CN108350187A - 超吸收性聚合物及其生产方法 - Google Patents

超吸收性聚合物及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108350187A
CN108350187A CN201680065808.5A CN201680065808A CN108350187A CN 108350187 A CN108350187 A CN 108350187A CN 201680065808 A CN201680065808 A CN 201680065808A CN 108350187 A CN108350187 A CN 108350187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
super absorbent
polymer
absorbent polymer
methyl
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680065808.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108350187B (zh
Inventor
金圭八
金琪哲
朴晟秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Corp
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN108350187A publication Critical patent/CN108350187A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108350187B publication Critical patent/CN108350187B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/46—Deodorants or malodour counteractants, e.g. to inhibit the formation of ammonia or bacteria
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60—Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/04—Acids, Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/245—Differential crosslinking of one polymer with one crosslinking type, e.g. surface crosslinking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025—Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/11—Esters; Ether-esters of acyclic polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • C08K5/156—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having two oxygen atoms in the ring
    • C08K5/1565—Five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/14—Water soluble or water swellable polymers, e.g. aqueous gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2333/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超吸收性聚合物及其生产方法。超吸收性聚合物可以在表现出优异的吸收特性的同时实现高除臭功能。这样，通过使用超吸收性聚合物，可以提供具有薄厚度和高除臭功能的成人尿布。

Description

超吸收性聚合物及其生产方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0068375号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及一种超吸收性聚合物及其生产方法。
背景技术
超吸收性聚合物(Super absorbent polymer，SAP)是一种能够吸收其自身重量的约500至约1000倍水分的合成聚合物材料，并且各制备商将其命名为不同的名称，例如SAM(Super Absorbency Material，超吸收性材料)、AGM(Absorbentgel 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，而现在其广泛用于制备各种产品，例如，卫生产品(如儿童用纸尿布或卫生巾)、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。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(如尿布或卫生巾)领域。
最近，随着平均寿命预期值的延长和老年人数量的增加，尿失禁的患病率增加。因此，预期超吸收性聚合物将广泛用于成人尿布。与婴儿尿布不同，重要的是成人尿布具有使尿布的穿戴不暴露在外部的厚度和除臭能力。
然而，为了减小尿布的厚度，需要降低尿布中纤维材料的比例并增加超吸收性聚合物的比例，因此需要超吸收性聚合物具有高的吸收性能和液体渗透性，使其可以起到现有纤维材料的作用。此外，为了去除恶臭，超吸收性聚合物必须实现高除臭功能以及高吸收性能。然而，在为了实现除臭功能而调整超吸收性聚合物的结构或物理特性的情况下，多种吸收性能劣化，因此尚未提出满足所有这些所需物理特性的超吸收性聚合物。
因此，需要进行许多研究来开发能够具有高除臭功能并且提供薄厚度的尿布的超吸收性聚合物。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供能够实现优异的吸收特性和高除臭功能的超吸收性聚合物。
本发明的另一个目的是提供用于生产超吸收性聚合物的方法。
技术方案
根据本发明的一个实施方案，提供了一种超吸收性聚合物，其包含：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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的交联聚合物；表面交联层，所述表面交联层由交联聚合物进一步交联并且形成在基础聚合物粉末上；和无机材料，其中超吸收性聚合物的氨去除效率为60％或更高，对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)为26g/g至40g/g，以及在0.9psi下对生理盐水溶液的负荷下吸收率(AUL)为17g/g至25g/g。
超吸收性聚合物的pH可为5.3至6.0。为了提供超吸收性聚合物，基础聚合物粉末可以包含具有相对于全部单体有55mol％至65mol％被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合物。
无机材料可为例如蒙脱石、滑石粉、囊脱石、合成锂皂石(laponite)、贝得石、锂蒙脱石、锌蒙脱石、硅镁石(stevensite)、蛭石、铬膨润石、麦羟硅钠石(magadite)、铜蒙脱石、水羟硅钠石(kenyaite)、高岭土矿物、蛇纹石矿物、云母矿物、绿泥石矿物、海泡石(sepolite)、坡缕石、铝土矿或其混合物。
超吸收性聚合物可表现出以下特性：对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)为30g/g至40g/g，以及在0.9psi下对生理盐水溶液的负荷下吸收率(AUL)为20g/g至25g/g。
同时，根据本发明的一个实施方案，提供了用于生产超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：进行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与包含内交联剂的单体混合物的交联聚合，以形成水凝胶聚合物；对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级，以形成基础聚合物粉末；以及在表面交联剂的存在下使基础聚合物粉末的表面进一步交联，以形成表面交联层，并且包括在以下的至少一个步骤中添加无机材料：形成水凝胶聚合物的步骤、形成基础聚合物粉末的步骤以及形成表面交联层的步骤。
水溶性烯键式不饱和单体可包括选自以下的至少一者：(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、山梨酸、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸或2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的阴离子单体，及其盐；(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯的非离子含亲水性基团的单体；以及(甲基)丙烯酸(N,N)-二甲基氨基乙酯或(N,N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺的含氨基的不饱和单体，及其季铵产物。
特别地，用于生产超吸收性聚合物的方法可提供pH为5.3至6.0的超吸收性聚合物。
为了提供具有这样的pH范围的超吸收性聚合物，作为水溶性烯键式不饱和单体，可以使用具有相对于全部单体有55mol％至65mol％被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体。
内交联剂的实例包括选自以下的至少一者：聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、未改性的或乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、己二醇二丙烯酸酯和三乙二醇二丙烯酸酯。
在用于生产超吸收性聚合物的方法中，可以在形成水凝胶聚合物的步骤和形成基础聚合物粉末的步骤中添加无机材料。相对于100重量份的基础聚合物粉末，可以以0.01重量份至1.0重量份的量添加这样的无机材料。
作为表面交联剂，可以使用选自以下的至少一种多元醇：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,5-己二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三丙二醇和甘油；或者选自碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯中的至少一种基于碳酸酯的化合物。
这样的表面交联剂可以以相对于基础聚合物粉末的总重量的约0.01重量％至3重量％的量使用。
表面交联层可在100℃至250℃的温度下形成。
同时，用于生产超吸收性聚合物的方法可包括在形成表面交联层或在形成表面交联层之后添加酸以提供pH为5.3至6.0的超吸收性树脂。
有益效果
根据本发明的一个实施方案的超吸收性聚合物可以在表现出优异的吸收特性的同时实现高除臭功能。因此，通过使用该超吸收性聚合物，可以提供具有薄厚度和高除臭功能的成人尿布。
具体实施方式
在下文中，将描述根据本发明的具体实施方案的超吸收性聚合物及其生产方法。
根据本发明的一个实施方案，提供了一种超吸收性聚合物，其包含：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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的交联聚合物；表面交联层，所述表面交联层由交联聚合物进一步交联并且形成在基础聚合物粉末上；和无机材料，其中超吸收性聚合物的氨去除效率为60％或更高，对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)为26g/g至40g/g，以及在0.9psi下对生理盐水溶液的负荷下吸收率(AUL)为17g/g至25g/g。
超吸收性聚合物可以在表现出优异的吸收特性的同时实现高除臭功能。具体地，当使超吸收性聚合物的pH调节至5.3至6.0时，其可表现出优异的吸收特性和改善的除臭功能。如果pH范围小于5.3，则多种吸收特性非常差，而如果pH范围超过6.0，则不能预期其除臭功能。因此，预期上述超吸收性聚合物不仅可用于婴儿尿布，而且可用于需要高除臭功能的成人尿布。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的一个实施方案的超吸收性聚合物的结构、制造方法等。
用于生产超吸收性聚合物的方法可包括以下步骤：进行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与包含内交联剂的单体混合物的交联聚合，以形成水凝胶聚合物；对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级，以形成基础聚合物粉末；以及在表面交联剂的存在下使基础聚合物粉末的表面进一步交联，以形成表面交联层，并且包括在以下的至少一个步骤中添加无机材料：形成水凝胶聚合物的步骤、形成基础聚合物粉末的步骤以及形成表面交联层的步骤。
在用于生产超吸收性聚合物的方法中，水溶性烯键式不饱和单体可包括选自以下的至少一者：(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、山梨酸、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸或2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的阴离子单体，及其盐；(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯的非离子含亲水性基团的单体；以及(甲基)丙烯酸(N,N)-二甲基氨基乙酯或(N,N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺的含氨基的不饱和单体，及其季铵产物。
水溶性烯键式不饱和单体由具有至少部分被中和的酸性基团的单体构成。具体地，水溶性烯键式不饱和单体可以由具有相对于全部单体55mol％至75mol％、55mol％至70mol％、55mol％至65mol％或55mol％至60mol％被中和的酸性基团的单体构成。特别地，水溶性烯键式不饱和单体由具有相对于全部单体55mol％至65mol％或55mol％至60mol％被中和的酸性基团的单体构成，并且由上述方法生产的超吸收性聚合物满足上述pH范围，因此可以实现改善的除臭功能。作为实例，通过所述生产方法生产的在上述pH范围内的超吸收性聚合物可以表现出60％或更高、70％或更高、80％或更高、90％或更高、95％或更高或者97％或更高的氨去除效率。
在本说明书中，氨去除效率是指示超吸收性聚合物去除周围环境中的氨的程度的数值，0％的氨去除效率意指超吸收性聚合物根本没有去除周围环境中的氨，100％的氨去除效率意指超吸收性聚合物完全去除了周围环境中的氨。具体地，可以通过将超吸收性聚合物和恒定浓度的氨置于密封的乙烯基包装中，并测量一定时间段后剩余的氨浓度来计算氨去除效率。对于更具体的方法，参考稍后描述的测试例中描述的方法。
具有被中和的酸性基团的单体的实例包括其中包含在阴离子单体中的酸性基团被中和的单体(阴离子单体的盐)。更具体地，作为水溶性烯键式不饱和单体，可以使用丙烯酸或其盐，并且当使用丙烯酸时，其至少一部分可以被中和并使用。使用这样的单体使得可以生产具有更优异的物理特性的超吸收性聚合物。例如，当使用丙烯酸的碱金属盐作为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时，丙烯酸可通过用中和剂如氢氧化钠(NaOH)使其中和来使用。此时，丙烯酸的中和度可以被调节至具有被中和的酸性基团的单体相对于全部单体的含量范围(55mol％至75mol％、55mol％至70mol％、55mol％至65mol％或55mol％至60mol％)内。在此范围内，可以提供具有优异的除臭功能而不担心在中和期间发生沉淀的超吸收性聚合物。
在包含水溶性烯键式不饱和单体的单体混合物中，相对于包含以下描述的相应原料的单体混合物和溶剂的总量，水溶性烯键式不饱和单体的浓度可为约20重量％至约60重量％，或约30重量％至约50重量％，这可以考虑聚合时间、反应条件等适当地调整。然而，如果单体的浓度过低，则超吸收性聚合物的产率可能降低，因此可能出现经济问题。另一方面，如果浓度过高，则在过程中可能出现问题，例如一部分单体可能发生沉淀或者在聚合的水凝胶聚合物的粉碎期间粉碎效率可能降低等，并且超吸收性聚合物的物理特性可能恶化。
单体混合物中包含有内交联剂以进行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的交联聚合。内交联剂由分子中包含两个或更多个可交联官能团的化合物构成。内交联剂的可交联官能团中可包含用于顺利进行上述水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合反应的碳-碳双键。这些内交联剂的更具体的实例可包括选自以下的至少一者：聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、未改性的或乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、己二醇二丙烯酸酯和三乙二醇二丙烯酸酯。
相对于单体混合物，可以以约0.01重量％至约2重量％的浓度包含内交联剂，从而形成表现出高吸收速率同时具有优异的吸水容量和负荷下吸收率的交联聚合物。
同时，单体混合物还可以包含通常用于生产超吸收性聚合物的聚合引发剂。
具体地，聚合引发剂可以根据聚合方法适当地选择。当进行热聚合法时，使用热聚合引发剂。当进行光聚合法时，使用光聚合引发剂。当使用混合聚合方法(使用热和光二者的方法)时，可以使用热聚合引发剂和光聚合引发剂二者。然而，即使在光聚合法的情况下，通过光照射如紫外线照射等产生一定量的热，并且随着作为放热反应的聚合反应的进行而产生一定量的热，因此还可以包含热聚合引发剂。
可以使用的光聚合引发剂不受其构成的特别限制，只要其是能够通过光如紫外线形成自由基的化合物即可。
本文中使用的光聚合引发剂可包括例如选自以下的至少一者：安息香醚、二烷基苯乙酮、羟基烷基酮、乙醛酸苯酯、苄基二甲基缩酮、酰基膦和α-氨基酮。同时，酰基膦的具体实例包括二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基亚膦酸乙酯等。更多不同的光聚合引发剂充分公开在由Reinhold Schwalm编写的“UV Coatings:Basics，Recent Developments and NewApplication”(Elsevier，2007)第115页中，其内容通过引用并入本文。
相对于单体混合物，可以以约0.0001重量％至1.0重量％的浓度添加光聚合引发剂。当光聚合引发剂的浓度太低时，聚合速率可能变慢，并且当光聚合引发剂的浓度太高时，超吸收性聚合物的分子量可能小并且物理特性可能变得不均匀。
此外，作为热聚合引发剂，可以使用选自基于过硫酸盐的引发剂、基于偶氮的引发剂、过氧化氢和抗坏血酸中的至少一者。具体地，基于过硫酸盐的引发剂的实例包括过硫酸钠(Na2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)等，基于偶氮的引发剂的实例包括2,2-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮双(N,N-二亚甲基)异丁脒二盐酸盐、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈、2,2-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、4,4-偶氮二(4-氰基戊酸)等。更多不同的热聚合引发剂充分公开在由Odian编写的“Principle ofPolymerization”(Wiley，1981)第203页中，其内容通过引入并入本文。
相对于单体混合物，可以以约0.001重量％至约1.0重量％的浓度包含热聚合引发剂。如果这样的热聚合引发剂的浓度太低，则几乎不发生另外的热聚合，并且由热聚合引发剂的添加引起的效果可能不明显。如果热聚合引发剂的浓度过高，则超吸收性聚合物的分子量可能小并且物理特性可能变得不均匀。
此外，如果需要，单体混合物还可包含添加剂如增稠剂、增塑剂、防腐稳定剂、抗氧化剂等。
上述原料例如水溶性烯键式不饱和单体、聚合引发剂、内交联剂和添加剂可以制备成溶解在溶剂中的形式。
可以使用任何可用的溶剂而不受其构成的限制，只要其可以溶解上述组分即可。溶剂的实例可以包括选自以下的至少一者：水、乙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,4-丁二醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、环己酮、环戊酮、二乙二醇单甲醚、二乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁内酯、卡必醇、甲基溶纤剂乙酸酯、N,N-二甲基乙酰胺等。
相对于单体混合物的总含量，可以以除上述组分之外的剩余量包含溶剂。
同时，用于使这样的单体混合物聚合以形成水凝胶聚合物的方法不受其构成的特别限制，只要其是本领域常用的聚合方法即可。
具体地，根据聚合能量源，聚合过程可以大致分为热聚合和光聚合。通常，在热聚合的情况下，可以在配备有搅拌轴的反应器如捏合机中进行。此时，可将单体混合物的聚合温度调节至约30℃至110℃，以形成具有适当交联结构的水凝胶聚合物。用于实现上述范围内的聚合温度的手段没有特别限制，并且加热可以通过提供加热介质或直接提供加热源来进行。本文中可使用的加热介质的类型包括热流体如蒸汽、热空气、热油等，但不限于此。此外，可以考虑加热介质的手段、升温速度和升温目标温度适当地选择所提供的加热介质的温度。同时，作为直接提供的热源，可以提到使用电的加热方法或使用气的加热方法，但不限于上述实例。
同时，在光聚合的情况下，可以在配备有可移动传送带的反应器中进行。然而，上述聚合方法只是实例，并且本发明不限于此。
例如，在通过向配备有搅拌轴的反应器如捏合机提供热空气或者加热反应器来进行热聚合时，可以获得从反应器出口排出的水凝胶聚合物。根据反应器中配备的搅拌轴的类型，由此获得的水凝胶聚合物可以是数厘米或数毫米的形式。具体地，所获得的水凝胶聚合物的尺寸可以根据向其中注入的单体混合物的浓度、注入速度等而变化。
此外，如上所述，当在配备有可移动传送带的反应器中进行光聚合时，所获得的水凝胶聚合物通常可以是具有带的宽度的片状水凝胶聚合物。聚合物片的厚度可以根据向其中注入的单体混合物的浓度和注入速度而变化，但通常，优选的是供应单体混合物使得可以获得厚度为约0.5cm至约10cm的片状聚合物。如果供应单体混合物至使得片状聚合物的厚度太薄的程度，则这是不期望的，原因是生产效率低，并且如果片状聚合物的厚度大于10cm，则聚合反应无法在整个厚度上均匀地进行。
单体混合物的聚合时间可以根据所使用的聚合方法适当调整。作为非限制性实例，可将单体混合物的聚合时间调节至约30秒至60分钟，以形成具有合适交联结构的水凝胶聚合物。
通过上述方法获得的水凝胶聚合物的含水量可为约30重量％至约80重量％。同时，如本文中使用的“含水量”意指相对于水凝胶聚合物的总量由水分所占的重量，其可以是通过从水凝胶聚合物的重量中减去干聚合物的重量而获得的值。具体地，含水量可以定义为在通过红外加热来升高聚合物的温度的干燥过程中，通过测量由聚合物中水分的蒸发引起的重量损失而计算的值。此时，在如下确定的干燥条件下测量含水量：将干燥温度从室温升至约180℃，然后将温度保持在180℃，并将总干燥时间设定为40分钟，包括用于升温步骤的5分钟。
在单体聚合成交联聚合物后，可通过诸如干燥、粉碎、分级等的步骤获得基础聚合物粉末，并且通过诸如粉碎和分级的步骤，适当地生产和提供基础聚合物粉末和由其获得的超吸收性聚合物，使得粒径为约150μm至850μm。更具体地，基础聚合物粉末和由其获得的超吸收性聚合物的至少约95重量％或更多的粒径为约150μm至850μm，并且粒径小于约150μm的细粉的含量可小于约3重量％。
当基础聚合物粉末和超吸收性聚合物的粒径分布被调整至如上所述的优选范围时，最终生产的超吸收性聚合物可以表现出优异的吸收特性。
同时，将更详细地描述干燥、粉碎和分级的方法。
首先，在干燥水凝胶聚合物时，如果需要，还可以在干燥之前进行粗粉碎的步骤以提高干燥步骤的效率。
在这方面，使用的粉碎机可包括但其配置不限于例如选自以下的任一者：立式粉碎装置、涡轮切割机、涡轮研磨机、旋转式切碎机(rotary cutter mill)、切碎机(cuttermill)、盘磨机(disc mill)、碎片破碎机(shred crusher)、破碎机、切碎机(chopper)和盘式切割机。然而，其不限于上述实例。
在这种情况下，可以进行粗粉碎步骤使得水凝胶聚合物的粒径变为约0.2mm至约15mm。
由于水凝胶聚合物的高含水量，将水凝胶聚合物粉碎成粒径小于0.2mm在技术上不容易，并且在经粉碎的颗粒之间可能发生相互聚集。同时，如果聚合物被粉碎成粒径大于15mm，则在随后的干燥步骤中提高效率的效果可能不显著。
使如上所述经粗粉碎的水凝胶聚合物或者紧接在聚合之后不进行粗粉碎步骤的水凝胶聚合物经历干燥步骤。在这种情况下，干燥步骤的干燥温度可以为约50℃至约250℃。
当干燥温度低于50℃时，可能干燥时间变得太长，并且最终形成的超吸收性聚合物的物理特性劣化，而当干燥温度高于250℃时，仅聚合物的表面被过度干燥，因此可能在随后的粉碎步骤期间可产生细粉，并且最终形成的超吸收性聚合物的物理特性劣化。
同时，考虑到过程效率等，干燥时间可以为约20分钟至约15小时，但其不限于此。
还可以选择和使用干燥方法而不受其构成的限制，只要其是通常用于干燥水凝胶聚合物的方法即可。具体地，干燥步骤可以通过诸如热空气供应、红外线照射、微波照射或紫外线照射的方法来进行。在这样的干燥步骤之后，聚合物的含水量可为约0.1重量％至约10重量％。
接着，进行将通过这样的干燥步骤获得的干燥聚合物粉碎的步骤。
粉碎步骤之后获得的聚合物粉末的粒径可以为约150μm至约850μm。可以用于将聚合物粉碎成具有上述粒径的粉碎装置的具体实例可以包括针磨机(pin mill)、锤磨机、螺旋式磨机(screw mill)、辊磨机(roll mill)、盘磨机、点动式磨机(jog mill)等，但其不限于此。
此外，为了控制在粉碎步骤之后最终商品化的超吸收性聚合物粉末的物理特性，可以进行根据粒径将粉碎后获得的聚合物粉末分级的单独步骤。优选地，分级出粒径为约150μm至约850μm的聚合物，并且仅具有这样的粒径的聚合物粉末可以经历表面交联反应，并最终被商品化。由于通过这样的过程获得的基础聚合物粉末的粒径分布已经在上面进行了描述，因此将省略其进一步的详细描述。
同时，在形成上述基础聚合物粉末的步骤之后，可以通过在表面交联剂的存在下使基础聚合物粉末的表面进一步交联来形成表面交联层，由此可以生产超吸收性树脂。
表面交联层可以通过使用常规用于生产超吸收性聚合物的表面交联剂来形成。作为表面交联剂，可以没有特别限制地使用本发明所属技术领域中已知的那些。表面交联剂的更具体的实例包括多元醇，例如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,5-己二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三丙二醇和甘油；或者碳酸酯化合物，例如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯。这样的表面交联剂可以以相对于基础聚合物粉末的总重量的约0.01重量％至3重量％的量使用。
此外，在表面交联步骤中，除上述表面交联剂之外，还可以添加选自二氧化硅、粘土、氧化铝、二氧化硅-氧化铝复合材料、二氧化钛、氧化锌和硫酸铝中的至少一种无机材料来进行表面交联反应。
无机材料可以以粉末或液体的形式使用，特别是其可以作为氧化铝粉末、二氧化硅-氧化铝粉末、二氧化钛粉末或纳米二氧化硅溶液使用。此外，无机材料可以以相对于基础聚合物粉末的总重量的约0.05重量％至约2重量％的量使用。
此外，在表面交联步骤中，随着通过添加多价金属阳离子代替无机材料或者除无机材料之外还添加多价金属阳离子来进行表面交联，超吸收性聚合物的表面交联结构可进一步优化。这是可以预期的，原因是这些金属阳离子可以通过与超吸收性聚合物的羧基(COOH)形成螯合物而进一步减小交联距离。
将表面交联剂和任选的无机材料和/或多价金属阳离子添加到基础聚合物粉末中的方法不受其构造的特别限制。例如，可以使用以下方法：将表面交联剂和基础聚合物粉末添加到反应槽中并使其混合的方法、将表面交联剂等喷洒到基础聚合物粉末上的方法、将基础聚合物粉末和表面交联剂连续提供至连续运行的混合器中的方法等。
当添加表面交联剂时，可以另外混合和添加水和/或甲醇。当添加水和甲醇时，存在这样的优点：表面交联剂可以均匀分散在基础聚合物粉末中。此时，为了引起表面交联剂的均匀分散、防止基础聚合物粉末的聚集现象、以及优化交联剂的表面渗透深度，可以适当地调节所添加的水和甲醇的含量。
表面交联反应可以通过在约100℃或更高下加热添加有表面交联剂的基础聚合物粉末约20分钟或更长来进行。特别地，为了生产可以更有效地表现出上述效果的超吸收性聚合物，可以调整表面交联步骤的条件使其最高反应温度为约100℃至250℃。
然后，可将最高反应温度下的停留时间调节至约20分钟或更长，或约20分钟至2小时或更短的条件。此外，可以将从第一反应开始时的温度(例如约100℃或更高的温度)达到最高反应温度所需的升温时间控制为约5分钟或更长、或者约5分钟或更长且1小时或更短。
用于表面交联反应的升温手段没有特别限制。可以使用用于使单体混合物聚合的升温手段。
同时，上述生产方法包括在以下的至少一个步骤中添加无机材料：形成水凝胶聚合物的步骤、形成基础聚合物粉末的步骤和形成表面交联层的步骤。
在上述生产方法中，可以提供pH调节至5.3至6.0的超吸收性聚合物以实现改善的除臭功能。
作为实例，为了显示出上述pH，作为水溶性烯键式不饱和单体，可以使用具有相对于全部单体由55mol％至65mol％或55mol％至60mol％被中和的酸性基团的单体。
在具有相对于全部单体有大于65mol％或者大于65mol％且为75mol％或更小被中和的酸性基团的单体作为水溶性烯键式不饱和单体的情况下，pH超过6.0的可能性很高。因此，在这样的情况下，为了显示出上述pH，可以在形成表面交联层或在形成表面交联层之后添加酸。这些酸的具体实例包括柠檬酸、乳酸、硼酸(boric acid)、硼酸(boronic acid)、抗坏血酸、乙酸或其混合物。
如上所述，在将单体的中和度调节至低水平或添加有机酸以表现出上述pH时，超吸收性聚合物的吸收特性可能劣化。
然而，本发明人已发现，当在生产超吸收性聚合物期间添加无机材料时，可以表现出优异的吸收特性，同时实现改善的除臭功能。
无机材料可以是例如蒙脱石、滑石粉、囊脱石、合成锂皂石、贝得石、锂蒙脱石、锌蒙脱石、硅镁石、蛭石、铬膨润石、麦羟硅钠石、铜蒙脱石、水羟硅钠石、高岭土矿物(包括高岭石、地开石和珍珠陶土)、蛇纹石矿物(包括伊利石)、绿泥石矿物、海泡石、坡缕石、铝土矿或其混合物。
其中，如果使用合成锂皂石作为无机材料，则即使当超吸收性聚合物的pH在5.3至6.0的范围内，也可以表面出优异的吸收特性和改善的除臭功能。
在用于生产超吸收性聚合物的方法中，添加无机材料的方法没有特别限制，并且可以在任何时间一次性添加预定量的无机材料，或在一定时间段内连续添加，或者其可以定期添加两次或更多次。
无机材料可以在形成水凝胶聚合物的步骤和形成基础聚合物粉末的步骤中添加。在这样的情况下，可以将无机材料均匀地分散在水凝胶聚合物中，并且可以改善超吸收性聚合物与无机材料之间的结合强度。
相对于100重量份的基础聚合物粉末，可以以0.01重量份至1.0重量份的量添加无机材料。在这些范围内，可以同时实现优异的吸收特性和除臭功能。
根据上述实施方案的超吸收性聚合物通过上述生产方法制备并且可包含：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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的交联聚合物；表面交联层，所述表面交联层由交联聚合物进一步交联并且形成在基础聚合物粉末上；和无机材料。无机材料可根据添加的时间而不同地分布在超吸收性聚合物中。作为一个实例，当在形成水凝胶聚合物的步骤和形成基础聚合物粉末的步骤的至少一个时间点添加无机材料时，无机材料均匀分布在超吸收性聚合物内部和外部。当在形成表面交联层的步骤中添加无机材料时，其可以主要存在于超吸收性聚合物的表面上。
超吸收性聚合物的对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)可为26g/g至40g/g、30g/g至40g/g或32g/g至37g/g，以及在0.9psi下对生理盐水溶液的负荷下吸收率(AUL)可为17g/g至25g/g、20g/g至25g/g或21g/g至23g/g。
对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)可以根据EDANA推荐的测试方法第WSP241.2号进行测量。更具体地，可以在使超吸收性聚合物在生理盐水溶液中吸收30分钟后，根据以下计算方程1来计算离心保留容量：
[计算方程1]
CRC(g/g)＝{[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-l
在上述计算方程1中，
W0(g)是超吸收性聚合物的初始重量(g)，W1(g)是在通过使用离心机以250G使超吸收性聚合物脱水3分钟之后测量的不包含超吸收性聚合物的空袋的重量，以及W2(g)是在室温下将超吸收性聚合物浸入生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)中并吸收30分钟然后通过使用离心机以250G使其脱水3分钟之后测量的包含超吸收性聚合物的袋的重量。
此外，可以根据EDANA推荐的测试方法第WSP 242.2号测量0.9psi下的负荷下吸收率(AUL)。更具体地，可以使超吸收性聚合物在约0.9psi的负荷下在生理盐水溶液中吸收1小时后，根据以下计算方程2来计算负荷下吸收率：
[计算方程2]
AUP(g/g)＝[W4(g)-W3(g)]/W0(g)
在以上计算方程2中，
W0(g)是超吸收性聚合物的初始重量(g)，W3(g)是超吸收性聚合物的重量与能够向超吸收性聚合物提供负荷的装置的重量的总和，W4(g)是使超吸收性聚合物在负荷(约0.9psi)下在生理盐水溶液中吸收1小时后，超吸收性聚合物与能够向超吸收性聚合物提供负荷的装置的重量的总和。
上述计算方程1和2中描述的W0(g)对应于使超吸收性聚合物在生理盐水溶液中吸收之前的初始重量(g)并且各自可以相同或不同。
在下文中，将通过具体实施例详细描述本发明的作用和效果。然而，这些实施例仅出于说明的目的而给出，并且本发明的范围不旨在受限于此。
实施例1：超吸收性聚合物的生产
向玻璃反应器中添加500g丙烯酸、1.02g作为内交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(重均分子量约500g/mol)、以及0.68g包含9mol％环氧乙烷的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(乙氧基化TMPTA，TMP(EO)9TA，由Miwon Specialty Chemical Co.Ltd制造的M-3190)。然后，缓慢滴加24重量％苛性钠溶液(NaOH水溶液)，使得相对于丙烯酸总量，约60mol％的丙烯酸可以被中和。由于滴加苛性钠溶液期间的中和热，等待单体混合物的温度升高至约72℃或更高，并将单体混合物冷却。
当单体混合物的温度冷却至约45℃时，将冷却的单体混合物与28g预先制备的过硫酸钠溶液(在水中稀释至4重量％)混合，并进行聚合反应，同时通过能够对混合物进行捏合的聚合反应器的供应开口连续添加混合物。此时，将聚合反应器的温度保持在80℃，聚合的最高温度为105℃，聚合时间为1分15秒。其后，将混合物连续捏合以进行聚合和捏合20分钟。由此生产的水凝胶聚合物的尺寸分布为0.2cm或更小。此时，最终形成的水凝胶聚合物的含水量为51重量％。
使用绞肉机使由上述聚合反应获得的水凝胶聚合物通过直径为13mm的孔以产生碎块(crump)。
然后，将合成锂皂石添加到以上获得的水凝胶聚合物中，使其以每100重量份的基础聚合物粉末约0.5重量份存在。然后在能够使气流向上和向下移动的烘箱中干燥添加有合成锂皂石的碎块。通过使180℃的热空气从底部向顶部流动15分钟再从顶部向底部流动15分钟将碎块均匀地干燥，由此将经干燥的碎块的含水量设定为2％或更低。使用粉碎装置对经干燥的碎块进行粉碎并分级，以获得尺寸为150μm至850μm的基础聚合物粉末。
其后，将100g基础聚合物粉末与通过使3g水、4.0g甲醇和0.15g碳酸亚乙酯混合获得的交联剂溶液混合，然后在190℃下进行表面交联反应40分钟。将所得物粉碎并筛分，以获得粒径为150μm至850μm的经表面交联的超吸收性聚合物。
实施例2：超吸收性聚合物的生产
以与实施例1中相同的方式生产经表面交联的超吸收性聚合物，与实施例1中不同之处在于，缓慢滴加24重量％苛性钠溶液，使得相对于总的丙烯酸，约55mol％的丙烯酸可以被中和。
实施例3：超吸收性聚合物的生产
以与实施例1中相同的方式生产经表面交联的超吸收性聚合物，与实施例1中不同之处在于，缓慢滴加24重量％的苛性钠溶液，使得相对于总的丙烯酸，约73mol％的丙烯酸可以被中和。然后，相对于100重量份的超吸收性聚合物，添加1.0重量份的柠檬酸。
比较例1：超吸收性聚合物的生产
以与实施例1中相同的方式生产经表面交联的超吸收性聚合物，与实施例1中不同之处在于，缓慢滴加24重量％的苛性钠溶液，使得相对于总的丙烯酸，约73mol％的丙烯酸可以被中和，以及不添加合成锂皂石。
比较例2：超吸收性聚合物的生产
以与实施例1中相同的方式生产表面交联的超吸收性聚合物，与实施例1中不同之处在于，不添加合成锂皂石。
比较例3：超吸收性聚合物的生产
以与实施例1中相同的方式生产经表面交联的超吸收性聚合物，与实施例1中不同之处在于，缓慢滴加24重量％的苛性钠溶液，使得相对于总的丙烯酸，约50mol％的丙烯酸可以被中和。
比较例4：超吸收性聚合物的生产
以与实施例1中相同的方式生产经表面交联的超吸收性聚合物，与实施例1中不同之处在于，缓慢滴加24重量％的苛性钠溶液，使得相对于总的丙烯酸，约73mol％的丙烯酸可以被中和。
实验例：超吸收性聚合物的物理特性评估
通过以下方法对根据上述实施例和比较例制备的超吸收性聚合物的物理特性进行评估，结果示于下表1中。
(1)pH测量
将100g 0.9重量％氯化钠水溶液添加到200mL烧杯中，并向其中添加0.5g经表面交联的超吸收性聚合物，然后搅拌30分钟。其后，使用pH计测量溶液的pH。
(2)离心保留容量(CRC)
根据EDANA推荐的测试方法第WSP 241.2号测量超吸收性聚合物的对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)。
具体地，将W0(g)(约0.2g)聚合物均匀地放入非织造织物制成的袋中，随后密封。然后，将该袋在室温下浸入由0.9重量％氯化钠水溶液(生理盐水溶液)构成的生理盐水溶液中。30分钟后，通过在250G下离心3分钟从袋中除去水，然后测量袋的重量W2(g)。同时，使用不包含聚合物的空袋进行相同的步骤，然后测量所得重量W1(g)。
使用由此获得的相应重量，根据以下计算方程1确定离心保留容量。
[计算方程1]
CRC(g/g)＝{[W2(g)-Wl(g)]/W0(g)}-1
在以上计算方程1中，
W0(g)是超吸收性聚合物的初始重量(g)，
W1(g)是通过使用离心机以250G使聚合物脱水3分钟之后测量的不包含聚合物的空袋的重量。
W2(g)是在室温下将聚合物浸入生理盐水溶液中并吸收30分钟然后通过使用离心机以250G使其脱水3分钟之后测量的包含聚合物的袋的重量。
(3)负荷下吸收率(AUL)
根据EDANA推荐的测试方法第WSP 242.2号测量超吸收性聚合物的在0.9psi下对生理盐水溶液的负荷下吸收率(AUL)。
具体地，将400目不锈钢筛网安装在内径为25mm的塑料筒的底部。在室温和50％的相对湿度的条件下将W0(g)(约0.16g)用于测量负荷下吸收率的超吸收性聚合物均匀地分散在筛网上。然后，在其上放置可以均匀提供6.3kPa(0.9psi)负荷的活塞。此时，所使用的活塞被设计成外径略小于25mm，因此其可以自由上下移动而与筒的内壁没有任何间隙。然后测量由此准备的装置的重量W3(g)。
在将直径为90mm且厚度为5mm的玻璃过滤器放入直径为150mm的培养皿中后，将0.9重量％氯化钠水溶液(生理盐水溶液)倒入培养皿中。此时，倒入生理盐水溶液直到表面水平与玻璃过滤器的上表面相等。然后，将直径为90mm的滤纸片放在玻璃过滤器上。
随后，将准备的装置放置在滤纸上，使得装置内的超吸收性聚合物在负荷下被生理盐水溶液溶胀。一小时后，测量包含溶胀的超吸收性聚合物的装置的重量W4(g)。
使用由此测量的重量，根据以下计算方程2计算负荷下吸收率。
[计算方程2]
AUP(g/g)＝[W4(g)-W3(g)]/W0(g)
在以上计算方程2中，
W0(g)是超吸收性聚合物的初始重量(g)，W3(g)是超吸收性聚合物的重量与能够向超吸收性聚合物提供负荷的装置的重量的总和，W4(g)是使超吸收性聚合物在负荷(约0.9psi)下在生理盐水溶液中吸收1小时后，超吸收性聚合物的重量与能够向超吸收性聚合物提供负荷的装置的重量的总和。
(4)氨去除效率
将氮气吹入乙烯基包装中以防止空气穿过，然后以200ppm的浓度(以下计算方程3中的“A”)注入氨。另一方面，将2g经表面交联的超吸收性聚合物添加到另一个乙烯基包装中，用氮气吹扫并密封。其后，将预先制备的氨气放入包含超吸收性聚合物的乙烯基包装中，放置1小时。此外，使用检测管测量包含超吸收性聚合物的乙烯基包装中残留氨的浓度(以下计算方程的“B”)。其后，通过以下计算方程3计算氨去除效率。
[计算方程3]
氨去除效率＝(A-B)/A*100
表1

Claims (17)

1.一种超吸收性聚合物，包含：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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的交联聚合物；表面交联层，所述表面交联层由所述交联聚合物进一步交联并且形成在所述基础聚合物粉末上；和无机材料，其中所述超吸收性聚合物的氨去除效率为60％或更高，对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)为26g/g至40g/g，以及在0.9psi下对生理盐水溶液的负荷下吸收率(AUL)为17g/g至25g/g。
2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中其pH为5.3至6.0。
3.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述交联聚合物为具有相对于全部单体有55mol％至65mol％被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合物。
4.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述无机材料为蒙脱石、滑石粉、囊脱石、合成锂皂石、贝得石、锂蒙脱石、锌蒙脱石、硅镁石、蛭石、铬膨润石、麦羟硅钠石、铜蒙脱石、水羟硅钠石、高岭土矿物、蛇纹石矿物、云母矿物、绿泥石矿物、海泡石、坡缕石、铝土矿或其混合物。
5.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中其对生理盐水溶液的离心保留容量(CRC)为30g/g至40g/g。
6.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中其在0.9psi下对生理盐水溶液的负荷下吸收率(AUL)为20g/g至25g/g。
7.一种用于生产根据权利要求1所述的超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：进行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与包含内交联剂的单体混合物的交联聚合，以形成水凝胶聚合物；对所述水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级，以形成基础聚合物粉末；以及在表面交联剂的存在下使所述基础聚合物粉末的表面进一步交联，以形成表面交联层，并且
包括在以下的至少一个步骤中添加无机材料：形成所述水凝胶聚合物的步骤、形成所述基础聚合物粉末的步骤以及形成所述表面交联层的步骤。
8.根据权利要求7所述的用于生产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包括选自以下的至少一者：(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、山梨酸、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸或2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的阴离子单体，及其盐；(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯的非离子含亲水性基团的单体；以及(甲基)丙烯酸(N,N)-二甲基氨基乙酯或(N,N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺的含氨基的不饱和单体，及其季铵产物。
9.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中其pH为5.3至6.0。
10.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中使用具有相对于全部单体有55mol％至65mol％被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体。
11.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中所述内交联剂包括选自以下的至少一者：聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、未改性的或乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、己二醇二丙烯酸酯和三乙二醇二丙烯酸酯。
12.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中在形成所述水凝胶聚合物的步骤和形成所述基础聚合物粉末的步骤中添加无机材料。
13.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中相对于100重量份的所述基础聚合物粉末，以0.01重量份至1.0重量份的量添加所述无机材料。
14.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中所述表面交联剂包括选自以下的至少一种多元醇：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,5-己二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三丙二醇和甘油；或者选自碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯中的至少一种基于碳酸酯的化合物。
15.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中相对于所述基础聚合物粉末的总重量，以约0.01重量％至3重量％的量使用所述表面交联剂。
16.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，其中所述表面交联层在100℃至250℃的温度下形成。
17.根据权利要求7所述的用于生产超吸收性聚合物的方法，包括在形成表面交联层或在形成所述表面交联层之后添加酸。
CN201680065808.5A 2016-06-01 2016-06-23 超吸收性聚合物及其生产方法 Active CN108350187B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0068375 2016-06-01
KR1020160068375A KR101956831B1 (ko) 2016-06-01 2016-06-01 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
PCT/KR2016/006697 WO2017209339A1 (ko) 2016-06-01 2016-06-23 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108350187A true CN108350187A (zh) 2018-07-31
CN108350187B CN108350187B (zh) 2020-10-23

Family

ID=60478540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680065808.5A Active CN108350187B (zh) 2016-06-01 2016-06-23 超吸收性聚合物及其生产方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3375809B1 (zh)
KR (1) KR101956831B1 (zh)
CN (1) CN108350187B (zh)
WO (1) WO2017209339A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102093352B1 (ko) 2016-12-19 2020-03-25 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
KR102521569B1 (ko) * 2017-12-26 2023-04-12 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
KR102349291B1 (ko) * 2018-01-18 2022-01-07 주식회사 엘지화학 소취 소재의 소취 성능 정량화 방법
KR102452566B1 (ko) * 2018-04-27 2022-10-06 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 조성물
JP6510713B1 (ja) 2018-08-06 2019-05-08 株式会社大貴 吸水処理材及びその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040180189A1 (en) * 2001-06-28 2004-09-16 Rudiger Funk Acidic superabsorbent hydrogels
CN1678356A (zh) * 2002-08-23 2005-10-05 巴斯福股份公司 超吸收性聚合物及其制备方法
KR20110086057A (ko) * 2008-10-20 2011-07-27 에보닉 스톡하우젠, 엘엘씨 점토 함유 초흡수성 중합체, 미립자, 및 그 제조 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE438419T1 (de) 2004-12-30 2009-08-15 Basf Se Supersaugfähige polymerteilchen mit einer verringerten menge an feinen teilchen und herstellungsverfahren dafür
US8802786B2 (en) * 2011-04-21 2014-08-12 Evonik Corporation Particulate superabsorbent polymer composition having improved performance properties
WO2014094892A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Sca Hygiene Products Ab Superabsorbent polymer composite particle comprising acidic superabsorbent polymer and nanoparticulate clay material
KR102297636B1 (ko) * 2013-08-28 2021-09-06 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 겔 분쇄 장치, 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지 분말의 제조 방법, 및 흡수성 수지 분말
EP3085439B1 (en) * 2013-12-20 2023-10-04 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water absorbing agent based on polyacrylic acid and/or a salt thereof
US20150283284A1 (en) * 2014-04-07 2015-10-08 Evonik Corporation Superabsorbent polymer having fast absorption
KR101720309B1 (ko) * 2014-10-08 2017-03-27 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040180189A1 (en) * 2001-06-28 2004-09-16 Rudiger Funk Acidic superabsorbent hydrogels
CN1678356A (zh) * 2002-08-23 2005-10-05 巴斯福股份公司 超吸收性聚合物及其制备方法
KR20110086057A (ko) * 2008-10-20 2011-07-27 에보닉 스톡하우젠, 엘엘씨 점토 함유 초흡수성 중합체, 미립자, 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101956831B1 (ko) 2019-03-11
EP3375809B1 (en) 2021-09-01
US20200123329A1 (en) 2020-04-23
CN108350187B (zh) 2020-10-23
WO2017209339A1 (ko) 2017-12-07
KR20170136371A (ko) 2017-12-11
EP3375809A1 (en) 2018-09-19
EP3375809A4 (en) 2018-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6182206B2 (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
CN108026282A (zh) 用于制备超吸收性聚合物的方法
CN110312755A (zh) 超吸收性聚合物的制备方法
CN108350189A (zh) 用于制备超吸收性聚合物的方法和超吸收性聚合物
CN108350187A (zh) 超吸收性聚合物及其生产方法
CN109071832B (zh) 用于制造超吸收性聚合物的方法及超吸收性聚合物
CN105916902A (zh) 用于制备超吸收性聚合物的方法和由此制备的超吸收性聚合物
WO2011007974A2 (ko) 고흡수성 수지의 제조방법
CN108884234A (zh) 超吸收性聚合物及其制造方法
CN106459236B (zh) 用于制备超吸收性聚合物的方法和由此制备的超吸收性聚合物
JP2021510741A (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
CN109071833A (zh) 超吸收性聚合物及用于生产其的方法
CN109196023A (zh) 超吸收性聚合物及其生产方法
CN108350188A (zh) 超吸收性聚合物及其制备方法
CN108779262A (zh) 超吸收性聚合物的制备方法
CN108884240B (zh) 用于制造超吸收性聚合物的方法及超吸收性聚合物
WO2019050184A1 (ko) 고흡수정 수지 및 이의 제조 방법
CN108350190A (zh) 超吸收性聚合物
CN109071835A (zh) 超吸收性聚合物及其制备方法
CN108884233A (zh) 超吸收性聚合物及其生产方法
CN109312082A (zh) 超吸收性聚合物及用于制造其的方法
JP7335051B2 (ja) 高吸水性樹脂の製造方法
JP7039108B2 (ja) 高吸水性樹脂の製造方法、および高吸水性樹脂
JP7191403B2 (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
CN108779264A (zh) 超吸收性聚合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant