CN1349830A - 吸水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了在低温下和短时间内制备未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率平衡良好、吸湿状态下的流动性高、且安全性强的吸水剂的方法。还提供了新颖的吸水剂及特别适合于吸水性树脂的交联的交联剂。通过在吸水性树脂中混入氧杂环丁烷化合物及/和咪唑烷酮化合物,获得未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率平衡良好、吸湿状态下的流动性高、且安全性强的吸水剂。

Description

吸水剂及其制备方法
技术领域
本发明与吸水剂的制法及吸水剂有关。
背景技术
近年来，纸尿布、卫生巾及所谓的失禁垫片等吸水物品，作为它的组成材料以吸收体液的目的，广泛使用着吸水性树脂(吸水剂)。
这类吸水性树脂(又称为高吸水性树脂和吸水性聚合物)，例如，在日本工业规格(JIS)K7223-1996中有所记载已是众所周知。
上述的吸水性树脂例如已知有：聚丙烯酸部分中和物交联体、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的加水分解物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚体碱化物、丙烯腈共聚体或者丙烯酰胺共聚体的加水分解物或者它们的交联体、以及阳性单体的交联体等。
以往认为上述吸水性树脂必须具备的特性包括在接触体液等水性液体时，应有优良的吸水量和吸水速度、凝胶强度、从含水性液体的基材吸水的吸引力等。以往，作为兼具上述各种特性的用于纸尿布和卫生巾等吸水性物品的树脂，提出了各种显示出优良性能(吸收特性)的吸水性树脂(吸水剂)。
例如，作为平衡吸水性树脂的未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率等吸收特性的方法，揭示了在吸水性树脂的表面附近进行交联的技术等各种方法。
这些例子包括使用多元醇的方法(日本专利公开公报昭58-1802333号、日本专利公开公报昭61-16903号)；使用多元缩水甘油基化合物、多元氮丙啶化合物、多元胺化合物、多元异氰酸酯化合物的方法(日本专利公开公报昭59-189103号)；使用乙醛酰的方法(日本专利公开公报昭52-117393号)；使用多价金属的方法(日本专利公开公报昭51-136588号、日本专利公开公报昭61-257235号、日本专利公开公报昭62-7745号)；使用硅烷偶合剂的方法(日本专利公开公报昭61-264006号、日本专利公开公报昭61-252212号、日本专利公开公报昭61-264006号)；使用碳酸亚烷基酯的方法(德国专利第4020780号公报)；使用噁唑烷酮的方法(WO99/42494号公报)；使用多元噁唑烷酮的方法(WO99/43720号公报)；使用噁嗪的方法(WO00/31153号公报)；使用噁唑啉的方法(日本专利公开公报2000-197818号)等。
此外，近年尿布等吸水性物品有着增加吸水性树脂用量的趋势。为此，在使用吸水性树脂制造以纸尿布为代表的各种吸水性物品时，有必要将吸湿性高的吸水性树脂粉末大量地加入纤维基材之中，此时由于其作业环境、气候条件(尤其是高温多湿地区)的原因，吸水性树脂粉末相互之间在料斗和生产线的途中发生堵塞或附着在装置上，出现不能稳定生产的问题。即，吸水性树脂以粉末状态用于生产的情形增多，因而其粉末的流动性，尤其是吸湿条件下的流动性，在实际使用中成为重要的问题。
解决这种吸湿条件下的流动性的方法包括将吸水性树脂粉体和疏水性微粒硅胶以特定比例混合形成组合物(日本专利公报昭61-17542号)；在吸水性树脂粉体中混合含水二氧化硅、含水三氧化二铝、含水二氧化钛等无机粉体形成组合物(日本专利公开公报昭59-80459号)；将吸水性树脂用特定的阳离子表面活性剂处理后，混合无机物质或高熔点有机化合物的方法(日本专利公开公报昭61-69854号)；在吸水性树脂粉体中混合硬脂酸及无机粉末的方法(日本专利公开公报昭63-105064号)；用特定的硅酮系表面活性剂处理吸水性树脂的方法(日本专利公开公报平9-136966号)等。
但是，以往的技术存在着很多问题，如前述添加剂的成本和粉尘等的安全性问题，再如，吸水性树脂的生产过程变得繁杂和吸水性树脂的物性劣化等许多问题，而且，未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率的平衡以及吸水性树脂(吸水剂)在吸湿状态下的流动性的改进不够充分。
再者，所用的交联剂存在安全性问题。一般说来，交联剂使用具有环氧基等高反应性官能团的化合物时，在低温下虽然可进行反应，但交联剂本身对皮肤有刺激性，需要严格控制残存量。而且，为了降低残存量，还存在操作繁杂的问题。另外，安全性高的多元醇等交联剂则因其反应性低，要求交联反应在高温下长时间进行，但有时因加热可能使吸水性树脂着色或劣化。
发明的内容
本发明鉴于上述以往发现的问题，提供了在低温、短时间内制备未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍平衡良好、吸湿状态下的流动性高、安全性好的吸水剂的方法。再者，本发明的另一目的是提供新颖的吸水剂及特别适合于吸水性树脂的交联的交联剂。
本发明者专心研究了吸收特性及吸湿状态下流动性好的吸水剂，结果找到特定的化合物作为吸水性树脂的交联剂，解决了上述问题，从而完成了本发明。
即，本发明的吸水剂的制备方法的特征是在吸水性树脂中混合氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物。
另外，本发明的上述吸水剂制法中所用的氧杂环丁烷化合物以下述的结构式(1)为代表，
Figure A0113581300061
式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
再者，本发明的上述吸水剂制法中所用的咪唑烷酮化合物以下述的结构式(5)为代表，
Figure A0113581300062
式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
本发明有吸水剂是含有氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物和吸水性树脂的吸水剂。
又，本发明的吸水剂是含有经过氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物交联的吸水性树脂的吸水剂。
又，本发明的吸水性物品是含有上述吸水剂的吸水性物品。
又，本发明涉及由分子中含有至少1个氧杂环丁烷骨架的氧杂环丁烷化合物组成的吸水性树脂用交联剂。
再者，上述吸水性树脂用交联剂的特征是具有下述通式(1)所示结构，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
又，本发明涉及由分子中含有至少1个咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物组成的吸水性树脂用交联剂。再者，上述吸水怀树脂用交联剂的特征是具有下述通式(5)所示结构，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
发明的实施方式
以下详细说明本发明。
本发明的吸水性树脂是水膨润性·水不溶性交联聚合物、可以使用一向熟知的吸水性树脂。例如，在离子交换水中，吸收自重的10倍至3000倍的水，更好情况下吸收自重的50倍至1000倍的水，形成负离子性、非离子性、正离子性水凝胶这类早已周知的交联聚合体，或是根据需要将该聚合体进行干燥，在干燥之前或之前施行通常的粉碎而得。这类吸水性树脂可以举例如下。聚丙烯酸部分中和物交联体、淀粉-丙烯腈接枝聚合物的加水分解物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的加水分解物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的碱化物、丙烯腈共聚物或丙烯酸胺共聚物的加水分解物或它们的交联体、含羧基的交联聚乙烯醇改性物、交联的异丁烯-马来酸酐共聚物等中的1种或2种以上。这类吸水性树脂可以单独使用也可2种以上混合使用，其中较好的是含有羧基的1种树脂或其混合物，其典型例子则是以丙烯酸及/或其盐(中和物)为主组分的单体施行聚合、交联而得的聚合物[水膨润性聚丙烯酸(盐)交联物]。上述水不溶性吸水性树脂的吸水性树脂中未交联的水可溶组分一般在40重量％以下，较好的是在25重量％以下、再好些的是在20重量％以下，更好些的则是15重量％以下，特别理想的是在10重量％以下。
上述丙烯酸盐包括丙烯酸的钠、钾、锂等碱金属盐、铵盐及胺盐等。上述吸水性树脂中作为构成单位的丙烯酸在0摩尔％～50摩尔％的范围内、丙烯酸盐在100摩尔％～50摩尔％的范围内(两者之和为100摩尔％)，更好的是丙烯酸在10摩尔％～40摩尔％的范围内和丙烯酸盐在90摩尔％～60摩尔％的范围内(两者之和为100摩尔)。为形成上述盐而进行的吸水性树脂的中和反应可在聚合前以单体状态进行也可在聚合过程中或者在聚合后以聚合物的状态进行，还可以在两种状态同时进行。但以聚合物状态进行中和时，虽然有可溶组分减少的优点，但因中和反应需要相当长的时间，所以从生产成本考虑，希望以聚合前的单体状态进行中和。
根据需要，还可使用上述丙烯酸(盐)单体以外的单体作为制备本发明的吸水性树脂而采用的单体。对丙烯酸(盐)以外的单体无特别限定，具体包括异丁烯酸、马来酸、乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸等阴离子性不饱和单体及其盐；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、一(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基吡咯烷、N-乙烯基乙酰胺等非离子性含有亲水基团的不饱和单体；(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺以及它们的季盐等阳离子性不饱和单体等。这些单体可单独使用也可2种以上混合使用。
本发明在使用丙烯酸(盐)以外的单体时，该丙烯酸(盐)以外的单体的用量，对应于作为主组分的丙烯酸及其盐的合计用量，较好在30摩尔％以下、更好在10摩尔％以下。上述丙烯酸(盐)以外的单体如果按上述比例使用，则最终所得吸水性树脂(吸水剂)的吸收特性能能够进一步提高，还能以更低的成本制得吸水性树脂(吸水剂)。
为制得本发明的吸水性树脂而使所用的上述单体进行聚合时，虽然可以施行整体聚合和沉淀聚合，但从性能和聚合的控制容易程度以及膨润凝胶的通液性考虑，最好将上述单体制成水溶液进行水溶液聚合或反相悬浮聚合。另外，将上述单体制备成水溶液时，该水溶液(以下称为单体水溶液)中的单体浓度取决于水溶液温度和单体，对其并无特别限定，以10重量％～70重量％为好，更好是在20重量％～60重量％的范围内。再者，施行上述水溶液聚合时，根据需要也可同时使用水以外的溶剂，对同时使用的溶剂种类没有特别限定。
水溶液聚合的方法包括在双柱式捏合机中将单体水溶液和所得含水凝胶边破碎边聚合的方法；在规定容器中或传送带上供给单体水溶液，聚合所得凝胶用铰肉机等粉碎的方法等。
在上述聚合开始时，可以使用过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐等的交联聚合引发剂和2-羟基-2-乙基-1-苯基丙烷-1-酮等的光聚合引发剂。
再者，还可并用能够促进这些聚合引发剂分解的还原剂，也可以将两者组合起来成为氧化还原系引发剂。上述的还原剂包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等亚硫酸(盐)、抗坏血酸(盐)、亚铁盐等还原性金属(盐)、胺类等，但并无特别限定。
这类聚合引发剂的用量，通常是0.001摩尔％～2摩尔％，较好为0.01摩尔％～0.1摩尔％。若这类聚合引发剂的用量不足0.001摩尔％，则未反应的单体多，从而所得聚合物中的残存单体量增加。另一方面，当这类聚合引发剂用量超过2摩尔％时，所得聚合物中的水可溶组分量增多，也不理想。
此外，还可向反应系统照射放射线、电子射线、紫外线等活化能射线以引发聚合反应，而且和上述聚合引发剂合并起来一起使用也可以。还有，对上述聚合反应时的反应温度无特别限定，一般在15～130℃的范围内，更好是在20～110℃的范围内。此外，对反应时间也无需特别限定，根据单体和聚合引发剂的种类、反应温度等适当设定即可。
前述吸水性树脂虽然可以是不用交联剂的自身交联型树脂，但最好是一分子中具有2个以上的聚合性不饱和基或2个以上的反应性基团的内存交联剂进行共聚或反应而获得的交联型树脂。
这类内存交联剂的具体包括N，N-亚甲基二(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸(聚)乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸(聚)丙二醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸丙三醇酯、甲基丙烯酸丙三醇丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸环氧乙烷改性的三羟甲基丙酯，六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙胺、聚(甲基)烯丙氧基链烷、(聚)乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、乙二胺、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、聚哌嗪、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。此外，也可以使用作为本发明的交联剂的后述的氧杂环丁烷化合物。
这类内存交联剂可单独使用也可2种以上混合使用。这类内存交联剂可以同时添加入反应系统，也可分批添加。当至少使用1种或2种以上的内存交联剂时，考虑到最终所得吸水性树脂的吸收特性，必须在聚合时使用具有2个以上的聚合性不饱和基团的化合物。
这类内存交联剂的用量对应于前述单体较好为0.005摩尔％～2摩尔％，更好为0.02摩尔％～0.5摩尔％，最好为0.04摩尔％～0.2摩尔％。若上述内存交联剂的用量低于0.005摩尔％或高于2摩尔％，都有得不到充分的吸收特性可能性。
在用上述内存交联剂将交联结构导入聚合物内部时，可以将上述交联剂在上述单体的聚合前或聚合过程中，或是聚合后以及中和之后添加入反应系统。
另外，在上述聚合之际，还可以在反应系统中添加碳酸(氢)盐、二氧化碳、偶氮化合物、惰性有机溶剂等各种发泡剂；淀粉·纤维素、淀粉·纤维素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(盐)、聚丙烯酸(盐)交联体等亲水性高分子；各种表面活性剂；螯合剂、次磷酸(盐)等链转移剂。
上述交联聚合物为通过水溶液聚合而获得的凝胶状聚合物时，即为含水凝胶状交联聚合物时，该交联聚合物根据需要将进行干燥，在干燥前及/或后进行一般的粉碎就可成为吸水性树脂。干燥温度一般为60℃～250℃、较好为100℃～220℃、更好为120～200℃。干燥时间一般为10分钟～12小时，较好为20分钟～6小时，更好为30分钟～3小时。
对能用于本发明的吸水性树脂的含水率(规定1g吸水性树脂在180℃下3小时的干燥减量)并未特别限定，希望含水率在0重量％以上400重量％以下，较好的在0.2重量％以上40重量％以下、更好的在0.2重量％以上20重量％以下，最好的则在0.2重量％以上10重量％以下。
能用于本发明的制法的吸水性树脂还可以是粒状物。吸水性树脂的粒径可以使用由聚合反应得到的干燥粉碎前的凝胶的平均粒径超过1000μm的物品。通常，重量平均粒径(规定用筛分散，读取对数概率纸上画出的曲线值)为10μm～1000μm，较好为50μm～800μm，再好些是大于75μm而在700μm以下，特别好的是大于150μm但在600μm以下。更希望吸水性树脂中的微粉末(例如100μm以下)的粒子要少，具体说是10重量％以下甚至5重量％以下，特别希望在1重量％以下。所得吸水性树脂的粒子形状可以是球状、破碎状、无定形状等，并无特别限定，但希望能使用经过粉碎工程得出的无定形破碎状物品。
本发明中的吸水剂中的吸水性树脂含量在80重量％以上、更好是在90重量％以上，吸水性树脂经交联剂等改性(较好为表面改性、特别好为表面交联)。
本发明所用氧杂环丁烷化合物可用以下结构式(1)所示的化合物，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团，较好的是R1表示氢原子、羟基、烷基、取代的烷基，R2表示氢原子、羟基、烷基、取代的烷基，R3～R6则分别为氢原子、羟基、烷基，更好是R1表示氢原子、羟基、C1～6的烷基、带有羟基的C1～6的取代的烷基、R2表示氢原子、羟基、C1～6的烷基、带有羟基的C1～6的取代的烷基，R3～R6为氢原子。该氧杂环丁烷化合物可不溶于水也可以是水溶性的。其在100g 25℃的水中溶解0.5g以上，较好在1g以上，更好的是在5g以上。
具体包括氧杂环丁烷、3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-甲基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷乙醇等具有氧杂环丁烷环及羟基的化合物，3-甲基-3-氨基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-氨基甲基氧杂环丁烷等具有氧杂环丁烷环及氨基的化合物，3-氯甲基-3-甲基氧杂环丁烷、3-氯甲基-3-乙基氧杂环丁烷等含有卤素的化合物，3-甲基-3-烯丙基羟甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-烯丙基羟甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-甲代烯丙基羟甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲代烯丙基羟甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(2-丙烯氧基)甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-丙烯氧基)甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-(2-甲基-2-丙烯氧基)甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-甲基-2-丙烯氧基)甲基氧杂环丁烷等含有脂肪族不饱和基团的化合物，3-甲基-3-苯羟甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-苯羟甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-苯基羟甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-苯基羟甲基氧杂环丁烷等含有芳香族不饱和基团的化合物。还包括将前述含有羟基、氨基、卤素的氧杂环丁烷进行酯化、酰胺化、醚化而获得的化合物，例如，乙醇酸、乳酸、乙酸、丙酸、戊二酸、琥珀酸、酒石酸、丙二酸、苹果酸、柠檬酸、聚丙烯酸和含有羟基的氧杂环丁烷化合物的酯化物(例如、酒石酸和3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇的二酯化物)，或和含有氨基的氧杂环丁烷化合物的酰胺化物，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、甘油磷酸、2-丁烯-1，4-二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-环己烷二甲醇、1，2-环己醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、二溴甲基、二氯甲烷、二碘甲烷、1，1-二溴乙烷、1，2-二溴乙烷、1，2-二氯乙烷、1，2-二碘乙烷、1，2-二溴丙烷、1，2-二氯丙烷、1，3-二溴丙烷、1，3-二氯丙烷、1，3-二碘丙烷、1，2，3-三溴丙烷、1，2，3-三氯丙烷、2，2-二溴丙烷、1，3-二溴丁烷、1，4-二溴丁烷、1，4-二氯丁烷、2，3-二氯丁烷、苯甲基溴等和氧杂环丁烷化合物的醚化物。
再者，本发明中的氧杂环丁烷化合物可以使用至少具有1个氧杂环丁烷骨架的氧杂环丁烷化合物。
因此，本发明的氧杂环丁烷化合物的1分子中的氧杂环丁烷骨架并不限定为1个，具有多个氧杂环丁烷骨架的化合物也可以。所谓氧杂环丁烷骨架是指具有含氧原子的四环醚结构的环状结构，具体包括至少具有1个下述通式(2)或下述通式(3)所示结构的二、三、四及聚氧杂环丁烷化合物(高分子聚合物)等。式中，R7表示氧原子、烷基、芳香族基团、取代的烷基或取代的芳香族基团，R8、R9、R10、R11、R12分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团，n为1以上的整数。
Figure A0113581300132
式中，R13表示氧原子、烷基、芳香族基团、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团，R14、R15、R16、R17、R18分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
上述具有多个氧杂环丁烷骨架的多元氧杂环丁烷化合物的例子如下述通式(4)所示，式中，R19表示氧原子、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团，R20、R21分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
本发明所用的咪唑烷酮化合物如下述结构式(5)所示，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基、或取代的芳香族基团。较好的是分别表示氢原子、羟基、烷基、芳香族基团、取代的烷基、取代的芳香族基团。更好的是表示氢原子、羟基、取代的烷基。此外，咪唑烷酮化合物可以不溶于水，但也可以是水溶性的，其在100g 25℃水中一般溶解0.5g以上，较好是溶解1.0g以上，更好是溶解5.0g以上。
本发明所用的咪唑烷酮化合物具体包括2-咪唑烷酮、乙炔脲、二羟甲基亚乙基脲、二羟甲基羟基亚乙基脲等。
本发明的咪唑烷酮化合物可以使用至少具有1个咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物。
因此，本发明的咪唑烷酮化合物的1分子中的咪唑烷酮骨架并不仅限定为1个，具有多个咪唑烷酮骨架的化合物也可使用。
对应于100重量份吸水性树脂的固形组分，本发明中的氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的用量在0.005～10重量份的范围内，更好的是在0.05～5重量份的范围内。在上述范围内使用氧杂环丁烷化合物时，能更进一步提高对尿和汗、经血等体液(水性液体)的吸收特性。若氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的用量不足0.005重量份，则吸水性树脂的表面附近的交联密度几乎不能得到提高，有时并不能够加强吸收特性。如果氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷烷酮化合物的用量多于10重量份，则氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物过量，不仅提高了成本，还很难将交联密度控制在适当值，可能无法提高吸水倍率。
本发明中，最好在混合吸水性树脂和氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物时加水。水的添加在氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的混合前、混合中、混合后的任何时间均可，但从工艺的简便性考虑，最好同时混合氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物和水，更好的方法是将氧杂环丁烷化合物及/和咪唑烷基化合物以水分散液或水溶液的形式添加混合。此时，使用的水量对应于100重量份吸水性树脂为0.5～10重量份，较好是0.5～3重量份。如果水的用量超过10重量％，则吸水倍率会降低。如果低于0.5重量％，则可能不能够提高加压下的吸水倍率。
再者，本发明中在将吸水性树脂和氧杂环丁烷化合物及/或咪唑醚化合物混合时，除上述水以外还可以并用亲水性有机溶剂。可使用的亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇等醇类；丙酮、甲基乙基甲酮等酮类；二噁烷、烷氧基(聚)乙二醇、四氢呋喃等醚类；ε-己内酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等胺类；二甲亚砜等砜类；乙二醇、二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、甘油磷酸、2-丁烯-1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-环己烷二甲醇、1，2-环己醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇类。上述亲水性有机溶剂的用量因吸水性树脂的种类和粒度而异，通常对应于100重量份吸水性树脂为0～10重量份，较好为0～5重量份、更好为0.1～5重量份。多元醇等用作亲水性有机溶剂时，可使其一部分或全部与吸水性树脂反应。
本发明中，混合吸水性树脂和氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物时，为了改善混合性和物性，还可使用水和亲水性有机溶剂以外的物质，如表面活性剂和惰性无机微粒粉末。可使用的表面活性剂和惰性无机微粒粉末如美国专利第5164459号公报、欧洲专利第827753号公报、欧洲专利第349240号公报、欧洲专利第761241号公报等所述。
为了使氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的反应更为加速，吸收特性更为提高，也可以使用无机酸、有机酸等。这类无机酸、有机酸包括硫酸、碱酸、盐酸、柠檬酸、乙醛酸、乙醇酸、甘油磷酸、戊二酸、肉桂酸、琥珀酸、乙酸、酒石酸、乳酸、丙酮酸、富马酸、丙酸、3-羟基丙酸、丁二酸、丁酸、异丁酸、亚氨基二乙酸、苹果酸、羟乙磺酸、柠康酸、己二酸、衣康酸、巴豆酸、草酸、水杨酸、没食子酸、山梨酸、葡糖酸、对甲苯磺酸等。这些酸的用量因吸水性树脂的pH等而异，对应于100重量份吸水性树脂，一般为0～10重量份，更好是在1～5重量份的范围内。
在本发明中，吸水性树脂和氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物的混合可以在环己烷、戊烷等有机溶剂中以吸水性树脂的分散状态进行，但更好的是根据需要，将水及/或亲水性有机溶剂和氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物预先混合之后，接着将该混合物向吸水性树脂进行喷雾或滴入而混合。喷雾的方法较好，喷雾的液滴大小一般在300μm以下，200μm以下则更好。在混合中用水时，可使水不溶性微粒粉体和表面活性剂共存。
为保证均匀混合，用于前述混合的混合装置必须能够产生较大的混合力。能用于本发明的混合装置包括圆筒型混合器、带有夹套的锥型混合器、高速搅拌型混合器、V型混合器、螺条型混合器、螺旋型混合器、流化旋转圆盘型混合机、气流式混合器、双柱型混合器、内装混合器、粉碎混合机、旋转式混合机、螺旋型挤压机等。
本发明的吸水剂的制备方法是在吸水性树脂中混入氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物。
本发明的吸水剂的制备方法是在吸水性树脂中混入氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物后，在吸水性树脂粉末表面附近进行交联时，施行加热处理或光照射处理，处理时间一般为1分钟～180分钟，较好为3分钟～120分钟，更好为5分钟～100分钟。处理温度一般在60～250℃的范围内，较好在100～210℃的范围内，更好在120～200℃的范围内。加热温度不到60℃时，不仅加热处理耗时，而且会使生产性下降，不能够完成均匀的交联，可能无法获得优良的吸水剂。当处理温度超过250℃时，所得吸水性树脂(吸水剂)受到损伤，难以获得吸水倍率优良的产品。
加热处理可用通常的干燥机或加热炉进行，包括槽式混合干燥机、旋转干燥机、盘式干燥机、流化床干燥机、气流式干燥机及红外线干燥机等。
本发明中进行光照射处理时，希望用紫外线照射，而且可以使用光聚合引发剂。
在本发明的制法中，氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物可以用作吸水性树脂的表面交联剂。
氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物作为表面交联剂使用时，以往已知的表面交联剂也可以另外或同时合用。可以合用的表面交联剂的例子如日本专利公开公报昭58-180233号、日本专利公开公报昭61-16903号、日本专利公开公报昭59-189103号、日本专利公开公报昭52-117393号、日本专利公开公报昭51-136588号、日本专利公开公报昭61-257235号、日本这公开公报昭62-7745号、日本专利公开公报昭61-211305号、日本专利公开公报昭61-252212号、日本专利公开公报昭61-264006号、德国专利第4020780号公报、WO99/42494号公报、WO99/43720号公报、WO00/31153号公报、日本专利公开公报2000-197818号等所述。
经过上述表面交联后能够获得在2.07KPa(0.3psi)加压下对0.9重量％生理盐水的吸水倍率在20(g/g)以上、较好在25(g/g)以上、更好在28(g/g)以上、最好在30(g/g)以上的吸水剂。此外，能够制得在40℃、75℃RH(相对湿度)条件下放置20分钟后的吸湿状态下的流动性在60重量％以上、较好在70重量％以上、更好在90重量％以上的吸水剂。
因此，加压下吸水倍率至少在20(g/g)以上、吸湿状态下的流动性在60％以上的本发明的吸水剂在用于纸尿布等卫生材料的制造工程中损耗的很少，而且，使用了该吸水剂的纸尿布等卫生材料显示出优良的吸收特性。
本发明中，特别适用于卫生材料的吸水剂是吸水性树脂的表面附近经过氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物处理，且加压下的吸水倍率至少在20(g/g)以上的吸水剂。在实验中发现具有该物性的本发明的吸水剂用于纸尿布等卫生材料时能够显现出格外好的性能。
根据需要，上述本发明的吸水剂的制备方法还可包括添加以下物质赋予吸水性树脂以各种性能的步骤，例如添加除臭剂、抗菌剂、香料、二氧化硅和氧化钛等无机粉末、发泡剂、颜料、染料、亲水性短纤维、增塑剂、粘合剂、表面活性剂、肥料、氧化剂、还原剂、水、盐类、螯合剂、杀菌剂、聚乙二醇和聚乙烯亚胺等亲水性高分子、石腊等疏水性高分子、聚乙烯和聚丙烯等热塑性树脂、聚酯树脂和尿素树脂等热固性树脂等。
本发明的吸水剂中，对应于100重量份吸水性树脂，氧杂环丁烷化合物的用量以0.005～10重量份为宜，较好为0.05～5重量份，更好为0.1～3重量份。
本发明的吸水剂的含水率和平均粒径最好在前述吸水性树脂的范围内。而且，吸水剂中的微细粉末量也在前述吸水性树脂的范围内。本发明的吸水剂可制成片状，也可以是前述吸水性树脂的粒状制品。而且，吸水剂中的可溶组分也在前述吸水性树脂的范围内。
本发明的吸水剂的特征是在2.07KPa(0.3psi)加压下对0.9重量％生理盐水的吸水倍率在20(g/g)以上，40℃、75％RH条件下放置20分钟后吸湿状态下的流动性在60重量％以上，但不仅限于前述制造方法制得的产品。
因而，本发明的吸水剂或由本发明的制法所得的吸水剂是加压下具有良好的吸水倍率等吸收特性和良好的吸湿流动性的吸水剂。本发明的加压下具有良好的吸水倍率等吸收特性及优良的操作特性的吸水剂完全可称为新型的制品。
本发明提供了由分子中至少具有1个氧杂环丁烷骨架的氧杂环丁烷化合物形成的吸水性树脂用交联剂或具有以下通式(1)表示的结构的前述吸水性树脂用交联剂，
Figure A0113581300181
式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
本发明提供了由分子中至少具有1个咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物形成的吸水性树脂用交联剂或具有以下通式(5)表示的结构的前述吸水性树脂用交联剂，
Figure A0113581300182
式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
本发明的具有氧杂环丁烷骨架的吸水性树脂用交联剂或具有咪唑烷酮骨架的吸水性树脂用交联剂可用于吸水性树脂的聚合开始时、聚合过程中或聚合后的交联及干燥后的交联，但最好能用于前述表面交联剂。如前所述，本发明的氧杂环丁烷化合物和咪唑烷酮化合物是具备较高反应性和安全性，且能够赋予吸水剂以良好的加压下吸水倍率和吸湿状态下流动性的吸水性树脂用交联剂。
本发明的吸水性物品的特征是包含前述本发明的吸水剂，本发明的吸水性物品具备由可吸收体液等的吸收体构成的吸收层。
吸收体的结构只要可用于一般的吸水性物品即可，对其无特别限定。例如，在成形为片状的亲水性纤维材料间配置吸水剂的所谓三明治结构的吸收体，由亲水性纤维材料和吸水剂的混合物成形而得的所谓掺和物结构的吸收体。
上述吸收体中的吸水剂和亲水性纤维材料的重量比一般是吸水剂：亲水性纤维材料＝20∶80～100∶0或30∶70～100∶0。该比率可以根据使用目的进行适当选择。
本发明的吸水性物品中的前述吸收体位于具有渗液性的表面片状物和不具有渗液性的背面片状物之间。而且，在该吸收体的上面或表面片状物的里面或表面片状物的上面还可以配置有助于液体扩散的由非织造布、纤维素、交联纤维素等构成的扩散层。前述渗液性片状物由具备可渗透水性液体的性质的材料构成。例如非织造布和织造布，聚乙烯和聚丙烯、聚胺等构成的多孔性合成薄膜等。前述非渗液性片状物由不具有渗透水性液体的性质的材料构成，例如聚乙烯、聚丙烯、乙酸亚乙基乙烯酯、聚氯乙烯等构成的合成树脂薄膜及这类合成树脂与非织造布的复合材料构成的薄膜，上述合成树脂和纺织物的复合材料构成的薄膜等。另外，非渗液性薄膜可具备透气性。
本发明的吸水性物品包括幼儿用、大人用或者失禁者用一次性尿布和垫片以及妇女用卫生巾等。上述一次性尿布和卫生巾的结构可以采用以往众所周知的各种结构，其表面片状物和背面片状物的材料等也能使用以往所用的材料，对其无特别的限制。
此外，还可在上述的吸收体中添加除臭剂、香料、各种无机粉末、发泡剂、颜料、染料、亲水性短纤维、肥料、氧化剂、还原剂、螯合剂、水、盐类等，这样可赋予吸收体或吸水性物品以各种功能。
由于本发明的吸水性物品由采用前述本发明的吸水剂而制得的吸收体构成，所以能够显现出高吸收性等本发明的吸水剂所具有的效果。而且，由于在制造吸水性物品时，使用了吸湿性较高的吸水剂，所以发生意外的机率有所减少。
以下，由实施例和比较例来更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。此外，按照以下方法对吸水剂、吸水性树脂粉末的各种性能进行测定。
(未加压下的吸水倍率)
将0.2g吸水性树脂粉末均匀装入非织造布制袋(60mm×60mm)中，然后将袋子浸泡在0.9重量％的生理盐水中。60分钟后取出袋子，用离心分离机以250×9.81m/sec2(250G)脱水3分钟，测定袋字的重量W1(g)。在不用吸水性树脂粉末的情况下进行同样的操作，然后测定重量W0(g)。由W1和W0按下式算出未加压下的吸水倍率(g/g)。测定在20～25℃的氛围气中进行。
未加压下吸水倍率(g/g)＝(W1(g)-W0(g))/吸水性树脂粉末的重量(g)
(加压下的吸水倍率)
在内径60mm的塑料支撑圆筒底上焊接不锈钢制400目金属网(筛孔大小为38μm)。在网上均匀撒布0.9g吸水剂，使其上能够对应于吸水剂均匀负载2.07KPa或4.83KPa的重量，外径比60mm稍小，与支撑圆筒没有间隙而且不妨碍上下活动的活塞和负重按顺序装载，测定上述全套测定装置的重量Wa(g)。
在直径150mm的陪替氏培养皿内侧放置直径90mm的玻璃过滤器，加入0.9重量％生理盐水，使其与玻璃过滤器水平。在上面盖上直径90mm的滤纸，使其表面全体润湿并除去过剩的液体。
将上述全套测定装置放在前述润湿的滤纸上，使液体在负重下被吸收。1小时后，取出该全套测定装置，测定其重量Wb(g)。由Wa和Wb按下式算出加压下的吸水倍率(g/g)。测定在20～25℃的氛围气中进行。
加压下的吸水倍率(g/g)
＝(Wb(g)-Wa(g))/吸水剂重量(0.9(g))
(吸湿状态下的流动性)
将吸水剂以及吸水性树脂粉末2.0g(粒径在850μm以下)均匀撒布在底面直径为52mm、高为22mm的铝杯底部，快速放入预先调整至40℃、相对湿度75％的恒温恒湿器(タバィェスペック制PLATINOUS LUCIFER PL-2G)内放置20分钟。然后测定吸湿后的吸水性树脂的重量(WA)。再将已经吸湿的吸水性树脂移入直径7.5cm、网眼1000μm的JIS标准筛，轻敲几次进行振动。测定通过1000μm筛的吸水性树脂的重量(WB)。计算WB/WA×100以求出吸湿状态下的流动性(％)。吸湿后的吸水性树脂越容易通过筛子，即吸湿状态下的流动性越高，就说明其吸湿流动性越佳。
(重量平均粒径)
将粉碎后的吸水性树脂分别用网眼为850μm、600μmμm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm、75μm等JIS标准筛进行筛分，用残留百分率R在对数概率纸上作图，由此读取重量平均粒径(D50)。
(可溶组分量)
在1000ml的离子交换水中分散吸水性树脂0.5g，搅拌16小时后，用滤纸过滤膨润凝胶。然后，用胶体滴定法测定所得滤液中的水溶性高分子，即从吸水性树脂粉末溶出的可溶组分量(重量％、对应于吸水性树脂)。
(生理盐水流动引导性(SFC)试验(参考日本专利公报平9-509591号)
以日本专利公报平9-509591号的生理盐水流动引导性(SFC：Saline FlowConductivity)试验为准进行。
采用图1所示装置，在人工尿(1)产生的0.3psi(2.07KPa)的压力下，使均匀装入容器40中的吸水剂(0.900g)膨润60分钟，记录凝胶44的凝胶层高度，然后在0.3psi(2.07KPa)的压力下，使0.69重量％氯化钠水溶液33在一定的静水压下从贮槽31通入膨润的凝胶层。该SFC试验在室温(20～25℃)下进行，用计算机和天平，作为时间函数每隔20秒钟记录通过凝胶层的液体量，历时10分钟。通过膨润凝胶44(主要是粒子间)的流速Fs(t)由增加重量(g)除以增加时间(s)而得的g/s决定。一定的静水压和稳定的流速所得时间为ts。只用ts和10分钟之间所得数据计算流速，使用ts和10分钟之间所得流速Fs(t＝0)，也就是计算出通过凝胶层的最初流速。Fs(t＝0)可由Fs(t)对时间的最小二乘法结果外插型t＝o计算。
生理盐水流动引导性＝(Fs(t＝0)×L0)/(ρ×A×ΔP)
                  ＝(Fs(t＝0)×L0)/139506式中：
Fs(t＝0)：以g/s表示流速
L0：以cm表示的凝胶层高度
ρ：NaCl溶液密度(1.003g/cm3)
A：槽41中凝胶层上侧的面积(28.27cm2)
ΔP：加在凝胶层上的静水压(4920 dyne/cm2)
以及SFC-值的单位为(cm3×s×g-1)
图1所示装置中，在贮槽31中插入玻璃管32。玻璃管32的下端导入0.69重量％氯化钠水溶液33，使其高度从槽41中的膨润凝胶44的底部开始维持为5cm。贮槽31中的0.69重量％氯化钠水溶液33经过带有旋塞的L型管34进入槽41。在槽41下面配置有收集通过溶液的容器48，该收集容器48安放在上盘式天平49之上。槽41的内径为6cm、下部的底面安装着No.400不锈钢金属网(开孔38μm)42。活塞46下部为使液体通过的足够大的孔47，但其底部为了不使吸水剂或膨润凝胶进入孔47中，安装有透过性能好的玻璃过滤器45。槽41放置的安放台上，和槽相接的台面安装在不妨碍液体渗透的不锈钢制金属网43之上。
所用人工尿(1)中包含氯化钙二水合物0.25g、氯化钾2.0g、氯化镁六水合物0.50g、硫酸钠2.0g、碱酸二氢铵0.85g、碱酸氢二铵0.15g及纯水994.25g。
                 参考例1
在有2根∑型叶片、内容积10升的带有夹套的不锈钢制双柱式捏和机上装上盖子而形成的反应器中装入在具有75摩尔％的中和率的丙烯酸钠水溶液5500g(单体浓度38重量％)中溶入聚二丙酸乙二醇酯(n＝9)3.70g而形成的反应液。然后将此反应液在氮气氛围气中脱气30分钟。接着，在搅拌下向反应液中添加硫酸铵2.7g及L-抗坏血酸0.02g，在约1分钟后开始聚合。在将生成的凝胶粉碎的同时，在20～90℃下进行聚合，聚合开始30分钟后取出含水凝胶状交联聚合物(1)。
所得含水凝胶状交联聚合物(1)被细粉碎至直径约5mm以下后，将此细粉碎的含水凝胶状交联聚合物(1)撒在50目(网孔300μm)的金属网上，在150℃下热风干燥90分钟。然后用轧式磨碎机进行粉碎，再用网孔850μm及106μm的JIS振动筛网分级，制得吸水性树脂(A)。
所得的吸水性树脂(A)中的可溶组分为23重量％、含水率为5重量％、重量平均粒径(D50)为330μm。
                             实施例1
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇1.0g、离子交换水3.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1小时得到吸水剂(1)。所得吸水剂(1)在未加压下的吸水倍率、在2.07KPa的压力下的吸水倍率、吸湿状态下的流动性(以下同样)的测定结果示于表1。
                            实施例2
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇1.16g、水6.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1小时得到吸水剂(2)。所得吸水剂(2)的测定物性示于表1。
                             实施例3
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇0.26g、水3.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理剂后，在165℃的热风干燥器中放置1小时得到吸水剂(3)。所得吸水剂(3)的测定物性示于表1。
                               比较例1
将参考例1所得吸水性树脂(A)作为比较吸水剂(1)、比较吸水剂(1)的测定物性示于表1。
                               比较例2
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由碳酸亚乙酯1.0g、离子交换水3.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理后，在170℃的热风干燥器中放置1.5小时，得到比较吸水剂(2)。所得吸水剂(2)的测定物性示于表1。
                            比较例3
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由乙二醇二缩水甘油醚0.03g、丙二醇1.0g、离子交换水3.0g、异丙醇1.0g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1小时，得到比较吸水剂(3)。所得比较吸水剂(3)的测定物性示于表1。
                            比较例4
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由1.4丁二醇0.3g、丙二醇0.5g、离子交换水3.0g、异丙醇0.5g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1.5小时得到比较吸水剂(4)。所得比较吸水剂(4)的测定物性示于表1。
                            比较例5
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由三羟甲基乙烷1.20g(与实施例1记载的3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇等摩尔量)、水3.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1.5小时得到比较吸水剂(5)。所得比较吸水剂(5)的测定物性示于表1。
                            比较例6
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由三羟甲基丙烷1.34g(与实施例1记载的3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇等摩尔量)、水3.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1.5小时得到吸水剂(6)。所得吸水剂(6)的测定物性示于表1。
                               表1
  吸水剂   加  热   未加压下吸水倍率(g/g) 2.07KPa下吸水倍率(g/g) 吸湿状态下的流动性(％)
温度(℃) 时间(hr)
实施例1 吸水剂(1)   170   1.0     40     36     92
实施例2 吸水剂(2)   170   1.0     41     35     89
实施例3 吸水剂(3)   165   1.0     42     34     91
比较例1   比较吸水剂(1)   170   1.5     48     8     0
比较例2   比较吸水剂(2)   170   1.5     40     35     21
比较例3   比较吸水剂(3)   170   1.0     40     37     55
比较例4   比较吸水剂(4)   170   1.5     40     36     4
比较例5   比较吸水剂(5)   170   1.5     40     36     14
比较例6   比较吸水剂(6)   170   1.5     45     27     13
实施例1～3记载的吸水剂1～3和作为没有用表面交联剂处理的吸水性树脂的比较例1所记载的比较吸水剂(1)相比，加压下的吸水倍率大、未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率平衡良好、而且吸湿状态下的流动性更好。
此外，实施例1～3记载的吸水剂(1)～(3)和比较例2、4、5、6记载的比较吸水剂(2)、(4)、(5)、(6)相比，虽然未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率都显示相同程度的数值，但实施例的反应时间短或者反应温度低，而且吸湿状态下的流动性要好。
实施例1～3记载的吸水剂(1)～(3)和比较例3记载的比较吸水剂(3)相比，虽然未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率显示相同程度的数值，但它的吸湿状态下的流动性要优。
因此，本发明的吸水剂在未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率平衡良好，而且，在吸湿状态下具有良好的流动性(高温、高湿条件下的操作性)，且反应时间短。
                               参考例2
在有2根∑型叶片、内容积10升的带有夹套的不锈钢制双柱式捏和机上装上盖子而形成的反应器中装入在具有71摩尔％的中和率的丙烯酸钠水溶液5500g(单体浓度41重量％，单体的平均分子量为87.7)中溶入聚二丙酸乙二醇酯(n＝9)5.01g而形成的反应液。然后将此反应液在氮气氛围气中脱气30分钟。接着，在搅拌下向反应液中添加10重量％的过硫酸钠30.8g及1重量％的L-抗坏血酸2.57g，在约1分钟后开始聚合。在将生成的凝胶粉碎的同时，于20～95℃进行聚合，聚合开始30分钟后取出含水凝胶状交联聚合物(2)。
所得含水凝胶状交联聚合物(2)被细粉碎至直径约5mm以下后，将此细粉碎的含水凝胶状交联聚合物(2)撒在50目(网孔300μm)的金属网上，在180℃下热风干燥50分钟。然后用轧式磨碎机进行粉碎，再用网孔850μm的JIS标准筛分级，制得大部分粒子在850μm以下的吸水性树脂粉末(B)。
所得吸水性树脂粉末(B)在未加压下的吸收倍率为39(g/g)，其中的可溶组分为13重量％、重量平均粒径(D50)为450μm。
                             实施例4
在参考例2所得吸水性树脂粉末(B)100g中混入由3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇0.26g、1，4-丁二醇0.384g、丙二醇0.6g及水3.39g的混合液组成的表理处理剂后，将混合物在212℃下加热处理25分钟，获得吸水剂(4)。所得吸水剂(4)为粉末状，其未加压下的吸收倍率、4.83KPa加压下的吸收倍率、生理盐水的流动引导性、吸湿状态下的流动性的测定结果(以下相同)示于表2。
                            比较例7
在参考例2所得吸水性树脂(B)100g中混入1，4-丁二醇0.384g、丙二醇0.6g及水3.39g的混合液组成的表面处理剂后，将混合物在212℃下加热处理35分钟，获得比较吸水剂(7)。所得比较吸水剂(7)为粉末状，其测定物性如表2所示。
                           实施例5
在比较例7所得吸收剂(7)100g中混入3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇1.0g，获得吸水剂(5)。所得吸水剂(5)的测定物性如表2所示。
                          实施例6
在比较例7所得吸水剂(7)100g中混入二[1-乙基(3-氧杂环丁烷)]甲醚1.0g，获得吸水剂(6)。所得吸水剂(6)的测定物性如表2所示。
                            表2
  吸水剂   加  热 未加压下的吸水倍率(g/g) 4.83KPa下的吸收倍率(g/g) 生理盐水流动引导性(10e7k) 吸湿状态下的流动性(％)
温度(℃) 时间(hr)
实施例4 吸水剂(4) 212 25 31 26 41 98
实施例5 吸水剂(5)  -  -     30  24     36     99
实施例6 吸水剂(6)  -  -     30  24     36     94
比较例7   比较吸水剂(7)  212  35     30  24     36     57
实施例4记载的吸水剂(4)在比较例7记载的比较吸水剂(7)的表面处理剂中合用了氧杂环丁烷化合物。吸收剂(4)与比较吸水剂(7)相比，虽然在未加压下的吸水倍率相同，但其加热时间短、而且生理盐水的流动引导性(SFC)显示值高，并且吸湿状态下的流动性要好。
再者，实施例5、6记载的吸水剂(5)、(6)是在比较例7记载的吸水剂(7)中添加混合了氧杂环丁烷化合物的吸水剂。吸水剂(5)、(6)与比较吸水剂(7)相比，其未加压下的吸水倍率、加压下的吸水倍率、生理盐水的流动引导性都未下降，且吸湿状态下的流动性得到改善。
因此，用本发明的方法制得的吸水剂的未加压下的吸收倍率和加压下的吸水倍率以及生理盐水的流动引导性都很好，而且吸湿状态下的流动性也很好，并具备反应时间短的良好性能。
此外，含有氧杂环丁烷化合物和吸水性树脂的本发明的吸水剂未影响到吸水性树脂本来的未加压下的吸收倍率、加压下的吸水倍率、生理盐水的流动引导性，且使吸湿状态下的流动性得到了改善。
                             实施例7
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由2-咪唑烷酮0.86g，水3.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1.5小时，获得吸水剂(7)。所得吸水剂(7)在未加压下的吸水倍率、2.07KPa加压下的吸水倍率的测定结果示于表3。
                              比较例8
在参考例1所得吸水性树脂(A)100g中滴加混入由尿素0.60g(与实施例7记载的2-咪唑烷酮等摩尔量)、水3.0g、异丙醇3.0g的混合液组成的表面处理剂后，在170℃的热风干燥器中放置1.5小时，获得比较吸水剂(8)。所得比较吸水剂(8)在未加压下的吸水倍率、2.07KPa加压下的吸水倍率的测定结果示于表3。
                                 表3
  吸水剂   加  热 未加压下的吸水倍率(g/g)   2.07KPa加压下的吸水倍率(g/g)
温度(℃) 时间(hr)
实施例7 吸水剂(7) 170  1.5     41     33
比较例1   比较吸水剂(1) 170  1.5     48     8
比较例8   比较吸水剂(8) 170  1.5     47     8
实施例7中记载的吸水剂(7)和作为未用表面交联剂处理的吸水性树脂的比较例1所记载的比较吸水剂(1)相比，其加压下的吸水倍率较高、未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率的平衡良好。
此外，实施例7所记载的吸水剂(7)和比较例8记载的比较吸水剂(8)相比，其加压下的吸水倍率较大，未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率的平衡优良。
如上所述，本发明的吸水剂的未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率的平衡优良。
本发明提供了在低温下和短时间内制备未加压下的吸水倍率和加压下的吸水倍率的平衡良好、吸湿状态下的流动性高、安全性好的吸水剂的方法。此外，还提供了新颖的吸水剂及特别适合于吸水性树脂的交联的交联剂。
对附图的简单说明
图1为用于测定生理盐水的流动引导性的测定装置的简单截面图。
图中符号说明
31.贮槽、32.玻璃管、33.0.69重量％氯化钠水溶液、34.附有旋塞的L型管、35.旋塞、40.容器、41.槽、42.不锈钢金属网、43.不锈钢金属网、44.膨润凝胶、45.玻璃过滤器、46.活塞、47.活塞中的孔、48.收集容器、49.上盘式天平

Claims (14)

1.吸水剂的制备方法，其特征在于，在吸水性树脂中混入氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物。
2.如权利要求1所述的吸水剂的制备方法，其特征还在于，前述氧杂环丁烷化合物由以下结构式(1)表示，
Figure A0113581300021
式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
3.如权利要求1所述的吸水剂的制备方法，其特征还在于，前述咪唑烷酮化合物由以下结构式(5)表示，
Figure A0113581300022
式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
4.如权利要求1～3的任一项所述的吸水剂的制备方法，其特征还在于，在吸水性树脂中混入氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物并进行加热。
5.如权利要求1～4的任一项所述的吸水剂的制备方法，其特征还在于，前述吸水性树脂为干燥后的吸水性树脂。
6.吸水剂，所述吸水剂中包含氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物和吸水性树脂。
7.吸水剂，所述吸收剂中包含经过氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物交联的吸水性树脂。
8.如权利要求7所述的吸水剂，其特征还在于，在吸水性树脂的表面附近用前述氧杂环丁烷化合物及/或咪唑烷酮化合物进行处理，其在2.07KPa的压力下对0.9重量％生理盐水的吸水倍率在20g/g以上。
9.如权利要求7或8所述的吸水剂，所述吸水剂在40℃、相对湿度75％的条件下放置20分钟后的吸湿状态下的流动性在60％以上。
10.含有权利要求7～9的任一项所述的吸水剂的吸水性物品。
11.吸水性树脂用交联剂，所述交联剂由分子中至少具有1个氧杂环丁烷骨架的氧杂环丁烷化合物组成。
12.如权利要求11所述的吸水性树脂用交联剂，所述交联剂具有以下通式(1)表示的结构，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
13.吸水性树脂用交联剂，所述交联剂由分子中至少具有1个咪唑烷酮骨架的咪唑烷酮化合物组成。
14.如权利要求13所述的吸水性树脂用交联剂，所述交联剂具有以下通式(5)表示的结构，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示氢原子、羟基、烷基、链烯基、芳香族基团、卤代基、取代的烷基、取代的链烯基或取代的芳香族基团。
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