高吸水性树脂的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种高吸水性树脂的制造方法。根据本发明专利技术的高吸水性树脂的制造方法可提供保水能力(CRC)及加压吸水能力(AUP)优秀且具有进一步提高的吸水速度的高吸水性树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年10月08日提交韩国特许厅，申请号为10-2014-0135921的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本专利技术涉及一种高吸水性树脂的制造方法。
技术介绍
高吸水性树脂(superabsorbentpolymer，SAP)是一种可吸收自身重量的约500倍至约1000倍水分的合成高分子物质，也被称为超吸水性材料(SuperAbsorbencyMaterial)、吸水性凝胶材料(AbsorbentGelMaterial)等。高吸水性树脂一开始实际应用于生理用品上，目前广泛用作儿童纸尿布等卫生用品、园艺用土壤保水剂、土木工程用止水材料、育苗用片材、食品流通领域的保鲜剂等的各种材料。作为制造这种高吸水性树脂的方法，已知的有反相悬浮聚合法或者水溶液聚合法，其中通过反相悬浮聚合来制造高吸水性树脂的例子公开于日本专利公开S56-161408、S57-158209、及S57-198714等。另外，作为通过水溶液聚合来制造高吸水性树脂的方法，已知的有热聚合法和光聚合法等，其中热聚合法通过在具备多个轴的捏合机中使含水凝胶状聚合物破碎及冷却并进行聚合，而光聚合法通过在带上朝高浓度水溶液照射紫外线等以同时进行聚合和干燥。另外，高吸水性树脂的重要物理性质之一的吸水速度与纸尿布等接触皮肤的产品的表面干燥度有关联。通常，这种吸水速度可通过增加高吸水性树脂的表面积的方法来提高。作为一个例子采用如下方法：使用发泡剂在高吸水性树脂的粒子表面形成多孔性结构。然而，通过发泡剂无法形成足够量的多孔性结构，因此吸水速度的增加幅度不大。作为另一个例子采用如下方法：对高吸水性树脂的制造过程中得到的细粉末进行再造粒以形成不规则形状的多孔性粒子，从而增加表面积。然而，通过这种方法即使能提高高吸水性树脂的吸水速度，也存在树脂的保水能力(CRC)和加压吸水能力(AUP)相对降低的限制。如上所述，高吸水性树脂的吸水速度、保水能力、加压吸水能力等物理性质存在消长(trade-off)关系，因此亟需一种可同时提高这些物理性质的制造方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于提供一种保水能力及加压吸水能力优秀且具有进一步提高的吸水速度的高吸水性树脂的制造方法。技术方案根据本专利技术提供一种高吸水性树脂的制造方法，该方法包括以下步骤：将包含具有酸基且所述酸基的至少一部分被中和的丙烯酸类单体的单体组合物在聚合引发剂及第一交联剂的存在下进行聚合及交联，以形成含水凝胶状聚合物；对所述含水凝胶状聚合物进行粗碎；对粗碎后的含水凝胶状聚合物进行干燥；对干燥后的聚合物进行粉碎；以及对被粉碎的聚合物通过第二交联剂进行表面改性，其中，所述含水凝胶状聚合物的粗碎是将高吸水性树脂制造过程中得到的高吸水性树脂粉末与所述含水凝胶状聚合物混合的同时进行。下面对本专利技术实施方案的高吸水性树脂的制造方法进行说明。在整篇说明书中没有特别提及的情况下，专业术语只是出于描述特定实施例的目的，而不意在限制本专利技术。另外，在没有明显相反含义的情况下，本文中使用的单数形式也包括复数形式。而且，说明书中使用的术语“包括”或“包含”不是具体指某一特性、领域、整数、步骤、动作、要素及/或成分，而排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。此外，“高吸水性树脂”是具有可吸收自身重量的约500倍至约1000倍水分的功能的合成高分子物质，例如可通过以下方法来制造：对含水凝胶状聚合物进行干燥及粉碎以形成聚合物粒子，然后使所述粒子的表面交联。这样的高吸水性树脂可具有内部交联的交联聚合物上形成有基于表面交联的表面交联层的结构。本文中包括“第一”或“第二”等序数的术语可用于说明各种构成要素，但所述构成要素并不受所述术语的限制。所述术语只是意在区分一个构成要素与另一个构成要素。例如，在不脱离本专利技术的权利要求范围的情况下，第一构成要素也可以被命名为第二构成要素，类似地第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。另外，本专利技术人们继续实验的结果表明，在形成含水凝胶状聚合物之后，对其进行粗碎工艺时，如果加入高吸水性树脂粉末，则所述粉末会均匀地分布在高吸水性树脂的表面上，从而防止保水能力(CRC)及加压吸水能力(AUP)等物理性质降低，同时通过增加表面积可提高吸水速度。然而，通过所述方法制成的含水凝胶状聚合物及高吸水性树脂粉末的混合物由于结合力弱在制造工艺及输送过程中容易分离，因此存在未能显示出所述物理性质提高效果或者提高程度不大的现象频繁出现的问题。为了解决这一问题，在所述含水凝胶状聚合物的粉碎工艺中加入所述粉末和金属硫酸盐时，所述粉末会更强力地结合于高吸水性树脂的表面，从而可以稳定地提供吸水速度提高的高吸水性树脂。根据本专利技术的一个实施方案提供一种高吸水性树脂的制造方法，该方法包括以下步骤：将包含具有酸基且所述酸基的至少一部分被中和的丙烯酸类单体的单体组合物在聚合引发剂及第一交联剂的存在下进行聚合及交联，以形成含水凝胶状聚合物；对所述含水凝胶状聚合物进行粗碎；对粗碎后的含水凝胶状聚合物进行干燥；对干燥后的聚合物进行粉碎；以及对被粉碎的聚合物通过第二交联剂进行表面改性，其中，所述含水凝胶状聚合物的粗碎是将高吸水性树脂的制造过程中得到的高吸水性树脂粉末与所述含水凝胶状聚合物混合的同时进行。下面对本专利技术实施方案的高吸水性树脂的制造方法可能会包括的各步骤进行说明。含水凝胶状聚合物的形成步骤根据本专利技术的实施方案，所述含水凝胶状聚合物可通过将包含丙烯酸类单体的单体组合物在聚合引发剂及第一交联剂的存在下进行聚合及交联的方法来获得。其中，所述丙烯酸类单体可为由下述化学式1表示的化合物：[化学式1]R1-COOM1在所述化学式1中，R1表示具有不饱和键的碳原子数为2至5的烷基，M1表示氢原子、一价金属、二价金属、铵基或有机胺盐。优选地，所述丙烯酸类单体可为选自丙烯酸、甲基丙烯酸、这些酸的一价金属盐、二价金属盐、铵盐、及有机胺盐中的一种以上化合物。作为所述丙烯酸类单体使用丙烯酸或其盐时，可得到吸水性提高的高吸水性树脂，因此有利于制造高吸水性树脂。除此之外，作为所述单体可以使用马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙烷磺酸(2-acryloylethanesulfonicacid)、2-甲基丙烯酰基乙烷磺酸(2-methacryloylethanesulfonicacid)、2-(甲基)丙烯酰基丙烷磺酸(2-(meth)acryloylpropanesulfonicacid)或2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(2-(meth)acrylamide-2-methylpropanesulfonicacid)、(甲基)丙烯酰胺((meth)acrylamide)、N-取代(甲基)丙烯酸酯(N-substituted(meth)acrylate)、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(methoxypolyethyleneglycol(meth)acrylate)、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(pol本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高吸水性树脂的制造方法，包括以下步骤：将包含具有酸基且所述酸基的至少一部分被中和的丙烯酸类单体的单体组合物在聚合引发剂及第一交联剂的存在下进行聚合及交联，以形成含水凝胶状聚合物；对所述含水凝胶状聚合物进行粗碎；对粗碎后的含水凝胶状聚合物进行干燥；对干燥后的聚合物进行粉碎；以及对被粉碎的聚合物通过第二交联剂进行表面改性，其中，所述含水凝胶状聚合物的粉碎是将高吸水性树脂的制造过程中得到的高吸水性树脂粉末与所述含水凝胶状聚合物混合的同时进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.08 KR 10-2014-01359211.一种高吸水性树脂的制造方法，包括以下步骤：将包含具有酸基且所述酸基的至少一部分被中和的丙烯酸类单体的单体组合物在聚合引发剂及第一交联剂的存在下进行聚合及交联，以形成含水凝胶状聚合物；对所述含水凝胶状聚合物进行粗碎；对粗碎后的含水凝胶状聚合物进行干燥；对干燥后的聚合物进行粉碎；以及对被粉碎的聚合物通过第二交联剂进行表面改性，其中，所述含水凝胶状聚合物的粉碎是将高吸水性树脂的制造过程中得到的高吸水性树脂粉末与所述含水凝胶状聚合物混合的同时进行。2.根据权利要求1所述的高吸水性树脂的制造方法，其中，所述高吸水性树脂粉末包括所述高吸水性树脂制造过程中得到的粒径为10至150μm的细粉末、所述细粉末的造粒体、或者所述细粉末和造粒体的混合物。3.根据权利要求1所述的高吸水性树脂的制造方法，其中，所述高吸水性树脂粉末相对于所述含水凝胶状聚合物100重量份混合3至40重量份。4.根据权利要求1所述的高吸水性树脂的制造方法，其中，所述含水凝胶状聚合物的粗碎是将所述高吸水性树脂粉末及金属硫酸盐与所述含水凝胶状聚合物混合的同时进行。5.根据权利要求4所述的高吸水性树脂的制造方法，其中，所述金属硫酸盐相对于所述含水凝胶状聚合物100重量份混合0.01至20重量份。6.根据权利要求4所述的高吸水性树脂的制造方法，其中，所述金属硫酸盐为选自硫酸锌、硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁、及硫酸锆中的一种以上化合物。7.根据权利要求1所述的高吸水性树脂的制造方法，其中，所述粗碎后的含水凝胶状聚合物具有2至10mm的平均粒径。8.根据权利要求1所述的高吸水性树脂的制造方法，其中，所述丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：金圭八，韩章善，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR