用于制备超吸收性聚合物的方法技术

根据本公开内容的用于制备超吸收性聚合物的方法，除去了存在于所制备的超吸收性聚合物中的细颗粒，从而解决了细颗粒的分散问题和超吸收性聚合物的物理特性降低的问题。超吸收性聚合物的物理特性降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备超吸收性聚合物的方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年9月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2019
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0121050号和于2020年9月7日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2020
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0113937号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]本公开内容涉及用于制备超吸收性聚合物的方法，所述方法可以解决细颗粒的分散问题和超吸收性聚合物的物理特性降低的问题。

技术介绍

[0004]超吸收性聚合物(Super Absorbent Polymer，SAP)是一种能够吸收其自身重量500倍至1000倍的水分的合成聚合物材料。各制造商将其命名为不同的名称，例如SAM(Super Absorbency Material，超吸收性材料)、AGM(Absorbent Gel Material，吸收性凝胶材料)等。这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品，现在其不仅被广泛用于卫生产品如儿童用一次性尿布等，而且还被广泛用于园艺用保水性土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂、泥敷剂用材料等。
[0005]在大多数情况下，这些超吸收性聚合物已被广泛用于卫生材料(例如尿布或卫生巾)领域。在这样的卫生材料中，超吸收性聚合物通常以散布在纸浆中的状态包含在内。然而，近年来，已经进行了持续的努力以提供具有更薄厚度的卫生材料，例如尿布。作为这样的努力的一部分，正在积极推进其中纸浆含量减少或根本不使用纸浆的所谓的无纸浆尿布等的开发。
[0006]同时，超吸收性聚合物通常以粒径为150μm至850μm的颗粒的形式制备，并且在以上粒径范围内实现超吸收性聚合物的最佳物理特性。为了制备具有这样的粒径的超吸收性聚合物，在超吸收性聚合物的制备中不可避免地包括粉碎和分级步骤。
[0007]然而，尽管进行了如上所述的粉碎和分级过程，但是由于粉体的特性，要制备的超吸收性聚合物中在一定程度上仍包含粒径小于150μm的颗粒。因此，在制备过程中出现上述颗粒的分散问题，这引起工艺环境中的问题和过程中的各种问题，例如在过程中用于除去它们的空气过滤装置。此外，在超吸收性聚合物的产品中也包含上述颗粒，并且当超吸收性聚合物吸收水分时，颗粒团聚，从而导致超吸收性聚合物的固有物理特性受损的现象。
[0008]为此，常规使用通过在制备的超吸收性聚合物上喷洒水分来除去细颗粒的方法。当通过分散水分来除去细颗粒时，这在除去细颗粒方面稍微有效。然而，在该过程中，存在细颗粒团聚在一起并保留在超吸收性聚合物中的问题，这是使超吸收性聚合物的各种物理特性劣化的因素。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]在上述背景下，为了解决细颗粒的分散问题和超吸收性聚合物的物理特性降低的
问题，提供了使用盐水除去存在于要制备的超吸收性聚合物中的细颗粒的方法。
[0011]技术方案
[0012]为了解决以上问题，提供了用于制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：
[0013]通过具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体在内交联剂的存在下的交联聚合来形成包含第一交联聚合物的水凝胶聚合物(步骤1)；
[0014]将水凝胶聚合物干燥、粉碎和分级以形成基础树脂粉末(步骤2)；
[0015]通过在表面交联溶液的存在下对基础树脂粉末进行热处理来使表面交联以形成超吸收性聚合物颗粒(步骤3)；以及
[0016]向超吸收性聚合物颗粒添加盐水(步骤4)，
[0017]其中盐水的电导率为15mS/cm至55mS/cm。
[0018]在下文中，将针对各步骤详细地描述本公开内容。
[0019](步骤1)
[0020]以上步骤1是通过具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体在内交联剂的存在下的交联聚合来形成包含第一交联聚合物的水凝胶聚合物。
[0021]构成第一交联聚合物的水溶性烯键式不饱和单体可以为通常用于制备超吸收性聚合物的任何单体。作为非限制性实例，水溶性烯键式不饱和单体可以为由以下化学式1表示的化合物：
[0022][化学式1][0023]R1‑
COOM1[0024]在化学式1中，
[0025]R1为具有不饱和键的C2至C5烃基，以及
[0026]M1为氢原子、一价或二价金属、铵基、或有机胺盐。
[0027]优选地，所述单体可以为选自以下中的至少一者：丙烯酸、甲基丙烯酸，以及这些酸的一价金属盐、二价金属盐、铵盐和有机胺盐。当使用丙烯酸或其盐作为水溶性烯键式不饱和单体时，有利于获得具有改善的吸收性能的超吸收性聚合物。此外，可以使用马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2
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丙烯酰基乙磺酸、2
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甲基丙烯酰基乙磺酸、2
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(甲基)丙烯酰基丙磺酸、2
‑
(甲基)丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺、N
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取代的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2
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羟乙酯、(甲基)丙烯酸2
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羟丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(N,N)
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二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、(N,N)
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二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等作为所述单体。
[0028]在本文中，水溶性烯键式不饱和单体具有酸性基团，并且至少一些酸性基团可以被中和。优选地，可以使用部分地经碱性物质(例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等)中和的单体。
[0029]在本文中，单体的中和度可以为40mol％至95mol％、40mol％至80mol％、或45mol％至75mol％。中和度的范围可以根据最终的物理特性而改变。过高的中和度引起经中和的单体析出，并因此可能不能容易地发生聚合。相反，过低的中和度不仅使聚合物的吸收性劣化，而且还赋予聚合物难以处理的特性，例如弹性橡胶的特性。
[0030]此外，单体组合物中的水溶性烯键式不饱和单体的浓度可以考虑聚合时间和反应
条件来适当地调节，并且可以优选为20重量％至90重量％、或40重量％至65重量％。该浓度范围在避免需要通过利用在高浓度水溶液的聚合反应中出现的凝胶效应现象来除去在聚合之后未反应的单体的同时可以有利于控制在稍后将描述的聚合物的粉碎期间的粉碎效率。然而，如果单体的浓度过低，则超吸收性聚合物的产率可能变低。相反，如果单体的浓度过高，则存在这样的工艺问题：部分单体沉淀，或者在粉碎聚合的水凝胶聚合物时粉碎效率降低，并且超吸收性聚合物的物理特性可能劣化。
[0031]此外，如有必要，单体组合物可以包含发泡剂。发泡剂起通过在聚合期间发泡以在水凝胶聚合物中形成孔来增加表面积的作用。发泡剂可以为无机发泡剂或有机发泡剂。无机发泡剂的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备超吸收性聚合物的方法，包括以下步骤：通过具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体在内交联剂的存在下的交联聚合来形成包含第一交联聚合物的水凝胶聚合物(步骤1)；将所述水凝胶聚合物干燥、粉碎和分级以形成基础树脂粉末(步骤2)；通过在表面交联溶液的存在下对所述基础树脂粉末进行热处理来使表面交联以形成超吸收性聚合物颗粒(步骤3)；以及向所述超吸收性聚合物颗粒添加盐水(步骤4)，其中所述盐水的电导率为15mS/cm至55mS/cm。2.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述水溶性烯键式不饱和单体为由以下化学式1表示的化合物，[化学式1]R1‑
COOM1在化学式1中，R1为具有不饱和键的C2至C5烃基，以及M1为氢原子、一价或二价金属、铵基、或有机胺盐。3.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述内交联剂包括选自以下中的至少一者：N,N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊宜，元泰英，孙精敏，李惠民，辛光寅，金玟秀，韩昌薰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：