CN111433261A - 超吸收性聚合物组合物及其制备方法 - Google Patents

超吸收性聚合物组合物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111433261A
CN111433261A CN201880078532.3A CN201880078532A CN111433261A CN 111433261 A CN111433261 A CN 111433261A CN 201880078532 A CN201880078532 A CN 201880078532A CN 111433261 A CN111433261 A CN 111433261A
Authority
CN
China
Prior art keywords
superabsorbent polymer
polymer
weight
preparing
parts
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
CN201880078532.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111433261B (zh
Inventor
郑善贞
南大祐
成宝铉
尹亨起
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 Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem 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 Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Priority claimed from PCT/KR2018/015468 external-priority patent/WO2019117541A1/ko
Publication of CN111433261A publication Critical patent/CN111433261A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111433261B publication Critical patent/CN111433261B/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
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/245—Differential crosslinking of one polymer with one crosslinking type, e.g. surface crosslinking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B01J20/267—Cross-linked 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
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B01J20/28007—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size with size in the range 1-100 nanometers, e.g. nanosized particles, nanofibers, nanotubes, nanowires or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28026—Particles within, immobilised, dispersed, entrapped in or on a matrix, e.g. a resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/305—Addition of material, later completely removed, e.g. as result of heat treatment, leaching or washing, e.g. for forming pores
    • B01J20/3064—Addition of pore forming agents, e.g. pore inducing or porogenic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • 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
    • C08F20/06—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
    • 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
    • C08J3/02—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
    • 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
    • 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
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0023—Use of organic additives containing oxygen
    • 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
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C08J9/0071—Nanosized fillers, i.e. having at least one dimension below 100 nanometers
    • C08J9/008—Nanoparticles
    • 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
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • 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
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141—Hydrocarbons
    • 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
    • C08K3/36—Silica
    • 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
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • 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
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic 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
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • 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
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41—Compounds containing sulfur bound to oxygen
    • C08K5/42—Sulfonic acids; Derivatives 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
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/026—Crosslinking before of after foaming
    • 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
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/02—Foams characterised by their properties the finished foam itself being a gel or a gel being temporarily formed when processing the foamable composition
    • C08J2205/022—Hydrogel, i.e. a gel containing an aqueous composition
    • 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
    • C08J2207/00—Foams characterised by their intended use
    • C08J2207/12—Sanitary use, e.g. diapers, napkins or bandages
    • 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
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及超吸收性聚合物及其制备方法。本发明可以提供其中在可水分散的二氧化硅的存在下所制备的基础树脂中混合有HLB为0至6的疏水性材料和表面交联剂，从而通过所述基础树脂的表面改性而具有改善的再润湿特性和渗透率的超吸收性聚合物。

Description

超吸收性聚合物组合物及其制备方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0169490号和于2018年12月5日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0155292号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及超吸收性聚合物及其制备方法。更具体地，本发明涉及具有改善的再润湿特性和涡旋时间的超吸收性聚合物及其制备方法。
背景技术
超吸收性聚合物(Super absorbent polymer，SAP)是可以吸收自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物材料，并且根据开发公司还被不同地称为超吸收性材料(superabsorbency material，SAM)、吸收性凝胶材料(absorbent gel material，AGM)等。超吸收性聚合物开始商业化作为卫生物品，并且目前其被广泛用作卫生用品(例如一次性尿布等)、土壤用保水材料、土木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、热敷材料等。
在大多数情况下，这样的超吸收性聚合物被广泛用于卫生用品(例如尿布或卫生巾等)领域，并且对于这样的用途，需要超吸收性聚合物表现出高的水分吸收能力等，并且吸收的水分即使在外部压力下也不应逸出，此外，其即使在其吸收水分并且体积膨胀(溶胀)时也应适当地保持形状，从而表现出优异的渗透率。
然而，已知难以同时改善表示超吸收性聚合物的基本吸收能力和保水能力的离心保留容量(centrifuge retention capacity，CRC)和表示尽管外部压力但仍保留所吸收的水分的特性的负荷下吸收率(absorption under load，AUL)。在将超吸收性聚合物的整体交联密度控制成低的的情况下，离心保留容量可能变得相对较高，但是交联结构可能变松散，并且凝胶强度可能降低，因此使压力下吸收率劣化。相反地，在将交联密度控制成高的以改善压力下吸收率的情况下，其可能变得在致密交联结构之间难以吸收水分，因此使离心保留容量劣化。由于这些原因，在提供具有同时改善的离心保留容量和压力下吸收率的超吸收性聚合物方面存在限制。
然而，随着近来卫生用品如尿布和卫生巾变薄，需要超吸收性聚合物具有更高的吸收性能。其中，重要的问题是同时改善离心保留容量和压力下吸收率的矛盾特性，以及改善渗透率等。
并且，对于卫生用品例如尿布或卫生巾等，通过使用者的重量可以施加压力。特别地，如果应用于尿布或卫生巾的超吸收性聚合物吸收液体，然后通过使用者的重量施加压力，则可能产生其中超吸收性聚合物中吸收的部分液体再次渗出的再润湿现象以及尿液漏出。
因此，进行了许多尝试以抑制这样的再润湿现象。然而，尚未提出有效抑制再润湿现象的具体方法。
发明内容
技术问题
为了解决现有技术的问题，本发明的目的是提供其中再润湿和尿漏出得到抑制的超吸收性聚合物及其制备方法。
技术方案
为了实现该目的，本发明的一个方面提供了用于制备超吸收性聚合物的方法，其包括以下步骤：
在胶态二氧化硅的存在下制备基础树脂，在基础树脂中具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体与内交联剂交联(步骤1)；
将HLB为0或更大且6或更小的疏水性材料和表面交联剂与基础树脂混合(步骤2)；以及
升高步骤2的混合物的温度以进行基础树脂的表面改性(步骤3)。
并且，本发明的另一方面提供了超吸收性聚合物，其包含：
基础树脂，所述基础树脂包含其中具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体交联的交联聚合物；和
形成在基础树脂颗粒的表面上的表面改性层，在所述表面改性层中交联聚合物通过表面交联剂另外交联，
其中表面改性层包含HLB为0或更大且6或更小的疏水性材料，以及
涡旋时间为35秒或更短。
有益效果
根据本发明的超吸收性聚合物和制备方法，可以提供其中再润湿和尿漏出得到抑制的表现出优异的吸收特性的超吸收性聚合物。
具体实施方式
虽然可以对本发明进行各种修改，并且本发明可以具有各种形式，但是下面将详细地例示和说明具体实例。然而，应理解，这些不旨在将本发明限于具体公开内容，并且在不脱离本发明的精神和技术范围的情况下，本发明包括其所有修改、等同方案或替换方案。
在下文中，将更详细地说明根据本发明的具体实施方案的用于制备超吸收性聚合物组合物的方法。
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以下步骤：
在胶态二氧化硅的存在下制备基础树脂，在所述基础树脂中具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体与内交联剂交联(步骤1)；
将HLB为0或更大且6或更小的疏水性材料和表面交联剂与基础树脂混合(步骤2)；以及
升高步骤2的混合物的温度以进行基础树脂的表面改性(步骤3)。
在整个说明书中，“基础树脂”或“基础树脂粉末”意指通过干燥和研磨被制成颗粒或粉末的形式，并且不经受下面所述的表面改性或表面交联步骤的水溶性烯键式不饱和单体的聚合物。
可以使通过基于丙烯酸的单体的聚合反应获得的水凝胶聚合物经受干燥、研磨、筛分、表面交联等过程，并且商业化为粉末化的超吸收性聚合物产品。
近来，在实际使用尿布时可以保持多久的表面干燥和超吸收性聚合物的吸收特性如离心保留容量、渗透率等已变成用于评估尿布特性的重要度量。
确定通过一个实施方案的制备方法获得的超吸收性聚合物具有优异的离心保留容量、压力下吸收率、渗透率等，因此表现出优异的吸收性能，即使在被盐水溶胀之后也保持干燥，并且可以有效地防止再润湿和尿漏出。
在本发明的超吸收性聚合物的制备方法中，使超吸收性聚合物的原料(即包含具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体、内交联剂、聚合引发剂和胶态二氧化硅的单体组合物)聚合以获得水凝胶聚合物，并且将水凝胶聚合物干燥、研磨并筛分以制备基础树脂(步骤1)。
在下文中，将对其进行更详细地说明。
为超吸收性聚合物的原料的单体组合物包含具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体和聚合引发剂。
基于丙烯酸的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为包含不饱和键的C2-5烃基，
M1为氢原子、一价或二价金属、铵基或者有机胺盐。
优选地，基于丙烯酸的单体可以为选自以下的一者或更多者：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。
在此，基于丙烯酸的单体可以具有酸基团，并且至少部分酸基团可以被中和。优选地，可以使用经碱性物质如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等部分中和的单体。在此，基于丙烯酸的单体的中和度可以为40mol％至95mol％、或40mol％至80mol％、或45mol％至75mol％。虽然中和度的范围可以根据最终特性而变化，但是如果中和度太高，则经中和的单体可能沉淀，因此致使聚合的顺利困难，并且相反地，如果中和度太低，则聚合物的吸收能力可能显著降低，并且聚合物可能表现出类橡胶特性，这难以处理。
基于包含超吸收性聚合物的原料和溶剂的单体组合物，基于丙烯酸的单体的浓度可以为约20重量％至约60重量％，优选约40重量％至约50重量％，并且可以考虑聚合时间和反应条件等将其控制至适当的浓度。然而，如果单体的浓度变得太低，则超吸收性聚合物的产率可能减小并且经济效率可能降低，而如果其变得太高，则可能产生诸如部分单体沉淀或在聚合的水凝胶聚合物的研磨期间研磨效率低的工艺问题，并且超吸收性聚合物的特性可能劣化。
用于超吸收性聚合物的制备方法的聚合引发剂没有具体限制，只要其通常用于制备超吸收性聚合物即可。
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通过UV照射的光聚合引发剂。然而，即使在光聚合的情况下，由于通过UV照射等产生一定量的热，并且根据放热聚合反应的进行而产生一些程度的热，因此可以另外地包含热聚合引发剂。
光聚合引发剂在其构成方面没有限制，只要其为能够通过光例如UV形成自由基的化合物即可。
作为光聚合引发剂，可以使用选自以下的一者或更多者：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。其中，作为酰基膦，可以使用市售的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于Reinhold Schwalm的书“UV Coatings:Basics,Recent Developments and NewApplication(Elsevier 2007)”第115页中，但不限于上述实例。
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。如果光聚合引发剂的浓度太低，则聚合速度可能变慢，而如果其太高，则超吸收性聚合物的分子量可能小并且特性可能变得不规则。
并且，作为热聚合引发剂，可以使用选自过硫酸盐引发剂、偶氮引发剂、过氧化氢和抗坏血酸中的至少一者。过硫酸盐引发剂的具体实例可以包括过硫酸钠(Na2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)等，以及偶氮引发剂的具体实例可以包括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-偶氮双-(4-氰基戊酸)等。更多不同的热引发剂描述于Odian的书“Principle of Polymerization(Wiley，1981)”第203页中，但不限于上述实例。
根据本发明的一个实施方案，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，可以使用具有一个或更多个能够与基于丙烯酸的单体反应的官能团并且具有一个或更多个烯键式不饱和基团的交联剂；或者具有两个或更多个能够与基于丙烯酸的单体的取代基和/或通过单体的水解形成的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选自以下的一者或更多者：N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三芳基胺、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇、甘油、和碳酸亚乙酯。
这样的内交联剂可以基于单体组合物以约0.01重量％至约0.5重量％的浓度包含在内，以使聚合的聚合物交联。
在本发明的制备方法中，单体组合物包含胶态二氧化硅。
胶态二氧化硅意指其中二氧化硅颗粒稳定地分散在水中而没有沉淀或聚集，并且二氧化硅颗粒的至少部分表面被离子化的二氧化硅。胶态二氧化硅的制备方法没有具体限制，并且可以使用任何已知的方法，例如电渗析、溶胶-凝胶方法、离子交换方法、酸中和方法等。
胶态二氧化硅的粒径优选为约5nm或更大、或者约10nm或更大，并且约100nm或更小、或者约50nm或更小、或者约30nm或更小。如果胶态二氧化硅的粒径太小，则生产成本可能由于昂贵的成本而增加，而如果其太大，则可能无法获得再润湿改善效果。
并且，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，胶态二氧化硅可以以约0.01重量份至约1.0重量份、或约0.02重量份至约0.5重量份的浓度添加。如果使用的胶态二氧化硅的量大于1.0重量份，则超吸收性聚合物的离心保留容量可能劣化，而如果其小于0.01重量份，则可能无法获得再润湿改善效果，因此，上述范围可以是优选的。
并且，如果胶态二氧化硅在单体组合物中无法保持胶态并且沉淀，则可能无法获得再润湿改善效果，因此，优选使用在单体组合物中保持稳定的胶态的胶态二氧化硅。因此，代替胶态二氧化硅的粉末化或疏水性二氧化硅不具有再润湿改善效果，并因此不可以实现本发明预期的效果。
作为满足这样的要求的胶态二氧化硅，可以提及ST-O、ST-AK等(Nissan ChemicalCorporation)，但本发明不限于此。
根据本发明的制备方法，通过在聚合期间添加上述胶态二氧化硅并在胶态二氧化硅的存在下进行聚合，可以获得通过超吸收性聚合物与胶态二氧化硅之间的氢键来改善超吸收性聚合物颗粒的凝胶强度的效果，并因此可以改善再润湿特性。
在本发明的制备方法中，单体组合物还可以包含发泡剂和/或稳泡剂。
发泡剂执行在聚合期间发泡以在水凝胶聚合物中形成孔，从而增加表面积的作用。作为发泡剂，可以使用碳酸盐，并且例如，可以使用碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钙、碳酸钙、碳酸氢镁或碳酸镁。
并且，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，发泡剂可以以约0.005重量份至约1重量份、或约0.01重量份至约0.3重量份的浓度添加。如果使用的发泡剂的量大于1重量份，则可能存在太多的孔，并因此超吸收性聚合物的凝胶强度和密度可能降低，因此引起分布和储存方面的问题。并且，如果其小于0.005重量份，则作为发泡剂的作用可能不显著。
并且，稳泡剂执行保持由发泡剂形成的泡沫的形状，并且同时将泡沫均匀地分布在聚合物的整个区域上，由此增加聚合物的表面积的作用。
作为稳泡剂，可以使用阴离子表面活性剂，并且作为可以使用的阴离子表面活性剂的实例，可以提及十二烷基硫酸钠、硬脂酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基乙醚硫酸钠(SodiumLauryl Ether Sulfate)、肉豆蔻醇聚醚硫酸钠(Sodium Myreth Sulfate)、或与上述化合物相似的基于烷基醚硫酸盐的化合物。可以使用的阴离子表面活性剂不限于此，但是优选地，可以使用十二烷基硫酸钠或硬脂酸钠。
基于100重量份的基于丙烯酸的单体，阴离子表面活性剂可以以约0.001重量份至约1重量份、或约0.005重量份至约0.05重量份的浓度添加。如果阴离子表面活性剂的浓度太低，则作为稳泡剂的作用可能不显著，并因此可能难以实现改善吸收速度的效果，并且相反地，如果浓度太高，则聚合之后的表面张力可能过度降低，因此不利地影响尿布的特性。
在制备方法中，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、保存稳定剂、抗氧化剂等。
诸如具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体、光聚合引发剂、热聚合引发剂、内交联剂和添加剂的上述原料可以以溶解在溶剂中的溶液的形式制备。
在此，可以使用的溶剂在其构成方面没有限制，只要其可以溶解或分散上述原料即可，并且例如，可以单独使用或以组合使用选自以下的一者或更多者：水、乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,4-丁烷二醇、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、甲基溶纤剂乙酸酯和N,N二甲基乙酰胺等。
基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，通过使单体组合物热聚合或光聚合形成水凝胶聚合物的方法在其构成方面没有具体限制，只要其为通常使用的聚合方法即可。
具体地，聚合方法根据能量源主要分为热聚合和光聚合。通常，热聚合可以在配备有搅拌轴的反应器例如捏合机中进行，以及光聚合可以在配备有可移动传送带的反应器中进行，但是上述聚合方法仅仅是实例，并且本发明不限于此。
例如，水凝胶聚合物可以通过如下来获得：将上述单体组合物引入到配备有搅拌轴的反应器(例如捏合机)中，并供应热空气或加热反应器以进行热聚合。在此，根据反应器中配备的搅拌轴的形状，排出至反应器出口的水凝胶聚合物的尺寸可以为几厘米至几毫米。具体地，所获得的水凝胶聚合物的尺寸可以根据引入的单体组合物的浓度和引入速度等而变化，并且通常地，可以获得(重均)粒径为2mm至50mm的水凝胶聚合物。
并且，在单体组合物的光聚合在如上所述的配备有可移动传送带的反应器中进行的情况下，可以获得呈具有带的宽度的片形式的水凝胶聚合物。在此，片材的厚度可以根据引入的单体组合物的浓度和引入速度而变化，但是优选进给单体组合物以便获得呈厚度为约0.5cm至约5cm的片形式的聚合物。如果进给单体组合物使得片聚合物的厚度可能变得太薄，则生产效率可能降低，而如果片聚合物的厚度大于5cm，则由于过厚的厚度，聚合可能无法在整个厚度上均匀地发生。
在此，通过这样的方法获得的水凝胶聚合物的含水量可以为约40重量％至约80重量％。在整个说明书中，“含水量”是基于水凝胶聚合物的总重量水分所占的含量，并且其意指通过从水凝胶聚合物的重量中减去干燥状态的聚合物的重量所获得的值。具体地，其被限定为通过在通过红外加热升高聚合物的温度以干燥的同时测量根据聚合物中的水分蒸发的重量损失而计算的值。此时，设定干燥条件使得温度从室温升高至约180℃，然后保持在180℃，并且总干燥时间为20分钟，包括升温步骤的5分钟。
接着，将获得的水凝胶聚合物干燥。
其中，可以在干燥水凝胶聚合物之前还可以进行粗研磨步骤以提高干燥效率。
在此，可以用于粗研磨的研磨机在构成方面没有限制，但是具体地，可以使用选自以下的一者：立式粉碎机、涡轮切割机、涡轮研磨机、旋转式切碎机(rotary cutter mill)、切碎机(cutter mill)、盘式磨机、碎片破碎机、破碎机、切碎机(chopper)、盘式切割机，但是研磨机不限于此。
通过粗研磨步骤，可以将水凝胶聚合物的粒径控制成约2mm至约10mm。
由于水凝胶聚合物的高含水量，研磨至小于2mm的粒径在技术上不容易，并且导致经研磨颗粒之间的团聚。同时，如果研磨至大于10mm的粒径，则在随后的干燥步骤中提高效率的效果可能不显著。
对如上所述经粗研磨的水凝胶聚合物或者对紧接着在聚合之后不经受粗研磨步骤的水凝胶聚合物进行干燥。在此，干燥温度可以为约150℃至约250℃。如果干燥温度低于150℃，则干燥时间可能变得过长，并且最终形成的超吸收性聚合物的特性可能劣化，而如果干燥温度高于250℃，则仅聚合物的表面可能被干燥从而在随后的研磨过程中产生细粉，并且最终形成的超吸收性聚合物的特性可能劣化。因此，优选地在约150℃至约200℃，更优选约160℃至约180℃的温度下进行干燥。
同时，考虑到工艺效率等，干燥时间可以为约20分钟至约90分钟，但不限于此。
并且，干燥方法在构成方面没有限制，只要其通常用作水凝胶聚合物的干燥过程即可。具体地，干燥步骤可以通过热风供应、红外线照射、超高频波照射、或UV照射等来进行。通过这样的方法干燥的聚合物可以表现出约0.1重量％至约10重量％的含水量。
接着，对通过干燥步骤获得的经干燥的聚合物进行研磨。
研磨步骤之后获得的聚合物粉末的粒径可以为150μm至850μm。作为用于研磨至这样的粒径的研磨机，具体地，可以使用针磨机、锤磨机、螺旋式磨机、辊磨机、盘磨机、或点动式磨机等，但研磨机不限于此。
并且，为了控制在研磨步骤之后最终按产品分类的超吸收性聚合物粉末的特性，可以使研磨之后获得的聚合物粉末经受单独的根据粒径的筛分过程。
接着，将HLB为0或更大且6或更小的疏水性材料和表面交联剂与基础树脂混合(步骤2)。
在超吸收性聚合物的常用制备方法中，将经干燥并经研磨的聚合物(即基础树脂)与包含表面交联剂的表面交联溶液混合，然后将混合物加热以升高温度，从而进行经研磨聚合物的表面交联反应。
表面交联步骤是在表面交联剂的存在下在经研磨的聚合物的表面上引起交联反应，从而形成具有更加改善的特性的超吸收性聚合物的步骤。通过表面交联，在经研磨的聚合物颗粒的表面上形成表面交联层(表面改性层)。
通常，由于将表面交联剂涂覆在超吸收性聚合物颗粒的表面上，因此在超吸收性聚合物颗粒的表面上发生表面交联反应，并且其改善了颗粒表面上的交联性而基本上不影响颗粒的内部。因此，经表面交联的超吸收性聚合物颗粒在表面周围具有比内部更高的交联度。
然而，虽然可以通过表面交联反应来改善压力下吸收率和渗透率，但是再润湿特性和离心保留容量可能劣化。
同时，根据本发明的制备方法，再润湿特性可以通过在将表面交联剂与基础树脂混合以进行表面交联反应之前，将疏水性材料与基础树脂混合来改善。并且，与不使用疏水性材料的树脂相比，可以改善表面交联效率，并因此可以进一步改善吸收速度和渗透率。
作为疏水性材料，可以使用满足HLB的下限为0或更大、或者1或更大、或者2或更大，并且上限为6或更小、或者5或更小、或者5.5或更小的材料。并且，由于疏水性材料应在表面交联反应期间溶化并且位于基础树脂的表面改性层中，因此可以使用熔点低于表面交联反应温度的材料。
可以使用的疏水性材料的实例可以包括硬脂酸甘油酯、硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸镁、月桂酸甘油酯、失水山梨糖醇硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、和PEG-4二月桂酸酯等，并且优选地，可以使用硬脂酸甘油酯或月桂酸甘油酯，但是本发明不限于此。
疏水性材料分布在基础树脂的表面的表面改性层中，并且其在超吸收性聚合物吸收液体并溶胀时可以防止溶胀的聚合物颗粒由于增加的压力而聚集或团聚，并且可以向表面提供疏水性，由此促进液体的渗透和扩散。因此，其可以有助于改善超吸收性聚合物的再润湿特性。并且，由于疏水性材料被涂覆在表面上，因此使得内部吸收的液体难以移动到溶胀的聚合物的外部。因此，其可以有助于改善超吸收性聚合物的再润湿特性。
基于100重量份的基础树脂，疏水性材料可以以如下量混合：约0.02重量份或更大、或者约0.025重量份或更大、或者约0.05重量份或更大，并且约0.5重量份或更小、或者约0.3重量份或更小、或者约0.1重量份或更小。如果疏水性材料的量小于0.02重量份，则可能不足以用于改善再润湿特性，而如果疏水性材料超过0.5重量份过量地包含在内，则基础树脂和疏水性材料可能彼此分离，并因此，可能无法获得再润湿特性改善效果或者疏水性材料可能充当杂质。因此，上述范围是优选的。
混合疏水性材料的方法没有具体限制，只要其可以将疏水性材料与基础树脂均匀地混合即可。
例如，疏水性材料可以在混合包含表面交联剂的表面交联溶液之前与基础树脂干混，或者其可以与表面交联剂一起分散在表面交联溶液中并与基础树脂混合。或者，单独于表面交联溶液，可以将疏水性材料加热高于熔点并以溶液状态混合。
当添加表面交联剂时，其可以通过另外地同时混合水而以表面交联溶液的形式添加。当添加水时，表面交联剂可以均匀地分散在聚合物中。在此，优选基于100重量份的聚合物，所添加的水的含量为约1重量份至约10重量份，以引起表面交联剂的均匀分散，从而防止聚合物粉末的团聚，并且优化表面交联剂的表面渗透深度。
并且，表面交联剂在其构成方面没有限制，只要其可以与聚合物的官能团反应即可。
优选地，为了改善所生产的超吸收性聚合物的特性，作为表面交联剂，可以使用选自以下的一者或更多者：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 BDA0002524136230000111
唑啉化合物；单
Figure BDA0002524136230000112
唑烷酮化合物、二
Figure BDA0002524136230000113
唑烷酮化合物或多
Figure BDA0002524136230000114
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。
具体地，作为多元醇化合物，可以使用选自以下的一者或更多者：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-丁烷二醇、1,3-丁烷二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇和1,2-环己烷二甲醇。
并且，作为环氧化合物，可以使用选自乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油等中的一者或更多者，作为多胺化合物，可以使用选自以下的一者或更多者：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。
并且，作为卤代环氧化合物，可以使用表氯醇、表溴醇和α-甲基表氯醇。并且，作为单
Figure BDA0002524136230000121
唑烷酮化合物、二
Figure BDA0002524136230000122
唑烷酮化合物或多
Figure BDA0002524136230000123
唑烷酮化合物，可以使用2-
Figure BDA0002524136230000124
唑烷酮等。
并且，作为碳酸亚烃酯化合物，可以使用碳酸亚乙酯等。这些化合物可以单独使用或以组合使用。同时，为了提高表面交联过程的效率，可以在表面交联剂中包含一种或更多种碳数为2至10的多元醇化合物。
可以根据表面交联剂的种类或反应条件来适当地选择所添加的表面交联剂的含量，但是基于100重量份的基础树脂，其可以以约0.001重量份至约5重量份，优选约0.01重量份至约3重量份，更优选约0.05重量份至约2重量份的量使用。
如果表面交联剂的含量太少，则可能几乎不发生表面交联反应，而如果基于100重量份的聚合物，表面交联剂的含量超过5重量份，则由于过度的表面交联反应的进行，吸收能力和特性可能劣化。
同时，除上述表面交联剂之外，还可以包含多价金属盐，例如选自以下的一者或更多者：铝盐，更具体地，硫酸铝；钾盐；铵盐；钠盐和盐酸盐。
通过另外地使用这样的多价金属盐，可以进一步改善通过一个实施方案的方法所制备的超吸收性聚合物的渗透率。可以将这样的多价金属盐与表面交联剂一起添加至表面交联溶液，基于100重量份的基础树脂，其可以以约0.01重量份至4重量份的量使用。
接着，加热基础树脂、表面交联剂和疏水性材料的混合物以升高温度，从而进行基础树脂的表面改性步骤(步骤3)。
表面改性步骤可以通过在约80℃至约190℃，优选约100℃至约180℃的温度下加热约10分钟至约90分钟，优选约20分钟至约70分钟来进行。如果交联反应温度低于80℃或反应时间太短，则可能无法适当地发生表面交联反应，并因此，渗透率可能降低，而如果温度高于190℃或反应时间太长，则离心保留容量可能劣化。
用于表面改性反应的升温方式没有具体限制。可以供应加热介质，或者可以直接供应热源以加热。在此，可以使用的加热介质的种类可以包括温度升高的流体例如蒸汽、热空气、热油等，但不限于此，并且所供应的加热介质的温度可以考虑加热介质的方式、升温速度和待升高的温度来适当地选择。同时，直接供应的热源可以包括电加热、气体加热等，但不限于此。
根据本发明的制备方法，由于在聚合期间所添加的胶态二氧化硅，基础树脂可以具有优异的凝胶强度，以及通过表面改性步骤，在基础树脂的表面上，可以形成通过表面交联剂与基础树脂的官能团反应而形成的表面交联结构，并且可以形成其中上述疏水材料均匀地分布在表面交联结构中的表面改性层。
因此，由于基础树脂的特性和形成在基础树脂上的表面改性层，通过本发明的制备方法制备的超吸收性聚合物可以具有改善的再润湿特性和初始吸收速度，而不会使诸如离心保留容量和压力下吸收率等的特性劣化。
因此，根据本发明的另一个实施方案，提供了超吸收性聚合物，其包含：
基础树脂，所述基础树脂包含其中具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体交联的交联聚合物；和
形成在基础树脂颗粒的表面上的表面改性层，在所述表面改性层中交联聚合物通过表面交联剂另外交联，
其中表面改性层包含HLB为0或更大且6或更小的疏水性材料，以及涡旋时间为35秒或更短。
超吸收性聚合物的具体制备方法和特性如上所述。
超吸收性聚合物的根据EDANA方法WSP 241.3测量的离心保留容量(CRC)可以在如下范围内：约30g/g或更大、或者约31g/g或更大、或者约32g/g或更大，并且约40g/g或更小、或者约38g/g或更小、或者约35g/g或更小。
并且，超吸收性聚合物的根据EDANA方法WSP 242.3测量的0.7psi压力下吸收率(absorption under pressure，AUP)可以在如下范围内：约20g/g或更大、或者约22g/g或更大、或者约23g/g或更大，并且约35g/g或更小、或者约33g/g或更小、或者约32g/g或更小。
并且，超吸收性聚合物的涡旋时间可以为35秒或更短、或者32秒或更短、或者约30秒或更短、或者约28秒或更短。涡旋时间随着其越小而越优异，并因此，理论上涡旋时间的下限为0秒，但是例如，其可以为约5秒或更长、或者约10秒或更长、或者约12秒或更长。
涡旋时间意指当将超吸收性聚合物添加至盐溶液中并搅拌时，直至液体涡旋由于快速吸收而消失所花费的时间(单位：秒)，并且认为随着时间越短，超吸收性聚合物具有更快速的初始吸收速度。
并且，超吸收性聚合物的根据以下方程式1测量的渗透率可以为20秒或更短、或者18秒或更短、或者16秒或更短。随着该值越小，渗透率越优异，并因此，理论上下限为0秒，但是例如，其可以为约5秒或更长、或者约10秒或更长、或者约12秒或更长。
[方程式1]
渗透率(秒)＝T1-B
在方程式1中，
T1为在将0.2±0.0005g的经筛分的超吸收性聚合物样品(30#至50#)放入色谱柱中并添加盐水至50ml的体积，然后将其静置30分钟之后，直至液面的高度从40ml降低至20ml所花费的时间；B为在填充有盐水的色谱柱中直至液面的高度从40ml降低至20ml所花费的时间。
并且，超吸收性聚合物可以表现出优异的吸收特性，并且同时可以表现出更加改善的再润湿特性。
更具体地，再润湿特性(无压力下自来水长期再润湿)可以为3.0g或更小、或者2.5g或更小、或者2.0g或更小，所述再润湿特性按照以下限定：在将1g超吸收性聚合物浸入100g自来水中以溶胀10分钟，然后将经溶胀的超吸收性聚合物置于滤纸上自在将所述超吸收性聚合物浸入自来水中时的最初时间起3小时之后，从超吸收性聚合物渗出至滤纸的水的重量。随着水的重量越小，再润湿特性越优异，并因此，理论上下限为0g，但是例如，其可以为0.1g或更大、或者0.5g或更大、或者1.0g或更大。
并且，再润湿特性(无压力下自来水短期再润湿)可以为1.0g或更小、或者0.9g或更小、或者0.8g或更小，所述再润湿特性按照以下限定：在将1g超吸收性聚合物浸入100g自来水中以溶胀10分钟，然后将经溶胀的超吸收性聚合物置于滤纸上自在将所述超吸收性聚合物浸入自来水中时的最初时间起1小时之后，从超吸收性聚合物渗出至滤纸的水的重量。随着水的重量越小，再润湿特性越优异，并因此，理论上下限为0g，但是例如，其可以为0.1g或更大、或者0.2g或更大、或者0.3g或更大。
在再润湿特性评估中，所使用的自来水的电导率可以为170μS/cm至180μS/cm。由于自来水的电导率显著影响所测量的特性，因此需要使用具有同等水平电导率的自来水来测量诸如再润湿特性的特性。
如上所述，本发明的超吸收性聚合物具有优异的吸收能力，并且即使其吸收了大量尿液，再润湿和尿漏出也可以被抑制。
在以下实施例中将更详细地说明本发明。然而，这些实施例仅作为本发明的举例说明而提出，并且本发明的范围不限于此。
<实施例>
超吸收性聚合物的制备
实施例1
将100g丙烯酸、0.6g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝523)、0.008g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.15g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、0.08g作为发泡剂的碳酸氢钠(SBC)、0.035g作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、0.4g胶态二氧化硅(ST-O)、123.3g 31.5％苛性钠(NaOH)和38.53g水混合以制备水性单体组合物。将水性单体组合物安放在托盘中，然后在保持聚合气氛温度为80℃的同时，将水性单体组合物用UV照射设备通过UV(照射量：10mW/cm2)照射1分钟，并老化2分钟以进行UV聚合，由此制备水凝胶聚合物片。
将聚合的片取出并切割成3cm×3cm的尺寸，然后使用绞肉机切碎以制备碎屑。将碎屑在能够上下传送空气流的烘箱中干燥。使185℃的热空气自下部向上部流动15分钟，并自上部向下部流动15分钟，使得碎屑被均匀地干燥，并且经干燥的产物的含水量变为2％或更小。在干燥之后，将经干燥的产物用研磨机研磨，然后以1.5mm的振幅(筛分网目的组合：#20至#30/#30至#50/#50至#100)筛分10分钟，并收集每个经筛分的部分(10％/75％/15％)以获得粒径为约150μm至850μm的聚合物，由此获得基础树脂粉末。
此后，将0.02重量份硬脂酸甘油酯和表面交联溶液(7.6重量份的水、7.6重量份的甲醇、0.075重量份的乙二醇二缩水甘油醚(EX-810)、0.03重量份的焦亚硫酸钠、0.1重量份的硫酸铝18水合物(Al-S)和0.03重量份的氧化铝(Alu 130))与100重量份上述制备的基础树脂均匀地混合，然后在140℃下进行表面交联反应35分钟。在表面处理结束之后，使用筛获得平均粒径为150μm至850μm的超吸收性聚合物。
此后，将0.05重量份氧化铝(Alu 130)与上述制备的超吸收性聚合物干混。
实施例2
将100g丙烯酸、0.6g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝523)、0.008g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.15g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、0.08g作为发泡剂的碳酸氢钠(SBC)、0.035g作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、0.4g胶态二氧化硅(ST-AK)、123.3g 31.5％苛性钠(NaOH)和38.53g水混合以制备水性单体组合物。将水性单体组合物安放在托盘中，然后在保持聚合气氛温度为80℃的同时，将水性单体组合物用UV照射设备通过UV(照射量：10mW/cm2)照射1分钟，并老化2分钟以进行UV聚合，由此制备水凝胶聚合物片。
将聚合的片取出并切割成3cm×3cm的尺寸，然后使用绞肉机切碎以制备碎屑。将碎屑在能够上下传送空气流的烘箱中干燥。使185℃的热空气自下部向上部流动15分钟，并自上部向下部流动15分钟，使得碎屑被均匀地干燥，并且经干燥的产物的含水量变为2％或更小。在干燥之后，将经干燥的产物用研磨机研磨，然后以1.5mm的振幅(筛分网目的组合：#20至#30/#30至#50/#50至#100)筛分10分钟，并收集每个经筛分的部分(10％/75％/15％)以获得粒径为约150μm至850μm的聚合物，由此获得基础树脂粉末。
此后，将0.02重量份硬脂酸甘油酯和表面交联溶液(7.6重量份的水、7.6重量份的甲醇、0.075重量份的乙二醇二缩水甘油醚(EX-810)、0.03重量份的焦亚硫酸钠、0.1重量份的硫酸铝18水合物(Al-S)和0.03重量份的氧化铝(Alu 130))与100重量份上述制备的基础树脂均匀地混合，然后在140℃下进行表面交联反应35分钟。在表面处理结束之后，使用筛获得平均粒径为150μm至850μm的超吸收性聚合物。
此后，将0.05重量份氧化铝(Alu 130)与上述制备的超吸收性聚合物干混。
实施例3
将100g丙烯酸、0.75g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝523)、0.008g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.08g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、0.2g作为发泡剂的碳酸氢钠(SBC)、0.025g作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、0.1g胶态二氧化硅(ST-O)、123.3g 31.5％苛性钠(NaOH)和38.53g水混合以制备水性单体组合物。将水性单体组合物安放在托盘中，然后在保持聚合气氛温度为80℃的同时，将水性单体组合物用UV照射设备通过UV(照射量：10mW/cm2)照射1分钟，并老化2分钟以进行UV聚合，由此制备水凝胶聚合物片。
将聚合的片取出并切割成3cm×3cm的尺寸，然后使用绞肉机切碎以制备碎屑。将碎屑在能够上下传送空气流的烘箱中干燥。使185℃的热空气自下部向上部流动15分钟，并自上部向下部流动15分钟，使得碎屑被均匀地干燥，并且经干燥的产物的含水量变为2％或更小。在干燥之后，将经干燥的产物用研磨机研磨，然后以1.5mm的振幅(筛分网目的组合：#20至#30/#30至#50/#50至#100)筛分10分钟，并收集每个经筛分的部分(5％/75％/20％)以获得粒径为约150μm至850μm的聚合物，由此获得基础树脂粉末。
此后，将0.025重量份硬脂酸甘油酯和表面交联溶液(7.7重量份的水、5.5重量份的甲醇、0.02重量份的乙二醇二缩水甘油醚(EX-810)、0.05重量份的焦亚硫酸钠、0.1重量份的硫酸铝18水合物(Al-S)和0.03重量份的氧化铝(Alu 130))与100重量份上述制备的基础树脂均匀地混合，然后在140℃下进行表面交联反应35分钟。在表面处理结束之后，使用筛获得平均粒径为150μm至850μm的超吸收性聚合物。
此后，将0.05重量份氧化铝(Alu 130)与上述制备的超吸收性聚合物干混。
实施例4
将100g丙烯酸、0.75g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝523)、0.008g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.08g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、0.2g作为发泡剂的碳酸氢钠(SBC)、0.025g作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、0.1g胶态二氧化硅(ST-AK)、123.3g 31.5％苛性钠(NaOH)和38.53g水混合以制备水性单体组合物。将水性单体组合物安放在托盘中，然后在保持聚合气氛温度为80℃的同时，将水性单体组合物用UV照射设备通过UV(照射量：10mW/cm2)照射1分钟，并老化2分钟以进行UV聚合，由此制备水凝胶聚合物片。
将聚合的片取出并切割成3cm×3cm的尺寸，然后使用绞肉机切碎以制备碎屑。将碎屑在能够上下传送空气流的烘箱中干燥。使185℃的热空气自下部向上部流动15分钟，并自上部向下部流动15分钟，使得碎屑被均匀地干燥，并且经干燥的产物的含水量变为2％或更小。在干燥之后，将经干燥的产物用研磨机研磨，然后以1.5mm的振幅(筛分网目的组合：#20至#30/#30至#50/#50至#100)筛分10分钟，并收集每个经筛分的部分(5％/75％/20％)以获得粒径为约150μm至850μm的聚合物，由此获得基础树脂粉末。
此后，将0.025重量份硬脂酸甘油酯和表面交联溶液(7.7重量份的水、5.5重量份的甲醇、0.02重量份的乙二醇二缩水甘油醚(EX-810)、0.05重量份的焦亚硫酸钠、0.1重量份的硫酸铝18水合物(Al-S)和0.03重量份的氧化铝(Alu 130))与100重量份上述制备的基础树脂均匀地混合，然后在140℃下进行表面交联反应35分钟。在表面处理结束之后，使用筛获得平均粒径为150μm至850μm的超吸收性聚合物。
此后，将0.05重量份氧化铝(Alu 130)与上述制备的超吸收性聚合物干混。
实施例5
将100g丙烯酸、0.75g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝523)、0.008g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.08g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、0.2g作为发泡剂的碳酸氢钠(SBC)、0.025g作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、0.1g胶态二氧化硅(ST-O)、123.3g 31.5％苛性钠(NaOH)和38.53g水混合以制备水性单体组合物。将水性单体组合物安放在托盘中，然后在保持聚合气氛温度为80℃的同时，将水性单体组合物用UV照射设备通过UV(照射量：10mW/cm2)照射1分钟，并老化2分钟以进行UV聚合，由此制备水凝胶聚合物片。
将聚合的片取出并切割成3cm×3cm的尺寸，然后使用绞肉机切碎以制备碎屑。将碎屑在能够上下传送空气流的烘箱中干燥。使185℃的热空气自下部向上部流动15分钟，并自上部向下部流动15分钟，使得碎屑被均匀地干燥，并且经干燥的产物的含水量变为2％或更小。在干燥之后，将经干燥的产物用研磨机研磨，然后以1.5mm的振幅(筛分网目的组合：#20至#30/#30至#50/#50至#100)筛分10分钟，并收集每个经筛分的部分(5％/75％/20％)以获得粒径为约150μm至850μm的聚合物，由此获得基础树脂粉末。
此后，将0.2重量份硬脂酸甘油酯和表面交联溶液(7.7重量份的水、5.5重量份的甲醇、0.02重量份的乙二醇二缩水甘油醚(EX-810)、0.05重量份的焦亚硫酸钠、0.1重量份的硫酸铝18水合物(Al-S)和0.03重量份的氧化铝(Alu 130))与100重量份上述制备的基础树脂均匀地混合，然后在140℃下进行表面交联反应35分钟。在表面处理结束之后，使用筛获得平均粒径为150μm至850μm的超吸收性聚合物。
此后，将0.05重量份氧化铝(Alu 130)与上述制备的超吸收性聚合物干混。
比较例1
将100g丙烯酸、0.6g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝523)、0.008g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.15g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、0.08g作为发泡剂的碳酸氢钠(SBC)、0.035g作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、123.3g 31.5％苛性钠(NaOH)和38.53g水混合以制备水性单体组合物。将水性单体组合物安放在托盘中，然后在保持聚合气氛温度为80℃的同时，将水性单体组合物用UV照射设备通过UV(照射量：10mW/cm2)照射1分钟，并老化2分钟以进行UV聚合，由此制备水凝胶聚合物片。
将聚合的片取出并切割成3cm×3cm的尺寸，然后使用绞肉机切碎以制备碎屑。将碎屑在能够上下传送空气流的烘箱中干燥。使185℃的热空气自下部向上部流动15分钟，并自上部向下部流动15分钟，使得碎屑被均匀地干燥，并且经干燥的产物的含水量变为2％或更小。在干燥之后，将经干燥的产物用研磨机研磨，然后以1.5mm的振幅(筛分网目的组合：#20至#30/#30至#50/#50至#100)筛分10分钟，并收集每个经筛分的部分(10％/75％/15％)以获得粒径为约150μm至850μm的聚合物，由此获得基础树脂粉末。
此后，将表面交联溶液(7.6重量份的水、7.6重量份的甲醇、0.075重量份的乙二醇二缩水甘油醚(EX-810)、0.03重量份的焦亚硫酸钠、0.1重量份的硫酸铝18水合物(Al-S)和0.03重量份氧化铝(Alu 130))与100重量份上述制备的基础树脂均匀地混合，然后在140℃下进行表面交联反应35分钟。在表面处理结束之后，使用筛获得平均粒径为150μm至850μm的超吸收性聚合物。
此后，将0.05重量份氧化铝(Alu 130)与上述制备的超吸收性聚合物干混。
比较例2
将100g丙烯酸、0.6g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝523)、0.008g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.15g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、0.08g作为发泡剂的碳酸氢钠(SBC)、0.035g作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)、0.4g二氧化硅(Aerosil 200)、123.3g 31.5％苛性钠(NaOH)和38.53g水混合以制备水性单体组合物。将水性单体组合物安放在托盘中，然后在保持聚合气氛温度为80℃的同时，将水性单体组合物用UV照射设备通过UV(照射量：10mW/cm2)照射1分钟，并老化2分钟以进行UV聚合，由此制备水凝胶聚合物片。
将聚合的片取出并切割成3cm×3cm的尺寸，然后使用绞肉机切碎以制备碎屑。将碎屑在能够上下传送空气流的烘箱中干燥。使185℃的热空气自下部向上部流动15分钟，并自上部向下部流动15分钟，使得碎屑被均匀地干燥，并且经干燥的产物的含水量变为2％或更小。在干燥之后，将经干燥的产物用研磨机研磨，然后以1.5mm的振幅(筛分网目的组合：#20至#30/#30至#50/#50至#100)筛分10分钟，并收集每个经筛分的部分(10％/75％/15％)以获得粒径为约150μm至850μm的聚合物，由此获得基础树脂粉末。
此后，将表面交联溶液(7.6重量份的水、7.6重量份的甲醇、0.075重量份的乙二醇二缩水甘油醚(EX-810)、0.03重量份焦亚硫酸钠、0.1重量份的硫酸铝18水合物(Al-S)和0.03重量份氧化铝(Alu 130))与100重量份上述制备的基础树脂均匀地混合，然后在140℃下进行表面交联反应35分钟。在表面处理结束之后，使用筛获得平均粒径为150μm至850μm的超吸收性聚合物。
此后，将0.05重量份氧化铝(Alu 130)与上述制备的超吸收性聚合物干混。
<实验例>
对于实施例和比较例中制备的超吸收性聚合物，如下对特性进行评估。
除非另有说明，否则全部的特性评估均在恒温恒湿(23±1℃，相对湿度50±10％)下进行，盐溶液或盐水意指0.9重量％氯化钠(NaCl)的水溶液。
并且，在以下再润湿特性评估中，作为自来水，使用当使用Orion Star A222(Thermo Scientific)测量时电导率为170μS/cm至180μS/cm的自来水。
(1)离心保留容量(CRC)
根据EDANA WSP 241.3测量无负荷下吸收率的离心保留容量。
具体地，将W0(g)(约0.2g)超吸收性聚合物均匀地放入由非织造织物制成的包封物中并密封，然后在室温下将其浸入盐溶液(0.9重量％)中。在30分钟之后，使用离心机在250G下将其排水3分钟，并测量包封物的重量W2(g)。并且，在不使用聚合物的情况下进行相同的操作，然后测量此时的重量W1(g)。使用各个获得的重量，根据以下数学式计算CRC(g/g)。
[数学式1]
CRC(g/g)＝{[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-1
(2)压力下吸收率(AUP)
根据EDANA方法WSP 242.3测量各聚合物的0.7psi压力下吸收率。
具体地，将由不锈钢制成的400目金属丝网安装在内径为60mm的塑料筒的底部。在室温和50％湿度的条件下，将W0(g)(0.9g)的超吸收性聚合物均匀地喷洒在金属丝网上，并在其上安装外径略微小于60mm且能够进一步产生0.7psi负荷的活塞，使得与筒的内壁不存在间隙，并且不妨碍上下移动。此时，测量装置的重量W3(g)。
将直径为90mm且厚度为5mm的玻璃过滤器放在直径为150mm的培养皿内部，并放入由0.9重量％氯化钠组成的盐溶液至与玻璃过滤器的上侧相同的水平。在其上放一张直径为90mm的滤纸。将测量装置放在滤纸上，并在压力下吸收液体1小时。在1小时之后，升起测量装置，并测量重量W4(g)。
使用各个获得的重量，根据以下数学式计算压力下吸收率(g/g)。
[数学式2]
AUP(g/g)＝[W4(g)-W3(g)]/W0(g)
(3)渗透率
根据US9656242B2中描述的方法测量渗透率。
用于测量渗透率的装置是内径为20mm并且在底部上配备有玻璃过滤器的色谱柱。在将活塞放入色谱柱时，在对应于液量20ml和40ml的液面处标记线。此后，为了防止在色谱柱的底部上的玻璃过滤器与旋塞之间产生气泡，反向引入水，并填充至约10ml，然后用盐水洗涤2次至3次，并用0.9％盐水填充至40ml或更大。将活塞放入色谱柱中，打开下部阀，并记录直到液面从40ml的标记线降低至20ml的标记线所花费的时间(B)。
在色谱柱中，留下10ml盐水，放入0.2±0.0005g经筛分的超吸收性聚合物样品(30#至50#)，并添加盐水至50ml的体积，然后使其静置30分钟。此后，将具有砝码(0.3psi＝106.26g)的活塞放入色谱柱中，并使其静置1分钟，然后打开色谱柱的下阀，并记录直到液面从40ml的标记线降低至20ml的标记线所花费的时间(T1)，由此计算T1-B的时间(单位：秒)。
(4)涡旋时间
根据国际专利公开第1987-003208号中描述的方法以秒为单位测量涡旋时间。
具体地，向50mL 23℃至24℃的盐溶液中引入2g超吸收性聚合物，并在用磁棒(直径8mm，长度30mm)以600rpm进行搅拌时，以秒为单位测量直至涡旋消失所花费的时间，由此计算涡旋时间。
(5)无压力下自来水长期再润湿(3小时)
①在杯中(上部直径7cm，下部直径5cm，高度8cm，体积192ml)中放入1g颗粒尺寸为#30至#50的超吸收性聚合物，并在以500rpm搅拌的同时，倒入100g自来水以使超吸收性聚合物溶胀。
②当超吸收性聚合物被自来水填充，水面变平坦，并且自来水不流动时，停止搅拌。
③在倒入自来水之后10分钟，将含有经溶胀的超吸收性聚合物的杯倒置在5张滤纸(制造公司：whatman，目录号1004-110，孔尺寸20μm至25μm，直径11cm)上。
③在倒入自来水之后3小时，移除杯和超吸收性聚合物，并测量对滤纸润湿的自来水的量(单位：g)。
(6)无压力下自来水短期再润湿(1小时)
①在杯中(上部直径7cm，下部直径5cm，高度8cm，容积192ml)放入1g超吸收性聚合物，并倒入100g自来水以使超吸收性聚合物溶胀。
②在倒入自来水之后10分钟，将含有经溶胀的超吸收性聚合物的杯倒置在5张滤纸(制造公司：whatman，目录号1004-110，孔尺寸20μm至25μm，直径11cm)上。
③在倒入自来水之后1小时，移除杯和超吸收性聚合物，并测量对滤纸润湿的自来水的量(单位：g)。
(7)压力下自来水长期再润湿(6小时)
①在直径为13cm的培养皿中，均匀喷洒4g超吸收性聚合物并使用刮刀使其均匀分布，并倒入200g自来水以使超吸收性聚合物溶胀。
②将溶胀6小时的超吸收性聚合物在20张直径为11cm的滤纸(制造公司：whatman，目录号1004-110，孔尺寸20μm至25μm，直径11cm)上用5kg直径为11cm的砝码(0.75psi)加压1分钟。
③在加压1分钟之后，测量对滤纸润湿的自来水的量(单位：g)。
实施例和比较例的特性值描述于下表1中。
[表1]
Figure BDA0002524136230000241
参照表1，确定在本发明的实施例1至5中，表现出优异的涡旋时间和渗透率，并且无压力下自来水再润湿量和压力下自来水再润湿量非常小，因此表现出改善的再润湿特性。
相反地，可以看出，在比较例1和2中，再润湿和涡旋时间比实施例差。

Claims (20)

1.一种用于制备超吸收性聚合物的方法，包括以下步骤：
在胶态二氧化硅的存在下制备基础树脂，在所述基础树脂中具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体与内交联剂交联(步骤1)；
将HLB为0或更大且6或更小的疏水性材料和表面交联剂与所述基础树脂混合(步骤2)；以及
升高步骤2的混合物的温度以进行所述基础树脂的表面改性(步骤3)。
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，其中所述胶态二氧化硅的粒径为10nm至100nm。
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，其中基于100重量份的所述基于丙烯酸的单体，所述胶态二氧化硅以0.01重量份至1.0重量份的量包含在内。
4.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述疏水性材料的熔点低于步骤3的升高的温度。
5.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述疏水性材料包括选自以下的一者或更多者：硬脂酸甘油酯、硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸镁、月桂酸甘油酯、失水山梨糖醇硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、和PEG-4二月桂酸酯。
6.根据权利要求5所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述疏水性材料为硬脂酸甘油酯。
7.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中基于100重量份的所述基础树脂，所述疏水性材料以0.02重量份至0.5重量份的量混合。
8.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中在所述步骤2中，将所述疏水性材料与所述基础树脂干混，以及然后，向其中混合包含表面交联剂的表面交联溶液。
9.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述步骤3在80℃至190℃的温度下进行。
10.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述步骤1包括：
使包含具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体、内交联剂、胶态二氧化硅和聚合引发剂的单体组合物聚合以形成水凝胶聚合物；
干燥所述水凝胶聚合物；
研磨经干燥的聚合物；以及
筛分经研磨的聚合物。
11.根据权利要求10所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述单体组合物还包含发泡剂和稳泡剂。
12.根据权利要求11所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述发泡剂包括选自以下的一者或更多者：碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钙、碳酸钙、碳酸氢镁和碳酸镁。
13.根据权利要求11所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述稳泡剂包括选自以下的一者或更多者：十二烷基硫酸钠、硬脂酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基乙醚硫酸钠(SLES)和肉豆蔻醇聚醚硫酸钠。
14.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述超吸收性聚合物的涡旋时间为35秒或更短。
15.根据权利要求1所述的用于制备超吸收性聚合物的方法，其中所述超吸收性聚合物的根据以下方程式1测量的渗透率(单位：秒)为20秒或更短：
[方程式1]
渗透率(秒)＝T1-B
在方程式1中，
T1为在将0.2±0.0005g经筛分的超吸收性聚合物样品(30#至50#)放入色谱柱中并添加盐水至50ml的体积，以及然后，将其静置30分钟之后，直至液面的高度从40ml降低至20ml所花费的时间；以及B为在填充有盐水的色谱柱中直至液面的高度从40ml降低至20ml所花费的时间。
16.一种超吸收性聚合物，包含：
基础树脂，所述基础树脂包含其中具有至少部分被中和的酸基团的基于丙烯酸的单体交联的交联聚合物；和
形成在基础树脂颗粒的表面上的表面改性层，在所述表面改性层中所述交联聚合物通过表面交联剂另外交联，
其中所述表面改性层包含HLB为0或更大且6或更小的疏水性材料，以及
涡旋时间为35秒或更短。
17.根据权利要求16所述的超吸收性聚合物，其中所述基础树脂在胶态二氧化硅的存在下交联。
18.根据权利要求16所述的超吸收性聚合物，其中所述超吸收性聚合物的根据以下方程式1测量的渗透率(单位：秒)为20秒或更短：
[方程式1]
渗透率(秒)＝T1-B
在方程式1中，
T1为在将0.2±0.0005g经筛分的超吸收性聚合物样品(30#至50#)放入色谱柱中并添加盐水至50ml的体积，以及然后，将其静置30分钟之后，直至液面的高度从40ml降低至20ml所花费的时间；以及B为在填充有盐水的色谱柱中直至液面的高度从40ml降低至20ml所花费的时间。
19.根据权利要求16所述的超吸收性聚合物，其中所述超吸收性聚合物的再润湿特性(无压力下自来水长期再润湿)为3.0g或更小，所述再润湿特性按照以下限定：在将1g所述超吸收性聚合物浸入100g自来水中以溶胀10分钟，以及然后将经溶胀的超吸收性聚合物置于滤纸上自在将所述超吸收性聚合物浸入所述自来水中时的最初时间起3小时之后，从所述超吸收性聚合物渗出至所述滤纸的水的重量。
20.根据权利要求16所述的超吸收性聚合物，其中所述超吸收性聚合物的再润湿特性(无压力下自来水短期再润湿)为1.0g或更小，所述再润湿特性按照以下限定：在将1g所述超吸收性聚合物浸入100g自来水中以溶胀10分钟，以及然后将经溶胀的超吸收性聚合物置于滤纸上自在将所述超吸收性聚合物浸入所述自来水中时的最初时间起1小时之后，从所述超吸收性聚合物渗出至所述滤纸的水的重量。
CN201880078532.3A 2017-12-11 2018-12-07 超吸收性聚合物组合物及其制备方法 Active CN111433261B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0169490 2017-12-11
KR20170169490 2017-12-11
KR10-2018-0155292 2018-12-05
KR1020180155292A KR102566286B1 (ko) 2017-12-11 2018-12-05 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
PCT/KR2018/015468 WO2019117541A1 (ko) 2017-12-11 2018-12-07 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111433261A true CN111433261A (zh) 2020-07-17
CN111433261B CN111433261B (zh) 2023-06-23

Family

ID=67104715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880078532.3A Active CN111433261B (zh) 2017-12-11 2018-12-07 超吸收性聚合物组合物及其制备方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11633719B2 (zh)
EP (1) EP3708606A4 (zh)
JP (1) JP7038825B2 (zh)
KR (1) KR102566286B1 (zh)
CN (1) CN111433261B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102568226B1 (ko) * 2017-12-11 2023-08-18 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR102418591B1 (ko) 2018-11-13 2022-07-07 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR102608042B1 (ko) 2019-09-18 2023-11-30 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
WO2021054609A1 (ko) * 2019-09-18 2021-03-25 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법
JP2023540592A (ja) * 2020-12-18 2023-09-25 エルジー・ケム・リミテッド 高吸水性樹脂の製造方法
EP4186945A4 (en) * 2020-12-18 2024-02-14 Lg Chem, Ltd. SUPERABSORBENT POLYMER AND PRODUCTION PROCESS THEREOF
EP4186944A4 (en) * 2020-12-18 2024-02-14 Lg Chem, Ltd. METHOD FOR PREPARING A SUPERABSORBENT POLYMER
EP4190843A4 (en) * 2020-12-18 2024-02-21 Lg Chem, Ltd. SUPERABSORBENT POLYMER AND PREPARATION METHOD THEREFOR
WO2023120907A1 (ko) * 2021-12-24 2023-06-29 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147921A (en) * 1990-08-14 1992-09-15 Societe Francaise Hoechst Powdered superabsorbents, containing silica, their preparation process and their use
WO2006078046A2 (en) * 2005-01-18 2006-07-27 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water absorbent and method for production thereof
CN104703691A (zh) * 2012-10-03 2015-06-10 株式会社日本触媒 吸水剂及其制造方法
EP3248991A1 (en) * 2015-08-13 2017-11-29 LG Chem, Ltd. Method for preparing superabsorbent polymer

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920000785B1 (ko) 1987-12-21 1992-01-23 한국과학기술원 물성이 개량된 아크릴산 알칼리 금속염 흡수성 수지의 제조방법
JPH0639485B2 (ja) * 1989-06-27 1994-05-25 東亞合成化学工業株式会社 吸水性樹脂の製造法
FR2682390B1 (fr) * 1991-10-11 1994-01-14 Hoechst Ste Francaise Nouveaux polymeres absorbants, procede de fabrication et leur application notamment aux articles d'hygiene.
JPH08157606A (ja) * 1994-12-07 1996-06-18 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 高吸水性樹脂の製造法
AU2005210411B2 (en) 2004-02-05 2008-01-31 Nippon Shokubai Co., Ltd. Particulate water absorbing agent and method for production thereof, and water absorbing article
EP1837348B9 (en) 2006-03-24 2020-01-08 Nippon Shokubai Co.,Ltd. Water-absorbing resin and method for manufacturing the same
JP5959794B2 (ja) 2007-03-05 2016-08-02 株式会社日本触媒 吸水剤及びその製造方法
WO2010073658A1 (ja) 2008-12-26 2010-07-01 サンダイヤポリマー株式会社 吸収性樹脂粒子、この製造方法、これを含む吸収体及び吸収性物品
JP6013729B2 (ja) 2011-12-27 2016-10-25 株式会社リブドゥコーポレーション 吸水性樹脂粉末およびこれを用いた吸収体、吸収性物品
US20130274349A1 (en) 2012-04-12 2013-10-17 Jian Qin Open-celled foam with superabsorbent material and process for making the same
KR101941552B1 (ko) 2012-10-25 2019-01-23 에이치피프린팅코리아 유한회사 화상형성장치
KR20150064649A (ko) 2013-12-03 2015-06-11 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조방법
KR101790241B1 (ko) 2014-08-04 2017-10-26 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR101769100B1 (ko) 2014-11-27 2017-08-30 주식회사 엘지화학 가압하 흡수 속도가 빠른 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
US10285866B2 (en) 2015-01-16 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Super absorbent polymer
KR101949458B1 (ko) 2016-03-11 2019-02-18 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 제조 방법 및 고흡수성 수지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147921A (en) * 1990-08-14 1992-09-15 Societe Francaise Hoechst Powdered superabsorbents, containing silica, their preparation process and their use
WO2006078046A2 (en) * 2005-01-18 2006-07-27 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water absorbent and method for production thereof
CN104703691A (zh) * 2012-10-03 2015-06-10 株式会社日本触媒 吸水剂及其制造方法
EP3248991A1 (en) * 2015-08-13 2017-11-29 LG Chem, Ltd. Method for preparing superabsorbent polymer

Also Published As

Publication number Publication date
JP7038825B2 (ja) 2022-03-18
US20210069674A1 (en) 2021-03-11
EP3708606A4 (en) 2021-01-13
EP3708606A1 (en) 2020-09-16
JP2021505716A (ja) 2021-02-18
KR102566286B1 (ko) 2023-08-11
US11633719B2 (en) 2023-04-25
CN111433261B (zh) 2023-06-23
KR20190069311A (ko) 2019-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111433261B (zh) 超吸收性聚合物组合物及其制备方法
JP6468538B2 (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
JP6309553B2 (ja) 高吸水性樹脂
CN111433260B (zh) 超吸收性聚合物组合物及其制备方法
KR102447936B1 (ko) 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
JP2021510741A (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
JP7433047B2 (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
JP6837141B2 (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
JP6277282B2 (ja) 高吸水性樹脂の製造方法
CN111902463B (zh) 超吸收性聚合物组合物及其制备方法
JP7247187B2 (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
CN108884240B (zh) 用于制造超吸收性聚合物的方法及超吸收性聚合物
WO2019117541A1 (ko) 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR101631297B1 (ko) 고흡수성 수지 및 그 제조 방법
JP7184443B2 (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
JP2021518874A (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
JP2021517927A (ja) 高吸水性樹脂およびその製造方法
JP2021510743A (ja) 高吸水性樹脂の製造方法
WO2019190120A1 (ko) 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
CN116802230A (zh) 超吸收性聚合物的制备方法

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