MÉTODO PARA PRODUCIR POLÍMEROS SUPERABSORBENTES.

El presente invento se refiere a un método para fabricar polímeros superabsorbentes, así como a los polímeros fabricados al utilizar este método. El invento se refiere además a un método para aplicar un revestimiento de polímeros superabsorbentes a un soporte, el soporte fabricado con este método, y el uso del mismo. Los polímeros superabsorbentes se conocen ya desde decenios. Dichos polímeros superabsorbentes pueden absorber líquido en una cantidad igual a muchas veces su propio peso y se utilizan para diversas aplicaciones diferentes. Los polímeros superabsorbentes se basan generalmente en acrilamida o ácido acrílico como componente monómero, que es entrecruzado con una pequeña cantidad de un agente entrecruzante. En el punto donde se incorpora este agente entrecruzante se crea un entrecruzamiento entre las cadenas del polímero, lo que da lugar a una red. Las cadenas del polímero contienen una gran cantidad de grupos carboxilo (COOH). Por medio del contacto con agua o un líquido acuoso, se liberarán átomos de hidrógeno y se formarán grupos carboxilato (COO ) negativamente cargados. Estos grupos carboxilato son mutuamente repelentes, por lo que el polímero entrecruzado de ese modo forma una red tridimensional en la que pueden resultar capturadas moléculas de agua. Se pueden fabricar polímeros superabsorbentes de diversas maneras. Por ejemplo, en la patente americana US 6.403.674 se describe un método para fabricar polímeros superabsorbentes mediante el cual se proporcionan un primer monómero monofuncional, tal como ácido acrílico, y un segundo monómero multifuncional, los cuales se pueden disolver entre sí, por lo que no se requiere otro disolvente. Se mezclan los componentes monómeros entre sí, después de lo cual son polimerizados bajo la influencia de una adecuada fuente de energía. Se sabe que la capacidad de absorción de los polímeros superabsorbentes aumenta más cuando el poli(ácido acrílico) es neutralizado con una base tal como NaOH. Los iones sodio neutralizan aquí los grupos carboxilato negativamente cargados. Se puede absorber una gran cantidad de humedad a través de ósmosis. Los iones sodio están aquí hidratados, por lo que la distancia a los grupos carboxilato aumenta. Los grupos carboxilato libres se repelerán de nuevo entre sí, por lo que las cadenas comenzarán a estirarse más de modo que se cree más espacio para la absorción de humedad extra. Se fabrica generalmente poli(acrilato sódico) al neutralizar poli(ácido acrílico) en un ambiente acuoso, después de lo cual se debe eliminar el agua, como se describe, por ejemplo, en el documento WO 98/52979. Debido al gran número y la diversidad de posibles aplicaciones de los polímeros superabsorbentes, hay una exigencia continua de métodos mejorados para fabricar polímeros superabsorbentes con una elevada capacidad de absorción. Por lo tanto, el objeto del presente invento es proporcionar un método sencillo y eficaz para fabricar polímeros superabsorbentes. Este objeto se alcanza con el invento al proporcionar una mezcla de reacción que comprende al menos un primer monómero y un segundo monómero y un fotoiniciador como iniciador de la polimerización por formación de radicales, y causar posteriormente la polimerización de los monómeros bajo la influencia de una fuente de energía, teniendo lugar la formación de radicales e iniciándose la polimerización, en que el primer monómero es un monómero que contiene un grupo ácido acrílico con la fórmula H2C=CR1CR2, en que R1=H o un grupo alquilo con 1- 10 átomos de carbono, y R2=COOH, que se neutraliza completa o parcialmente con una base inorgánica antes de la polimerización. El segundo monómero es preferiblemente un compuesto en el cual el primer monómero es al menos parcialmente soluble. Preferiblemente, el primer monómero es completamente neutralizado de forma sustancial, pero el grado de neutralización del primer monómero depende parcialmente de la solubilidad del primer monómero neutralizado, en el segundo monómero. Por lo tanto, por razones de tecnología de procesos, es posible optar por un menor grado de neutralización. Con el método de acuerdo con el invento, se pueden fabricar polímeros superabsorbentes que tengan una elevada capacidad de absorción de un modo sencillo y relativamente barato. Además, los polímeros superabsorbentes formados son muy estables, es decir, conservan su capacidad de absorción durante largo tiempo, y pueden resistir fácilmente, por ejemplo, las elevadas temperaturas (100-200 °C) que durante un corto tiempo se pueden producir durante los procesos de tratamiento de los polímeros. El invento también se refiere a los polímeros superabsorbentes obtenibles al utilizar un método como el aquí descrito. Los polímeros superabsorbentes obtenidos con el método de acuerdo con el invento tienen una elevadísima capacidad de absorción (hasta más de 100 veces su propio peso, e incluso más de 200 veces su propio peso, tal como 225 veces su propio peso), son más estables que los polímeros fabricados de un modo convencional (véase el Ejemplo 2) y tienen además propiedades formadoras de películas. Para diversas aplicaciones de los polímeros superabsorbentes, se sabe cómo aplicar estos a un soporte. Debido parcialmente a su sencillez y eficacia, el método para fabricar polímeros superabsorbentes de acuerdo con el invento es muy adecuado para aplicar dichos polímeros a un soporte. Los polímeros superabsorbentes se forman además con propiedades formadoras de películas. Estos se pueden aplicar muy fácilmente sobre un soporte sin que 2 se requieran, por ejemplo, adhesivos. ES 2 367 774 T3 Por lo tanto, el invento se refiere también a un método para aplicar un revestimiento de polímeros superabsorbentes a un soporte, que comprende impregnar el soporte con una mezcla de reacción que comprende al menos un monómero que contiene un primer grupo ácido acrílico y neutralizado con una base inorgánica, con la fórmula H2C=CR1R2, en que R1=H o un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono, y R2=COOH, monómero que es neutralizado antes de la polimerización, un segundo monómero y un fotoiniciador de la polimerización por formación de radicales, y causar la polimerización de los monómeros sobre el soporte bajo la influencia de una fuente de energía, teniendo lugar la formación de radicales e iniciándose la polimerización. Con el método de acuerdo con el invento, se pueden aplicar los polímeros superabsorbentes de un modo sencillo pero muy eficaz a un soporte, en el que se consigue una acción superabsorbente estable. No es necesario el secado de los polímeros formados. De acuerdo con el invento, el grupo ácido acrílico del primer monómero es neutralizado hasta la sal del mismo utilizando una base inorgánica. Diversas bases inorgánicas son adecuadas para esta finalidad. La base inorgánica está preferiblemente compuesta por elementos del grupo 1 ó 2 del sistema periódico de elementos, tal como, por ejemplo, NaOH, así como por otros cationes monovalentes tales como el ion amonio. Cuando se neutraliza el ácido acrílico con, por ejemplo, sosa cáustica, se forma la sal sódica del ácido acrílico. El segundo monómero es un compuesto seleccionado entre: un monómero que contiene un grupo ácido acrílico y que tiene la fórmula H2C=CR3R4, en que R3=H o un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono, y R4 es un grupo alquil-carboxilo con 1-10 átomos de carbono y diferente de R2, como se definió anteriormente; un monómero que contiene un grupo acrilamida y que tiene la fórmula H2C=CR3CONHR5, en que R3 es como se definió anteriormente y R5 es un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono; un compuesto seleccionado entre metacrilato de metoxi-(polietilenglicol), metacrilato de etilo-sulfato amónico, acetato de vinilo, N-vinil-2-pirrolidona, N-vinil-N-metil-acetamida, cianuro de vinilo, ácido crotónico y 3amino-crotonamida; un compuesto seleccionado del grupo que consiste en N,N-dimetil-acrilamida y diacetona-acrilamida y del grupo de acrilato de 4-hidroxibutilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, acrilato de hidroxietilo y metacrilato de hidroxietilo. El segundo monómero proporciona la opción de variar las propiedades físicas del polímero formado. Se forman polímeros termoplásticos al hacer uso de dichos monómeros monofuncionales, por lo cual los polímeros pueden ser adicionalmente procesados de un modo sencillo. Además, el primer monómero en forma neutralizada es al menos parcialmente soluble en dichos monómeros monofuncionales, y, con estas selecciones del segundo monómero, se pueden obtener polímeros con propiedades formadoras de películas. Como alternativa, el segundo monómero se selecciona preferiblemente del grupo de metacrilato de metoxi-(polietilenglicol), N-isopropil-acrilamida y metacrilato de etilo-sulfato... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar polímeros superabsorbentes que comprende proporcionar una mezcla de reacción que comprende al menos un primer monómero y un segundo monómero y un iniciador de la polimerización por formación de radicales, y causar posteriormente la polimerización de los monómeros bajo la influencia de una fuente de energía, teniendo lugar la formación de radicales e iniciándose la polimerización, caracterizado por que el primer monómero es un monómero que contiene un grupo ácido acrílico con la fórmula H2C=CR1CR2, en que R1=H o un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono, y R2=COOH, monómero que se neutraliza con una base inorgánica antes de la polimerización, en que el iniciador de la polimerización por formación de radicales es un fotoiniciador y en que el segundo monómero es un compuesto seleccionado entre: un monómero que contiene un grupo ácido acrílico y que tiene la fórmula H2C=CR3R4, en que R3=H o un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono, y R4 es un grupo alquil-carboxilo con 1-10 átomos de carbono y diferente de R2; un monómero que contiene un grupo acrilamida y que tiene la fórmula H2C=CR3CONHR5, en que R3 es como se definió anteriormente y R5 es un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono; un compuesto seleccionado del grupo que consiste en N,N-dimetil-acrilamida, diacetona-acrilamida, metacrilato de metoxi-(polietilenglicol), metacrilato de etilo-sulfato amónico, acetato de vinilo, N-vinil-2-pirrolidona, Nvinil-N-metilacetamida, cianuro de vinilo, ácido crotónico, 3-amino-crotonamida, acrilato de 4-hidroxibutilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, acrilato de hidroxietilo y metacrilato de hidroxietilo. 2. Un método como el reivindicado en la Reivindicación 1, caracterizado por que la neutralización del primer monómero tiene lugar en una mezcla líquida de los monómeros primero y segundo. 3. Un método como el reivindicado en la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el segundo monómero es elegido del grupo que consiste en metacrilato de metoxi-(polietilenglicol), isopropil-acrilamida y metacrilato de etilosulfato amónico. 4. Un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 1-3, caracterizado por que el polímero superabsorbente comprende una relación molecular del segundo monómero al primer monómero de 1:1 o menos, tal como 1:2 ó 1:3 ó 1:5. 5. Un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 1-4, caracterizado por que la mezcla de reacción comprende además un agente entrecruzante. 6. Un método como el reivindicado en la Reivindicación 5, caracterizado por que el polímero superabsorbente comprende una relación molecular de agente entrecruzante con respecto al número total de monómeros de 1:1000 a 1:10, tal como 1:100. 7. Un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 1-6, caracterizado por que la polimerización tiene lugar bajo la influencia de luz UV. 8. Un método como el reivindicado en la Reivindicación 1, caracterizado por que el fotoiniciador comprende un grupo aril-cetona y es soluble en la mezcla de reacción. 9. Un polímero superabsorbente obtenible al utilizar un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 1-8. 10. Un polímero superabsorbente como el reivindicado en la Reivindicación 9, caracterizado por que la capacidad de absorción de agua asciende a más de 100 veces el peso del polímero en estado seco. 11. Un polímero superabsorbente como el reivindicado en las Reivindicaciones 9-10, caracterizado por que la capacidad de absorción de agua asciende a más de 200 veces el peso del polímero en estado seco. 12. Un método para aplicar un revestimiento de polímeros superabsorbentes a un soporte, que comprende impregnar el soporte con una mezcla de reacción que comprende al menos un monómero que contiene un primer grupo ácido acrílico y neutralizado con una base inorgánica, con la fórmula H2C=CR1R2, en que R1=H o un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono, y R2=COOH, monómero que es neutralizado antes de la polimerización, un segundo monómero y un fotoiniciador de la polimerización por formación de radicales, y causar la polimerización de los monómeros sobre el soporte bajo la influencia de una fuente de energía, teniendo lugar la formación de radicales e iniciándose la polimerización, y en que el segundo monómero es un compuesto seleccionado entre: un monómero que contiene un grupo ácido acrílico y que tiene la fórmula H2C=CR3R4, en que R3=H o un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono, y R4 es un grupo alquil-carboxilo con 1-10 átomos de carbono y diferente de R2, como se definió anteriormente; un monómero que contiene un grupo acrilamida y que tiene la fórmula H2C=CR3CONHR5, en que R3 es como se definió anteriormente y R5 es un grupo alquilo con 1-10 átomos de carbono; un compuesto seleccionado entre acetato de vinilo, N-vinil-2-pirrolidona, N-vinil-N-metilacetamida, cianuro de vinilo, ácido crotónico, 3-amino- 7 ES 2 367 774 T3 crotonamida, acrilato de 4-hidroxibutilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, acrilato de hidroxietilo y metacrilato de hidroxietilo. 13. Un método como el reivindicado en la Reivindicación 12, caracterizado por que la neutralización del primer monómero tiene lugar en una mezcla líquida de los monómeros primero y segundo. 14. Un método como el reivindicado en las Reivindicaciones 12-13, caracterizado por que el segundo monómero es elegido del grupo que consiste en metacrilato de metoxi-(polietilenglicol), isopropil-acrilamida y metacrilato de etilosulfato amónico. 15. Un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 12-14, caracterizado por que el polímero superabsorbente comprende una relación molecular del segundo monómero al primer monómero de 1:1 o menos, tal como 1:2 ó 1:3 ó 1:5. 16. Un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 12-15, caracterizado por que la mezcla de reacción comprende además un agente entrecruzante. 17. Un método como el reivindicado en la Reivindicación 16, caracterizado por que el polímero superabsorbente comprende una relación molecular de agente entrecruzante con respecto al número total de monómeros de 1:1000 a 1:10, tal como 1:100. 18. Un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 12-17, caracterizado por que la polimerización tiene lugar bajo la influencia de luz UV. 19. Un método como el reivindicado en la Reivindicación 12, caracterizado por que el fotoiniciador comprende un grupo aril-cetona y es soluble en la mezcla de reacción. 20. Un soporte proporcionado con un revestimiento de un polímero superabsorbente obtenible con un método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones 12-19. 21. Uso de un vehículo como el reivindicado en la Reivindicación 20, como material de absorción para un medio que contiene agua. 22. Un uso como el reivindicado en la Reivindicación 21, en que el vehículo es aplicado como material de revestimiento en cables eléctricos y cables para comunicaciones. 23. Un uso como el reivindicado en la Reivindicación 21, en que el vehículo es aplicado como material de absorción en productos para incontinencia. 8 ES 2 367 774 T3 9 ES 2 367 774 T3