超吸收性聚合物及其制备方法技术

本公开内容涉及超吸收性聚合物及其制备方法。更具体地，本公开内容涉及这样的超吸收性聚合物及其制备方法，所述超吸收性聚合物被制备成使得通过在干燥水凝胶聚合物之前包含具有特定结构的基于羧酸的添加剂和疏水性颗粒而抑制经粉碎的颗粒之间的团聚，并改善干燥效率和颗粒尺寸分布的均匀性。效率和颗粒尺寸分布的均匀性。效率和颗粒尺寸分布的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超吸收性聚合物及其制备方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年9月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
‑
2020
‑
0117132号和于2021年9月9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2021
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0120214号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]本公开内容涉及超吸收性聚合物及其制备方法。更具体地，本公开内容涉及这样的超吸收性聚合物，其被制备成使得通过包含具有特定结构的基于羧酸的添加剂和疏水性颗粒而抑制聚合物颗粒之间的团聚，并改善干燥效率和颗粒尺寸分布的均匀性。

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的500倍至1000倍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，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]这些超吸收性聚合物已经被广泛用于卫生材料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，近些年，进行了持续的努力来提供诸如具有更薄厚度的尿布的卫生材料。作为这样的努力的一部分，正在积极推进着对其中纸浆含量减少或根本不使用纸浆的所谓的无纸浆(pulpless)尿布等的开发。
[0006]如上所述，在其中纸浆含量减少或不使用纸浆的卫生材料的情况下，超吸收性聚合物以相对高的比率包含在内，并且这些超吸收性聚合物颗粒不可避免地被包含在卫生材料中的多个层中。为了使包含在多个层中的所有超吸收性聚合物颗粒更有效地吸收大量液体例如尿，超吸收性聚合物需要基本表现出高的吸收性能以及快速的吸收速率。
[0007]同时，这样的超吸收性聚合物通常通过包括以下步骤的方法来制备：使单体聚合以制备包含大量水分的水凝胶聚合物的步骤，以及将水凝胶聚合物干燥，然后将经干燥的水凝胶聚合物粉碎成具有期望粒径的聚合物颗粒的步骤。其代表性实例包括：使被中和的丙烯酸水性聚合，用双臂捏合机切割，并用热空气干燥的方法；使被中和的丙烯酸水性聚合，用切割机切割水凝胶，并用热空气或滚筒式干燥机干燥薄膜的方法；使被中和的丙烯酸水性聚合，将水凝胶聚合物中和并用切割机切割，并用热空气或滚筒式干燥机干燥薄膜的方法；使高浓度的丙烯酸酯水溶液聚合同时除去聚合期间产生的水分，然后在加热的同时干燥聚合凝胶的方法；以及通过反相悬浮聚合使被中和的丙烯酸聚合，然后在减压下通过加热除去溶剂和水(如有必要的话)的方法。
[0008]特别地，在用热空气或滚筒式干燥机进行干燥的情况下，由于水凝胶聚合物具有粘附性，因此出现在干燥期间经粉碎的水凝胶聚合物彼此粘附的现象，因此用于干燥的热
空气的通风可能劣化，从而降低干燥效率。
[0009]因此，持续需要开发这样的技术：其能够制造除了改善保水容量(CRC)(表示超吸收性聚合物的基本吸收性能和保水能力)和压力下吸收率(AUP)(表示即使在外部压力下也保持所吸收的液体的特性)之外，还通过防止水凝胶聚合物之间的团聚而具有改善的干燥效率的超吸收性聚合物。

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本公开内容具体地涉及这样的超吸收性聚合物及其制备方法，所述超吸收性聚合物被制备成使得通过在干燥水凝胶聚合物之前包含具有特定结构的基于羧酸的添加剂和疏水性颗粒而抑制经粉碎的颗粒之间的团聚，并改善干燥效率和颗粒尺寸分布的均匀性。
[0012]技术方案
[0013]为了解决以上问题，
[0014]提供了超吸收性聚合物，其包含：
[0015]超吸收性聚合物颗粒，所述超吸收性聚合物颗粒包含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和交联剂的交联聚合物；
[0016]疏水性颗粒；以及
[0017]基于羧酸的添加剂，
[0018]其中基于羧酸的添加剂为选自由以下化学式1表示的羧酸及其盐中的至少一者：
[0019][化学式1][0020][0021]在化学式1中，
[0022]A为具有5至21个碳原子的烷基，
[0023]EO为氧化亚乙基(
‑
CH2CH2O
‑
)，
[0024]m为0至8的整数，
[0025]B1为
‑
OCO
‑
、
‑
COO
‑
或
‑
COOCH(R1)COO
‑
，
[0026]其中R1为具有1至5个碳原子的烷基，
[0027]B2为具有1至5个碳原子的亚烷基、具有2至5个碳原子的亚烯基、或具有2至5个碳原子的亚炔基，
[0028]n为1至3的整数，以及
[0029]C为羧基。
[0030]此外，提供了超吸收性聚合物的制备方法，其包括：
[0031]第一步骤，通过在交联剂和聚合引发剂的存在下使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交联聚合来形成水凝胶聚合物；
[0032]第二步骤，将水凝胶聚合物与基于羧酸的添加剂混合，随后进行粉碎；
[0033]第三步骤，将第二步骤中制备的粉碎产物与疏水性颗粒混合；以及
[0034]第四步骤，将第三步骤中制备的混合物干燥，
[0035]其中基于羧酸的添加剂为选自由化学式1表示的羧酸及其盐中的至少一者。
[0036]有益效果
[0037]根据本公开内容的超吸收性聚合物，通过同时包含基于羧酸的添加剂和疏水性颗粒，可以改善干燥效率和颗粒尺寸分布的均匀性，从而表现出改善的吸收性能。此外，超吸收性聚合物在基于羧酸的添加剂的存在下被粉碎，因此可以被粉碎至期望的粒径而没有经粉碎的颗粒之间的再团聚。此外，超吸收性聚合物在疏水性颗粒的存在下干燥，从而防止在干燥过程中颗粒之间的再团聚，使得可以显著降低在干燥过程之后包含的大粉末的含量。
附图说明
[0038]图1示出了实施例1中制备的超吸收性聚合物颗粒的表面的SEM图像。
[0039]图2示出了实施例2中制备的超吸收性聚合物颗粒的表面的SEM图像。
[0040]图3示出了实施例3中制备的超吸收性聚合物颗粒的表面的SEM图像。
[0041]图4示出了实施例4中制备的超吸收性聚合物颗粒的表面的SEM图像。
[0042]图5示出了比较例1中制备的超吸收性聚合物颗粒的表面的SEM图像。
具体实施方式
[0043]本文所使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超吸收性聚合物，包含：超吸收性聚合物颗粒，所述超吸收性聚合物颗粒包含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和交联剂的交联聚合物；疏水性颗粒；以及基于羧酸的添加剂，其中所述基于羧酸的添加剂为选自由以下化学式1表示的羧酸及其盐中的至少一者：[化学式1]在化学式1中，A为具有5至21个碳原子的烷基，EO为氧化亚乙基(
‑
CH2CH2O
‑
)，m为0至8的整数，B1为
‑
OCO
‑
、
‑
COO
‑
或
‑
COOCH(R1)COO
‑
，其中R1为具有1至5个碳原子的烷基，B2为具有1至5个碳原子的亚烷基、具有2至5个碳原子的亚烯基、或具有2至5个碳原子的亚炔基，n为1至3的整数，以及C为羧基。2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述疏水性颗粒中的至少一些存在于所述超吸收性聚合物颗粒的表面上。3.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述疏水性颗粒为选自疏水性有机硅树脂颗粒、疏水性二氧化硅颗粒和疏水性粘土颗粒中的至少一者。4.根据权利要求3所述的超吸收性聚合物，其中所述疏水性有机硅树脂为聚有机倍半硅氧烷。5.根据权利要求3所述的超吸收性聚合物，其中所述疏水性二氧化硅为经表面处理剂表面改性的热解法二氧化硅，所述表面处理剂选自二甲基二氯硅烷(DDS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和六甲基二硅氮烷(HMDS)。6.根据权利要求3所述的超吸收性聚合物，其中所述疏水性粘土为选自高岭土、绢云母、叶蜡石、蒙脱石、膨润土和酸性粘土中的至少一者。7.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中在化学式1中，A为
‑
C6H
13
、
‑
C
11
H
23
、
‑
C
12
H
25
、
‑
C
17
H
35
或
‑
C
18
H
37
。8.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中在化学式1中，
B1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金瑜珍，崔贤，姜成均，尹基烈，金琪哲，闵允栽，李琗俄，郑义锡，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：