JPH0555523B2 - - Google Patents
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- JPH0555523B2 JPH0555523B2 JP59157530A JP15753084A JPH0555523B2 JP H0555523 B2 JPH0555523 B2 JP H0555523B2 JP 59157530 A JP59157530 A JP 59157530A JP 15753084 A JP15753084 A JP 15753084A JP H0555523 B2 JPH0555523 B2 JP H0555523B2
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- mol
- monomer
- absorbing
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Description
(産業上の利用分野)
本発明は耐塩、耐光性吸水剤に関するものであ
る。更に詳しくは、塩類を含む水性液体と接した
時に多量の水性液体を吸収し、かつ光に当たつて
も劣化しない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
つ等の吸収剤として、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
水材、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、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)
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、汗、血
液、尿もしくは海水等の塩を含んだ水性液体を吸
収する場合には吸水能が著しく低下する欠点を有
する。また、これら従来の吸水性樹脂は、いずれ
も乾燥状態での安定性には優れているが、吸水状
態での安定性に乏しい。たとえば、吸水したゲル
状物を日光に暴露しておくとわずか数時間のうち
に劣化して流動化しゲル状物の形態を保持できな
くなり、特にこうした吸水性樹脂を農園芸用保水
剤、土木用止水材に用いる場合、上記の欠点が大
きな障害となつている。
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)、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)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)が提案
されているが、これらは耐光性が劣るので吸水状
態での安定性に乏しい。また、高濃度の塩を含む
水性液体の吸収能も十分ではない。一方、耐光性
を改良するために吸水性樹脂にカーボンブラツク
または活性炭を混合する方法(特開昭59−38271)
が提案されているが、この方法では耐光性につい
ては有効に改良されたものの耐塩性の改良につい
ては不十分であつた。以上のように耐塩性、耐光
性を兼ねそなえた吸水性樹脂は今まで知られてい
なかつた。
本発明者らは上記の耐塩性、耐光性の問題点を
改良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、R1は水素またはメチル基、nは2ま
たは3の整数、Xは水素、アルカル金属またはア
ンモニウム基を示す。)で表わされるスルホアル
キル(メタ)アクリレート系単量体から選ばれる
1種または2種以上の単量体(A)20〜100モル%、
一般式
(ただし、R2は水素またはメチル基、Yは水素、
アルカリ金属またはアンモニウム基を示す。)で
表わされる(メタ)アクリル酸系単量体から選ば
れる1種又は2種以上の単量体(B)0〜80モル%、
およびその他のアニオン性及び/又はノニオン性
重合性単量体(C)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、単量体混合物()に対
するモル比で0.00001〜0.1の比率の架橋剤()
の存在下に重合して得られる水不溶性吸水性樹脂
よりなる耐塩、耐光性吸水剤を提供するものであ
る。
本発明における単量体(A)は、前記一般式で表わ
されるスルホアルキル(メタ)アクリレート系単
量体で、2−スルホエチルアクリレートやそのア
ルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩、2−スル
ホエチルメタクリレートやそのアルカリ金属塩も
しくはアンモニウム塩、3−スルホプロピルアク
リレートやそのアルカル金属塩もしくはアンモニ
ウム塩、3−スルホプロピルメタクリレートやそ
のアルカリ金属塩もしくはアモニウム塩の中から
1種または2種以上の単量体を選択して用いられ
る。単量体(A)は、単量体(A)中に存在するスルホン
酸基の強解離性により、得られる水不溶性吸水性
樹脂に耐塩性を与える作用を有する。
単量体(A)は、単量体混合物()中20モル%以
上の比率で使用する必要がある。20モル%未満の
少ない量では、得られる水不溶性吸水性樹脂の耐
塩性が不充分となり好ましくない。
本発明における単量体(B)は、前記一般式で表わ
される(メタ)アクリル酸系単量体であるが、例
えばアクリル酸やそのアルカリ金属塩もしくはア
ンモニウム塩、メタクリル酸やそのアルカル金属
塩もしくは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種以上の単量体を選
択して用いられる。
単量体(B)は単量体混合物()中80モル%以下
の比率で使用する。80モル%を越える量使用する
と、得られる水不溶性吸水性樹脂の耐塩性が低下
するので好ましくない。
本発明におけるその他のアニオン性及び/又は
ノニオン性重合性単量体(C)としては、例えば(メ
タ)アクリルレート、ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、マレイン酸、イタコン酸等の
水溶性単量体だけでなく、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、得られる水不溶性吸水性樹脂の吸水能を
著しく低下させない範囲で用いることができる。
単量体(C)の使用量は、単量体混合物()中50
モル%以下の量であり、50モル%を越えて使用す
ると、得られる水不溶性吸水性樹脂の耐塩性だけ
でなく、吸水能が低下するので好ましくない。
単量体(A)20〜100モル%、単量体(B)0〜80モル
%および単量体(C)0〜50モル%からなる本発明に
おける単量体混合物()の中でも、単量体(A)中
のスルホアルキルメタクリレート系単量体と単量
体(B)中のメタクリル酸系単量体との合計量が単量
体混合物()中20モル%以上の比率となるよう
に単量体(A)および(B)を選択して単量体混合物
()とするのが、得られる水不溶性吸水性樹脂
の耐光性を高めることができるので好ましい。単
量体(A)中のスルホアルキルメタクリレート系単量
体と単量体(B)中のメタクリル酸系単量体との合計
量が単量体混合物()中20モル%未満の少ない
量では、使用する単量体混合物()や架橋剤
()の種類や使用比率によつては、得られる水
不溶性吸水性樹脂の耐光性が不充分となることが
ある。
単量体(A)としてのスルホアルキル(メタ)アク
リレートや単量体(B)としての(メタ)アクリル酸
は、それら酸を多用すると得られる水不溶性吸水
性樹脂の吸水能を低下させることがあるので注意
を要するが、吸水性樹脂のPHを中性その他の所望
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(A)がスルホアルキル
(メタ)アクリレートのアルカリ金属塩であり、
かつ単量体(B)が(メタ)アクリル酸1〜50モル%
および(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩50〜
99モル%の比率である単量体混合物()を使用
するのが、得られる吸水性樹脂の吸水能を高く保
ち、かつ吸水性樹脂の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水不溶性吸水性樹脂を
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水不
溶性吸水性樹脂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水不溶性の吸水
性樹脂とはならない。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、単量体(A)
単独あるいは単量体(A)の使用比率の大きい単量体
混合物()を重合する場合でも、得られる水不
溶性吸水性樹脂の架橋密度を容易に制御でき、よ
つて、耐塩性に優れた吸水剤を容易に得ることが
できる。また、架橋剤()は、上記した如く結
果的に耐塩性に優れた吸水剤を得るのに有効であ
るだけでなく、耐光性に優れた吸水剤を得る上で
も有効なものであり、架橋剤()の使用量を単
量体混合物()の種類に応じて適量とすること
により、得られる吸水性樹脂の吸水状態での日光
暴露時の安定性を高めることができる。
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、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリ
レート、ペンタエリストールジ(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、トリメチロールプロパ
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()の使用量としては、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を越える量では、得られる水不溶性
吸水性樹脂の耐光性は良好であるにしても、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、耐光性や初期吸水速
度が不充分となる。
本発明の耐塩、耐光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耐の分子
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
により得られる水不溶性吸水性樹脂の架橋密度を
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
〜60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、耐光性吸水剤に香料や脱臭剤あ
るいは耐光性をさらに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、耐光
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、また一旦吸収した水は圧力下でも長時間保持
する性質を有しており、しかも良好な耐光性をも
有し長時間日光に暴露されても劣化することがな
く上記吸収能を保持できるため、土木用止水材、
農園芸用保水材剤、医療衛生材等に有効に利用で
きる。
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
500ml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172.8g
(0.80モル)、アクリル酸3.6g(0.05モル)、アク
リル酸ナトリウム14.1g(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)及び水260gを仕込み、撹拌して均一に溶解
させた。窒素置換した後、湯溶で40℃に加熱し、
10%過硫酸アンモニウム水溶液1.0g及び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、40分後
に68℃まで上昇した。重合系の温度が下がり始め
たのを確認した後、湯浴を90℃に上昇させ、更に
1時間加熱した。得られた吸水性樹脂の含水ゲル
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500ml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、窒素置換した。滴下
ロートに3−スルホプロピルメタクリレートのナ
トリウム塩23.0g(0.10モル)、アクリル酸3.6g
(0.05モル)、アクリル酸ナトリウム9.41g(0.10
モル)、トリメチロールプロパンアクリレート
0.0296g(0.0001モル)水50g及び過硫酸カリウ
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
て分散させ、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
重合反応に続けた。その後n−ヘキサンを減圧下
に留去し、残つた吸水性樹脂の含水ゲルを80℃で
減圧乾燥して本発明の吸水剤2を得た。
実施例 3
500mlの円筒形セパラブルフラスコに2−スル
ホエチルアクリレートのナトリウム塩80.9g
(0.40モル)、メタクリル酸21.5g(0.25モル)、メ
タクリル酸ナトリウム27.0g(0.25モル)、アク
リルアミド7.1g(0.10モル)、グリセリン0.46g
(0.005モル)、及び水190gを仕込み、10%過硫酸
アンモニウム水溶液1.0g及び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。得られた吸水性樹脂の含水ゲルを細分
化して180℃で2時間乾燥し、粉砕して吸水剤3
を得た。
実施例 4
実施例2で用いたのと同じ四つ口フラスコにシ
クロヘキサン250mlを仕込み、ソルビタンモノス
テアレート2.0gを添加溶解した後、窒素置換し
た。滴下ロートに3−スルホプロピルアクリレー
ト9.7g(0.05モル)、3−スルホプロピルアクリ
レートのナトリウム塩21.6g(0.10モル)、アク
リル酸ナトリウム9.41g(0.10モル)、メタクリ
ル酸ナトリウム5.40g(0.05モル)、ジエチレン
グリコールジアクリレート0.0428g(0.0002モ
ル)、水60g及び過硫酸カリウム0.1g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散させ、実施
例2と同様にして重合反応を行つた後、シクロヘ
キサンを留去し得られた吸水樹脂の含水ゲルを80
℃で減圧乾燥して本発明の吸水剤4を得た。
実施例 5
実施例2における滴下ロートの内容物を2−ス
ルホエチルメタクリレートのナトリウム塩21.6g
(0.10モル)、アクリル酸3.6g(0.05モル)アクリ
ル酸ナトリウム9.41g(0.10モル)、トリメチロ
ールプロパントリアクリレート0.0592g(0.0002
モル)、水65g及び過硫酸カリウム0.05gとする
以外は、実施例2と同様にして本発明の吸水剤5
を得た。
比較例 1
500mlの円筒形セパブルフラスコにアクリル酸
18.0g(0.25モル)、アクリル酸ナトリウム70.5g
(0.75モル)、N,N−メチレンビスアクリルアミ
ド0.154g(0.001モル)及び水121gを仕込み、
10%過硫酸アンモニウム水溶液1.0g及び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、乾燥、粉砕して比較吸水剤1を得
た。
比較例 2
実施例2における滴下ロートの内容物を3−ス
ルホプロピルメタクリレートのナトリウム塩4.6
g(0.02モル)、アクリル酸7.2g(0.10モル)ア
クリル酸ナトリウム18.8g(0.20モル)、水42.5g
及び過硫酸カリウム0.05gとする以外は、実施例
2と同様にして比較吸水剤2を得た。
比較例 3
実施例1におけるN,N−メチレンビスアクリ
ルアミドを使用しない以外は、実施例1と同様の
操作を繰り返して比較吸水剤3を得た。尚、重合
開始後の発熱は、45分後に65℃まで上昇した。
実施例 6
実施例1〜5及び比較例1〜3で得た吸水剤1
〜5及び比較吸水剤1〜3について、下記の方法
によつて塩類を含む水性液体の吸水倍率を測定し
た。
各吸水剤1gを第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 and light-resistant water absorbing agent. More specifically, it relates to a water-absorbing agent that absorbs a large amount of aqueous liquid when it comes into contact with an aqueous liquid containing salts, and does not deteriorate even when exposed to light. (Conventional technology) 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 absorbents for sanitary products, disposable diapers, etc., water retention agents for agriculture and horticulture, and sludge. It is being developed for use as a coagulant, anti-condensation agent for building materials, water-stopping material for civil engineering, desiccant, etc. Examples of such water-absorbing resins include hydrolysates of starch-acrylonitrile graft polymers, neutralized starch-acrylic acid graft polymers, saponified products of vinyl acetate-acrylic acid ester copolymers, and acrylonitrile-based copolymers. Hydrolyzed or acrylamide copolymer hydrolysates or crosslinked products thereof, self-crosslinking sodium polyacrylate obtained by reverse phase suspension polymerization, crosslinked partially neutralized polyacrylic acid products, etc. are known. There is. (Problem to be solved by the invention) Although these water-absorbing resins have an excellent ability to absorb large amounts of water or aqueous liquids, they absorb aqueous liquids containing salt such as sweat, blood, urine, or seawater. In some cases, the water absorption capacity is significantly reduced. Moreover, these conventional water-absorbing resins all have excellent stability in a dry state, but are poor in stability in a water-absorbed state. For example, if a gel-like material that has absorbed water is exposed to sunlight, it deteriorates in just a few hours and becomes fluid, making it impossible to maintain its gel-like form. The above-mentioned drawbacks are a major obstacle when used as a water-stopping material. Therefore, as products with improved salt resistance, crosslinked products of starch-acrylic acid-vinylphosphonic acid-N-methylpyridium chloride graft copolymer (Japanese Patent Application Laid-open No. 15634-1983), starch-sodium acrylate-acrylamide graft copolymer A sulfomethylated product of formalin and sodium bisulfite (Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-16016) and a self-crosslinked product of 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid-sodium acrylate (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-161412) have been proposed. However, these have poor light resistance and lack stability in a water-absorbed state. Furthermore, the ability to absorb aqueous liquids containing high concentrations of salts is also insufficient. On the other hand, a method of mixing carbon black or activated carbon with water-absorbing resin to improve light resistance (Japanese Patent Laid-Open No. 59-38271)
has been proposed, but although this method effectively improved light resistance, it was insufficient in improving salt resistance. As described above, a water-absorbing resin that has both salt resistance and light resistance has not been known until now. The present inventors have conducted intensive research to improve the above-mentioned problems of salt resistance and light resistance, and as a result have completed the present invention. (Means and effects for solving the problems) The present invention is based on the general formula (However, R 1 is hydrogen or a methyl group, n is an integer of 2 or 3, and X is hydrogen, an alkali metal, or an ammonium group.) One type selected from sulfoalkyl (meth)acrylate monomers represented by or 20 to 100 mol% of two or more monomers (A), general formula (However, R 2 is hydrogen or methyl group, Y is hydrogen,
Indicates an alkali metal or ammonium group. ) 0 to 80 mol% of one or more monomers (B) selected from the (meth)acrylic acid monomers represented by
and other anionic and/or nonionic polymerizable monomers (C) from 0 to 50 mol% (however, the total of components (A), (B), and (C) is 100 mol%). Monomer mixture () to crosslinker () in a molar ratio of 0.00001 to 0.1 to monomer mixture ()
The present invention provides a salt-resistant and light-resistant water-absorbing agent made of a water-insoluble water-absorbing resin obtained by polymerization in the presence of. The monomer (A) in the present invention is a sulfoalkyl (meth)acrylate monomer represented by the above general formula, such as 2-sulfoethyl acrylate or its alkali metal salt or ammonium salt, 2-sulfoethyl methacrylate or its One or more monomers are selected from alkali metal salts or ammonium salts, 3-sulfopropyl acrylate and its alkali metal salts or ammonium salts, and 3-sulfopropyl methacrylate and its alkali metal salts or ammonium salts. It is used as Monomer (A) has the effect of imparting salt resistance to the resulting water-insoluble water-absorbing resin due to the strong dissociability of the sulfonic acid group present in monomer (A). Monomer (A) must be used in a proportion of 20 mol% or more in the monomer mixture (). If the amount is less than 20 mol%, the resulting water-insoluble water-absorbing resin will have insufficient salt resistance, which is not preferable. The monomer (B) in the present invention is a (meth)acrylic acid monomer represented by the above general formula, and includes, for example, acrylic acid, its alkali metal salt or ammonium salt, methacrylic acid, its alkali metal salt, or Ammonium salts can be mentioned,
One or more monomers are selected from these and used. Monomer (B) is used in a proportion of 80 mol% or less in the monomer mixture (). If it is used in an amount exceeding 80 mol%, the salt resistance of the resulting water-insoluble water-absorbing resin will decrease, which is not preferable. Other anionic and/or nonionic polymerizable monomers (C) in the present invention include only water-soluble monomers such as (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, maleic acid, and itaconic acid. Even if the monomer is water-insoluble, as long as it can be copolymerized with monomer (A) or (B), it may be used within the range that does not significantly reduce the water-absorbing capacity of the resulting water-insoluble water-absorbing resin. Can be used. The amount of monomer (C) used is 50% in the monomer mixture ().
The amount is less than 50 mol %, and if it is used in excess of 50 mol %, not only the salt resistance but also the water absorption capacity of the resulting water-insoluble water-absorbing resin will decrease, which is not preferable. Among the monomer mixtures () in the present invention consisting of 20 to 100 mol% of monomer (A), 0 to 80 mol% of monomer (B) and 0 to 50 mol% of monomer (C), So that the total amount of the sulfoalkyl methacrylate monomer in the monomer (A) and the methacrylic acid monomer in the monomer (B) is 20 mol% or more in the monomer mixture (). It is preferable to select monomers (A) and (B) to form a monomer mixture () because the light resistance of the resulting water-insoluble water-absorbing resin can be improved. If the total amount of the sulfoalkyl methacrylate monomer in monomer (A) and the methacrylic acid monomer in monomer (B) is less than 20 mol% in the monomer mixture (), Depending on the type and ratio of the monomer mixture () and crosslinking agent () used, the resulting water-insoluble water-absorbing resin may have insufficient light resistance. Sulfoalkyl (meth)acrylate as the monomer (A) and (meth)acrylic acid as the monomer (B) may reduce the water absorption capacity of the water-insoluble water-absorbing resin obtained when these acids are used extensively. However, it is useful for adjusting the pH of the water-absorbing resin to neutrality or other desired ranges, and for acting as a crosslinking point when polyhydric alcohol is used as a crosslinking agent. Therefore, monomer (A) is an alkali metal salt of sulfoalkyl (meth)acrylate,
and monomer (B) is (meth)acrylic acid 1 to 50 mol%
and alkali metal salts of (meth)acrylic acid 50~
It is preferable to use a monomer mixture (2) having a ratio of 99 mol %, since this allows the resulting water-absorbing resin to maintain a high water-absorbing capacity and also allows the pH of the water-absorbing resin to be adjusted to neutral. In the present invention, a water-insoluble water-absorbing resin is obtained by polymerizing the monomer mixture () in the presence of a crosslinking agent (). This is essential in order to freely control and obtain a water-insoluble water-absorbent resin.
Even in the polymerization in the absence of the crosslinking agent (2), the monomer mixture (2) partially self-crosslinks, but it does not become a water-insoluble water-absorbing resin to the extent that it can generally be used as a water-absorbing agent. By appropriately selecting and using the type and amount of crosslinking agent (), monomer (A)
Even when polymerizing a single monomer or a monomer mixture () with a large proportion of monomer (A) used, the crosslinking density of the resulting water-insoluble water-absorbing resin can be easily controlled, and the water-absorbing resin has excellent salt resistance. can be easily obtained. In addition, the crosslinking agent () is not only effective in obtaining a water absorbing agent with excellent salt resistance as described above, but also effective in obtaining a water absorbing agent with excellent light resistance. By adjusting the amount of the agent () to be appropriate depending on the type of the monomer mixture (), the stability of the resulting water-absorbing resin when exposed to sunlight in a water-absorbed state can be increased. 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, trimethylolpropane Compounds having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule such as diallyl ether; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin,
Examples include polyhydric alcohols such as polyglycerin, propylene glycol, diethanolamine, triethanolamine, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, pentaerythritol, sorbitol, sorbitan, glucose, mannitol, mannitan, sucrose, and glucose, and one of these or Two or more types can be used. The amount of the crosslinking agent ( ) to be used is in the range of 0.00001 to 0.1 in molar ratio to the monomer mixture ( ). If the amount exceeds 0.1, even though the resulting water-insoluble water-absorbent resin has good light resistance, the crosslinking density tends to become too large, resulting in a decrease in viscosity and water-absorbing ability. On the other hand, if the amount is less than 0.00001, the crosslinking density is too small and the thickening property is low, resulting in stickiness after absorbing an aqueous liquid, resulting in insufficient light resistance and initial water absorption rate. The polymerization method for obtaining the salt-resistant and light-resistant water absorbing agent of the present invention may be any conventionally known method, such as a method using a radical polymerization catalyst, a method using radiation,
Examples include methods of irradiating with electron beams, ultraviolet rays, 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 withstands crosslinking polymerization becomes large. 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 water-insoluble water-absorbing resin 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; Considering ease of control, yield, and economy, 20
It is preferably in the range of ~60% by weight. Various forms of polymerization can be adopted, including reverse-phase suspension polymerization, cast polymerization, and methods in which a hydrogel polymer is polymerized while being fragmented by the shearing force of a double-arm kneader (Japanese Patent Laid-Open No. 57-34101). is preferred. A fragrance, a deodorizing agent, or carbon black or activated carbon may be mixed with the salt-resistant and light-resistant water absorbing agent of the present invention before or after polymerization for the purpose of further improving light resistance. (Effects of the Invention) The salt-resistant and light-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 high concentrations such as seawater. It absorbs water-based liquids containing salts at a high absorption rate, and once absorbed, water can be retained for a long time even under pressure.It also has good light resistance, so it can withstand long-term exposure to sunlight. Because it maintains the above absorption capacity without deteriorating, it is suitable as a water stop material for civil engineering,
It can be effectively used for water retention agents for agriculture and horticulture, medical hygiene materials, 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 1 172.8 g of sodium salt of 2-sulfoethyl methacrylate in a 500 ml cylindrical separable flask.
(0.80 mol), acrylic acid 3.6 g (0.05 mol), sodium acrylate 14.1 g (0.15 mol), N,N-
0.154 g (0.001 mol) of methylenebisacrylamide and 260 g of water were charged and stirred to uniformly dissolve them. After purging with nitrogen, heat to 40℃ using hot water.
10% ammonium persulfate aqueous solution 1.0g and 1%L
- 0.5 g of ascorbic acid aqueous solution was added and stirring was stopped to allow polymerization. After the start of polymerization, heat was generated, and the temperature rose to 68°C after 40 minutes. After confirming that the temperature of the polymerization system had begun to drop, the water bath was raised to 90°C and heated for an additional hour. The obtained water-containing gel of the water-absorbing resin was divided into small pieces, dried in a hot air dryer at 150°C for 5 hours, and pulverized to obtain the water-absorbing agent 1 of the present invention. Example 2 220 ml of n-hexane was charged into a 500 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, and the flask was purged with nitrogen. In a dropping funnel, add 23.0 g (0.10 mol) of sodium salt of 3-sulfopropyl methacrylate and 3.6 g of acrylic acid.
(0.05 mol), sodium acrylate 9.41 g (0.10
mole), trimethylolpropane acrylate
After 0.0296 g (0.0001 mol) was dissolved in 50 g of water and 0.05 g of potassium persulfate, nitrogen gas was blown into the aqueous solution to remove oxygen present in the aqueous solution. Next, the contents of the dropping funnel were added to the four-necked flask and dispersed, and the polymerization reaction was continued for 3 hours while maintaining the temperature of the polymerization system at 60 to 65°C with a hot water bath while introducing a slight amount of nitrogen gas. Thereafter, n-hexane was distilled off under reduced pressure, and the remaining water-containing gel of the water-absorbing resin was dried under reduced pressure at 80°C to obtain water-absorbing agent 2 of the present invention. Example 3 80.9 g of sodium salt of 2-sulfoethyl acrylate in a 500 ml cylindrical separable flask
(0.40 mol), methacrylic acid 21.5 g (0.25 mol), sodium methacrylate 27.0 g (0.25 mol), acrylamide 7.1 g (0.10 mol), glycerin 0.46 g
(0.005 mol) and 190 g of water were charged, 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 water-containing gel of the water-absorbing resin was divided into small pieces, dried at 180°C for 2 hours, and crushed to form water-absorbing agent 3.
I got it. Example 4 250 ml of cyclohexane was charged into the same four-necked flask as used in Example 2, 2.0 g of sorbitan monostearate was added and dissolved, and the flask was purged with nitrogen. Into the dropping funnel were 9.7 g (0.05 mol) of 3-sulfopropyl acrylate, 21.6 g (0.10 mol) of sodium salt of 3-sulfopropyl acrylate, 9.41 g (0.10 mol) of sodium acrylate, 5.40 g (0.05 mol) of sodium methacrylate, After adding and dissolving 0.0428 g (0.0002 mol) of diethylene glycol diacrylate, 60 g of water, and 0.1 g of potassium persulfate, nitrogen gas was blown into the solution to remove oxygen present in the aqueous solution. Next, the contents of the dropping funnel were added to the four-necked flask and dispersed, and a polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 2. After distilling off the cyclohexane, the resulting water-containing gel of the water-absorbing resin was
Water absorbent 4 of the present invention was obtained by drying under reduced pressure at °C. Example 5 The contents of the dropping funnel in Example 2 were changed to 21.6 g of sodium salt of 2-sulfoethyl methacrylate.
(0.10 mol), acrylic acid 3.6 g (0.05 mol), sodium acrylate 9.41 g (0.10 mol), trimethylolpropane triacrylate 0.0592 g (0.0002
Water absorbing agent 5 of the present invention was prepared in the same manner as in Example 2, except that the amounts were 65 g of water and 0.05 g of potassium persulfate.
I got it. Comparative Example 1 Acrylic acid in a 500ml cylindrical separable flask
18.0g (0.25mol), sodium acrylate 70.5g
(0.75 mol), N,N-methylenebisacrylamide 0.154 g (0.001 mol) and water 121 g,
10% ammonium persulfate aqueous solution 1.0g and 1%L
- Example 1 using 0.5 g of ascorbic acid aqueous solution
Comparative water absorbing agent 1 was obtained by polymerizing, drying and pulverizing in the same manner as above. Comparative Example 2 The contents of the dropping funnel in Example 2 were changed to 4.6% of the sodium salt of 3-sulfopropyl methacrylate.
g (0.02 mol), acrylic acid 7.2 g (0.10 mol), sodium acrylate 18.8 g (0.20 mol), water 42.5 g
Comparative water absorbing agent 2 was obtained in the same manner as in Example 2, except that 0.05 g of potassium persulfate was used. Comparative Example 3 Comparative water absorbing agent 3 was obtained by repeating the same operation as in Example 1 except that N,N-methylenebisacrylamide in Example 1 was not used. Note that the heat generated after the start of polymerization rose to 65°C after 45 minutes. Example 6 Water absorbing agent 1 obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3
- 5 and Comparative Water Absorbing Agents 1 to 3, the water absorption capacity of aqueous liquids containing salts was measured by the following method. Synthetic seawater with the composition shown in Table 1 per 1g of each water absorbing agent
After immersing in 1000ml for 24 hours, it was filtered through a 200-mesh wire mesh and drained 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】【table】
【表】
第2表より明らかなように本発明の吸水剤は優
れた耐塩性を有している。
また、比較吸水剤3は一部水不溶性のゲル状物
が生成したが、大部分が水可溶性の樹脂であつた
ため、吸水倍率の測定ができなかつた。
実施例 7
実施例1〜5及び比較例1〜3で得た吸水剤1
〜5及び比較吸水剤1〜3について、下記の方法
によて耐光性を評価した。
各吸水剤2gを脱イオン水98gに加えて吸水さ
せて各吸水剤の吸水ゲルを得て、これを厚さ0.02
mmの透明なポリエチレン製袋に入れて日光に暴露
した。暴露中の吸水ゲルの状態を経時的に観察
し、その結果を次の5段階の基準で評価した。評
価結果を第3表に示した。[Table] As is clear from Table 2, the water absorbing agent of the present invention has excellent salt resistance. In addition, in Comparative Water Absorbing Agent 3, although some water-insoluble gel-like material was produced, most of it was water-soluble resin, so the water absorption capacity could not be measured. Example 7 Water absorbing agent 1 obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3
~5 and Comparative Water Absorbing Agents 1 to 3, the light resistance was evaluated by the following method. Add 2g of each water-absorbing agent to 98g of deionized water and absorb the water to obtain a water-absorbing gel of each water-absorbing agent.
It was placed in a transparent polyethylene bag of 1.0 mm and exposed to sunlight. The state of the water-absorbing gel during exposure was observed over time, and the results were evaluated using the following five-level criteria. The evaluation results are shown in Table 3.
【表】【table】
【表】
第3表より明らかなように本発明の吸水剤は優
れた耐光性を有している。
また、比較吸水剤3は吸水ゲルが得られなかつ
たため耐光性の評価を行なわなかつた。[Table] As is clear from Table 3, the water absorbing agent of the present invention has excellent light resistance. Furthermore, since a water-absorbing gel could not be obtained for Comparative Water-Absorbing Agent 3, the light resistance was not evaluated.
Claims (1)
たは3の整数、Xは水素、アルカリ金属またはア
ンモニウム基を示す。) で表わされるスルホアルキル(メタ)アクリレー
ト系単量体から選ばれる1種または2種以上の単
量体(A)20〜100モル%、 一般式 (ただし、R2は水素またはメチル基、Yは水素、
アルカリ金属またはアンモニウム基を示す。) で表わされる(メタ)アクリル酸系単量体から選
ばれる1種又は2種以上の単量体(B)0〜80モル
%、およびその他のアニオン性及び/又はノニオ
ン性重合性単量体(C)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、単量体混合物()
に対するモル比で0.00001〜0.1の比率の架橋剤
()の存在下に重合して得られる水不溶性吸水
性樹脂より耐塩、耐光性吸水剤。 2 単量体(A)中のスルホアルキルメタクリレート
系単量体と単量体(B)中のメタクリル酸系単量体と
の合計量が、単量体混合物()中20モル%以上
の比率である特許請求の範囲第1項記載の耐塩、
耐光性吸水剤。[Claims] 1. General formula (However, R 1 is hydrogen or a methyl group, n is an integer of 2 or 3, and X is hydrogen, an alkali metal, or an ammonium group.) One type selected from sulfoalkyl (meth)acrylate monomers represented by or 20 to 100 mol% of two or more monomers (A), general formula (However, R 2 is hydrogen or methyl group, Y is hydrogen,
Indicates an alkali metal or ammonium group. ) 0 to 80 mol% of one or more monomers selected from the (meth)acrylic acid monomers represented by (B), and other anionic and/or nonionic polymerizable monomers (C) 0 to 50 mol% (however, (A),
The total of components (B) and (C) is 100 mol%. ), a monomer mixture () consisting of a monomer mixture ()
A water-insoluble water-absorbing resin obtained by polymerization in the presence of a crosslinking agent () in a molar ratio of 0.00001 to 0.1 to a salt-resistant and light-resistant water absorbing agent. 2 The total amount of the sulfoalkyl methacrylate monomer in monomer (A) and the methacrylic acid monomer in monomer (B) is 20 mol% or more in the monomer mixture (). Salt resistance according to claim 1, which is
Light-resistant water absorbing agent.
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- 1984-07-30 JP JP59157530A patent/JPS6136309A/en active Granted
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