CN110557949B - 用于制备超吸收性聚合物的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于制备超吸收性聚合物的方法，并且更特别地，提供了这样的用于制备超吸收性聚合物的方法：其中其通过在用于制备细粉再组装体的过程中调节搅拌速度并将水分开添加至细粉中，可以稳定地操作用于制备细粉再组装体的过程，同时保持细粉再组装体的组装强度，其中可以降低再细化比率，并且超吸收性聚合物的初始吸收速度得到改善。

Description

用于制备超吸收性聚合物的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0038632号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及用于制备超吸收性聚合物的方法，并且更特别地，涉及这样的用于制备超吸收性聚合物的方法：其中其通过在用于制备细粉再组装体的过程中调节搅拌速度并将水分开添加至细粉中，可以稳定地操作用于制备细粉再组装体的过程，同时保持细粉再组装体的组装强度，可以降低再细化比率(refined ratio)，并且超吸收性聚合物的初始吸收速度得到改善。
背景技术
超吸收性聚合物(Superabsorbent Polymer，SAP)是一种能够吸收其自身质量的约五百至一千倍水的合成聚合物材料。SAP的商业生产开始用于卫生产品，但现在SAP可以存在于各种各样的应用，包括园艺用土壤保水材料、工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域中的保鲜剂和泥敷剂用材料、以及个人卫生产品如一次性儿童尿布。
超吸收性聚合物的吸收机理受以下控制：由聚合物电解质的电荷所引起的电吸引力差而导致的渗透压、水与聚合物电解质之间的亲和力、由于聚合物电解质离子之间的斥力导致的分子膨胀和由于交联引起的膨胀抑制的相互作用。换言之，超吸收性聚合物的吸水性取决于上述的亲和力和分子膨胀，并且吸收速度很大程度上取决于吸收性聚合物本身的渗透压。
通常，在用于制备超吸收性聚合物的方法中，在粉碎和运输期间产生约20％至30％的细粉。由于细粉影响超吸收性聚合物的压力下吸收率(AUP)和渗透率，因此难以制备同时具有两种物理特性的超吸收性聚合物。
此外，细粉通过其中将细粉与水混合并团聚的细粉再组装过程形成大颗粒。然而，当在将细粉与水混合并进行再组装的过程中发生过度团聚时，装置上的负荷增加，这使得连续操作变得困难。
因此，为了连续制备超吸收性聚合物，必须操作稳定的细粉再组装过程。特别地，在吸收性聚合物具有高的初始吸收速度的情况下，稳定的细粉再组装操作是必需的。
发明内容
技术问题
本发明致力于提供这样的用于制备超吸收性聚合物的方法：其中其通过在用于制备细粉再组装体的过程中调节搅拌速度并将水分开添加至细粉中，可以稳定地操作用于细粉再组装体的过程，同时保持细粉再组装体的组装强度，以及其中可以降低再细化比率，并且超吸收性聚合物的初始吸收速度得到改善。
技术方案
本发明的一个示例性实施方案提供了用于制备超吸收性聚合物的方法，其包括：
通过对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合来制备水凝胶聚合物；
干燥水凝胶聚合物，粉碎经干燥的聚合物，并将经粉碎的聚合物分级成粒径为150μm或更小的细粉和粒径大于150μm至850μm或更小的正常颗粒；以及
通过将细粉与水以6.5m/秒至14.5m/秒的线速度搅拌的同时进行混合，然后进行再组装来制备细粉再组装体，
其中在细粉与水的混合中，将水分为两次或更多次添加至细粉中。
有益效果
在根据本发明的用于制备超吸收性聚合物的方法中，可以稳定地操作用于制备细粉再组装体的过程，同时保持细粉再组装体的组装强度，同时可以降低再细化比率。
此外，通过如上所述的制备方法可以制备具有高的初始吸收速度的超吸收性聚合物。
附图说明
图1是示出对形成二次团聚所花费的时间根据搅拌线速度的变化进行比较的结果的图。
图2是示出在实施例1-1中的用于制备细粉再组装体的过程中的混合器的内部状态和细粉再组装体的形状根据搅拌时间的变化的图像。
具体实施方式
本文中使用的术语仅用于描述示例性实施方案的目的，并不旨在限制本发明。除非在上下文中另有明确说明，否则单数表述包括复数表述。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和/或“具有”指存在所述特征、步骤、组分或其组合，但不排除存在或增加一个或更多个其他特征、步骤、组分或其组合。
本发明可以进行各种修改并且可以具有各种形式，因此下面详细说明和描述特定实施方案。然而，本发明不限于特定实施方案并且应理解为包括包含在本发明的精神和范围内的所有变化方案、等同方案和替换方案。
在本发明中，术语“细粉”是指通过使其中包含酸性基团并且至少一部分酸性基团被中和的水溶性烯键式不饱和单体聚合而获得的聚合物中的粒径为150μm或更小的颗粒，并且无论产生细粉的步骤是什么，无论是否进行表面交联等，都可以包括在超吸收性聚合物的所有过程(例如聚合过程、干燥过程、经干燥的聚合物的粉碎过程、表面交联过程等)中产生的细粉。
此外，在本发明中，术语“细粉再组装体”可以是指通过将细粉与水混合，然后进行再组装，或者通过进一步与除水之外的混合物稳定剂混合而获得的细粉。
在下文中，更详细地描述根据本发明的具体实施方案的用于制备超吸收性聚合物的方法。
根据本发明的一个实施方案的用于制备超吸收性聚合物的方法包括：
通过对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合来制备水凝胶聚合物(步骤1)；
干燥水凝胶聚合物，粉碎经干燥的聚合物，并将经粉碎的聚合物分级成粒径为150μm或更小的细粉和粒径大于150μm至850μm或更小的正常颗粒(步骤2)；以及
通过将细粉与水以6.5m/秒至14.5m/秒的线速度搅拌的同时进行混合，然后进行再组装来制备细粉再组装体(步骤3)，
其中在将细粉与水混合时，相对于细粉，水分两个或更多个部分添加。
另外，本说明书中的术语“聚合物”意指水溶性烯键式不饱和单体处于聚合状态，并且可以包括所有的水含量范围、所有的粒径范围、和所有的表面交联状态或处理状态。在聚合物中，含水量(水含量)在聚合之后在进行干燥之前为约40重量％或更大的聚合物可以被称为水凝胶聚合物。此外，在聚合物中，粒径为150μm或更小的聚合物可以被称为“细粉”。
此外，关于聚合物，“超吸收性聚合物”根据上下文意指聚合物本身，或者包括处于通过进一步处理(例如表面交联、细粉再组装、干燥、粉碎、分级等)适合于商业化的状态的所有聚合物。
在下文中，针对每个步骤更详细地描述用于制备超吸收性聚合物的方法。
在本发明的用于制备超吸收性聚合物的方法中，步骤1是制备水凝胶聚合物的步骤。
水凝胶聚合物可以通过对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合来制备。
作为超吸收性聚合物的原料的单体组合物包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂。
水溶性烯键式不饱和单体可以是通常用于制备超吸收性聚合物的任何单体而没有任何特别限制。在此，水溶性烯键式不饱和单体可以为选自以下中的至少任一者：阴离子单体及其盐、非离子的含亲水物的单体、和含氨基的不饱和单体及其季化合物。
具体地，水溶性烯键式不饱和单体可以为选自以下中的至少任一者：阴离子单体，例如甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸和2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，及其盐；非离子的含亲水物的单体，例如(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；以及含氨基的不饱和单体，例如(N,N)-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯和(N,N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺，及其季化合物。
更优选地，可以使用丙烯酸或其盐，例如丙烯酸及其碱金属盐如钠盐。通过使用所述单体，可以制备具有优异的物理特性的超吸收性聚合物。当使用丙烯酸的碱金属盐作为单体时，丙烯酸可以用碱性化合物如苛性钠(NaOH)中和并使用。
水溶性烯键式不饱和单体的浓度可以考虑聚合时间、反应条件等来控制。然而，当单体的浓度过低时，超吸收性聚合物可能具有低的产率和经济问题。另一方面，当其浓度过高时，可能发生工艺问题，例如，一部分单体可能沉淀，在粉碎所聚合的水凝胶聚合物时粉碎效率可能是低的等，以及超吸收性聚合物的物理特性可能劣化。基于包含超吸收性聚合物的原料和溶剂的单体组合物，单体的量可以为约20重量％至约60重量％，并且优选为约40重量％至约50重量％。
在本发明的用于制备超吸收性聚合物的方法中，在聚合时使用的聚合引发剂没有特别限制，只要其通常用于超吸收性聚合物的制备即可。
具体地，作为聚合引发剂，可以根据聚合方法使用热聚合引发剂或根据UV照射的光聚合引发剂。同时，即使进行光聚合方法，由于通过紫外照射等产生预定量的热，并且此外，还由于作为放热反应的聚合反应而产生一定程度的热，因此也可以额外包含热聚合引发剂。
光聚合引发剂就构成而言可以没有限制地使用，只要其是能够通过光如紫外射线形成自由基的化合物即可。
光聚合引发剂可以为例如选自安息香醚、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-氨基酮中的至少一者。同时，作为酰基膦的具体实例，可以使用通常使用的Lucirin TPO，即2,4,6-三甲基-苯甲酰基-三甲基氧化膦。更多不同的光聚合引发剂描述在由Reinhold Schwalm著写的“UV Coatings:Basics,Recent Developmentsand New Application(Elsevier,2007)”第115页中。然而，本发明不限于上述实例。
基于单体组合物，光聚合引发剂可以以约0.01重量％至约1.0重量％的浓度包含在内。当光聚合引发剂的浓度过低时，聚合速度可能降低。当光聚合引发剂的浓度过高时，超吸收性聚合物的分子量可能是小的并且其物理特性可能不均匀。
另外，热聚合引发剂可以为选自以下中的至少一者：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。具体地，基于过硫酸盐的引发剂的实例可以包括过硫酸钠(Na2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)等；以及基于偶氮的引发剂的实例可以包括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-偶氮双-(4-氰基戊酸)等。更多不同的热聚合引发剂充分地描述在由Odian著写的“Principleof Polymerization(Wiley，1981)”第203页中。然而，本发明不限于上述实例。
基于单体组合物，热聚合引发剂可以以约0.001重量％至约0.5重量％的浓度包含在内。当热聚合引发剂的浓度过低时，几乎不进行额外的热聚合，并因此添加热聚合引发剂的效果可能不显著。当热聚合引发剂的浓度过高时，超吸收性聚合物的分子量可能是小的并且其物理特性可能不均匀。
根据本发明的一个示例性实施方案，单体组合物还可以包含内交联剂作为超吸收性聚合物的原料。作为内交联剂，可以使用具有至少一个能够与水溶性烯键式不饱和单体的水溶性取代基反应的官能团，同时具有至少一个烯键式不饱和基团的交联剂；或者具有至少两个能够与单体的水溶性取代基和/或通过单体的水解形成的水溶性取代基反应的官能团的交联剂。
内交联剂的具体实例可以包括C8至C12双丙烯酰胺、双甲基丙烯酰胺、C2至C10多元醇的多(甲基)丙烯酸酯、或C2至C10多元醇的多(甲基)烯丙基醚，并且更具体地，可以包括选自以下中的至少一者：N,N'-亚甲基双(甲基)丙烯酸酯、亚乙氧基(甲基)丙烯酸酯、聚亚乙氧基(甲基)丙烯酸酯、亚丙氧基(甲基)丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、三羟甲基三丙烯酸酯、三烯丙基胺、氰脲酸三烯丙酯、异氰酸三烯丙酯、聚乙二醇、二甘醇和丙二醇。
基于单体组合物，内交联剂可以以约0.01重量％至约0.5重量％的浓度包含在内以使所聚合的聚合物交联。
在本发明的制备方法中，根据需要，单体组合物还可以包含添加剂，例如增稠剂、增塑剂、储存稳定剂、抗氧化剂等。
上述原料如水溶性烯键式不饱和单体、光聚合引发剂、热聚合引发剂、内交联剂和添加剂可以以溶解在溶剂中的单体组合物溶液的形式制备。
在此，溶剂就构成而言可以没有特别限制地使用，只要其能够溶解上述组分即可。例如，溶剂可以以选自以下中的至少一者的组合使用：水、乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、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、二甘醇单甲醚、二甘醇乙醚、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。
相对于单体组合物的总含量，溶剂可以以除上述组分之外的剩余量包含在内。
同时，用于通过这样的单体组合物的热聚合或光聚合形成水凝胶聚合物的方法就构成而言没有特别限制，只要其是通常使用的聚合方法即可。
具体地，根据聚合能量源，聚合方法大致分为热聚合和光聚合。通常，热聚合可以在具有搅拌轴的反应器(例如捏合机)中进行，而光聚合可以在配备有可移动传送带的反应器中进行。然而，这些上述聚合方法作为实例描述，并且本发明不限于此。
例如，通过将热空气供应至如上所述的配备有搅拌轴的反应器(例如捏合机)或者将反应器加热以进行热聚合而获得的水凝胶聚合物可以根据设置在反应器中的搅拌轴的形状排出至反应器出口，并且可以具有数厘米至数毫米的尺寸。具体地，所获得的水凝胶聚合物的尺寸可以根据待注入的单体组合物的浓度、注入速度等而改变。通常，水凝胶聚合物的重均粒径可以为约2mm至约50mm。
此外，当在如上所述的设置有可移动传送带的反应器中进行光聚合时，通常获得的水凝胶聚合物可以为具有带的宽度的片状水凝胶聚合物。在此，聚合物片的厚度根据待注入的单体组合物的浓度和注入速度而改变，但优选供应单体组合物使得可以获得厚度通常为约0.5cm至约5cm的片状聚合物。当供应单体组合物至使得片状聚合物的厚度具有小于0.5cm的过薄厚度的程度时，由于生产效率可能是低的，因此这是不优选的。当片状聚合物的厚度大于5cm时，由于过厚的厚度，聚合反应可能无法在整个厚度上均匀地进行。
在此，通过该方法获得的水凝胶聚合物的含水量通常可以为40重量％至80重量％。同时，在整个本说明书中，术语“含水量”是指水分相对于水凝胶聚合物的总重量所占的含量，并且意指通过从水凝胶聚合物的重量中减去经干燥的聚合物的重量而获得的值。具体地，水含量限定为通过测量在经由红外线加热升高聚合物的温度的干燥过程期间由于聚合物中的水分蒸发而引起的重量损失来计算的值。在此，在如下干燥条件下测量含水量：将温度从室温升至约180℃，然后将温度保持在180℃，其中总干燥时间设定为20分钟，包括用于升温步骤的5分钟。
根据本发明的一个实施方案，可以任选地对以上获得的水凝胶聚合物进一步进行粗粉碎过程。
在此，用于粗粉碎过程的粉碎机就构成而言没有限制，但是具体地，可以包括选自以下粉碎装置中的任一者：立式粉碎机、涡轮切割机、涡轮研磨机、旋转式切碎机(rotarycutter mill)、切碎机(cutter mill)、盘式磨机、碎片破碎机、破碎机、切碎机(chopper)和盘式切割机，并且不限于上述实例。
在此，可以进行粗粉碎使得水凝胶聚合物的粒径为约2mm至约20mm。
由于水凝胶聚合物的含水量高而在技术上不容易进行粗粉碎使得具有小于2mm的粒径，并且经粉碎的颗粒可能彼此团聚。另一方面，当进行粗粉碎以具有大于20mm的粒径时，提高后续干燥步骤的效率的效果可能不显著。
接着，根据本发明的一个实施方案的用于制备超吸收性聚合物的方法中的步骤2是干燥和粉碎步骤1中制备的水凝胶聚合物，然后分级成细粉和正常颗粒的步骤。
对在步骤1中经受粗粉碎或紧接在聚合之后没有进行粗粉碎的水凝胶聚合物进行干燥过程。在此，干燥步骤的干燥温度可以为约150℃至约250℃。当干燥温度低于150℃时，干燥时间可能过度延长，并且最终形成的超吸收性聚合物的物理特性可能劣化，而当干燥温度高于250℃时，聚合物的表面可能被过度干燥，使得在后续的粉碎过程中可能产生细粉，并且最终形成的超吸收性聚合物的物理特性可能劣化。因此，优选地，干燥可以在约150℃至约200℃，更优选地在约160℃至约180℃的温度下进行。
同时，考虑到过程效率等，干燥可以进行约20分钟至约90分钟，但干燥所需的时间不限于此。
就构成而言可以没有限制地选择干燥步骤的任何干燥方法来使用，只要其是通常用于水凝胶聚合物的干燥过程的即可。具体地，干燥过程可以通过热空气供应、红外线照射、微波照射、紫外线照射等来进行。进行干燥步骤之后的聚合物的含水量可以为约0.1重量％至约10重量％。
接着，使通过干燥步骤获得的经干燥的聚合物经受粉碎。
在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。用于进行粉碎成上述粒径的粉碎机具体地可以为针磨机、锤磨机、螺旋式磨机、辊磨机、盘式磨机、点动式磨机等，但本发明不限于上述实例。
为了控制在粉碎步骤之后作为最终产品制备的超吸收性聚合物粉末的物理特性，通常根据粒径对粉碎之后获得的聚合物粉末进行分级。优选地，将聚合物粉末分级成粒径为约150μm或更小的颗粒和粒径大于约150μm至850μm或更小的颗粒。
在本说明书中，颗粒尺寸为预定颗粒尺寸或更小(具体地为150μm或更小)的细颗粒被称为超吸收性聚合物细粉、SAP细粉、或细粉，以及粒径大于约150μm至约850μm或更小的颗粒被称为正常颗粒。细粉可能在聚合过程、干燥过程或经干燥的聚合物的粉碎步骤期间产生。如果最终产品中包含细粉，则难以处理，并且物理特性可能劣化，例如，可能发生凝胶堵塞现象等。因此，优选除去细粉以便在最终的树脂产品中不包含细粉或者使细粉成为正常颗粒再使用。
作为实例，可以进行使细粉团聚以具有正常颗粒尺寸的再组装过程。为了在再组装过程期间提高团聚强度，通常进行使细颗粒在湿态下团聚的再组装过程。在此，细粉的含水量越高，细粉的团聚强度越高，但在再组装过程期间可能产生过大的再组装团块，从而在过程操作期间引起问题。当含水量较低时，再组装过程容易，但是团聚强度低，并因此存在许多在再组装过程之后细颗粒再次破碎成细粉(形成再细化粉末)的情况。此外，所获得的细粉再组装体具有比正常颗粒更低的物理特性例如离心保留容量(CRC)或压力下吸收率(AUP)，这导致超吸收性聚合物的品质降低。
接着，在根据本发明的一个实施方案的用于制备超吸收性聚合物的方法中，步骤3是对以上步骤2中分级的细粉进行再组装以制备细粉再组装体的步骤。
具体地，将在步骤2中分级的粒径为150μm或更小的细粉与水混合，其中相对于细粉，水分两个或更多个部分添加，并对细粉进行再组装以制备细粉再组装体。
在此，细粉与水的混合可以使用能够施加剪切力的混合装置或混合器进行，其中可以通过剪切力控制搅拌线速度来控制形成二次团聚所花费的时间。在本发明中，将细粉与水混合时的搅拌线速度可以为6.5m/秒至14.5m/秒。随着搅拌线速度增加，形成细粉的二次团聚所花费的时间变短，但混合装置或混合器的操作稳定性劣化。具体地，当搅拌线速度过慢例如小于6.5m/秒时，形成二次团聚所花费的时间延长，因此可以使混合器的操作稳定，但是在再组装时再细化粉末的产生率可能增加。此外，当搅拌线速度过快例如大于14.5m/秒时，形成细粉的二次团聚所花费的时间过度缩短。虽然所获得的细粉再组装体具有足够的组装强度，但是产生再组装体的团块，导致混合器上的负荷增加，并因此难以进行连续的操作。更优选地，搅拌线速度可以为8.5m/秒至13m/秒。
另外，水可以以使得细粉能够在湿态下再组装的量包含在内。具体地，基于100重量份的细粉，水的量可以为80重量份至150重量份，优选为80重量份至110重量份。水在形成细粉再组装体之后的再干燥过程中蒸发，其中当水的量小于80重量份时，由于细粉与水的混合过程中细粉的快速吸收速度而难以均匀地分散少量的水，因此细粉再组装体的均匀性可能劣化，并且再细化粉末的产生量可能增加。此外，待制备的细粉再组装体的含水量可能降低，导致在后续过程期间形成硬的团块，并因此过程操作稳定性劣化，并且最终制备的超吸收性聚合物树脂的吸收能力可能劣化。此外，当水量大于150重量份时，在混合过程期间细粉再组装体的粘性增加，无法正常地实现混合，并且在干燥过程期间需要蒸发的水的量增加，因此增加干燥器的负荷。
另外，相对于细粉，水分为两个或更多个部分添加。
在将细粉与水混合时，如果将水以一批添加至细粉中，由于所添加的水与细粉组装并且快速产生二次团聚，混合稳定性可能劣化。然而，如果如上所述将水分两个或更多个部分添加，则在二次添加之后分开添加的水可以长时间地分散并存在于表面上，因此可以改善混合稳定性。具体地，相对于细粉，水可以分两个或三个部分添加。
例如，当将水分两个部分添加时，在根据本发明的用于制备超吸收性聚合物组合物的方法中细粉与水的混合可以包括：首次添加水并与细粉混合的首次混合步骤；以及二次添加剩余的水并与首次混合过程之后的细粉混合的二次混合步骤。
另外，当将水分两个或更多个部分添加时，对于各次添加时间，待添加的水的量没有特别限制，并且对于各次添加时间，水可以在上述添加量范围内以等量分开添加，或者可以以不同的量添加。
例如，当分两个部分添加时，基于待添加的水的总量，首次添加的水的量可以为50重量％或更大至90重量％或更小，并且二次添加的水的量可以为剩余量，即10重量％或更大至小于50重量％。优选二次添加的水的量小于首次添加的水的量。当二次添加的水的量为50重量％或更大时，可能加速团聚时间，因此混合稳定性可能劣化。当二次添加的水的量小于10重量％时，由二次添加实现的改善效果不足。更具体地，基于待添加的水的总重量，首次添加的水的量可以为60重量％至90重量％，并且二次添加的水的量可以为剩余量，即10重量％至40重量％。更具体地，基于待添加的水的总重量，首次添加的水的量可以为65重量％至80重量％，并且二次添加的水的量可以为剩余量，即20重量％至35重量％。
此外，在将水分两个或更多个部分添加的情况下，可以在与细粉混合开始时进行首次添加，并且在将水以先前的顺序添加之后，可以以2秒至10秒，并且更具体地以2秒至5秒的间隔进行二次添加。当二次或更多次分开添加的间隔小于2秒时，难以根据分开添加获得足够的效果，并且当间隔超过10秒时，添加的间隔过长，这是低效的。
优选使通过上述分开添加再组装的细粉再组装体从混合器快速排出。如果再组装体二次团聚而形成团块，则由于混合器上的负荷增加而难以实现连续的过程。
此外，根据本发明的一个实施方案，作为通过在将细粉与水混合时促进在混合混合器中的细粉再组装体的润滑作用来改善混合稳定性和均匀性的混合物稳定剂，还可以任选地使用水溶性聚合物和表面活性剂中的至少一者。
水溶性聚合物的具体实例可以包括合成聚合物，例如聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚硅酸、聚磷酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯基苯酚、聚乙烯基苯基磺酸、聚乙烯磷酸、聚乙烯酰胺、聚胺、聚酰胺胺等；以及非合成聚合物，例如淀粉、橡胶和纤维素等。可以使用任一者或者其两者或更多者的混合物。在水溶性聚合物中，聚乙二醇由于化学稳定性、对人体无害、优异的分散/润滑效果和经济特性而可以是更优选的。
此外，当使用聚乙二醇时，聚乙二醇的重均分子量可以为2000g/mol至200,000g/mol，并且更优选为4000g/mol至100,000g/mol。当聚乙二醇的分子量小于2000g/mol时，润滑作用可能劣化。当其分子量超过200,000g/mol时，在水中的溶解性可能降低。
同时，表面活性剂的具体实例可以包括十二烷基硫酸钠(SDS)、二异辛基磺基琥珀酸钠(DSS)、十四烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二甲苯磺酸盐、油酸钠、4-正癸基苯磺酸盐、月桂酸钠、4-十二烷基苯磺酸、十二烷基胺盐酸盐、十二烷基三甲基氯化铵、4-正辛基苯磺酸盐、乙氧基化磺酸盐、癸基苯磺酸盐、油酸钾、正癸基苯磺酸盐、烷基三甲基溴化铵(C10至C16链)、十二烷基胺、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基多糖糖苷、环糊精、糖脂、脂蛋白-脂肽、磷脂、对甲苯磺酸和三硅氧烷。可以使用任一者或者其两者或更多者的混合物。此外，还可以使用市售的产品，例如TritonTM X-100。在以上表面活性剂中，十二烷基硫酸钠由于化学稳定性和优异的分散/润滑效果可以是更优选的。
基于100重量份的细粉，这些添加剂可以以0.001重量份至1重量份，并且更优选以0.001重量份至0.5重量份的量使用。当添加剂的量小于0.001重量份时，难以根据添加剂的使用获得改善细粉再组装体的混合稳定性和均匀性的效果。当添加剂的量超过1重量份时，超吸收性聚合物的性能可能劣化并且可能发生变色。
根据本发明的一个实施方案的用于制备超吸收性聚合物的方法还可以包括：将步骤3中制备的细粉再组装体与步骤1中制备的水凝胶聚合物混合，然后干燥，粉碎，并分级成粒径为150μm或更小的再组装细粉(在下文中称为“再细化粉末”)和粒径大于150μm至850μm或更小的再组装正常颗粒(步骤4)。
具体地，步骤4是将步骤3中制备的细粉再组装体与步骤1中制备的水凝胶聚合物混合，然后干燥，粉碎，并分级成再组装细粉和再组装正常颗粒的步骤。
根据本发明的一个实施方案，干燥过程可以使用常规干燥器进行，但可以使用桨式干燥器或强制循环式干燥器进行。当在这些干燥器中进行干燥过程时，二次团聚的细粉再组装体通过在流动期间产生的力可以更容易地进行首次颗粒化，因此，可以提高干燥速度和干燥效率。
此外，干燥过程可以在约120℃至约220℃的温度下进行。在干燥过程中，当温度低于120℃时，干燥时间可能延长，而当温度超过220℃时，由于细粉再组装体劣化，物理特性可能劣化。更优选地，干燥过程可以在150℃至200℃的温度下进行，使得细粉再组装体中的含水量为1重量％或更低。
此外，优选与干燥过程的初始阶段相比，在上述温度范围内增加干燥过程的后阶段中的温度，因为能够进一步提高干燥效率。具体地，更优选在干燥过程的初始阶段特别是在干燥器入口处的温度为约120℃至约160℃，并且在干燥过程的后阶段特别是干燥器的后端出口处的温度为约150℃至约200℃，以提高干燥效率。
另外，在干燥过程期间升高温度的方式就构成而言没有限制。具体地，温度的升高可以通过供应热介质或者通过电直接加热等来进行，但是本发明不限于上述实例。可使用的热源的具体实例可以包括蒸汽、电、紫外线、红外线等，并且可以为经加热的热流体等。
此外，干燥过程可以与使用切碎机的切碎过程同时进行。在这种情况下，可以提高干燥效率并且可以缩短干燥时间。
可以进行干燥过程使得经干燥的细粉再组装体中的含水量为1重量％或更大，并且更具体地，为1重量％至2重量％。当进行干燥使得经干燥的细粉再组装体中的含水量小于1重量％时，细粉再组装体的物理特性劣化。
在如上所述的干燥过程期间，二次颗粒化的细粉再组装体以单一颗粒的形式进行首次颗粒化。
接着，将经干燥的细粉再组装体粉碎并分级。
可以将经干燥的细粉再组装体粉碎成具有大于150μm至850μm或更小的粒径。用于进行粉碎成上述粒径的粉碎机具体可以为针磨机、锤磨机、螺旋式磨机、辊磨机、盘式磨机、点动式磨机等，但本发明不限于上述实例。
为了控制在粉碎步骤之后作为最终产品制备的超吸收性聚合物粉末的物理特性，通常根据粒径对粉碎之后获得的聚合物粉末进行分级。优选地，使聚合物粉末经受分级步骤成粒径为150μm或更小的再细化粉末和粒径大于150μm至850μm或更小的再组装正常颗粒。
由于在粉碎步骤之后细粉再组装体又再破碎成细粉的比例低，通过以上过程获得的细粉再组装体具有高的团聚强度。具体地，基于总的细粉再组装体的重量，在细粉再组装体中，粉碎之后粒径为150μm或更小的细粉的重量比可以为约50重量％或更小，并且优选为30重量％或更小。
此外，根据本发明的一个实施方案，还可以任选地进行将在步骤4中分级的再组装正常颗粒添加至表面交联混合器中并与表面交联剂混合以进行表面交联(步骤5)。
表面交联过程是相对于颗粒中的交联密度增加超吸收性聚合物颗粒的表面附近的交联密度的步骤。通常，将表面交联剂施加至超吸收性聚合物颗粒的表面。因此，该反应在超吸收性聚合物颗粒的表面上产生，改善颗粒表面上的可交联性而基本上不影响颗粒内部。因此，经表面交联的超吸收性聚合物颗粒在表面附近比在内部具有更高的交联度。
在此，表面交联剂就构成而言没有限制，只要其是能够与聚合物的官能团反应的化合物即可。
优选地，为了改善待制备的超吸收性聚合物的特性，作为表面交联剂，可以使用选自以下中的至少一者：多元醇化合物；环氧化合物；多胺化合物；卤代环氧化合物；卤代环氧化合物的缩合产物；
Figure GDA0002164849240000141
唑啉化合物；单
Figure GDA0002164849240000142
唑烷酮、二
Figure GDA0002164849240000143
唑烷酮或多
Figure GDA0002164849240000144
唑烷酮化合物；环脲化合物；多价金属盐；和碳酸亚烃酯化合物。
多元醇化合物的具体实例可以包括选自以下中的至少一者：单乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇或聚乙二醇；单丙二醇；1,3-丙二醇；二丙二醇；2,3,4-三甲基-1,3-戊二醇；聚丙二醇；甘油；聚甘油；2-丁烯-1,4-二醇；1,4-丁二醇；1,3-丁二醇；1,5-戊二醇；1,6-己二醇；和1,2-环己烷二甲醇。
此外，环氧化合物可以为乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油、聚(乙二醇)二缩水甘油醚等。多胺化合物可以为选自以下中的至少一者：乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、聚乙烯亚胺和聚酰胺多胺。
此外，卤代环氧化合物可以为表氯醇、表溴醇和α-甲基表氯醇。同时，单
Figure GDA0002164849240000145
唑烷酮化合物、二
Figure GDA0002164849240000146
唑烷酮化合物或多
Figure GDA0002164849240000147
唑烷酮化合物的实例可以包括2-
Figure GDA0002164849240000148
唑烷酮等。
此外，可以使用碳酸亚乙酯等作为碳酸亚烃酯化合物。上述化合物可以分别单独使用，或者可以彼此组合。同时，为了提高表面交联过程的效率，优选使用这些表面交联剂中的至少一种多元醇化合物，更优选具有2至10个碳原子的多元醇化合物。
待添加的表面交联剂的含量可以根据待添加的表面交联剂的具体种类和反应条件适当地选择，但通常，相对于100重量份的聚合物，可以为约0.001重量份至约5重量份，优选为约0.01重量份至约3重量份，并且更优选为约0.05重量份至约2重量份。
当表面交联剂的含量过小时，几乎不发生表面交联反应。当表面交联剂的含量相对于100重量份的聚合物大于5重量份时，吸收能力和物理特性可能由于过度的表面交联反应而劣化。
表面交联反应和干燥可以通过加热添加有表面交联剂的聚合物颗粒来同时进行。
用于表面交联反应的升高温度的方式没有特别限制。可以通过供应热介质或者直接供应热源来加热聚合物颗粒。在此，可用的热介质的实例可以包括升温流体，例如蒸汽、热空气和热油等。然而，本发明不限于上述实例。此外，供应的热介质的温度可以考虑热介质的方式、温度的升高速率和升高温度的目标温度来适当地选择。同时，直接供应的热源的实例可以包括通过电加热和通过气体加热。然而，本发明不限于上述实例。
此外，在表面交联之后，可以将细粉分级成粒径为150μm或更小的经表面交联的细粉和粒径大于150μm至850μm或更小的经表面交联的正常颗粒，并且可以将粒径为150μm或更小的经表面交联的细粉再投入用于细粉再组装体的过程中，并且可以制备经表面交联的正常颗粒并用作产品。
通过上述方法制备的超吸收性聚合物是其中通过将细粉与水混合并进行再组装而获得的细粉再组装体经受表面交联的超吸收性聚合物，其中在通过使其中包含酸性基团并且至少一部分酸性基团被中和的水溶性烯键式不饱和单体聚合而获得的聚合物中细粉的粒径为150μm或更小，其中根据EDANA方法WSP 241.3测量的离心保留容量(CRC)为33.0g/g至39.0g/g；根据EDANA方法WSP 241.3测量的在0.3psi下的压力下吸收率(AUP)为20.0g/g至33.0g/g；以及通过涡旋法的吸收速度为100秒或更小。
在一个示例性实施方案的超吸收性聚合物中，聚合物通过使其中包含酸性基团并且至少一部分酸性基团被中和的水溶性烯键式不饱和单体聚合而获得。为其所使用的具体材料及其制备方法的具体细节与上述那些相同。
在下文中，参照实施例更详细地描述本发明。然而，以下实施例仅用于举例说明本发明，并且不以任何方式限制本发明的公开内容。此外，除非另有说明，否则在以下实施例和比较例中表示含量的“％”和“份”是基于重量的。
<细粉的制备>
制备例1
将100g丙烯酸、0.3g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯、0.033g作为聚合引发剂的过硫酸钠、38.9g苛性钠(NaOH)和103.9g水混合以制备单体浓度为50重量％的单体混合物。
然后，将单体混合物放在连续移动的传送带上，用紫外光照射(照射量：2mW/cm2)，然后进行UV聚合2分钟，从而获得水凝胶聚合物。
用绞肉机(孔尺寸为10mm)将水凝胶聚合物粉碎以获得经粗粉碎的水凝胶聚合物。将该水凝胶聚合物在170℃的热风干燥器中干燥1小时，用针磨机粉碎，并用ASTM标准的标准网状物分级以获得颗粒尺寸大于150μm至850μm或更小的正常颗粒和粒径为150μm或更小的细粉颗粒。
<细粉再组装体的制备>
实施例1-1
将100g制备例1中制备的颗粒尺寸为150μm或更小的细粉放入混合器中，并在以8.51m/秒的线速度搅拌的同时，首次添加77g水，并在2秒之后，二次添加33g水，并搅拌。在此，测量从完成水的二次添加至二次团聚所花费的时间，并在混合器的负荷由于细粉再组装体形成团块而增加之后立即停止混合器搅拌。形成二次团聚所花费的时间为13秒。
在搅拌之后，将所得的细粉再组装体放入强制循环式干燥器中并在180℃下干燥60分钟以回收细粉再组装体。
实施例1-2
以与实施例1-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至12.8m/秒。形成二次团聚所花费的时间为7秒。
比较例1-1
以与实施例1-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至4.25m/秒。形成二次团聚所花费的时间为58秒。
比较例1-2
以与实施例1-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至16.6m/秒。形成二次团聚所花费的时间为5秒。
实施例2-1
将100g制备例1中制备的颗粒尺寸为150μm或更小的细粉放入混合器中，并在以8.51m/秒的线速度搅拌的同时，首次添加3.7g包含0.1重量％的十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液和74.4g水，并在2秒之后，二次添加31.9g水，并搅拌。在此，测量从完成水的二次添加至二次团聚所花费的时间，并在混合器的负荷由于细粉再组装体形成团块而增加之后立即停止混合器搅拌。形成二次团聚所花费的时间为23秒。
将所得的细粉再组装体放入强制循环式干燥器中并在180℃下干燥60分钟以回收细粉再组装体。
实施例2-2
以与实施例2-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至12.8m/秒。形成二次团聚所花费的时间为10秒。
实施例2-3
以与实施例2-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在添加水时，首次添加31.9g水，并在2秒之后，二次添加74.4g水。形成二次团聚所花费的时间为18秒。
实施例2-4
以与实施例2-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在添加水时，首次添加35.4g水，并在2秒之后，二次添加35.4g水，并在2秒之后，第三次添加35.4g水。形成二次团聚所花费的时间为19秒。
实施例2-5
以与实施例1-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在添加水时，首次添加56g水，并在2秒之后，二次添加54g水。形成二次团聚所花费的时间为13秒。
比较例2-1
以与实施例2-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至4.25m/秒。形成二次团聚所花费的时间为85秒。
比较例2-2
以与实施例2-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至16.6m/秒。形成二次团聚所花费的时间为8秒。
比较例2-3
以与实施例2-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于将水以一批添加。形成二次团聚所花费的时间为11秒。
比较例3-1
将100g制备例1中制备的颗粒尺寸为150μm或更小的细粉放入混合器中，并在以4.25m/秒的线速度搅拌的同时，以一批添加110g水并搅拌。在此，测量从完成添加水至二次团聚所花费的时间，并在混合器的负荷由于细粉再组装体形成团块而增加之后立即停止混合器搅拌。形成二次团聚所花费的时间为28秒。
将所得的细粉再组装体放入强制循环式干燥器中并在180℃下干燥60分钟以回收细粉再组装体。
比较例3-2
以与比较例3-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至8.51m/秒。形成二次团聚所花费的时间为9秒。
比较例3-3
以与比较例3-1中相同的方式回收细粉再组装体，不同之处在于在搅拌细粉时将线速度调节至12.8m/秒。形成二次团聚所花费的时间为4秒。
<超吸收性聚合物的制备>
实施例3-1
将实施例1-1中制备的细粉再组装体与在制备例1中的用于制备细粉的方法中的聚合中制备的水凝胶聚合物以20:80的重量比混合，切碎，干燥，通过辊磨机粉碎，并使用ASTM标准的标准网状物分级成粒径为150μm或更小的再组装细粉和粒径大于150μm至850μm或更小的再组装正常颗粒。
将100g经分级的再组装正常颗粒与包含0.2g聚(乙二醇)二缩水甘油醚、5g甲醇、4g水和0.01g二氧化硅气凝胶(AeroZelTM，JIOS)的表面交联溶液混合，然后在180℃的温度下进行表面交联反应60分钟，从而获得最终的超吸收性聚合物。
实施例3-2至3-7
以与实施例3-1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于分别使用实施例1-2和2-1至2-5中制备的细粉再组装体代替实施例1-1中制备的细粉再组装体。
比较例4-1
以与实施例3-1中相同的方式获得超吸收性聚合物，不同之处在于使用比较例1-1中制备的细粉再组装体代替实施例1-1中制备的细粉再组装体。
比较例4-2至4-8
以与实施例3-1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于分别使用比较例1-2和2-1至2-3以及比较例3-1至3-3中制备的细粉再组装体代替实施例1-1中制备的细粉再组装体。
实验例1
在制备根据实施例1-1至2-2和比较例1-1至3-3的细粉再组装体时，比较根据搅拌线速度的形成二次团聚所花费的时间。其结果示于图1中。
在图1中，a表示实施例1-1的结果，b表示实施例1-2的结果，c表示比较例1-1的结果，d表示比较例1-2的结果，e表示实施例2-1的结果，f表示实施例2-2的结果，g表示比较例2-1的结果，h表示比较例2-2的结果，i表示比较例3-1的结果，j表示比较例3-2的结果，以及k表示比较例3-3的结果。
作为实验的结果，确定在制备细粉再组装体期间，在相同的条件(例如水添加等)下，随着搅拌线速度增加，形成二次团聚所花费的时间缩短。
此外，在相同的搅拌线速度和水添加条件下，在实施例2-1和2-2以及比较例2-1至2-2中，分别与实施例1-1和1-2以及比较例1-1至1-2相比，形成二次团聚所花费的时间延长。这是因为在向细粉中添加水时，通过进一步添加混合物稳定剂改善了混合稳定性。
此外，在相同的搅拌线速度条件下，在其中分开添加水的比较例1-1以及实施例1-1和1-2中，分别与其中以一批添加水的比较例3-1至3-3相比，形成二次团聚所花费的时间延长。这是因为由于分开添加水，水长时间地分散在细粉的表面上，因此提高了混合稳定性。
实验例2
观察实施例1-1中在制备细粉再组装体时根据搅拌时间的混合器的内部状态和细粉再组装体的形状。其结果示于图2中。
作为观察的结果，紧接在完成水的二次添加之后细粉在混合器中进行再组装，并且随着搅拌时间的推移，产生二次团聚，并且再组装体变成团块。具体地，在13秒的搅拌时间下产生二次团聚，并且在完成搅拌之后从混合器中取出时，形成团块。
实验例3
以与实施例1-1中相同的方式进行实验例3以制备细粉再组装体，不同之处在于将搅拌时间改变为5秒、10秒和20秒。通过观察所制备的细粉再组装体的物理特性的变化来确定搅拌时间对细粉再组装体的影响。
通过以下方法测量细粉再组装体的物理特性，并且其结果示于下表1中。
(1)离心保留容量(CRC)：根据EDANAWSP 241.3方法测量。将0.2g在所制备的细粉再组装体中粒径大于300μm至600μm或更小的细粉再组装体样品放入茶袋中并沉入0.9％盐水溶液中30分钟。然后，以250G(重力)的离心力进行脱水3分钟，并测量吸收有盐水溶液的量W2(g)。另外，在不使用细粉再组装体的情况下进行相同的操作，然后测量量W1(g)。
使用各由此获得的质量，根据以下方程式1计算CRC(g/g)，从而确定CRC。
[方程式1]
CRC(g/g)＝{[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-1
在方程式1中，
W0(g)为细粉再组装体的初始重量(g)，
W1(g)为在不使用细粉再组装体的情况下使用离心机以250G脱水3分钟之后测量的装置的重量，以及
W2(g)为通过包含细粉再组装体测量的装置的重量，其是在室温下将细粉再组装体浸入0.9重量％生理盐水中30分钟以进行吸收，然后使用离心机以250G使细粉再组装体脱水3分钟之后获得的。
(2)基础聚合物指数(BPI)：对于在所制备的细粉再组装体中粒径大于300μm至600μm或更小的细粉再组装体样品，通过EDANA 441.2-02测试方法测量离心保留容量(CRC，单位：g/g)，通过EDANA 270.2测试方法测量水溶性组分的量(单位：重量％)，并通过EDANA442.2-02测试方法测量在0.7psi负荷下的压力下吸收率(AUP，单位：g/g)，并根据以下方程式2计算BPI。
[方程式2]
Figure GDA0002164849240000211
(3)再细化比率(重量％)：将所制备的细粉再组装体用锤磨机粉碎并进行分级，然后测量粒径为150μm或更小的再细化粉末的量。由该结果，计算再细化粉末相对于细粉再组装体的总量的量比(再细化粉末的比例)。
(表1)
Figure GDA0002164849240000212
作为实验结果，确定即使在改变搅拌时间时，所制备的细粉再组装体的物理特性也几乎相同。
实验例4
在制备根据实施例1-1和1-2以及比较例1-1的细粉再组装体时，观察根据搅拌线速度的形成二次团聚所花费的时间的变化和所制备的细粉再组装体的物理特性的变化。
以与实验例3中相同的方式测量细粉再组装体的物理特性，并且其结果示于下表2中。
(表2)
Figure GDA0002164849240000221
作为实验结果，随着搅拌线速度增加，形成二次团聚所花费的时间缩短，但所制备的细粉再组装体的物理特性彼此相似。然而，当搅拌速度增加至8.51m/秒或更大时，与4.25m/秒的搅拌线速度相比，再细化比率降低。由此，可以理解，通过控制搅拌线速度，可以在保持超吸收性聚合物的优异的物理特性的同时降低再细化比率。
实验例5
在制备根据实施例1-1、2-1、2-3、2-4、2-5和比较例3-2的细粉再组装体时，观察在相同的线速度条件下根据水的分开添加和水的添加量的形成二次团聚所花费的时间的变化。其结果示于下表3中。
(表3)
Figure GDA0002164849240000231
由根据水的添加次数和水的添加量的变化的形成二次团聚所花费的时间的变化，表明当如实施例中将水分两个部分添加时，形成二次团聚所花费的时间为13秒或更长，从而表现出混合稳定性。
同时，当二次添加期间的水的添加量大于初次添加的水时(实施例2-3)，或者当水分三个部分添加时(实施例2-4)，与实施例2-1相比，混合稳定性劣化，但是与其中水以一批添加的比较例3-2相比得到了改善。
由此，可以理解，在将细粉与水混合时，分开添加水而非一批添加水的情况以及在分两个部分添加水时水的首次添加量大于水的二次添加量的情况就稳定性而言是更有利的。
实验例6
对于实施例3-1中制备的超吸收性聚合物，分别测量CRC、0.3AUP和涡旋。
(1)离心保留容量(CRC)：以与实验例3中相同的方式测量。
(2)在0.3psi下的压力下吸收率(AUP)：根据EDANA WSP 242.3方法测量。具体地，将由不锈钢制成的400目金属网安装在内径为60mm的塑料容器的圆柱形底部上。在室温和50％的湿度的条件下将超吸收性聚合物W0(g)(0.90g)均匀喷洒在金属网上，并放置能够在其上均匀施加0.3psi负荷的活塞，其中外径略小于60mm，并且筒内壁之间没有明显的间隙而不妨碍上下运动。此时，测量装置的重量W3(g)。
将直径为90mm且厚度为5mm的玻璃过滤器放入直径为150mm的培养皿内，并将由0.9重量％氯化钠构成的生理盐水溶液调节至具有与玻璃过滤器的上表面相同的水平。在其上放置一片直径为90mm的滤纸。将测量装置放在滤纸上，并在负荷下吸收液体1小时。1小时之后，提起测量装置并测量重量W4(g)。
使用各个所获得的质量根据以下方程式3计算压力下吸收率(g/g)。
[方程式3]
AUP(g/g)＝[W4(g)-W3(g)]/W0(g)
(3)吸收速度(涡旋)
将50ml盐水溶液与磁棒一起放入100ml烧杯中，并使用搅拌器将搅拌速度设定为600rpm。将2.0g实施例3-1中制备的超吸收性聚合物添加至搅拌的盐水中，并同时测量时间。在烧杯中的涡旋消失时终止时间测量。
作为实验结果，实施例3-1的超吸收性聚合物的CRC为34.2g/g，在0.3psi下的AUP为28.7g/g，以及吸收速度为35秒。

Claims (9)

1.一种用于制备超吸收性聚合物的方法，包括：
通过对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合来制备水凝胶聚合物；
干燥所述水凝胶聚合物，粉碎经干燥的聚合物，并将经粉碎的聚合物分级成粒径为150μm或更小的细粉和粒径大于150 μm且小于或等于850 μm的正常颗粒；以及
通过将所述细粉与水以6.5 m/秒至14.5 m/秒的线速度搅拌的同时进行混合，然后进行再组装来制备细粉再组装体，
其中，在所述细粉与水的所述混合中，将所述水分为两个部分添加至所述细粉中，并且基于待添加的水的总量，首次添加大于50重量%且小于或等于90重量%的所述水，并且二次添加剩余量的所述水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述细粉与水的所述混合中，基于100重量份的所述细粉，以80重量份至150重量份的量混合所述水。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述细粉与水的所述混合中，还添加水溶性聚合物和表面活性剂中的一种或更多种混合物稳定剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中基于100重量份的所述细粉，以0.001重量份至1重量份的量添加所述混合物稳定剂。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述水溶性聚合物包括选自以下中的任一种或更多种：聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚硅酸、聚磷酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯基苯酚、聚乙烯基苯基磺酸、聚乙烯磷酸、聚乙烯酰胺、聚胺、聚酰胺胺、淀粉和纤维素。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述表面活性剂包括选自以下中的任一种或更多种：十二烷基硫酸钠、二异辛基磺基琥珀酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二甲苯磺酸盐、油酸钠、4-正癸基苯磺酸盐、月桂酸钠、4-十二烷基苯磺酸、十二烷基胺盐酸盐、十二烷基三甲基氯化铵、4-正辛基苯磺酸盐、乙氧基化磺酸盐、癸基苯磺酸盐、油酸钾、正癸基苯磺酸盐、烷基三甲基溴化铵、十二烷基胺、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基多糖糖苷、环糊精、糖脂、脂蛋白-脂肽、磷脂、对甲苯磺酸和三硅氧烷。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述混合物稳定剂包含聚乙二醇和十二烷基硫酸钠中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括
将所述细粉再组装体与在所述制备水凝胶聚合物步骤中制备的所述水凝胶聚合物混合，然后干燥，粉碎，并分级成粒径为150 μm或更小的再组装细粉和粒径大于150 μm且小于或等于850 μm的再组装正常颗粒。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
通过将所述再组装正常颗粒与表面交联剂混合来进行表面交联。
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