Form mindestens 0,1 Gew.-% und in ganz besonders bevorzugter Form mindestens 1 Gew.-% sowie im Allgemeinen höchstens 50 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 20 Gew.-%, in besonders bevorzugter Form höchstens 10 Gew.- %, und in ganz besonders bevorzugter Form höchstens 5 Gew.-%, hydrophobe, hydrophobierte bzw. hydrophile Verbindung bezogen auf den superabsorbierenden trockenen Schaum mit einem Wassergehalt von 5%. Die hydrophoben und hydrophilen Verbindungen werden vorzugsweise auf den nicht feuchten Schaum gegeben. Nicht feucht bedeutet einen Wassergehalt von weniger als 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 10 Gew.-%. Die Art der Draufgabe unterliegt keinen Beschränkungen.Preferably, the hydrophobic and hydrophilic compounds are used as particles. The mean particle size is generally at least 0.001 μm, preferably at least 0.002 μm, in a particularly preferred form at least 0.005 μm and in a very particularly preferred form at least 0.01 μm and generally at most 10 μm, preferably at most 5 μm, particularly preferably at most 1 μm and most preferably at most 0.1 microns. The average primary particle size (one particle contains several primary particles) is generally at least 5 nm and preferably at least 10 nm and generally at most 50 nm, preferably at most 20 nm. The specific surface area ("BET surface area") of the particles is generally at least 10 m 2 / g, preferably at least 80 m 2 / g and generally at most 1000 m7g, preferably at most 380 m 2 / g The measurement method for the particle size distribution is based on the analysis of the diffraction spectra according to Fraunhofer The analyzes are carried out as standard with a Mastersizer S In general, at least 0.005% by weight, preferably at least 0.05% by weight, more preferably at least 0.1% by weight, and most preferably at least 1, are used Wt .-% and generally at most 50 wt .-%, preferably at most 20 wt .-%, in a particularly preferred form highest 5% by weight, and in a most preferred form at most 5% by weight, of hydrophobic, hydrophobized or hydrophilic compound based on the superabsorbent dry foam having a water content of 5%. The hydrophobic and hydrophilic compounds are preferably added to the non-wet foam. Non-humid means a water content of less than 20% by weight, more preferably less than 10% by weight. The type of bonus is not restricted.
Wasserlösliche PolymereWater-soluble polymers
Ein weiteres, alternatives Quellverzögerungsmittel sind wasserlösliche Polymere, die allein oder in Kombination mit den oben genannten Quellverzögerungsmitteln und auf die gleiche Weise wie für diese oben genannten oben beschrieben eingesetzt werden können.Another alternative source retarding agent is water-soluble polymers which may be used alone or in combination with the above-mentioned source retarders and in the same manner as described above for these.
Unter wasserlöslich werden solche Polymere verstanden, die mindestens zu 50 mg/l bei 200C in Wasser löslich sind. Ist die Wasserlöslichkeit pH-abhängig, wird Löslichkeit bei einem pH-Bereich von 4 bis 8, bevorzugt 5 bis 7 erreicht.Water-soluble refers to those polymers which are at least 50 mg / l soluble in water at 20 ° C. If the water solubility is pH-dependent, solubility is achieved at a pH range of 4 to 8, preferably 5 to 7.
Bevorzugt enthalten die Polymere als Monomerkomponente (Meth)acrylsäure oder deren Salze. Unter (Meth)acrylsäure wird Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Gemi- sehe verstanden.The polymers preferably contain (meth) acrylic acid or salts thereof as the monomer component. By (meth) acrylic acid is meant acrylic acid, methacrylic acid and their mixtures.
Weiterhin bevorzugt enthalten die Polymere als Monomerkomponente Alkylester der (Meth)acrylsäure.Further preferably, the polymers contain as the monomer component alkyl esters of (meth) acrylic acid.
Das Polymer kann auch vernetzt sein.The polymer can also be crosslinked.
Einsetzbare wasserlösliche Polymere sind z.B. in EP 88 951 B1 , Spalte 2 Zeile 14 ff beschrieben. Geeignete wasserlösliche Polymere sind auch gängige Handelswaren und beispielsweise unter der Bezeichnung Kollicoat® von BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Deutschland erhältlich.Applicable water-soluble polymers are described, for example, in EP 88 951 B1, column 2 line 14 ff. Suitable water soluble polymers are also available commercially available goods and, for example, under the name Kollicoat ® from BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Germany.
Als Quellverzögerungsmittel können Copolymere ausAs source retardants, copolymers can be used
A) 20 - 85 Gew.-% wenigstens eines Alkylesters der Acryl- und/oder Methacrylsäu- re,A) 20-85% by weight of at least one alkyl ester of acrylic and / or methacrylic acid,
B) 80 - 15 Gew.-% wenigstens eines zur Salzbildung befähigten, radikalisch poly- merisierbaren MonomerenB) 80-15% by weight of at least one salt-capable, free-radically polymerizable monomer
C) wahlweise bis zu 30 Gew.-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter MonomereC) optionally up to 30% by weight of one or more ethylenically unsaturated monomers
verwendet werden. Die Copolymere sind bevorzugt Filmbildner eines Emulsionspolymerisates. Bevorzugte Bereiche für A sind 40-70 Gew.-% und für B 60-30 Gew.-%.be used. The copolymers are preferably film formers of an emulsion polymer. Preferred ranges for A are 40-70% by weight and for B 60-30% by weight.
Alternativ können auch Coplymere nur ausAlternatively, coplymers can only be made
B) wenigstens eines zur Salzbildung befähigten, radikalisch polymerisierbaren MonomerenB) at least one salt-capable, free-radically polymerizable monomer
C) wahlweise bis zu 30 Gew.-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter MonomereC) optionally up to 30% by weight of one or more ethylenically unsaturated monomers
verwendet werden.be used.
Als Monomerkomponente (A) eignen sich Alkylester der Acryl- oder Methycrylsäure mit Alkylresten bestend aus 1 bis 30, bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei Methy- lacrylat, Methylmethacrylat Ethylacrylat und Ethylmethacrylat bevorzugt sind.Suitable monomer components (A) are alkyl esters of acrylic or methacrylic acid with alkyl radicals consisting of 1 to 30, preferably 1 to 8, carbon atoms, with methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate and ethyl methacrylate being preferred.
Bevorzugt enthält die zur Salzbildung befähigte Monomerkomponente (B) Carbo- xylgruppen, die mit Basen zur Salzbildung befähigt sind. Als geeignete säuregruppen- haltige Monomere sind bevorzugt monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren wie Acrylsäure und Methycrylsäure sowie beispielsweise Maleinsäure, Fumarsäure, Ita- consäure, Mesaconsäure, Methylenmalonsäure oder Citraconsäure genannt. Alternativ kann diese Komponente primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen enthalten, die dann mit Säuren zur Salzbildung befähigt ist. Geeignete Monomere mit Aminogruppen sind Vinylimidazol, Vinylimidazolin, Vinylimidazolidin, Vinylpyridin, Monoalkyl- bzw. Dialkylaminoalkylester oder Monoalkyl- bzw. Dialkylaminoalkylamide von ungesättigten, copolymerisierbaren Carbonsäuren, wie z.B. Cyclohexylaminoethylacrylat, Cyclo- hexylaminoethylmethacrylat, Morpholinoethylacrylat, Morpholinoethylmethacrylat, Pipe- ridinoethylacrylat, Piperidinoethylmethacrylat, 4-Dimethylamino-butylacrylat, 4- Dimethylamino-butylmethacrylat, Dimethylaminoneopentylacrylat, Dimethylaminoneo- pentylmethacrylat, N- Dimethylaminoethylacrylamid und Dimethylaminoethylmethacry- lamid. Bevorzugt ist Methacrylsäure.The monomer component (B) which is capable of salt formation preferably contains carboxyl groups which are capable of forming salts with bases. Suitable acidic group-containing monomers are preferably monoethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid and, for example, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid, methylenemalonic acid or citraconic acid. Alternatively, this component may contain primary, secondary or tertiary amino groups, which is then capable of salt formation with acids. Suitable monomers having amino groups are vinylimidazole, vinylimidazoline, vinylimidazolidine, vinylpyridine, monoalkyl or dialkylaminoalkyl esters or monoalkyl or dialkylaminoalkylamides of unsaturated, copolymerizable carboxylic acids, such as e.g. Cyclohexylaminoethyl acrylate, cyclohexylaminoethyl methacrylate, morpholinoethyl acrylate, morpholinoethyl methacrylate, piperidinoethyl acrylate, piperidinoethyl methacrylate, 4-dimethylamino-butyl acrylate, 4-dimethylamino-butyl methacrylate, dimethylaminoneopentyl acrylate, dimethylaminoneopentyl methacrylate, N-dimethylaminoethylacrylamide and dimethylaminoethylmethacrylamide. Preference is given to methacrylic acid.
Daneben können wahlweise noch weitere Comonomere (C) am Aufbau des Polymerisats beteiligt sein. Hier sind beispielhaft Acryl- oder Methacrylamid, Hydroxyalkylester der Acrylsäure oder Methacrylsäure, Glycerinmonoacrylat, Glycerinmonomethacrylat, N-Vinylformamid, Vinylpyrrolidon, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylaromaten wie Styrol oder Vinyltoluol oder niedere Olefine wie Ethylen oder Propylen genannt. Des weiteren seien n-Butyl-, 2-Ethylhexyl-, n-Octyl-, n-Hexyl-, , Cyclohexyl-, Benzyl- und Dodecy- lester ungesättigter polymerisierbarer Carbonsäuren, besonders der Acryl- und Me- thacrylsäure, sowie die höheren N-Alkylamide dieser Säuren, Vinylester höherer Fettsäuren wie beispielsweise der Buttersäure oder der Valeriansäure genannt. Es kann beispielsweise zusätzlich zu den beschriebenen Comonomeren (C) eine bifunktionelle Vinylverbindung wie z.B. Divinylbenzol oder Glycoldimethacrylat in geringen Mengen mit einpolymerisiert werden, die zur schwachen Vernetzung führt. Damit wird die Wirksubstanz diffusionskontrolliert freigesetzt.In addition, optionally further comonomers (C) may be involved in the construction of the polymer. Acrylic or methacrylamide, hydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, N-vinylformamide, vinylpyrrolidone, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylaromatics such as styrene or vinyltoluene or lower olefins such as ethylene or propylene are mentioned as examples. Furthermore, n-butyl, 2-ethylhexyl, n-octyl, n-hexyl, cyclohexyl, benzyl and dodecyl esters of unsaturated polymerizable carboxylic acids, especially of acrylic and methacrylic acid, and the higher N are Alkylamides of these acids, vinyl esters of higher fatty acids such as butyric acid or valeric acid called. For example, in addition to the described comonomers (C), a bifunctional vinyl compound, such as, for example, divinylbenzene or glycol dimethacrylate, can be copolymerized in small amounts, resulting in poor crosslinking. Thus, the active substance is released diffusion-controlled.
Bei dem bevorzugten erfindungsgemäßen Polymeren handelt es sich entweder um ein (Meth)acrylat-Copolymer aus 1 bis 60 Gew.-% Methacrylsäure und 40 bis 99Gew.-% Ethylacrylat. Bevorzugt sind Copolymere aus 10 bis 40 Gew.-% Methacrylsäure und 60 bis 90 Gew.-% Ethylacrylat. Ebenfalls bevorzugt sind Copolymere mit 40-70 Gew.-% Ethylacrylat und 60-30 Gew.-% Methacrylsäure. Der pH-Wert, bei dem sich das Copo- lymer löst, kann durch das Verhältnis der Monomere eingestellt werden. So liegt beispielsweise bei einem Copolymer aus Ethylacrylat mit Methacrylsäure mit einem Monomer-Verhältnis von 49:51 der pH, in dem sich das Polymer löst bei > 5,5. Besonders bevorzugt wird in der vorliegenden Erfindung jedoch ein Verhältnis von Ethylacrylat zu Methacrylsäure von 60:40. Dieses Produkt löst sich bei einem pH von ca. > 6,6.The preferred polymer according to the invention is either a (meth) acrylate copolymer of from 1 to 60% by weight of methacrylic acid and from 40 to 99% by weight of ethyl acrylate. Preference is given to copolymers of from 10 to 40% by weight of methacrylic acid and from 60 to 90% by weight of ethyl acrylate. Also preferred are copolymers with 40-70% by weight of ethyl acrylate and 60-30% by weight of methacrylic acid. The pH at which the copolymer dissolves can be adjusted by the ratio of the monomers. For example, in the case of a copolymer of ethyl acrylate with methacrylic acid having a monomer ratio of 49:51, the pH at which the polymer dissolves is> 5.5. However, particularly preferred in the present invention is a ratio of ethyl acrylate to methacrylic acid of 60:40. This product dissolves at a pH of about> 6.6.
Herstellung:production:
Das beanspruchte Copolymer wird hergestellt durch radikalische Dispersions- Emulsionspolymerisation der Monomerkomponenten unter Zusatz von Natriumlauryl- sulfat und/oder Tween® 80 als Emulgatoren.The claimed copolymer is prepared by free radical emulsion polymerization of the monomer dispersion with the addition of sodium lauryl sulfate from and / or Tween ® 80 as emulsifiers.
Die Polymerisation wird wie allgemein üblich durch einen Initiator ausgelöst. Zur Herstellung des wasserlöslichen Polymers werden Initiatoren verwendet wie oben fürdie Polymerisation Säuregruppen tragender und sonstiger Monomere beschrieben. Ebenso ist wie dort auch eine Initiierung der Polymerisation durch Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung auf die polymerisierbare, wässrige Mischung möglich.The polymerization is initiated as usual by an initiator. Initiators are used to prepare the water-soluble polymer as described above for the polymerization of acid group-carrying and other monomers. Likewise, as is the case there, initiation of the polymerization by the action of electromagnetic radiation on the polymerizable, aqueous mixture is possible.
Die anzuwendenden Nachbehandlungsmittel - Komplexierungsmittel, Quellverzöge- rungsmittel oder Komplexierungs- und Quellverzögerungsmittel - werden wie beschrieben auf den Schaum aufgebracht, vorzugsweise als Lösung oder soweit unlöslich, als Dispersion oder Feststoff. Werden sowohl Komplexierungs- als auch Quellverzögerungsmittel aufgebracht, werden sie vorzugsweise gemeinsam in einer Lösung auf den getrockneten wasserabsorbierenden Schaum aufgesprüht oder - bei einem partikulä- ren Quellverzögerungsmittel - auf den mit Komplexierungsmittel vorbehandelten Schaum aufgebracht.The aftertreatment agents to be used-complexing agents, swelling retardants or complexing and swelling retardants-are applied to the foam as described, preferably as a solution or as far as insoluble, as a dispersion or solid. When both complexing and source retarding agents are applied, they are preferably sprayed together in a solution onto the dried water-absorbent foam or, in the case of a particulate source retardant, applied to the complexing agent pretreated foam.
Weitere Verfahrensvarianten zur Aufbringung von Komplexierungs- und/oder Quellverzögerungsmittel Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Nachbehandlung von Schäumen zur Herstellung erfindungsgemäßer Superabsorberschäume umfasst die folgenden Schritte:Further process variants for the application of complexing and / or Quellverzögerungsmittel A further process according to the invention for the aftertreatment of foams for the production of superabsorbent foams according to the invention comprises the following steps:
- Nachbehandlung eines oben beschriebenen Superabsorberschaums mit wenigstens einer hydrophoben Verbindung, vorzugsweise mit wenigstens einem hydrophoben und/oder hydrophobierten Tonmineral, hydrophobierten Aluminiumoxid und/oder hydrophobierter Kieselsäure, besonders bevorzugt mindestens einem hydrophobierten Aluminiumoxid und/oder einer hydrophobierten Kieselsäure.Aftertreatment of a superabsorbent foam as described above with at least one hydrophobic compound, preferably with at least one hydrophobic and / or hydrophobized clay mineral, hydrophobicized aluminum oxide and / or hydrophobicized silica, particularly preferably at least one hydrophobicized aluminum oxide and / or one hydrophobicized silica.
wahlweise Nachbehandlung mit wenigstens einer hydrophilen Verbindung, vorzugsweise wenigstens einem hydrophilen Tonmineral, Aluminiumoxid und/oder Kieselsäure, besonders bevorzugt Aluminiumoxid und/oder Kieselsäure.optionally after-treatment with at least one hydrophilic compound, preferably at least one hydrophilic clay mineral, aluminum oxide and / or silicic acid, particularly preferably alumina and / or silicic acid.
Noch ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Nachbehandlung von Superabsorberschäumen umfasst die folgenden Schritte:Yet another process according to the invention for the after-treatment of superabsorbent foams comprises the following steps:
Nachbehandlung mit wenigstens einem mehrwertigen Metallion, Lösungen mehrwertiger Metallionen, wasserlöslichen kationischen Polymeren und/oder Lösungen von wasserlöslichen Polymeren, vorzugsweise mehrwertigen Metallionen, wie beispielsweise Al3+, Fe2+, Fe3+, Ti3+, Ti4+, Co2+, Ni2+, Cr3+, Mn2+, Zn2+, Mg2+, Ca2+, Zr3+, Zr4+, besonders bevorzugt Al3+.Post-treatment with at least one polyvalent metal ion, solutions of polyvalent metal ions, water-soluble cationic polymers and / or solutions of water-soluble polymers, preferably polyvalent metal ions, such as Al 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Ti 3+ , Ti 4+ , Co 2 + , Ni 2+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Zn 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Zr 3+ , Zr 4+ , more preferably Al 3+ .
- Nachbehandlung mit wenigstens einer hydrophoben Verbindung, vorzugsweise hydrophobe und/oder hydrophobierte Tonmineralien, hydrophobierte Aluminiumoxide und/oder hydrophobierte Kieselsäuren, besonders bevorzugt hydrophobierte Aluminiumoxide und/oder hydrophobierte Kieselsäuren.Post-treatment with at least one hydrophobic compound, preferably hydrophobic and / or hydrophobized clay minerals, hydrophobicized aluminum oxides and / or hydrophobized silicic acids, particularly preferably hydrophobicized aluminum oxides and / or hydrophobized silicic acids.
- wahlweise Nachbehandlung mit wenigstens einer hydrophilen Verbindung, vorzugsweise hydrophilen Tonmineralien, Aluminiumoxide und/oder Kieselsäuren, besonders bevorzugt Aluminiumoxide und/oder Kieselsäuren.optionally aftertreatment with at least one hydrophilic compound, preferably hydrophilic clay minerals, aluminum oxides and / or silicic acids, more preferably aluminum oxides and / or silicic acids.
wahlweise Nachbehandlung mit wenigstens einem anionischen, kationischen und/oder nichtionischen Tensid, vorzugsweise einem nichtionischen Tensid, beispielsweise Sorbitanester mit einem HLB-Wert von 2 bis 18, etwa Span® 80 (Uniqema, NL).optionally post-treatment with at least one anionic, cationic and / or nonionic surfactant, preferably a nonionic surfactant, for example sorbitan ester having an HLB value of from 2 to 18, tightening about 80 ® (Uniqema, NL).
Vorzugsweise werden die Tenside als Lösung dosiert. Besonders bevorzugt als Lö- sungsmittel ist Diethylenglykolmonobutylether. Die Konzentration des Tensids in der Lösung beträgt typischerweise von 5 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%. Eingesetzt werden typischerweise 0,01 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, des Tensids bezogen auf den trocknen Schaum.Preferably, the surfactants are dosed as a solution. Particularly preferred as a solvent is diethylene glycol monobutyl ether. The concentration of the surfactant in the solution is typically from 5 to 70 wt .-%, preferably 10 to 60 wt .-%, particularly preferably 20 to 50 wt .-%. Typically, 0.01 to 4 are used Wt .-%, preferably 0.05 to 2 wt .-%, particularly preferably 0.1 to 1 wt .-%, of the surfactant based on the dry foam.
Die Reihenfolge, in der die Nachbehandlungsmittel dosiert werden unterliegt keiner Beschränkung, bevorzugt ist die ReihenfolgeThe order in which the aftertreatment agents are dosed is not limited, the order is preferred
mehrwertige Metallionen, Lösungen mehrwertiger Metallionen, wasserlösliche kationische Polymere und/oder Lösungen von wasserlöslichen Polymeren,polyvalent metal ions, solutions of polyvalent metal ions, water-soluble cationic polymers and / or solutions of water-soluble polymers,
- hydrophile und hydrophobe Verbindungen gemeinsam oder getrennt in beliebiger Reihenfolge- hydrophilic and hydrophobic compounds together or separately in any order
oberflächenaktive Verbindungen, wie beispielsweise Tenside, sowie deren Lösungen,Surface-active compounds, such as surfactants, and their solutions,
wobei vorzugsweise nur mehrwertige Metallionen und hydrophobe Verbindungen zurpreferably only polyvalent metal ions and hydrophobic compounds to
Nachbehandlung eingesetzt werden.Post-treatment can be used.
Trocknung nach Aufbringung von Komplexierungs- und/oder QuellverzögerungsmittelDrying after application of complexing and / or retarding agents
Nach dem letzten Schritt wird wahlweise getrocknet. Die Trocknung kann auf übliche Weise, etwa durch Beheizung des Mantels des Reaktionsapparats oder Einblasen von Warmluft erfolgen. Ebenso geeignet ist ein nachgeschalteter Trockner, wie er auch bei der Trocknung des noch nicht nachbehandelten Schaums eingesetzt wird. Bevorzugte Trocknungstemperaturen liegen im Bereich 50 bis 250 0C, vorzugsweise bei 50 bis 200 0C, besonders bevorzugt bei 50 bis 150 "C. Die Verweilzeit bei dieser Temperatur im Reaktionsmischer oder Trockner beträgt zweckmäßigerweise unter 30 Minuten, vorzugweise unter 20 Minuten.After the last step is optionally dried. The drying can be carried out in a customary manner, for example by heating the jacket of the reactor or blowing hot air. Also suitable is a downstream dryer, as it is used in the drying of not yet treated foam. Preferred drying temperatures are in the range from 50 to 250 ° C., preferably from 50 to 200 ° C., more preferably from 50 to 150 ° C. The residence time at this temperature in the reaction mixer or dryer is advantageously less than 30 minutes, preferably less than 20 minutes.
Die Trocknung wird vorzugsweise bei vermindertem Druck, vorzugsweise bei weniger als 500 mbar, besonders bevorzugt bei weniger als 200 mbar, durchgeführt und wahlweise durch einen trockenen Gasstrom, vorzugsweise Stickstoff, in einer Menge von 20 bis 1000 l/kgh, vorzugsweise 100 bis 250 l/kgh, unterstützt.The drying is preferably carried out at reduced pressure, preferably at less than 500 mbar, more preferably at less than 200 mbar, and optionally by a dry gas stream, preferably nitrogen, in an amount of 20 to 1000 l / kgh, preferably 100 to 250 l / kgh, supported.
Nachbehandlung nach Aufbringung von Komplexierungs- und/oder Quellverzögerungsmittel oder TrocknungPost-treatment after application of complexing and / or swelling retardant or drying
Vorzugsweise werden die absorbierenden Schäume in dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich mit einer hydrophilen organischen Verbindung nachbehandelt. Die hydrophilen organischen Verbindungen verbessern insbesondere die Fixierung partikulärer Nachbehandlungsmittel auf dem Superabsorberschaum. Geeignete hydrophile organische Verbindungen sind beispielsweise niedere wasserlösliche Polyole mit einer mittleren Molmasse von 100 bis 6.000 Dalton, vorzugsweise 200 bis 3.000 Dalton, besonders bevorzugt von 250 bis 2.000 Dalton.Preferably, the absorbent foams in the process according to the invention are additionally treated with a hydrophilic organic compound. In particular, the hydrophilic organic compounds improve the fixation of particulate aftertreatment agents on the superabsorbent foam. Suitable hydrophilic organic compounds are, for example, lower water-soluble polyols having a average molecular weight of 100 to 6,000 daltons, preferably 200 to 3,000 daltons, more preferably from 250 to 2,000 daltons.
Bevorzugte hydrophile organische Verbindungen sind dendritische Polymere, hochver- zweigte Polymere wie beispielsweise Polyglycerine, Polyethylenglykole, Polypropy- lenglykole, statistische oder Block-Copolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid. Weitere zu diesem Zweck geeignete Verbindungen sind die Polyethoxylate oder Polypro- poxylate von Polyhydroxyverbindungen, wie Glycerin, Sorbitol, Trimethylolpropan, Tri- methylolethan, Pentaerythrit. Beispiele hierfür sind n-fach ethxoxyliertes Trimethy- lolpropan oder Glyzerin wobei n eine ganze Zahl zwischen 1 und 100 darstellt. Weitere Beispiele sind Blockcopolymere wie insgesamt n-fach ethoxyliertes und dann m-fach propoxyliertes Trimethylolpropan oder Glyzerin wobei n eine ganze Zahl zwischen 1 und 40 darstellt und m eine ganze Zahl zwischen 1 und 40 darstellt. Die Reihenfolge der Blöcke kann auch umgekehrt sein.Preferred hydrophilic organic compounds are dendritic polymers, highly branched polymers such as polyglycerols, polyethylene glycols, polypropylene glycols, random or block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide. Further suitable compounds for this purpose are the polyethoxylates or polypropoxylates of polyhydroxy compounds, such as glycerol, sorbitol, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol. Examples of these are n-times ethoxylated trimethylolpropane or glycerol where n is an integer between 1 and 100. Further examples are block copolymers such as n-times ethoxylated and then m-fold propoxylated trimethylolpropane or glycerol where n is an integer between 1 and 40 and m is an integer between 1 and 40. The order of the blocks can also be reversed.
Die hydrophile organische Verbindung kann vor, während oder nach jedem der Nachbehandlungsschritte zugesetzt werden, vorzugsweise vor der Nachbehandlung mit der hydrophoben organischen Verbindung, besonders bevorzugt zusammen mit dem mehrwertigen Metallion.The hydrophilic organic compound may be added before, during or after each of the post-treatment steps, preferably before the post-treatment with the hydrophobic organic compound, more preferably together with the polyvalent metal ion.
Die hydrophile organische Verbindung ist bei 23°C flüssig und weist bei 23°C eine Viskosität von weniger als 3000 mPas, vorzugsweise weniger als 1500 mPas, bevorzugt weniger als 1000 mPas, besonders bevorzugt weniger als 500 mPas, ganz besonders bevorzugt weniger als 300 mPas, auf.The hydrophilic organic compound is liquid at 23 ° C and has at 23 ° C a viscosity of less than 3000 mPas, preferably less than 1500 mPas, preferably less than 1000 mPas, more preferably less than 500 mPas, most preferably less than 300 mPas , on.
Die hydrophile organische Verbindung wird üblicherweise in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise von 0,025 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,05 bis 0,75 Gew.-%, bezogen auf den superabsorbierenden Schaum eingesetzt.The hydrophilic organic compound is usually used in an amount of from 0.01 to 2% by weight, preferably from 0.025 to 1% by weight, more preferably from 0.05 to 0.75% by weight, based on the superabsorbent foam used.
Verwendung der SchäumeUse of the foams
Die erfindungsgemäßen schaumförmigen Hydrogele, die wahlweise an der Oberfläche nachvernetzt sind, können für alle Zwecke verwendet werden, für die beispielsweise die aus der EP 858 478 B1 bekannten wasserabsorbierenden, schaumförmigen Hydrogele auf Basis von Säuregruppen enthaltenden Polymeren wie vernetzten PoIy- acrylaten, eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen schaumförmigen Hydrogele eignen sich beispielsweise für den Einsatz in Hygieneartikeln zur Absorption von Körperflüssigkeiten, in Verbandmaterial zur Abdeckung von Wunden, als Dichtungsmaterial, als Verpackungsmaterial, als Bodenverbesserungsmittel, als Bodenersatzstoff, zur Entwässerung von Schlämmen, zur Absorption saurer wässriger Abfälle, zum Eindicken wässriger Lacke bei der Entsorgung von Restmengen an Lacken, zur Entwässe- rung von wasserhaltigen Ölen oder Kohlenwasserstoffen oder als Material für Filter in Lüftungssystemen.The foam-like hydrogels according to the invention, which are optionally postcrosslinked on the surface, can be used for all purposes for which, for example, the water-absorbing foam-like hydrogels known from EP 858 478 B1 are used based on acid group-containing polymers such as crosslinked polyacrylates. The foamy hydrogels of the invention are suitable, for example, for use in hygiene articles for absorption of body fluids, in dressings for covering wounds, as a sealing material, as a packaging material, as a soil conditioner, as a soil substitute, for dewatering sludges, for absorbing acidic aqueous wastes, for thickening aqueous ones Paints in the disposal of residual amounts of paints, for drainage of hydrous oils or hydrocarbons or as a filter material in ventilation systems.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Hygieneartikel, welche die erfindungsge- mäßen Schäume enthalten, wie Babywindeln, Damenbinden, Inkontinenzartikel und Verbandmaterial. Die erfindungsgemäßen Schäume erfüllen beispielsweise in Hygieneartikeln mehrere Funktionen, nämlich Akquisition, Distribution und/oder Speicherung von Körperflüssigkeiten. Insbesondere eignen sie sich zur Speicherung von Körperflüssigkeiten als Storage Layer in einer Windel oder einem Damenhygieneartikel. Durch die Verzögerung der Flüssigkeitsaufnahme wird die zu absorbierende Flüssigkeit erst gleichmäßig in dem Hygieneartikel verteilt. So kann bei einer zeitlich versetzten zweiten oder mehrfachen Beaufschlagung mit Flüssigkeit die gesamte Fläche des Schaums weiterhin in besseren Maße zur Verfügung stehen.A further subject of the invention are hygiene articles which contain the foams according to the invention, such as baby diapers, sanitary napkins, incontinence articles and dressings. The foams according to the invention fulfill, for example, in hygiene articles several functions, namely acquisition, distribution and / or storage of body fluids. In particular, they are suitable for storing body fluids as a storage layer in a diaper or a feminine hygiene article. Due to the delay of the liquid intake, the liquid to be absorbed is distributed evenly in the hygiene article. Thus, in a staggered second or repeated exposure to liquid, the entire surface of the foam can continue to be available to a better extent.
Konstruktionen von Hygieneartikeln, die absorbierende Schaumschichten enthalten, sind bekannt, ebenso ihre Herstellung. Der erfindungsgemäßen absorbierenden Schaumstoffe werden in diesen Hygieneartikeln ebenso wie bekannte absorbierende Schaumstoffe. Schaumstoffschichten aus den erfindungsgemäß schaumförmigen Hydrogelen können beispielsweise in einer Stärke von 1 bis 5 mm in einem der oben- genannten Hygieneartikel als absorbierender Kern zwischen einer oberen flüssigkeitsdurchlässigen Abdeckung und einer unteren flüssigkeitsundurchlässigen Schicht aus einer Folie aus z.B. Polyethylen oder Polypropylen angeordnet sein. Die flüssigkeitsdurchlässige Schicht des Hygieneartikels steht bei der Anwendung in direktem Kontakt mit der Haut des Anwenders. Dieses Material besteht üblicherweise aus einem Vlies aus natürlichen Fasern wie Cellulosefasern oder Fluff. Wahlweise ist oberhalb und/oder unterhalb des absorbierenden Kerns noch eine Tissueschicht angeordnet. Zwischen der untern Schicht des Hygieneartikels und dem absorbierenden Kern kann wahlweise noch eine Speicherschicht aus einem herkömmlichen partikulären anionischen Superabsorber vorhanden sein. Wenn man die geschäumten basischen Hydro- gele als absorbierenden Kern in Windeln einsetzt, so kann aufgrund der offenzelligen Struktur der geschäumten basischen Hydrogele die normalerweise in einzelnen Mengen auf einmal beaufschlagte Körperflüssigkeit zügig abgeführt werden. Dadurch wird dem Anwender ein angenehmes Gefühl der Oberflächentrockenheit der Windel vermittelt.Structures of sanitary articles containing absorbent foam layers are known, as is their manufacture. The absorbent foams of the present invention in these sanitary articles as well as known absorbent foams. Foam layers of the foamy hydrogels of the present invention may be used, for example, in a thickness of 1 to 5 mm in one of the above-mentioned sanitary articles as an absorbent core between an upper liquid-permeable cover and a lower liquid-impermeable layer of a film of e.g. Polyethylene or polypropylene may be arranged. The liquid-permeable layer of the hygiene article is in direct contact with the skin of the user during use. This material usually consists of a fleece of natural fibers such as cellulose fibers or fluff. Optionally, a tissue layer is disposed above and / or below the absorbent core. Optionally, a storage layer of a conventional particulate anionic superabsorber may alternatively be present between the lower layer of the hygiene article and the absorbent core. When the foamed basic hydrogels are used as the absorbent core in diapers, due to the open-cell structure of the foamed basic hydrogels, the bodily fluid, which is normally applied in individual quantities at once, can be rapidly removed. This gives the user a pleasant feeling of surface dryness of the diaper.
BestimmungsmethodenPositioning methods
Dichtedensity
Jede geeignete gravimetrische Methode kann zur Dichtebestimmung des Mehrkomponenten-Schaumstoffsystems herangezogen werden. Ermittelt wird die Masse an festem Mehrkomponenten-Schaumstoffsystem pro Volumeneinheit Schaumstoffstruktur. Ein Verfahren zur Dichteermittlung des Mehrkomponenten-Schaumstoffsystems ist in der ASTM Methode Nr. D 3574-86, Test A, beschrieben. Diese Methode wurde ursprünglich zur Dichtebestimmung von Urethanschäumen entwickelt, kann aber auch zu diesem Zweck herangezogen werden. Danach wird bei einer vorkonditionierten Probe, wie in der Methode beschrieben, bei 22 +/- 2 0C deren Trockenmasse und Volumen ermittelt. Volumenbestimmungen größerer Probenabmessungen werden unter Normaldruck durchgeführt.Any suitable gravimetric method can be used to determine the density of the multi-component foam system. The mass of solid multi-component foam system per unit volume of foam structure is determined. A method of determining the density of the multi-component foam system is described in ASTM Method No. D 3574-86, Test A. This method was originally developed for the density determination of urethane foams, but can also be used for this purpose. Thereafter, at a preconditioned sample, as described in the method, the dry matter mass and volume are determined at 22 ± 2 ° C. Volume determinations of larger sample dimensions are carried out under normal pressure.
Freie Quellfähigkeit („Free swell capacity", „FSC")Free swell capacity ("FSC")
Bei dieser Methode wird die freie Quellbarkeit des Mehrkomponenten- Schaumstoffsystems im Teebeutel bestimmt. Zur Bestimmung der FSC werden 0,2000 +/- 0,0050 g getrockneter Schaumstoff (d.h., Restfeuchtegehalt von 5 %) in einem 60 x 85 mm großen Teebeutel eingeführt, der anschließend verschweißt wird. Der Teebeu- tel wird für 30 Minuten in einen Überschuss von Testlösung gegeben (mindestens 0,83 I 0,9 Gew.-%ige NaCI-Lösung / 1 g Polymer). Der Teebeutel wird anschließend für 10 Minuten abtropfen gelassen, indem er an einer Ecke aufgehangen wird. Die Bestimmung der Flüssigkeitsmenge geschieht durch Auswägen des Teebeutels.In this method, the free swellability of the multi-component foam system is determined in a tea bag. To determine the FSC, 0.2000 +/- 0.0050 g of dried foam (i.e., residual moisture content of 5%) is introduced into a 60 x 85 mm teabag, which is then sealed. The teaspoon is placed in an excess of test solution for 30 minutes (at least 0.83 L 0.9 wt% NaCl solution / 1 g of polymer). The tea bag is then drained for 10 minutes by hanging it on a corner. The determination of the amount of liquid is done by weighing the tea bag.
Zentrifugenretentionskapazität („Centrifuge Retention Capacity", „CRC")Centrifuge Retention Capacity ("CRC")
Bei dieser Methode wird das Retentionsvermögen des Mehrkomponenten- Schaumstoffsystems im Teebeutel gegen Schwerkraft bestimmt. Zur Bestimmung der CRC werden 0,2000 +/- 0,0050 g getrockneter Mehrkomponenten-Schaumstoff in ei- nem 60 x 85 mm großen Teebeutel eingeführt, der anschließend verschweißt wird. Der Teebeutel wird für 30 Minuten in einen Überschuss von 0,9 Gew.-%iger Kochsalzlösung gegeben (mindestens 0,83 I Kochsalz-Lösung / 1 g Polymer). Anschließend wird der Teebeutel 3 Minuten lang bei 250 G zentrifugiert. Die Bestimmung der Flüssigkeitsmenge geschieht durch Auswägen des zentrifugierten Teebeutels.In this method, the retention capacity of the multi-component foam system in the tea bag is determined against gravity. To determine the CRC, 0.2000 +/- 0.0050 g of dried multi-component foam is introduced into a 60 × 85 mm tea bag, which is subsequently welded. The teabag is placed in an excess of 0.9% by weight saline for 30 minutes (at least 0.83 L saline solution / 1 g polymer). The teabag is then centrifuged for 3 minutes at 250G. The determination of the amount of liquid is done by weighing the centrifuged teabag.
Free Swell Rate (FSR)Free Swell Rate (FSR)
Zur Bestimmung der Free Swell Rate wird 0,50 g (WH) Mehrkomponenten- Schaumstoffsystem auf dem Boden einer Plastikschale mit einem runden Boden von ca. 6 cm vorgelegt. Die Plastikschale hat eine Höhe von ca. 2,5 cm. Mit Hilfe eines Trichters werden nun 10 g (Wu) einer 0,9% NaCI Lösung, in das Zentrum der Plastikschale zugegeben. Sobald die Flüssigkeit Kontakt mit dem Mehrkomponenten- Schaumstoffsystem hat, wird die Zeitmessung begonnen und erst dann gestoppt, wenn das Mehrkomponenten-Schaumstoffsystem die gesamte Flüssigkeit vollständig aufge- nommen hat, d. h. bis keine freie Flüssigkeit mehr zu erkennen ist. Diese Zeit wird als tA notiert. Die Free Swell Rate berechnet sich dann gemäß FSR = Wu / (WH X tA).To determine the free swell rate, 0.50 g (WH) multi-component foam system is placed on the bottom of a plastic dish with a round bottom of approx. 6 cm. The plastic bowl has a height of about 2.5 cm. Using a funnel, 10 g (wu) of a 0.9% NaCl solution are added to the center of the plastic dish. As soon as the liquid has contact with the multicomponent foam system, the time measurement is started and only stopped when the multicomponent foam system has completely absorbed the entire liquid, ie until no more free liquid is recognizable. This time is noted as tA. The free swell rate is then calculated according to FSR = Wu / (WH X t A ).
Trockengewichtdry weight
Das Trockengewicht wird bestimmt, in dem der Schaum für 3 h bei 105° C erhitzt wird. Das genaue Prozedere ist in der EDANA-Methode 430.2-02 beschrieben. EDANA ist die EUROPEAN DISPOSABLES AND NONWOVENS ASSOCIATION, Avenue Eugene Plasky, 157 - 1030 Brüssels - Belgium, www.edana.org.The dry weight is determined by heating the foam at 105 ° C for 3 hours. The exact procedure is described in EDANA Method 430.2-02. EDANA is the EUROPEAN DISPOSABLES AND NONWOVENS ASSOCIATION, Avenue Eugene Plasky, 157 - 1030 Brussels - Belgium, www.edana.org.
Trockenfestigkeitdry strength
Der Trockenfestigkeit ist diejenige Kraft, die erforderlich ist, um einen Testkörper aus getrocknetem superabsorbierenden Schaum in der unten beschriebenen Vorrichtung kontrolliert zu belasten.Dry strength is the force required to controllably load a dried superabsorbent foam test article in the apparatus described below.
Die Messung der Trockenfestigkeit erfolgt in einem handelsüblichen Texture Analyser (TA-XT2) der Firma Stable Micro Systems, Surrey, UK. Das Messgerät ist das gleiche wie bei der Bestimmung des Nassbruchwertes (WO 2004/035668 S. 30 Zeile 29ff und Fig. 1). An einem Messarm (1) ist eine Kugel (2) aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 1 Zoll (2,54 cm) angebracht, die gegen eine zwischen zwei Metallplatten fixierte Probe des superabsorbierenden Schaums (3) bewegbar ist. Beide Metallplatten weisen in der Mitte eine Bohrung mit einem Durchmesser (M) = 5,1 cm und einem Durchmesser (r2) = 3,5 cm auf, vgl. WO 2004/035668 Figur 2. Wie aus Figur 3 in WO 2004/035668 hervorgeht, weist die Seite der durchbohrten Platte mit dem Durchmesser (r1) eine Rundung auf, die einem Viertel Segment eines Kreises mit einem Durchmesser von 0,8 cm entspricht. Nur diese Seite der Platten kommt mit dem zu untersuchenden schaumförmigen Superabsorber in Kontakt. Die Rundung ist wichtig, damit der zu prüfende Schaum beim Testen nicht durch scharfkantige Ecken beschädigt wird. Die Oberfläche der Platten, die mit dem Schaum in Berührung kommt, ist aufgerauht, damit der Schaum während der Prüfung fixiert ist.The dry strength is measured in a commercial texture analyzer (TA-XT2) from Stable Micro Systems, Surrey, UK. The measuring device is the same as in the determination of the wet fracture value (WO 2004/035668 p. 30 line 29ff and FIG. 1). On a measuring arm (1) is mounted a ball (2) of stainless steel with a diameter of 1 inch (2.54 cm), which is movable against a fixed between two metal plates sample of the superabsorbent foam (3). Both metal plates have a bore in the middle with a diameter (M) = 5.1 cm and a diameter (r2) = 3.5 cm, cf. WO 2004/035668 Figure 2. As can be seen from Figure 3 in WO 2004/035668, the side of the pierced plate with the diameter (r1) has a rounding, which corresponds to a quarter segment of a circle with a diameter of 0.8 cm. Only this side of the plates comes into contact with the foamy superabsorber to be examined. The rounding is important so that the test foam is not damaged by sharp corners during testing. The surface of the panels that come in contact with the foam is roughened to hold the foam in place during the test.
Die Platten haben jeweils eine Wandstärke von 0,8 cm und Kantenlängen a = 10 cm und b = 9 cm. Die Schaumprobe wird wie oben angegeben zwischen beiden Platten angeordnet. Die Belastung des Gerätes wird auf 5000 g eingestellt. Um den Trocken- festigkeit zu ermitteln, wird dann die mit dem Messarm (1) verbundene Kugel (2) mit einer Geschwindigkeit von 0,5 mm/s gesenkt und die Kraft gemessen, die notwendig ist, um die Schaumprobe zu zerstören. Wird die Schaumprobe nicht zerstört, wird die Kraft gemessen, die notwendig ist, um die maximale Distanz von 30 mm, die die Kugel (2) bei der Messung durchläuft zu erreichen. Von jedem Schaum wurden 3 Proben vorbereitet und wie oben beschrieben gemessen. Hierbei ist es wichtig, dass die zu untersuchenden Schaumproben keine Löcher oder größere Lufteinschlüsse enthalten, weil dadurch die Messergebnisse verfälscht werden. Die nachfolgenden Messvorschriften sind im Detail in WO 2004/035668 beschrieben auf die hiermit verwiesen wird.The plates each have a wall thickness of 0.8 cm and edge lengths a = 10 cm and b = 9 cm. The foam sample is placed between both plates as indicated above. The load of the device is set to 5000 g. In order to determine the dry strength, the ball (2) connected to the measuring arm (1) is then lowered at a speed of 0.5 mm / s and the force required to destroy the foam sample is measured. If the foam sample is not destroyed, the force necessary to reach the maximum distance of 30 mm passed through the ball (2) during the measurement is measured. From each foam, 3 samples were prepared and measured as described above. Here it is important that the foam samples to be examined do not contain any holes or larger air pockets, because this falsifies the measurement results. The following measurement specifications are described in detail in WO 2004/035668 to which reference is hereby made.
Nassbruchwert (Wet Failure Value) von superabsorbierenden Schäumen (WFV): WO 2004/035668 S. 30 Zeile 29ff.Wet failure value of superabsorbent foams (WFV): WO 2004/035668 p. 30, line 29ff.
Bestimmung der Dicke des gequollenen Schaums: WO 2004/035668 S. 31 Zeile 28ff.Determination of the thickness of the swollen foam: WO 2004/035668 p. 31 line 28ff.
Querschnittsfläche (CSA): WO 2004/035668 S. 31 Zeile 34ff.Cross-sectional area (CSA): WO 2004/035668 p. 31 line 34ff.
Nassbruchpunkt: WO 2004/035668 S. 32 Zeile 1ff.Wet break point: WO 2004/035668 p. 32 line 1ff.
Quellrateswelling rate
Die Quellrate wird wie folgt bestimmt: Es wird mit einem scharfen Messer aus einem Schaum (Dicke 3 mm) mit 5 Gew.-% Feuchte eine rechteckige Probe mit einem Gewicht von 1,00 ± 0,009 g (was bei typischen Schaumdichten und 3 mm starken Proben etwa 3 x 3 cm großen Stücken entspricht, so dass die geforderte Genauigkeit leicht erreichbar ist) herausgeschnitten. Die Probe wird in eine Petrischale gegeben und mit 20 g einer 0.9 Gew.-%igen NaCI Lösung beaufschlagt. Es wird die Quellzeit gemessen, also die Zeit, bis die Lösung vollständig durch den Schaum aufgenommen wird. Die Quellrate bestimmt sich zu 20g/[1g * Quellzeit in Sekunden].The swelling rate is determined as follows: Using a sharp knife made of a foam (thickness 3 mm) with 5% by weight of moisture, a rectangular sample weighing 1.00 ± 0.009 g (which is typical foam densities and 3 mm thick Samples of about 3 x 3 cm pieces correspond, so that the required accuracy is easily achievable) cut out. The sample is placed in a Petri dish and charged with 20 g of a 0.9 wt .-% NaCl solution. It measures the swelling time, ie the time until the solution is completely absorbed by the foam. The swelling rate is determined to be 20g / [1g * swelling time in seconds].
BeispieleExamples
Herstellung des in den Beispielen verwendeten SchaumsPreparation of the foam used in the examples
In einem Becherglas wurden mit Hilfe eines Magnetrührers die folgenden Komponen- ten vermischt.The following components were mixed in a beaker using a magnetic stirrer.
209,13 g Acrylsäure209.13 g of acrylic acid
81 ,31 g einer 37,3 %igen Natriumacrylatlösung in Wasser 16,8 g Polyethylenglycoldiacrylat-400 25,60 g einer 15 %igen, wässrigen Lösung eines Additionsprodukts von 80 Mol E- thylenoxid an 1 mol eines linearen, gesättigten C16-C18 Fettalkohols 26,62 g Wasser81, 31 g of a 37.3% sodium acrylate solution in water 16.8 g of polyethylene glycol diacrylate 400 25.60 g of a 15% aqueous solution of an addition product of 80 moles of ethylene oxide with 1 mol of a linear, saturated C16-C 1 8 fatty alcohols 26.62 g water
Zu dieser Lösung wurden unter Eiskühlung 240,54g Triethanolamin langsam zugege- ben und danach auf 15°C abkühlen gelassen. Die erhaltene Lösung wurde in einen Druckbehälter überführt und dort für 25 min bei einem Druck von 12 bar durch Durchleiten eines Kohlendioxidstroms von 300 l/h mit Kohlendioxid gesättigt. Unter Druck wurden 16 g einer 3 Gew.-%igen, wässrigen Lösung von 2,2'-Azobis(2-amidino- propan)dihydrochlorid zugegeben und anschließend wurde für weitere 5 min Kohlendioxid durch die Reaktionsmischung geleitet. Die Reaktionsmischung wurde danach bei einem Druck von 12 bar durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1 ,0 mm ausge- presst, wobei sich ein feinzelliger, gut fließfähiger Schaum bildete.240.54 g of triethanolamine were slowly added to this solution while cooling with ice and then allowed to cool to 15 ° C. The resulting solution was transferred to a pressure vessel and saturated there with carbon dioxide for 25 minutes at a pressure of 12 bar by passing a carbon dioxide stream of 300 l / h. Vacuum 16 g of a 3% strength by weight aqueous solution of 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride were added and then carbon dioxide was passed through the reaction mixture for a further 5 minutes. The reaction mixture was then forced out through a nozzle with a diameter of 1.0 mm at a pressure of 12 bar, forming a fine-cell, readily flowable foam.
Der erhaltene Monomerschaum wurde auf eine DIN A3 große Glasplatte mit 3mm hohen Rändern aufgebracht und mit einer zweiten Glassplatte bedeckt. Die Schaumprobe wurde synchron von beiden Seiten über 4 Minuten mit UV-Licht bestrahlt, von oben mit einem UV/VIS - Strahler UVASPOT 1000/T der Firma Dr. Hönle AG, Gräfelfing, Deutschland, von unten mit 2 UV/VIS-Strahlem UVASPOT 4007T desselben Herstellers.The monomer foam obtained was applied to a DIN A3-sized glass plate with 3 mm high edges and covered with a second glass plate. The foam sample was irradiated synchronously from both sides over 4 minutes with UV light, from the top with a UV / VIS UVASPOT spotlight 1000 / T from Dr. Ing. Hönle AG, Gräfelfing, Germany, from below with 2 UV / VIS-Strahlem UVASPOT 4007T from the same manufacturer.
Die erhaltene Schaumschicht wurde in einem Vakuumtrockenschrank bei 800C voll- ständig unter einem Stickstoffstrom getrocknet und anschließend durch Besprühen mit Wasser auf eine Feuchte von 5 Gew.-% eingestellt.The foam layer obtained was completely dried in a vacuum drying oven at 80 ° C. under a stream of nitrogen and then adjusted to a moisture content of 5% by weight by spraying with water.
Feststoffgehalt der Reaktionsmischung: 81 ,35 % Neutralisationsgrad: 60 mol% Monomerschaumdichte: 0,24 gern"3 Solids content of the reaction mixture: 81, 35% degree of neutralization: 60 mol% monomer foam density: 0.24 like " 3
Polymerschaumdichte: 0,20 gern-3 Polymer foam density: 0,20 - 3
Schaumstruktur: homogen, vollständig offenzellig, keineFoam structure: homogeneous, completely open-celled, none
Hautbildungskinning
Weitere Eigenschaften des offenzelligen Schaums sind in Tabelle 1 angegeben.Further properties of the open-cell foam are given in Table 1.
Beispiele 1-21Examples 1-21
14 x 14 cm große Stücke des wie beschrieben erhaltenen Schaums wurden gewogen und dann mit den in Tabelle 1 genannten Quellverzögerungsmitteln in Form wässriger Lösungen behandelt. Die Dispersionen wurden dabei in Form einer wässrigen Lösung der angegebenen Konzentration aufgesprüht, die Pulver durch Bepudem aufgebracht. Danach wurde die Probe jeweils bei 80 0C im Vakuumtrockenschrank unter einem Stickstoffstrom getrocknet und gewogen. Die Gewichtsdifferenz entspricht der aufge- brachten Menge. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Diese Beispiele zeigen, dass die Behandlung des Schaums mit Quellverzögerungsmittel die Wasseraufnahme in gewünschter Weise verlangsamt.14 x 14 cm pieces of foam obtained as described were weighed and then treated with the source retardants listed in Table 1 in the form of aqueous solutions. The dispersions were sprayed on in the form of an aqueous solution of the stated concentration, and the powders were applied by powdering. Thereafter, the sample was each dried at 80 0 C in a vacuum oven under a stream of nitrogen and weighed. The weight difference corresponds to the applied quantity. The results obtained are shown in Table 1. These examples show that treatment of the foam with source retardant slows water uptake as desired.
Beispiele 22-25Examples 22-25
14 x 14 cm große Stücke des wie beschrieben erhaltenen Schaums wurden mit wässriger Aluminiumsulfatlösung besprüht, so dass die in Tabelle 2 genannten Konzentrati- onen von Aluminiumsulfat aufgebracht wurden. Danach wurde die Probe jeweils bei 80 0C im Vakuumtrockenschrank unter einem Stickstoffstrom getrocknet und anschließend durch Besprühen mit Wasser auf eine Feuchte von 5 Gew.-% eingestellt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.14 x 14 cm pieces of the foam obtained as described were sprayed with aqueous aluminum sulphate solution, so that the concentrates listed in Table 2 ones of aluminum sulfate were applied. Thereafter, the sample was in each case dried at 80 ° C. in a vacuum drying oven under a stream of nitrogen and then adjusted to a moisture content of 5% by weight by spraying with water. The results obtained are shown in Table 2.
Zusätzlich wurde die Trockenfestigkeit so nachbehandelter Schäume gemessen. Während unbehandelter Schaum bei einer Kraft von 750 N zerstört wird, widerstehen alle nachbehandelten Schäume dieser Einwirkung.In addition, the dry strength of post-treated foams was measured. While untreated foam is destroyed at a force of 750 N, all post-treated foams resist this action.
Die Beispiele zeigen, dass die Behandlung mit Komplexierungsmittel die Stabilität des Schaums in gewünschter Weise erhöht. The examples show that the treatment with complexing agent increases the stability of the foam in a desired manner.
Tabelle 1Table 1
CJlCJL
Figure imgf000046_0001
Figure imgf000046_0001
EA bedeutet Ethylacrylat, MAS bedeutet Methacrylsäure EA means ethyl acrylate, MAS means methacrylic acid
n
Figure imgf000047_0001
Figure imgf000047_0002
n
Figure imgf000047_0001
Figure imgf000047_0002

Claims

Patentansprüche claims
1. Superabsorbierender Schaum, dessen Oberfläche mit mindestens einem Kom- plexierungs- und/oder mindestens einem Quellverzögerungsmittel behandelt wurde.1. Superabsorbent foam, the surface of which has been treated with at least one complexing agent and / or at least one source delaying agent.
2. Mit einem Komplexierungsmittel behandelter superabsorbierender Schaum nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexierungsmittel ein mehrwertiges Kation ist.2. A complexing agent-treated superabsorbent foam according to claim 1, characterized in that the complexing agent is a polyvalent cation.
3. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexierungsmittel ein mehrwertiges Metallkation ist.3. Superabsorbent foam according to claim 2, characterized in that the complexing agent is a polyvalent metal cation.
4. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrwertige Metallkation Al3+ ist.4. Superabsorbent foam according to claim 3, characterized in that the polyvalent metal cation is Al 3+ .
5. Mit einem Quellverzögerungsmittel behandelter superabsorbierender Schaum nach Anspruch 1 , wobei die Quellrate durch das Quellverzögerungsmittel um mindestens 50% verringert wird.5. A source-retarded superabsorbent foam according to claim 1, wherein the swelling rate is reduced by at least 50% by the source retardant.
6. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 1 oder 5, wobei das Quellverzögerungsmittel eine hydrophobe Verbindung und gegebenenfalls eine hydrophile Verbindung ist.The superabsorbent foam of claim 1 or 5 wherein the source retardant is a hydrophobic compound and optionally a hydrophilic compound.
7. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 6, wobei die hydrophoben und gegebenenfalls hydrophilen Verbindungen Partikel mit einem mittleren Durchmesser von 0,001 bis 10 μm sind.7. Superabsorbent foam according to claim 6, wherein the hydrophobic and optionally hydrophilic compounds are particles having an average diameter of 0.001 to 10 microns.
8. Superabsorbierender Schaum nach Ansprüchen 6 oder 7, wobei die hydropho- ben Verbindungen hydrophobierte Kieselsäuren oder hydrophobierte Gemische aus Kieselsäuren und Aluminiumoxiden sind.8. Superabsorbent foam according to claims 6 or 7, wherein the hydrophobic compounds ben hydrophobic silicas or hydrophobic mixtures of silicas and alumina are.
9. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophilen Verbindungen Kieselsäuren oder Gemische aus Kieselsäuren und Aluminiumoxiden sind.9. superabsorbent foam according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the hydrophilic compounds are silicas or mixtures of silicas and aluminas.
10. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 1 oder 5, wobei das Quellverzögerungsmittel ein wasserlösliches Polymer ist.The superabsorbent foam of claim 1 or 5, wherein the source retardant is a water-soluble polymer.
11. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das11. Superabsorbent foam according to any one of claims 6 to 9, wherein the
Quellverzögerungsmittel neben hydrophoben und hydrophilen Verbindungen zusätzlich ein wasserlösliches Polymer umfasst. In addition to hydrophobic and hydrophilic compounds, the source-delaying agent additionally comprises a water-soluble polymer.
12. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 10 oder 11 , wobei das Polymer als Monomerkomponente (Meth)acrylsäure oder deren Salze beinhaltet.12. A superabsorbent foam according to claim 10 or 11, wherein the polymer includes as the monomer component (meth) acrylic acid or its salts.
13. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Polymer als Monomerkomponente Alkylester der (Meth)acrylsäure beinhaltet.13. A superabsorbent foam according to any one of claims 10 to 12, wherein the polymer includes as the monomer component alkyl esters of (meth) acrylic acid.
14. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Polymer vernetzt ist.The superabsorbent foam of any one of claims 10 to 13, wherein the polymer is crosslinked.
15. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum sowohl mit einem Quellverzögerungsmittel als auch mit einem mehrwertigen Kation und wahlweise mit einem Tensid nachbehandelt wurde.15. A superabsorbent foam according to any one of claims 2 to 11, characterized in that the foam has been post-treated with both a source retardant and with a polyvalent cation and optionally with a surfactant.
16. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrwertige Kation Al3+ ist.Superabsorbent foam according to claim 15, characterized in that the polyvalent cation is Al 3+ .
17. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn- zeichnet, dass er mit einem Sorbitanester als Tensid nachbehandelt wurde.17. Superabsorbent foam according to claim 15 or 16, characterized in that it has been aftertreated with a sorbitan ester as a surfactant.
18. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrwertige Kation als wässrige Lösung dosiert wurde und das Tensid einen HLB-Wert von weniger als 18 aufweist.18. A superabsorbent foam according to any one of claims 15 to 17, characterized in that the polyvalent cation was metered as an aqueous solution and the surfactant has an HLB value of less than 18.
19. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum zusätzlich Fasern enthält.19. Superabsorbent foam according to one of claims 1 to 18, characterized in that the foam additionally contains fibers.
20. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern ausgewählt sind aus einem oder mehreren Mitgliedern der Gruppe enthaltend Zellstofffasern, insbesondere Holzzellstoff- oder Altpapierfasern, Fruchtfasern oder superabsorbierende Fasern.20. Superabsorbent foam according to claim 19, characterized in that the fibers are selected from one or more members of the group containing pulp fibers, in particular wood pulp or waste paper fibers, fruit fibers or superabsorbent fibers.
21. Superabsorbierender Schaum nach Anspruch 19 oder 20, enthaltend Fasern zu 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% bezogen auf das Trockengewicht des Schaums.A superabsorbent foam according to claim 19 or 20, containing fibers at 0.01% to 10% by weight, based on the dry weight of the foam.
22. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , erhältlich durch Schäumen einer wässrigen Mischung, die polymerisierbare und vernetzbare, wahlweise (teil-)neutralisierte, Säuregruppen enthaltende monoethylenisch ungesättigte Monomere oder mindestens ein basisches Polymer, sowie Vernetzer und mindestens ein Tensid enthält, und anschließendes Polymerisieren und/oder Vernetzen der geschäumten Mischung und anschließender Behandlung mit Komplexierungs- und/oder Quellverzögerungsmittel.22. Superabsorbent foam according to any one of claims 1 to 21, obtainable by foaming an aqueous mixture containing polymerisable and crosslinkable, optionally (partially) neutralized, acid group-containing monoethylenically unsaturated monomers or at least one basic polymer, and crosslinker and at least one surfactant, and subsequent polymerization and / or crosslinking the foamed mixture and subsequent treatment with complexing and / or source retarding agents.
23. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Oberfläche des Schaums nachvernetzt ist.23. Superabsorbent foam according to one of claims 1 to 22, character- ized in that the surface of the foam is postcrosslinked.
24. Superabsorbierender Schaum nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Mischung mindestens ein vernetzbares basisches Polymer aus der Gruppe von Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren, Vinylguanidineinheiten enthaltenden Polymeren, Dialkylaminoal- kyl(meth)acrylamideinheiten enthaltenden Polymeren, Polyethyleniminen, mit E- thylenimin gepfropften Polyamidoaminen und Polydiallaldimethylammoniumchlo- riden enthält.24. Superabsorbent foam according to one of claims 22 to 23, characterized in that the aqueous mixture contains at least one crosslinkable basic polymer from the group of vinylamine units containing polymers, vinylguanidine units containing polymers, Dialkylaminoal- kyl (meth) acrylamideinheiten containing polymers, polyethylene imines, with E - Methylene grafted Polyamidoaminen and Polydiallaldimethylammoniumchlo- riden contains.
25. Verwendung der superabsorbierenden Schäume nach den Ansprüchen 1 bis 24 in Hygieneartikeln zur Absorption von Körperflüssigkeiten, insbesondere als Speicherkomponente (storage layer), in Verbandmaterial zur Abdeckung von Wunden, als Dichtungsmaterial, als Verpackungsmaterial, als Bodenverbesserungsmittel, als Bodenersatzstoff, zur Entwässerung von Schlämmen, zum Ein- dicken wässriger Lacke bei der Entsorgung von restlichen Lackmengen, zur25. Use of the superabsorbent foams according to claims 1 to 24 in hygiene articles for absorption of body fluids, in particular as a storage component, in dressing material for covering wounds, as a sealing material, as a packaging material, as a soil conditioner, as a soil substitute, for dewatering sludges , for thickening aqueous paints when disposing of remaining paint quantities, for
Entwässerung von wasserhaltigen Ölen oder Kohlenwasserstoffen oder als Material für Filter in Lüftungssystemen.Drainage of hydrous oils or hydrocarbons or as a filter material in ventilation systems.
26. Verfahren zur Herstellung eines in den Ansprüchen 1 bis 25 definierten superab- sorbierenden Schaums, umfassend die Schritte Schäumen einer wässrigen Mischung, die polymerisier- und vernetzbare, wahlweise (teil-)neutralisierte, Säuregruppen enthaltende monoethylenisch ungesättigte Monomere oder mindestens ein vernetzbares basisches Polymer, sowie Vemetzer und mindestens ein Ten- sid enthält, anschließendes Polymerisieren und/oder Vernetzen der geschäum- ten Mischung und anschließende Behandlung mit Komplexierungs- und/oder26. A process for producing a superabsorbent foam as defined in claims 1 to 25, comprising the steps of foaming an aqueous mixture, the polymerizable and crosslinkable, optionally (partially) neutralized, acid group-containing monoethylenically unsaturated monomers or at least one crosslinkable basic polymer , as well as crosslinker and at least one surfactant, subsequent polymerization and / or crosslinking of the foamed mixture and subsequent treatment with complexing and / or
Quellverzögerungsmittel.Source retardant.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oberfläche des Schaums vor der Behandlung mit Komplexierungs- und/oder Quellverzöge- rungsmittel nachvernetzt.27. Process according to claim 26, characterized in that the surface of the foam is postcrosslinked before treatment with complexing and / or swelling retardants.
28. Verfahren nach den Ansprüchen 26 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Mischung mit mindestens einem vernetzbaren basischen Polymer aus der Gruppe von Vinylamineinheiten enthaltenden Polymeren, Vinylguanidi- neinheiten enthaltenden Polymeren, Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamideinheiten enthaltenden Polymeren, Polyethyleniminen, mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoaminen und Polydiallaldimethylammoniumchloriden einsetzt. 28. The method according to claims 26 and 27, characterized in that one comprises an aqueous mixture with at least one crosslinkable basic polymer from the group of polymers comprising vinylamine units, polymers containing vinylguanidine n, polymers containing dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide units, polyethyleneimines, with ethyleneimine grafted polyamidoamines and Polydiallaldimethylammoniumchloriden uses.
PCT/EP2006/061317 2005-04-05 2006-04-05 Expansion-retarded super-absorbent foam, method for its production and use thereof WO2006106108A1 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005015636.3 2005-04-05
DE102005015636 2005-04-05
DE102005025376.8 2005-05-31
DE102005025376 2005-05-31
EP06111340.3 2006-03-17
EP06111340 2006-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006106108A1 true WO2006106108A1 (en) 2006-10-12

Family

ID=36754172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/061317 WO2006106108A1 (en) 2005-04-05 2006-04-05 Expansion-retarded super-absorbent foam, method for its production and use thereof

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2006106108A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009062902A3 (en) * 2007-11-15 2009-07-02 Basf Se Superabsorbent foam having graphical symbols on its surface
EP2170149A2 (en) * 2007-07-12 2010-04-07 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Foaming hand sponge with color change indicator
WO2012158745A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 The Procter & Gamble Company Feminine hygiene absorbent articles comprising water-absorbing composites
CN103561784A (en) * 2011-05-18 2014-02-05 巴斯夫欧洲公司 Water-absorbing composites
CN114377188A (en) * 2022-01-14 2022-04-22 宋金华 Super-absorbent bio-based foam material and preparation method and application thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5985432A (en) * 1994-02-17 1999-11-16 The Procter & Gamble Company Porous absorbent materials having modified surface characteristics and methods for making the same
US6455600B1 (en) * 1998-03-05 2002-09-24 Basf Aktiengesellschaft Water-absorbing, cross-linked polymerizates in the form of a foam, a method for the production thereof, and their use
DE10257002A1 (en) * 2002-05-03 2003-06-12 Basf Ag Open-cell hydrogel foams based on crosslinked acid-functional polymers, useful for absorbing body fluids in sanitary articles, include skin care agents
WO2003066717A2 (en) * 2002-02-04 2003-08-14 Basf Aktiengesellschaft A process for the reduction of the residual monomer content of water-absorbent foam
WO2004007598A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Basf Aktiengesellschaft Use of water-absorbent, predominantly open-celled crosslinked acid-functional addition polymer foams in hygiene articles
WO2004007601A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Basf Aktiengesellschaft Sheetlike structures of water-absorbent open-celled foams based on crosslinked acid-functional polymers
WO2004035668A2 (en) * 2002-10-10 2004-04-29 Basf Aktiengesellschaft Superabsorbing foam, method for the production thereof, and use thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5985432A (en) * 1994-02-17 1999-11-16 The Procter & Gamble Company Porous absorbent materials having modified surface characteristics and methods for making the same
US6455600B1 (en) * 1998-03-05 2002-09-24 Basf Aktiengesellschaft Water-absorbing, cross-linked polymerizates in the form of a foam, a method for the production thereof, and their use
WO2003066717A2 (en) * 2002-02-04 2003-08-14 Basf Aktiengesellschaft A process for the reduction of the residual monomer content of water-absorbent foam
DE10257002A1 (en) * 2002-05-03 2003-06-12 Basf Ag Open-cell hydrogel foams based on crosslinked acid-functional polymers, useful for absorbing body fluids in sanitary articles, include skin care agents
WO2004007598A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Basf Aktiengesellschaft Use of water-absorbent, predominantly open-celled crosslinked acid-functional addition polymer foams in hygiene articles
WO2004007601A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Basf Aktiengesellschaft Sheetlike structures of water-absorbent open-celled foams based on crosslinked acid-functional polymers
WO2004035668A2 (en) * 2002-10-10 2004-04-29 Basf Aktiengesellschaft Superabsorbing foam, method for the production thereof, and use thereof

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2170149A2 (en) * 2007-07-12 2010-04-07 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Foaming hand sponge with color change indicator
EP2170149A4 (en) * 2007-07-12 2014-01-01 Kimberly Clark Co Foaming hand sponge with color change indicator
KR101454175B1 (en) 2007-07-12 2014-10-28 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. Foaming hand sponge with color change indicator
WO2009062902A3 (en) * 2007-11-15 2009-07-02 Basf Se Superabsorbent foam having graphical symbols on its surface
CN101868336A (en) * 2007-11-15 2010-10-20 巴斯夫欧洲公司 The surface has the superabsorbent foam of graphical symbol
WO2012158745A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 The Procter & Gamble Company Feminine hygiene absorbent articles comprising water-absorbing composites
CN103561784A (en) * 2011-05-18 2014-02-05 巴斯夫欧洲公司 Water-absorbing composites
CN103747810A (en) * 2011-05-18 2014-04-23 宝洁公司 Feminine hygiene absorbent articles comprising water-absorbing composites
US9149556B2 (en) 2011-05-18 2015-10-06 The Procter & Gamble Company Feminine hygiene absorbent articles comprising water-absorbing composites
RU2568100C2 (en) * 2011-05-18 2015-11-10 Дзе Проктер Энд Гэмбл Компани Women hygienic absorbent articles comprising water absorbing composite materials
CN114377188A (en) * 2022-01-14 2022-04-22 宋金华 Super-absorbent bio-based foam material and preparation method and application thereof
CN114377188B (en) * 2022-01-14 2023-01-10 宋金华 Super-absorbent bio-based foam material and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1858998B1 (en) Superabsorbing foam, method for the production and use thereof
EP1562650B1 (en) Superabsorbing foam, method for the production thereof, and use thereof
EP2212081B1 (en) Superabsorbent foam having graphical symbols on its surface
EP0883646B1 (en) Water-absorbent cross-linked polymers in foam form
DE69628791T2 (en) Absorbent composition, absorbent material, and an absorbent product containing the absorbent material.
EP1537177B1 (en) Water absorbing agent and method for the production thereof
DE60129519T2 (en) Water-absorbing agent and process for its preparation
DE60304216T2 (en) SUPER SEAMABLE POLYMERS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
DE60303962T2 (en) SUPER SEAMABLE POLYMERS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
EP0858478B1 (en) Water-absorbent cellular crosslinked hydrogel polymers
EP1476501B1 (en) Foams made from water-absorbing, basic polymers, method for the production and utilization thereof
EP1347790A1 (en) Absorbent compositions
EP1335756B1 (en) Absorption agents with a high swelling capacity, with a reduced tendency to cake
WO2003022316A1 (en) Super-absorbing hydrogels with a specific particle size distribution
EP1175460A1 (en) Hydrogel-forming polymer mixture
WO2000046260A1 (en) Cross-linked, hydrophilic highly swellable hydrogels, method for their production and their use
JP2009528412A (en) Biodegradable superabsorbent polymer composition having excellent absorbency and retention
DE102005018924A1 (en) Water-absorbing polymer structures with improved absorption properties
EP1165673A1 (en) Water-absorbing, cellular, cross-linked polymers with improved distribution effect, method for their production and their use
DE19931720A1 (en) Polymer hydrogel mixture, useful for the production of absorption materials, comprises a hydrogel forming polymer having acidic groups and a hydrogel forming polymer having amine and/or imine groups.
WO2006106108A1 (en) Expansion-retarded super-absorbent foam, method for its production and use thereof
DE60026764T2 (en) Water-swellable crosslinked polymer, its composition, process for its preparation and use
DE10202839A1 (en) Hydrogel-forming polymer, used in e.g. hygiene, packaging, food, medicine, cosmetics, textile, chemical, building, water or waste treatment, water separation, cleaning, agriculture or fire protection field, has fine particle size
JP4727027B2 (en) Method for producing water-swellable crosslinked polymer and method for producing the composition
DE19917919A1 (en) Polymer hydrogel mixture, useful for the production of absorption materials, comprises a hydrogel forming polymer having acidic groups and a hydrogel forming polymer having amine and/or imine groups.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06725553

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 6725553

Country of ref document: EP