JPH0417090B2 - - Google Patents

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JPH0417090B2
JPH0417090B2 JP61108515A JP10851586A JPH0417090B2 JP H0417090 B2 JPH0417090 B2 JP H0417090B2 JP 61108515 A JP61108515 A JP 61108515A JP 10851586 A JP10851586 A JP 10851586A JP H0417090 B2 JPH0417090 B2 JP H0417090B2
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JP
Japan
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water
mol
meth
acrylate
monomer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61108515A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS62266140A (en
Inventor
Tsuneo Tsubakimoto
Tadao Shimomura
Hiroya Kobayashi
Kazuhiro Okamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP61108515A priority Critical patent/JPS62266140A/en
Publication of JPS62266140A publication Critical patent/JPS62266140A/en
Publication of JPH0417090B2 publication Critical patent/JPH0417090B2/ja
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  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、耐塩性吸水剤に関するものである。 更に詳しくは、塩類、特に多価金属イオンを含
む水性液体と接した時に、多量の水性液体を吸収
しかつ経時的に吸水倍率が低下しない耐塩性吸水
剤に関するものである。 (従来の技術) 近年、自重の数十〜数百倍もの水を吸収する吸
水性樹脂が開発され、生理用品、使いすて紙おむ
つ等の吸水剤として、あるいは農園芸用の保水
剤、汚泥の凝固剤、建材の結露防止剤、土木用止
水剤、乾燥剤等として用途開発が進められてい
る。 この様な吸水性樹脂としては、たとえば、デン
プン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分
解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体の中
和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体
のケン化物、アクリロニトリル系共重合体もしく
はアクリルアミド系共重合体の加水分解物または
これらの架橋体、逆相懸濁重合によつて得られた
自己架橋型ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアク
リル酸部分中和物架橋体等が知られている。 (発明が解決しようとする問題点) ところが、これらの吸水性樹脂は、多量の水も
しくは水性液体を吸収する能力に優れているもの
の、海水等の多価金属イオンを含んだ水性液体と
接した時には低い吸水倍率しか示さず、かつ経時
的に吸水倍率が低下するしという欠点を有する。 そこで耐塩性を改良したものとして、デンプン
−アクリル酸−ビニルホスホン酸−N−メチルピ
リジウムクロリドグラフト共重合体の架橋物(特
開昭55−15634号)、デンプン−アクリル酸ナトリ
ウム−アクリルアミドグラフト共重合物架橋体の
ホルマリンと重亜硫酸ソーダによるスルホメチル
化物(特開昭55−16016号)及び2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸−アクリル
酸ナトリウム自己架橋体(特開昭56−161412号)
が提案されている。しかし、これらは耐塩性の改
良は認められるものの、多価金属イオンを含む水
性液体と接した時には、やはり経済的に吸水倍率
が低下し、充分な耐塩性を備えているとは言いが
たい。 本発明者らは、上記欠点を改良し、多価金属イ
オンを含む水性液体に対し充分な吸水倍率を示
し、かつ経済的に吸水倍率が低下しない耐塩性吸
水剤を開発すべく、鋭意研究を重ねた結果、本発
明を完成するに至つた。 (問題点を解決するための手段および作用) 本発明は、一般式 (ただしRは水素またはメチル基、Xは炭素数2
〜4のアルキレン基、Yは水素、炭素数1〜5の
アルキル基、フエニル基または炭素数1〜9のア
ルキル基を1〜3個置換基として有するアルキル
フエニル基であり、nは平均で1〜100の数であ
る。)で表わされる(メタ)アクリル酸エステル
系単量体A(以下、単量体Aという。)3〜95モル
%、スルホン酸基含有不飽和単量体B(以下、単
量体Bという。)5〜97モル%およびその他の重
合性単量体C(以下、単量体Cという。)0〜50モ
ル%(ただし、A、BおよびC成分の合計は100
モル%である。)からなる単量体混合物()を、
架橋剤()の存在下に重合して得られる架橋重
合体よりなる耐塩性吸水剤を提供するものであ
る。 本発明に用いられる単量体Aは前記一般式で表
わされる(メタ)アクリル酸エステル系単量体
で、例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アク
リレート、ポリブチレングリコール(メタ)アク
リレート、メトキシポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレン
グリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ
ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、エトキシポリエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリ
コールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリ
ブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、
メトキシポリエチレングリコール・ポリプロピレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、フエノ
キシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート、ベンジルオキシポリエチレングリコール
モノ(メタ)アクリレート等を挙げることがで
き、これらの1種又は2種以上を用いることがで
きる。 本発明に用いられる単量体Bとしては、例えば
ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリル
スルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリル
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−ア
リロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、
2−スルホエチル(メタ)アクリレート、3−ス
ルホプロピル(メタ)アクリレート、1−スルホ
プロパン−2−イル(メタ)アクリレート、2−
スルホプロピル(メタ)アクリレート、1−スル
ホブタン−2−イル(メタ)アクリレート、2−
スルホブチル(メタ)アクリレート、3−スルホ
ブタン−2−イル(メタ)アクリレート等の不飽
和スルホン酸やそれらのアルカリ金属塩、アルカ
リ土類金属塩、アンモニウム塩もしくは置換アン
モニウム塩を挙げることができ、これらの中から
1種または2種以上を用いることができる。 本発明に用いられる水溶性単量体Cとしては、
例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、
イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン
酸等の不飽和カルボン酸ならびにそれらのアルカ
リ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩
もしくは置換アンモニウム塩等のカルボキシル基
含有不飽和単量体または(メタ)アクリルアミド
等を挙げることができ、これらの中から1種また
は2種以上を用いることができる。これらの水溶
性単量体Cだけでなく、水不溶性の単量体であつ
ても、単量体AまたはBと共重合可能なものであ
れば、得られる架橋重合体の吸牛可能を著しく低
下させない範囲で用いることができる。 単量体Aは非解離性の親水基により、得られる
架橋重合体に耐塩性及び吸水性を与える作用をす
る。単量体Bは、スルホン酸基の強解離性によ
り、得られる架橋重合体に、多価金属イオンを含
む水性液体に対する高吸水性を与える作用をす
る。 本発明においては、単量体混合物()中、単
量体Aは3〜95モル%、単量体Bは5〜97%、単
量体Cは0〜50モル%(ただし、A、BおよびC
成分の合計は100モル%である。)の比率で使用す
る。単量体Aが3モル%未満の少ない量では得ら
れる吸水剤の吸水能力が低下する。単量体Cを50
モル%を超えて使用すると耐塩性が低下したり、
吸水能力が低下したりするので好ましくない。 単量体Bや単量体Cとしてのカルボン酸基含有
不飽和単量体の使用にあたつて不飽和スルホン酸
や不飽和カルボン酸は、多用すると得られる吸水
剤の吸水能力を低下させることがあるので注意を
要するが、吸水剤のPHを中性又はその他の所望
の範囲に調整したり、架橋剤()として多価ア
ルコールを使用した際の架橋点となる点で有用で
ある。したがつて、単量体混合物()中、単量
体Bが不飽和スルホン酸のアルカリ金属塩であ
り、かつ単量体Cが不飽和カルボン酸1〜75モル
%および不飽和カルボン酸のアルカリ金属塩25〜
99モル%の比率で使用するのが、得られる吸水剤
の吸水能を高く保ち、かつ吸水剤のPHを中性に
調整することもできるため好ましい。 本発明では前記単量体混合物()を架橋剤
()の存在下に重合して架橋重合体を得るが、
架橋剤()は、単量体混合物()を重合する
際の架橋密度を自由自在に制御して高吸水性の架
橋重合体を得るために必須のものである。架橋剤
()の不存在下での重合においても単量体混合
物()は一部自己架橋するが、吸水剤として一
般に使用可能な程度にまで高吸水性の架橋重合体
とはならない。架橋剤()の種類や使用量を適
宜選択して使用することにより、耐塩性に優れた
吸水剤を得ることができる。 本発明における架橋剤()としては、例えば
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、
ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリ
レート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アク
リレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アク
リレート、N,N−メチレンビスアクリルアミ
ド、イソシアヌル酸トリアリル、トリメトロール
プロパンジアリルエーテル等の1分子中にエチレ
ン系不飽和基を2個以上有する化合物;エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、ポリエチレングリコール、グリセ
リン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポ
リプロピレングリコール、ポリビニルアルコー
ル、ペンタエリスリトール、ソルビツト、ソルビ
タン、グルコース、マンニツト、マンニタン、シ
ヨ糖、ブドウ糖等の多価アルコール;エチレング
リコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグ
リシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグ
リシジルエーテル、プロピレングリコールジグリ
シジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグ
リシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグ
リシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジ
グリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジ
グリシジルエーテル、トリメチロールプロパント
リグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジ
ルエーテル等のポリエポキシ化合物等が挙げら
れ、これらの1種または2種以上を用いることが
できる。架橋剤()として多価アルコールを用
いる場合には150℃〜250℃で、ポリエポキシ化合
物を用いる場合は50℃〜250℃で重合後熱処理す
ることが好ましい。 架橋剤()の使用量としては、好ましくは前
記単量体混合物()に対してモル比で0.00001
〜0.1の範囲である。0.1を超える量では、得られ
る架橋重合体の架橋密度が大きくなりすぎて増粘
性や吸水能が低下する傾向がある。逆に0.00001
未満の少量では、架橋密度が小さすぎて増粘性が
低く水性液体を吸収したあとにべとつきが生じ、
初期吸水速度が不充分となる。 本発明の耐塩性吸水剤を得るための重合方法
は、従来から知られているいかなる方法でも良
く、ラジカル重合触媒を用いる方法、放射線、電
子線、紫外線等を照射する方法等が挙げられる。
ラジカル重合触媒としては、過酸化水素、ベンゾ
イルパーオキサイド、キユメンハイドロパーオキ
サイド等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリ
ル等のアゾ化合物、過硫酸アンモニウム、過硫酸
カリウム等の過硫酸塩等のラジカル発生剤や、こ
れらと亜硫酸水素ナトリウム、L−アスコルビン
酸、第一鉄塩等の還元剤との組み合わせによるレ
ドツクス系開始剤が用いられる。重合系溶媒とし
ては、例えば水、メタノール、エタノール、アセ
トン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等やこれらの混合物を使用することができ
る。重合時の温度は用いる触媒の種類により異な
るが、比較的低温の方が架橋重合体の分子量が大
きくなり好ましい。しかし、重合が完結するため
には20℃以上100℃以下の範囲内であることが好
ましい。前記した如く架橋剤()の使用により
得られる架橋重合体の架橋密度を自由自在に制御
できるため、重合系の単量体混合物()の濃度
には特に制限はないが、重合反応の制御の容易さ
と収率・経済性を考慮すれば、20〜80重量%の範
囲にあることが好ましい。重合形態としては種々
の形態を採用できるが、逆相懸濁重合、注型重
合、双腕型ニーダーの剪断力により含水ゲル状重
合体を細分化しながら重合する方法(特開昭57−
34101)が好ましい。 本発明の耐塩性吸水剤に香料や脱臭剤あるいは
耐光性を向上させる目的でカーボンブラツクや活
性炭を重合前あるいは重合後に混合しても良い。 (発明の効果) 以上のようにして得られた本発明の耐塩性吸水
剤は、非常にすぐれた耐塩性を有するため汗、血
液、尿等はもちろんのこと、海水のような高濃度
の塩類を含む水性液体でも高吸収率で吸収し、ま
た多価金属イオンを含む水性液体と接しても経済
的に吸水倍率が低下しない性質を有しており、し
かも一旦吸収した水性液体を圧力下でも長時間保
持するものである。 従つて、本発明の耐塩性吸水剤は、農園芸用保
水剤、乾燥剤等に有効に利用でき、またこれをゴ
ムおよび/または熱可塑性樹脂と混練したもの
は、水による膨張率が高く、多価金属イオンを含
む水性液体と接しても膨脹率の経時的低下がない
ので、土木用止水剤、シーリング材、コーキング
材、パツキング材、医療衛生材等として有用であ
る。 (実施例) 以下、実施例により本発明を詳細に説明するが
本発明の範囲がこれらの実施例にのみ限定される
ものではない。 実施例 1 1000mlの円筒形セパラブルフラスコに2−スル
ホエチルメタクリレートのナトリウム塩141g
(0.65モル)、メタクリル酸4.35g(0.05モル)、メ
タクリル酸ナトリウム16.2g(0.15モル)、メト
キシポリエチレングリコールモノメタクリレート
(平均1分子あたり10個のエチレンオキサイド単
位を含むもの)81g(0.15モル)、N,N−メチ
レンビスアクリルアミド0.154g(0.001モル)お
よび水250gを仕込み撹拌して均一に溶解させた。
窒素置換した後、浴場で40℃に加熱し10%過硫酸
アンモニウム水溶液1.0gおよび1%L−アスコ
ルビン酸水溶液0.5gを添加し、撹拌を停止して
重合させた。重合開始後発熱し、55分後に53℃ま
で上昇した。重合系の温度が下がり始じめたのを
確認した後、浴場を90℃に上昇させ、更に1時間
加熱した。得られた架橋重合体の含水ゲルを細分
化したのち、150℃の熱風乾燥器で5時間乾燥し、
粉砕して本発明の吸水剤1を得た。 実施例 2 撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導
入管を備えた1000mlの四つ口フラスコにn−ヘキ
サン220mlを仕込み、ソルビタンモノステアレー
ト1.8gを添加溶解した後、窒素で置換した。滴
下ロートに2−アクリルアミド−2−メチルプロ
パンスルホン酸ナトリウム218g(0.95モル)、エ
トキシポリエチレングリコールモノアクリレート
(平均1分子あたり50個のエチレンオキサイド単
位を含むもの)115g(0.05モル)、エチレングリ
コールジグリシジルエーテル0.348g(0.002モ
ル)、水368gおよび過硫酸カリウム0.05gを加え
て溶解した後、窒素ガスを吹き込んで水溶液内に
存在する酸素を除去した。次いで、滴下ロートの
内容物を上記四つ口フラスコに加えて分解させ、
わずかに窒素ガスを導入しつつ湯浴により重合系
の温度を60〜65℃に保持して3時間重合反応を続
けた。その後n−ヘキサンを減圧下に留去し、残
つた架橋重合体の含水ゲルを90℃で減圧乾燥して
本発明の吸水剤2を得た。 実施例 3 1000mlの円筒形セパラブルフラスコにビニルス
ルホン酸ナトリウムの25%水溶液26.0g(0.8モ
ル)、アクリル酸7.20g(0.10モル)、アクリル酸
ナトリウム4.70g(0.05モル)、メトキシポリエ
チレングリコールモノアクリレート(平均1分子
あたり5個のエチレンオキサイド単位を含むも
の)236g(0.77モル)、グリセリン0.46g(0.005
モル)および水342gを仕込み10%過硫酸アンモ
ニウム水溶液1.0gおよび1%L−アスコンビン
酸水溶液0.5gを用いて、実施例1と同様に重合
した。得られた架橋重合体の含水ゲルを細分化し
て180℃で2時間乾燥し、粉砕して本発明の吸水
剤3を得た。 実施例 4 1000mlの円筒形セパラブルフラスコに3−スル
ホプロピルアクリレートのカリウム塩139g
(0.60モル)、ポリエチレングリコールモノアクリ
レート(平均1分子あたり10個のエチレンオキサ
イド単位を含むもの)76.8g(0.15モル)、アク
リルアミド17.8g(0.25モル)、トリメチロール
プロパントリアクリレート0.296g(0.001モ
ル)および水300gを仕込み、10%過硫酸アンモ
ニウム水溶液1.0gおよび1%L−アスコルビン
酸水溶液0.5gを用いて、実施例1と同様に重合
した。得られた架橋重合体の含水ゲルを細分化し
て150℃で3時間乾燥し、粉砕して本発明の吸水
剤4を得た。 比較例 1 実施例1において、1000mlの円筒形セパラブル
フラスコに仕込んだ内容物の配合を2−スルホエ
チルメタクリレートのナトリウム塩216g(1.0モ
ル)、N,N−メチレンビスアクリルアミド0.154
g(0.001モル)および水324gとする以外は実施
例1と同様にして比較吸水剤1を得た。 比較例 2 実施例1において、1000mlの円筒形セパラブル
フラスコに仕込んだ内容物の配合をメトキシポリ
エチレングリコールモノメタクリレート(平均1
分子あたり10個のエチレンオキサイド単位を含む
もの)540g(1.0モル)、N,N−メチレンビス
アクリルアミド0.154g(0.001モル)、水200gと
する以外は実施例1と同様にして比較吸水剤2を
得た。 実施例 5 実施例1〜4および比較例1〜2で得た吸水剤
1〜4および比較吸水剤1〜2について、下記の
方法てによつて脱イオン水および合成海水の吸水
倍率を測定した。 各吸水剤1gを脱イオン水または第1表に示し
た組成の合成海水1000ml中に24時間浸漬した後、
200メツシユ金網で濾過し、10分間水切りをした
後、200メツシユ金網上に存在する吸水ゲル重量
を測定し、そのグラム数を吸水倍率とした。その
結果を第2表に示した。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a salt-resistant water absorbing agent. More specifically, the present invention relates to a salt-resistant water-absorbing agent that absorbs a large amount of aqueous liquid when it comes into contact with an aqueous liquid containing salts, particularly polyvalent metal ions, and whose water absorption capacity does not decrease over time. (Prior art) In recent years, water-absorbing resins that absorb tens to hundreds of times their own weight in water have been developed, and are used as water-absorbing agents for sanitary products, disposable diapers, etc., as water-retaining agents for agriculture and horticulture, and for sludge removal. It is being developed for use as a coagulant, anti-condensation agent for building materials, water stopper for civil engineering, desiccant, etc. Examples of such water-absorbing resins include hydrolyzed products of starch-acrylonitrile graft polymers, neutralized products of starch-acrylic acid graft polymers, saponified products of vinyl acetate-acrylic acid ester copolymers, and acrylonitrile-based copolymers. Hydrolyzates of polymers or acrylamide copolymers or crosslinked products thereof, self-crosslinking sodium polyacrylate obtained by reverse phase suspension polymerization, crosslinked products of partially neutralized polyacrylic acid, etc. are known. ing. (Problem to be Solved by the Invention) However, although these water-absorbing resins have an excellent ability to absorb large amounts of water or aqueous liquids, they cannot be used when they come into contact with aqueous liquids containing polyvalent metal ions such as seawater. It has the disadvantage that it sometimes shows only a low water absorption capacity, and the water absorption capacity decreases over time. Therefore, as products with improved salt resistance, crosslinked starch-acrylic acid-vinylphosphonic acid-N-methylpyridium chloride graft copolymers (Japanese Patent Application Laid-open No. 15634/1983), starch-sodium acrylate-acrylamide graft copolymers, etc. Sulfomethylated polymer crosslinked product with formalin and sodium bisulfite (JP-A-55-16016) and 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid-sodium acrylate self-crosslinked product (JP-A-56-161412)
is proposed. However, although these have been recognized to have improved salt resistance, when they come into contact with aqueous liquids containing polyvalent metal ions, their water absorption capacity still economically decreases, and it is difficult to say that they have sufficient salt resistance. The present inventors have conducted extensive research in order to improve the above-mentioned drawbacks and to develop a salt-resistant water absorbing agent that exhibits sufficient water absorption capacity for aqueous liquids containing polyvalent metal ions and that does not economically reduce the water absorption capacity. As a result of repeated efforts, the present invention was completed. (Means and effects for solving the problems) The present invention is based on the general formula (R is hydrogen or methyl group, X has 2 carbon atoms
~4 alkylene group, Y is hydrogen, an alkyl phenyl group having 1 to 3 substituents of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, and n is an average of It is a number from 1 to 100. ) (meth)acrylic acid ester monomer A (hereinafter referred to as monomer A) 3 to 95 mol %, sulfonic acid group-containing unsaturated monomer B (hereinafter referred to as monomer B). ) 5 to 97 mol% and other polymerizable monomer C (hereinafter referred to as monomer C) 0 to 50 mol% (however, the total of components A, B and C is 100
It is mole%. ), a monomer mixture () consisting of
The present invention provides a salt-resistant water absorbing agent made of a crosslinked polymer obtained by polymerization in the presence of a crosslinking agent. Monomer A used in the present invention is a (meth)acrylic acid ester monomer represented by the above general formula, such as hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate,
Polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, polybutylene glycol(meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol mono(meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol mono(meth)acrylate, methoxypolybutylene glycol mono(meth)acrylate Acrylate, Ethoxypolyethylene glycol mono(meth)acrylate, Ethoxypolypropylene glycol mono(meth)acrylate, Ethoxypolybutylene glycol mono(meth)acrylate,
Examples include methoxypolyethylene glycol/polypropylene glycol mono(meth)acrylate, phenoxypolyethylene glycol mono(meth)acrylate, benzyloxypolyethylene glycol mono(meth)acrylate, and one or more of these may be used. I can do it. Examples of monomer B used in the present invention include vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfone acid,
2-sulfoethyl (meth)acrylate, 3-sulfopropyl (meth)acrylate, 1-sulfopropan-2-yl (meth)acrylate, 2-
Sulfopropyl (meth)acrylate, 1-sulfobutan-2-yl (meth)acrylate, 2-
Examples include unsaturated sulfonic acids such as sulfobutyl (meth)acrylate and 3-sulfobutan-2-yl (meth)acrylate, and their alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, and substituted ammonium salts. One type or two or more types can be used from among them. As the water-soluble monomer C used in the present invention,
For example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid,
Carboxyl group-containing unsaturated monomers or (meth) unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and citraconic acid, and their alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, and substituted ammonium salts. Examples include acrylamide, and one or more of these can be used. In addition to these water-soluble monomers C, water-insoluble monomers that can be copolymerized with monomer A or B can significantly improve the absorbability of the resulting crosslinked polymer. It can be used as long as it does not cause any deterioration. Monomer A acts to impart salt resistance and water absorption to the resulting crosslinked polymer through its non-dissociable hydrophilic group. Monomer B acts to impart high water absorption to aqueous liquids containing polyvalent metal ions to the resulting crosslinked polymer due to the strong dissociative properties of the sulfonic acid groups. In the present invention, in the monomer mixture (), monomer A is 3 to 95 mol%, monomer B is 5 to 97%, and monomer C is 0 to 50 mol% (However, A, B and C
The sum of the components is 100 mol%. ) ratio. If the amount of monomer A is small, such as less than 3 mol %, the water absorbing ability of the resulting water absorbing agent will decrease. 50 monomer C
If used in excess of mol%, salt tolerance may decrease,
This is not preferable because the water absorption capacity may decrease. When using an unsaturated monomer containing a carboxylic acid group as monomer B or monomer C, unsaturated sulfonic acids and unsaturated carboxylic acids may reduce the water absorption capacity of the resulting water absorbing agent if used in large quantities. However, it is useful in adjusting the pH of the water-absorbing agent to neutrality or other desired range, and in acting as a crosslinking point when a polyhydric alcohol is used as a crosslinking agent. Therefore, in the monomer mixture ( ), monomer B is an alkali metal salt of an unsaturated sulfonic acid, and monomer C is an alkali metal salt of an unsaturated carboxylic acid and an alkali of an unsaturated carboxylic acid. Metal salt 25~
It is preferable to use the water absorbent at a ratio of 99 mol %, since the water absorbing ability of the obtained water absorbing agent can be kept high and the pH of the water absorbing agent can be adjusted to neutral. In the present invention, the monomer mixture () is polymerized in the presence of a crosslinking agent () to obtain a crosslinked polymer;
The crosslinking agent () is essential for freely controlling the crosslinking density during polymerization of the monomer mixture () to obtain a highly water-absorbent crosslinked polymer. Even in the polymerization in the absence of the crosslinking agent (2), the monomer mixture (2) partially self-crosslinks, but it does not result in a highly water-absorbent crosslinked polymer that can generally be used as a water-absorbing agent. By appropriately selecting and using the type and amount of the crosslinking agent (), a water absorbing agent with excellent salt resistance can be obtained. Examples of the crosslinking agent () in the present invention include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate,
propylene glycol di(meth)acrylate,
Polyethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, N,N-methylenebisacrylamide, triallyl isocyanurate, trimerolpropane diallyl ether Compounds having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, polyglycerin, propylene glycol,
Polyhydric alcohols such as diethanolamine, triethanolamine, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, pentaerythritol, sorbitol, sorbitan, glucose, mannitol, mannitan, sucrose, glucose; ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl Ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, etc. These polyepoxy compounds can be used alone or in combination of two or more. When a polyhydric alcohol is used as the crosslinking agent (), it is preferable to carry out the post-polymerization heat treatment at 150°C to 250°C, and when a polyepoxy compound is used, it is preferably carried out at 50°C to 250°C. The amount of the crosslinking agent () to be used is preferably 0.00001 in molar ratio to the monomer mixture ().
~0.1 range. If the amount exceeds 0.1, the crosslinking density of the resulting crosslinked polymer tends to become too high, resulting in a decrease in viscosity and water absorption ability. Conversely, 0.00001
If the amount is less than 50%, the crosslinking density is too low and the viscosity is low, resulting in stickiness after absorbing the aqueous liquid.
The initial water absorption rate becomes insufficient. The polymerization method for obtaining the salt-resistant water absorbing agent of the present invention may be any conventionally known method, and examples thereof include a method using a radical polymerization catalyst, a method of irradiating with radiation, electron beam, ultraviolet ray, etc.
Radical polymerization catalysts include hydrogen peroxide, peroxides such as benzoyl peroxide and kyumene hydroperoxide, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, and radicals such as persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate. A redox initiator is used, which is a generator or a combination of these and a reducing agent such as sodium bisulfite, L-ascorbic acid, or ferrous salt. As the polymerization solvent, for example, water, methanol, ethanol, acetone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and mixtures thereof can be used. The temperature during polymerization varies depending on the type of catalyst used, but a relatively low temperature is preferable because the molecular weight of the crosslinked polymer increases. However, in order to complete the polymerization, the temperature is preferably within the range of 20°C or higher and 100°C or lower. As mentioned above, since the crosslinking density of the crosslinked polymer obtained by using the crosslinking agent () can be freely controlled, there is no particular restriction on the concentration of the monomer mixture () in the polymerization system, but it is possible to control the polymerization reaction. Considering ease, yield, and economy, it is preferably in the range of 20 to 80% by weight. Various forms of polymerization can be adopted, including reverse-phase suspension polymerization, cast polymerization, and a method in which a hydrogel polymer is polymerized while being fragmented by the shearing force of a double-arm kneader (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1983-1999).
34101) is preferred. A fragrance, a deodorizing agent, or carbon black or activated carbon may be mixed with the salt-resistant water-absorbing agent of the present invention before or after polymerization for the purpose of improving light resistance. (Effects of the Invention) The salt-resistant water absorbing agent of the present invention obtained as described above has extremely excellent salt resistance, so it can be used not only in sweat, blood, urine, etc., but also in highly concentrated salts such as seawater. It absorbs aqueous liquids containing polyvalent metal ions at a high absorption rate, and its water absorption capacity does not decrease economically even when it comes into contact with aqueous liquids containing polyvalent metal ions. It is meant to be held for a long time. Therefore, the salt-resistant water-absorbing agent of the present invention can be effectively used as a water-retaining agent, desiccant, etc. for agriculture and horticulture, and the product kneaded with rubber and/or thermoplastic resin has a high expansion rate with water. Since the expansion rate does not decrease over time even when it comes into contact with an aqueous liquid containing polyvalent metal ions, it is useful as a water stop agent for civil engineering, a sealing material, a caulking material, a packing material, a medical hygiene material, etc. (Examples) Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited only to these Examples. Example 1 141 g of sodium salt of 2-sulfoethyl methacrylate in a 1000 ml cylindrical separable flask
(0.65 mol), methacrylic acid 4.35 g (0.05 mol), sodium methacrylate 16.2 g (0.15 mol), methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (containing an average of 10 ethylene oxide units per molecule) 81 g (0.15 mol), 0.154 g (0.001 mol) of N,N-methylenebisacrylamide and 250 g of water were charged and stirred to uniformly dissolve.
After purging with nitrogen, the mixture was heated to 40° C. in a bath, 1.0 g of a 10% aqueous ammonium persulfate solution and 0.5 g of a 1% aqueous L-ascorbic acid solution were added, and stirring was stopped to allow polymerization. After the start of polymerization, heat was generated, and the temperature rose to 53°C after 55 minutes. After confirming that the temperature of the polymerization system had begun to drop, the bath was raised to 90°C and heated for an additional hour. After dividing the obtained hydrogel of the crosslinked polymer into small pieces, it was dried in a hot air dryer at 150°C for 5 hours.
The water absorbing agent 1 of the present invention was obtained by pulverization. Example 2 220 ml of n-hexane was charged into a 1000 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a nitrogen gas inlet tube, and 1.8 g of sorbitan monostearate was added and dissolved therein, followed by purging with nitrogen. . Into the dropping funnel were 218 g (0.95 mol) of sodium 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate, 115 g (0.05 mol) of ethoxypolyethylene glycol monoacrylate (containing an average of 50 ethylene oxide units per molecule), and ethylene glycol diglycidyl. After adding and dissolving 0.348 g (0.002 mol) of ether, 368 g of water, and 0.05 g of potassium persulfate, nitrogen gas was blown in to remove oxygen present in the aqueous solution. Next, the contents of the dropping funnel were added to the four-necked flask and decomposed,
While introducing a slight amount of nitrogen gas, the temperature of the polymerization system was maintained at 60 to 65°C using a hot water bath, and the polymerization reaction was continued for 3 hours. Thereafter, n-hexane was distilled off under reduced pressure, and the remaining hydrogel of the crosslinked polymer was dried under reduced pressure at 90°C to obtain water absorbing agent 2 of the present invention. Example 3 In a 1000 ml cylindrical separable flask, 26.0 g (0.8 mol) of a 25% aqueous solution of sodium vinyl sulfonate, 7.20 g (0.10 mol) of acrylic acid, 4.70 g (0.05 mol) of sodium acrylate, and methoxypolyethylene glycol monoacrylate (Contains 5 ethylene oxide units per molecule on average) 236g (0.77 mol), glycerin 0.46g (0.005
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using 1.0 g of a 10% aqueous ammonium persulfate solution and 0.5 g of a 1% aqueous L-asconbic acid solution. The obtained hydrogel of the crosslinked polymer was divided into pieces, dried at 180°C for 2 hours, and pulverized to obtain water absorbing agent 3 of the present invention. Example 4 139 g of potassium salt of 3-sulfopropyl acrylate in a 1000 ml cylindrical separable flask
(0.60 mol), polyethylene glycol monoacrylate (containing an average of 10 ethylene oxide units per molecule) 76.8 g (0.15 mol), acrylamide 17.8 g (0.25 mol), trimethylol propane triacrylate 0.296 g (0.001 mol) and 300 g of water, and polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using 1.0 g of a 10% aqueous ammonium persulfate solution and 0.5 g of a 1% aqueous L-ascorbic acid solution. The obtained hydrogel of the crosslinked polymer was divided into pieces, dried at 150°C for 3 hours, and pulverized to obtain the water absorbing agent 4 of the present invention. Comparative Example 1 In Example 1, the contents of the 1000 ml cylindrical separable flask were as follows: 216 g (1.0 mol) of sodium salt of 2-sulfoethyl methacrylate, 0.154 g of N,N-methylenebisacrylamide
Comparative water-absorbing agent 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of water was 324 g (0.001 mol) and 324 g of water. Comparative Example 2 In Example 1, the contents of the 1000 ml cylindrical separable flask were changed to methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (average 1
Comparative water absorbing agent 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that 540 g (1.0 mol) of N,N-methylenebisacrylamide (containing 10 ethylene oxide units per molecule), 0.154 g (0.001 mol) of N,N-methylenebisacrylamide, and 200 g of water were used. Obtained. Example 5 For water absorbing agents 1 to 4 and comparative water absorbing agents 1 to 2 obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2, the water absorption capacity of deionized water and synthetic seawater was measured by the following method. . After immersing 1 g of each water absorbing agent in 1000 ml of deionized water or synthetic seawater with the composition shown in Table 1 for 24 hours,
After filtering through a 200-mesh wire mesh and draining for 10 minutes, the weight of the water-absorbing gel present on the 200-mesh wire mesh was measured, and the number of grams was taken as the water absorption capacity. The results are shown in Table 2.

【表】 実施例 6 実施例1〜4および比較例1〜2で得た吸水剤
1〜4および比較吸水剤1〜2について、下記の
方法によつて0.05%塩化カルシウム水溶液の吸水
倍率および吸水倍率の経時的低下(吸水倍率減少
率)を測定した。 各吸水剤1gを0.05%塩化カルシウム水溶液
1000ml中に1時間浸漬した後、200メツシユ金網
で濾過し、10分間水切りをした後、200メツシユ
金網上に存在する吸水ゲル重量を測定しそのグラ
ム数を0.05%塩化カルシウム水溶液の吸水倍率と
した。また、カルシウムイオンの影響のため、吸
水倍率は浸漬時間により経時的に低下するので、
耐塩性の評価法として、0.05%塩化カルシユウム
水溶液に10日間浸漬した場合の吸水倍率を測定
し、10日間浸漬後の吸水倍率が1時間浸漬後の吸
水倍率に比べてどれだけ低下するか(吸水倍率減
少率)を下記式により求めた。 吸水倍率減少率=100−10日間浸漬後の吸
水倍率/1時間浸漬後の吸水倍率×100 その結果を第2表に示した。 なお、この場合1日毎に0.05%塩化カルシウム
水溶液を新しいものと交換した。
[Table] Example 6 Regarding water absorbing agents 1 to 4 and comparative water absorbing agents 1 to 2 obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2, the water absorption capacity and water absorption of 0.05% calcium chloride aqueous solution were determined by the following method. The decrease in magnification over time (water absorption rate decrease rate) was measured. 1g of each water absorbing agent in 0.05% calcium chloride aqueous solution
After immersing in 1000 ml for 1 hour, filtering through a 200-mesh wire mesh and draining for 10 minutes, the weight of the water-absorbing gel present on the 200-mesh wire mesh was measured, and the number of grams was taken as the water absorption capacity of the 0.05% calcium chloride aqueous solution. . Also, due to the influence of calcium ions, the water absorption capacity decreases over time depending on the soaking time.
As an evaluation method for salt resistance, the water absorption capacity is measured when immersed in a 0.05% calcium chloride aqueous solution for 10 days, and the water absorption capacity after immersion for 10 days is determined by how much it decreases compared to the water absorption capacity after immersion for 1 hour. The magnification reduction rate) was determined by the following formula. Water absorption capacity reduction rate = 100 - Water absorption capacity after immersion for 10 days/Water absorption capacity after immersion for 1 hour x 100 The results are shown in Table 2. In this case, the 0.05% calcium chloride aqueous solution was replaced with a new one every day.

【表】 第2表より明らかなように、本発明の吸収剤は
合成海水のような塩濃度の高い水性液体でも高い
吸水倍率を示し、またカルシウムイオンと接触し
ても吸水倍率の経時的な低下が少ないという特徴
を有している。
[Table] As is clear from Table 2, the absorbent of the present invention shows a high water absorption capacity even in aqueous liquids with high salt concentration such as synthetic seawater, and even when it comes into contact with calcium ions, the water absorption capacity does not change over time. It has the characteristic that there is little deterioration.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 (ただしRは水素またはメチル基、Xは炭素数2
〜4のアルキレン基、Yは水素、炭素数1〜5の
アルキル基、フエニル基または炭素数1〜9のア
ルキル基を1〜3個置換基として有するアルキル
フエニル基であり、nは平均で1〜100の数であ
る。)で表わされる(メタ)アクリル酸エステル
系単量体A3〜95モル%、スルホン酸基含有不飽
和単量体B5〜97モル%およびその他の水溶性単
量体C0〜50モル%(ただし、A、BおよびC成
分の合計は100モル%である。)からなる単量体混
合物()を、架橋剤()の存在下に重合して
得られる架橋重合体よりなる耐塩性吸水剤。
[Claims] 1. General formula (R is hydrogen or methyl group, X has 2 carbon atoms
~4 alkylene group, Y is hydrogen, an alkyl phenyl group having 1 to 3 substituents of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, and n is an average of It is a number from 1 to 100. ) (meth)acrylic acid ester monomer A3 to 95 mol%, sulfonic acid group-containing unsaturated monomer B 5 to 97 mol%, and other water-soluble monomers C0 to 50 mol% (however, A salt-resistant water absorbent comprising a crosslinked polymer obtained by polymerizing a monomer mixture (2) consisting of A, B and C components (the total of components A, B and C is 100 mol%) in the presence of a crosslinking agent (2).
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