CN116368173A - 超吸收性聚合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种制备超吸收性聚合物的方法。更具体而言，提供一种制备超吸收性聚合物的方法，所述聚合物具有减少量的粒径大于850μm的粗颗粒和改进的含水量，并且无偏差地表现出优异的吸收性能。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请基于分别于2021年6月18日、2021年6月21日和2022年6月20日提交的韩国专利申请号10-2021-0079644、10-2021-0080233和10-2022-0074732，并要求其优先权，其公开内容全部通过引用并入本文。
本申请涉及制备超吸收性聚合物的方法。更具体而言，本申请涉及制备超吸收性聚合物的方法，该超吸收性聚合物具有减少量的粒径大于850μm的粗颗粒和改进的含水量，并且无偏差地表现出优异的吸收性能。
背景技术
超吸收性聚合物(SAP)是一种能够吸收其自身重量的500至1000倍的水分的合成聚合物材料。各种制造商已将其命名为不同的名称，如SAM(超吸收性材料)、AGM(吸收性凝胶材料)等。自从这种超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品以来，现在它们已广泛应用于园艺用保水土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品配送场用保鲜剂、敷剂材料等。
在大多数情况下，这些超吸收性聚合物已广泛应用于卫生材料领域，如尿布或卫生巾。在卫生材料内部，超吸收性聚合物通常分布在纸浆中。然而，最近不断努力提供卫生材料，如厚度较薄的尿布等，作为其一部分，纸浆含量降低的尿布，以及没有纸浆的尿布(所谓的无纸浆尿布)正在积极开发中。
如上所述，这种具有减少的纸浆含量或没有纸浆的卫生材料包含相对高比例的超吸收性聚合物，并且超吸收性聚合物颗粒不可避免地作为多层包含在卫生材料中。为了使作为多层包含的整个超吸收性聚合物颗粒更有效地吸收大量液体，如尿液等，超吸收性聚合物必须基本上表现出高吸收性能和高吸收率。
另一方面，这种超吸收性聚合物通常通过以下步骤制备：聚合丙烯酸基单体以制备含有大量水的含水凝胶聚合物的步骤，干燥含水凝胶聚合物的步骤，以及将含水凝胶聚合物粉碎成具有所需粒径的聚合物颗粒的步骤。为了改进物理性能，可以选择性地进一步进行后续的表面交联反应。
通常，表面交联反应通过将表面交联溶液(其中将交联剂添加到水中)喷涂至超吸收性聚合物的表面并搅拌该超吸收性聚合物，然后通过加热进行反应。然而，由于通过加热进行的表面交联反应通常在140℃或更高的高温下进行，因此超吸收性聚合物中的大部分水被蒸发，结果，最终制备的超吸收性聚合物的含水量大大降低。这种具有低含水量的超吸收性聚合物由于在运输和储存过程中颗粒之间的摩擦而容易受到表面损伤，这最终导致超吸收性聚合物的物理性能劣化。另外，在使用含水量低的超吸收性聚合物的商业化过程中，细颗粒的产生增加，这降低了工艺稳定性和生产率，导致产品质量劣化。
因此，已经提出了一种通过在表面交联后进行水合过程来增加超吸收性聚合物的含水量的方法。作为用于增加超吸收性聚合物的含水量的水合方法，主要使用通过管线的直接注射法和使用喷嘴的注射法。然而，当通过管线注入水时，液滴的尺寸很大，因此存在一个问题，即生成高含水量的大颗粒和低含水量的一般颗粒的团聚体的混合物。另外，当通过喷嘴注入水时，含水量可能会均匀增加，但由于液滴尺寸较小所致而产生流动，这会导致仪器污染和异物生成。特别是，随着喷嘴的直径变小，喷射过程中产生的液滴尺寸变小。当液滴的尺寸过小时，存在散射和导致工艺污染的问题。另外，当喷嘴的直径大且流速低时，喷射困难且形成大液滴。然而，当液滴尺寸增大时，很难均匀且充分地水合超吸收性聚合物，因此，超吸收性聚合物的物理性能会发生变化。另外，液滴在表面交联的聚合物颗粒之间引发团聚，导致最终的超吸收性聚合物中产生大量粒径大于850μm的粗颗粒，从而导致袋式过滤器堵塞，并在过程中发生结块。
作为在表面交联后增加超吸收性聚合物的含水量的另一种方法，已经提出了与添加剂如二氧化硅等混合的方法。然而，由于添加剂的混合通常通过干法进行，因此很难均匀混合，结果使超吸收性聚合物的物理性能和吸收性能发生变化。
因此，为了从根本上解决上述问题，需要不断开发这样的技术：该技术能够通过减少粗颗粒的产生和增加含水量来制备表现出优异的吸收性能而不会产生偏差的超吸收性聚合物。
发明内容
技术问题
因此，提供一种用于制备超吸收性聚合物的方法，该聚合物具有减少量的粒径大于850μm的粗颗粒和改进的含水量，并且无偏差地表现出优异的吸收性能。
技术方案
为了实现上述目的，提供了一种制备超吸收性聚合物的方法，该方法包括以下步骤：
形成含水凝胶聚合物，其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合，
通过对含水凝胶聚合物进行微粉化来制备含水超吸收性聚合物颗粒，
通过干燥含水超吸收性聚合物颗粒来制备干燥的超吸收性聚合物颗粒，
通过向所述干燥的超吸收性聚合物颗粒中添加表面交联剂并使它们彼此反应，在超吸收性聚合物颗粒的至少一部分表面上形成表面交联层，和
使用铲式冷却器冷却和水合其上形成有所述表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，
其中铲式冷却器包括：可旋转主体部分，该主体部分包括传送空间，通过该传送空间传送其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；安装在主体部分中的两个喷嘴，每个喷嘴将冷却空气和水注入传送空间；一个或多个铲式刀片，其安装在主体部分的内壁上，可上下操作，并在传送空间中铲起其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；以及驱动马达，其连接至主体部分并提供驱动力，其中通过用主体部分中的铲式刀片铲起其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，然后通过主体部分的旋转使被铲起的超吸收性聚合物颗粒沿重力方向下落，以与注入主体部分的传送空间中的冷却空气和水接触来进行其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒的冷却和水合。
还提供了一种超吸收性聚合物，其通过所述制备超吸收性聚合物的方法制备。
有益效果
根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法，可以提供无偏差地表现出优异吸收性能的超吸收性聚合物。
另外，在制备超吸收性聚合物的过程中，减少了粒径大于850μm的粗颗粒的生成，从而最大程度的减少了制备过程中产生的粉尘量。当使用该材料制造吸收性物品时，可以改进可加工性，如防止袋式过滤器堵塞和防止结块等。
因此，通过上述制备方法制备的超吸收性聚合物可以适当地用于卫生材料，例如尿布，特别是纸浆含量降低的超薄卫生材料等。
附图说明
图1显示了用于根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法中的铲式冷却器的侧截面结构的示意图。
图2显示了铲式冷却器的前部结构的示意图。
图3显示了铲式冷却器的后部结构的示意图。
图4显示了在根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法中的冷却和水合步骤期间在铲式冷却器的主体部分中发生的混合过程的示意图。
具体实施方式
本说明书中使用的术语仅用于解释示例性实施方式，并不旨在限制本发明。单数表达可以包括复数表达，除非它在上下文中有不同的表达。必须理解，本说明书中的术语“包括”、“配备”或“具有”仅用于表示已生效的特征、步骤、成分或其组合的存在，并不排除预先一个或多个不同特征、步骤、成分或其组合的存在或添加可能性。
此外，除非另有说明，本说明书中的“室温”是指25±2℃。
本发明可经各种修改并具有各种形式，并且在下面的描述中详细例示和解释了具体的示例性实施方式。然而，并不旨在将本发明限制于特定的示例性实施方式，必须理解，本发明包括本发明的精神和技术范围中包括的所有修改、等同或替换。
本发明可经各种修改并具有各种形式，并且在下面的描述中详细例示和解释了具体的示例性实施方式。然而，并不旨在将本发明限制于特定的示例性实施方式，必须理解，本发明包括本发明的精神和技术范围中包括的所有修改、等同或替换。
以下，将更详细地描述根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法和由此制备的超吸收性聚合物。
事先声明，本说明书中使用的技术术语仅用于解释示例性实施方式，并不旨在限制本发明。本文中使用的单数表达可以包括复数表达，除非它在上下文中有不同的表达。
根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法包括以下步骤：
形成含水凝胶聚合物，其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合(步骤1)；
通过对含水凝胶聚合物进行微粉化来制备含水超吸收性聚合物颗粒(步骤2)；
通过干燥含水超吸收性聚合物颗粒来制备干燥的超吸收性聚合物颗粒(步骤3)；
通过向所述干燥的超吸收性聚合物颗粒中添加表面交联剂并使它们彼此反应，在超吸收性聚合物颗粒的至少一部分表面上形成表面交联层(步骤4)；和
使用铲式冷却器冷却和水合其上形成有所述表面交联层的超吸收性聚合物颗粒(步骤5)；
其中铲式冷却器包括：可旋转主体部分，该主体部分包括传送空间，通过该传送空间传送其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；安装在主体部分中的两个喷嘴，每个喷嘴将冷却空气和水注入传送空间；一个或多个铲式刀片，其安装在主体部分的内壁上，可上下操作，并在传送空间中铲起其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；以及驱动马达，其连接至主体部分并提供驱动力，其中通过用主体部分中的铲式刀片铲起其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，然后通过主体部分的旋转使被铲起的超吸收性聚合物颗粒沿重力方向下落，以与注入主体部分的传送空间中的冷却空气和水接触来进行其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒的冷却和水合。
如本文所用，术语“聚合物”是指水溶性烯属不饱和单体的聚合状态，可包括所有含水量范围或粒径范围的聚合物。
此外，如本文所用，术语“超吸收性聚合物”根据上下文是指粉末形式的交联聚合物或基础聚合物或含水凝胶聚合物(其由通过粉碎交联聚合物而获得的超吸收性聚合物颗粒组成)，或用于涵盖那些适于通过交联聚合物或含水凝胶聚合物的附加工艺(例如，干燥、粉碎、分级、表面交联等)而商业化的聚合物。
此外，如本文所用，术语“正常颗粒”是指超吸收性聚合物颗粒中粒径(或颗粒尺寸)为150μm至850μm的颗粒，术语“细颗粒”指超吸收性聚合物颗粒中的粒径小于150μm的颗粒。另外，术语“粗颗粒”是指超吸收性聚合物颗粒中粒径大于850μm的颗粒。超吸收性聚合物颗粒的这些粒径可以根据欧洲一次性用品和非织造布协会(EDANA)标准WSP 220.3方法测量。
如本文所用，术语“切碎”是指将含水凝胶聚合物碎裂成毫米尺寸的小块以提高干燥效率，与粉碎到微米级或正常颗粒级不同。
另外，术语“微粉(微粉化)”是指将含水凝胶聚合物粉碎至几十到几百微米的粒径，与“切碎”不同。
作为改进超吸收性聚合物的物理性能的方法，主要使用通过用表面交联剂处理超吸收性聚合物颗粒的表面并随后对其进行加热来形成表面交联层的方法。
然而，由于用于形成表面交联层的表面交联反应是在高温下进行的，因此超吸收性聚合物中所含的水蒸发，结果使超吸收性聚合物的含水量大大降低。当超吸收性聚合物的含水量降低时，由于在运输和储存过程中颗粒之间的摩擦所致很可能发生表面损伤，结果使超吸收性聚合物的物理性能劣化。另外，当使用含水量低的超吸收性聚合物进行商业化时，在该过程中细颗粒的生成增加，导致工艺稳定性和生产率降低，产品质量劣化。
为解决这个问题，已经提出了通过在表面交联后进行冷却和水合处理，或通过与具有吸湿性的无机材料混合来增加超吸收性聚合物的含水量的方法。然而，在传统的水合方法中，水合过程中产生的液滴会导致表面交联的超吸收性聚合物颗粒之间的团聚，结果，在最终的超吸收性聚合物中产生了大量具有大粒径的粗颗粒，这使得超吸收性聚合物的物理性能劣化并引起其偏差，并在商业化过程中造成袋式过滤器堵塞和结块。另外，由于与无机材料混合的方法通常采用干混合法进行，因此很难实现均匀混合，从而导致高吸收性聚合物的物理性能和吸收性能出现偏差。
因此，本发明人已经发现，当超吸收性聚合物均匀水合时，可以防止超吸收性聚合物物理性能的劣化和偏差，并减少粗颗粒的生成，并且他们着重于这样一个事实，即当使用铲式冷却器时，超吸收性聚合物的冷却和水合可以同时进行，并且可以在所有超吸收性聚合物颗粒中实现均匀的处理。
另外，通过本发明的制备方法制备的超吸收性聚合物可具有增加的含水量、低含量的粗颗粒、优异的吸收性能如保水容量和加压吸收率，以及改进的再润湿性能和无偏差的吸收率。
以下，将更详细地描述根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法的每个步骤。
步骤1
步骤1是形成含水凝胶聚合物的步骤，其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合。
具体而言，含水凝胶聚合物可以通过：包括中和水溶性烯属不饱和单体的至少一部分酸性基团的步骤，以及通过对将具有至少部分中和的酸性基团的水溶性烯属不饱和单体与内部交联剂和聚合引发剂混合而制备的单体组合物进行聚合而形成含水凝胶聚合物的步骤的方法(方法1)制备，或包括通过将包含具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体与内部交联剂和聚合引发剂的单体组合物进行聚合以形成聚合物(其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体与内部交联剂交联聚合)的步骤，以及通过中和聚合物的至少一部分酸性基团来形成含水凝胶聚合物的步骤(方法2)制备。
在方法1中，在水溶性烯属不饱和单体聚合之前，中和单体中的至少一部分酸性基团，然后进行聚合。通过方法1制备的聚合物具有吸收周围水的保水性，因此它通常可以以含水凝胶聚合物的形式制备，该聚合物具有30重量％或更多的高含水量。
相反，在方法2中，在中和水溶性烯属不饱和单体的酸性基团之前，首先进行聚合以形成聚合物，然后中和聚合物中存在的酸性基团。聚合后形成的聚合物表现出低的保水性，因此，聚合物以固态存在，几乎没有吸水性。然而，它通过随后的中和过程具有保水性，并成为含水凝胶聚合物。
此外，在方法2中，其酸性基团未被中和的水溶性烯属不饱和单体(例如丙烯酸)在室温时为液态，并且其在溶剂(水)中的溶解度或混溶性高，因此即使在低温下也不会沉淀。因此，对于低温下的长时间聚合是有利的，并且可以稳定地形成具有高分子量和均匀分子量分布的聚合物。
此外，在聚合物制备过程中通常产生的水溶性成分在超吸收性聚合物与液体接触时容易被洗脱。因此，当水溶性组分的含量高时，大部分洗脱的水溶性成分保留在超吸收性聚合物的表面上，使超吸收性聚合物变得粘稠，从而导致液体渗透性降低。因此，就液体渗透性而言，保持水溶性成分的低含量是重要的。如在方法2中，当聚合首先在非中和状态下进行时，可以形成长链聚合物，并且由于不完全聚合或交联导致的以非交联状态存在的水溶性组分的含量可以降低，结果，可以改进超吸收性聚合物的液体渗透性。
同样，如在方法2中，当在中和丙烯酸单体的酸性基团之前首先进行聚合以形成聚合物，并且在中和之后在表面活性剂的存在下进行微粉化，或者在表面活性剂的存在下实施微粉化后进行中和，或者微粉化和聚合物中存在的酸性基团的中和同时进行时，大量的表面活性剂存在于聚合物表面以降低聚合物的粘附性，从而防止聚合物颗粒之间的团聚。结果，可以在微粉化过程中将聚合物粉碎至正常颗粒的尺寸水平，并且由于干燥过程是在粉碎至正常颗粒的尺寸水平之后进行的，因此在该过程中产生的细颗粒的量可以显著减少。
因此，优选的是通过考虑后续工艺和条件，从方法1和方法2中适当选择含水凝胶聚合物的制备方法。
具体而言，方法1包括中和水溶性烯属不饱和单体的至少一部分酸性基团的步骤，以及通过对包含具有至少部分中和的酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂的单体组合物进行聚合而形成含水凝胶聚合物的步骤。
水溶性烯属不饱和单体可以是制备超吸收性聚合物中常用的任何单体。对于非限制性实例，水溶性烯属不饱和单体可以是由下化学式1表示的化合物：
[化学式1]
R-COOM’
其中，在化学式1中，
R是包含不饱和键的具有2至5个碳原子的烷基基团，且
M’是氢原子、一价或二价金属、铵基团或有机胺盐。
优选的是，单体可以是选自由(甲基)丙烯酸及其一价(碱)金属盐、二价金属盐、铵盐和有机胺盐组成的组的一种或多种。
当使用(甲基)丙烯酸和/或其盐作为水溶性烯属不饱和单体时，有利的是可以获得具有改进的吸收性能的超吸收性聚合物。另外，作为单体，可以使用马来酸酐、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、或2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(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、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(N,N)-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、(N,N)-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等。
水溶性烯属不饱和单体具有酸性基团，其中至少一部分可被中和剂中和。
关于根据本发明的制备方法，在方法1中，可以通过在混合具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂、聚合引发剂和中和剂制备单体组合物的过程中进行水溶性烯属不饱和体的至少一部分酸性基团的中和。由此制备的单体组合物包含具有至少部分中和的酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂。
在中和过程中，具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体的浓度可以考虑在随后的聚合反应步骤中的聚合时间、反应条件等适当地确定。例如，在本发明中，在包含具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂、聚合引发剂和中和剂的混合物中，水溶性烯属不饱和体的浓度可以为20重量％至60重量％，具体而言，20重量％或更大，且60重量％或更小，或40重量％或更小。
另外，作为中和剂，可以使用一种或多种能够中和酸性基团的碱性物质，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等。
中和剂对水溶性烯属不饱和单体中包含的酸性基团的中和度称为水溶性烯属不饱和单体的中和度。过高的中和度导致所中和的单体沉淀，因此聚合可能不容易发生，而过低的中和度不仅大大降低了聚合物的吸收性，而且赋予聚合物难以处理的特性，例如弹性橡胶的特性。因此，优选的是，水溶性烯属不饱和单体的中和度可以根据要实现的超吸收性聚合物的物理性质适当地确定。例如，在本发明中，水溶性烯属不饱和单体的中和度可以为50摩尔％至90摩尔％，更具体为50摩尔％或更大、或60摩尔％或更大、或65摩尔％或更大，且90摩尔％或更小、或85摩尔％或更小，或80摩尔％或更小或75摩尔％或更小。
同时，如本文所用，术语“内部交联剂”是用于将其与下述用于交联超吸收性聚合物颗粒表面的表面交联剂区分开来的术语。在本发明中，内部交联剂用于通过在上述水溶性烯属不饱和单体的不饱和键之间引入交联来形成包含交联结构的聚合物。
无论聚合物的表面或内部如何，都会发生交联。然而，当进行下述超吸收性聚合物颗粒的表面交联过程时，最终制备的超吸收性聚合物颗粒的表面可包含由表面交联剂新交联的结构，超吸收性聚合物颗粒的内部可以完整地保持由内部交联剂交联的结构。
作为内部交联剂，可以使用多官能丙烯酸酯基化合物、多官能烯丙基类化合物和多官能乙烯基类化合物中的一种或多种。
多官能丙烯酸酯基化合物具体可包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚丁基二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯等，并且可使用其任一种或其两种或更多种的混合物。
此外，多官能烯丙基类化合物可具体包括乙二醇二烯丙基醚、二乙二醇二烯丙基乙醚、三乙二醇二烯乙醚、四乙二醇二烯丙醚、聚乙二醇二烯丙醇醚、丙二醇二烯丙基醚、三丙二醇二烯丙基醚、聚丙二醇二烯丙基醚、丁二醇二烯丙基醚、丁二醇二烯丙基醚、己二醇二烯丙基醚、季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、季戊四醇四烯丙基醚、二季戊四醇二烯丙基醚、二季戊四醇三烯丙基醚、二季戊四醇四烯丙基醚、二季戊四醇五烯丙基醚、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、三羟甲基丙烷三烯丙基醚、甘油二烯丙基醚、甘油三烯丙基醚等，并且可使用其任一种或其两种或更多种的混合物。
此外，多官能乙烯基类化合物可具体包括乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯醚、三乙二醇二乙烯醚、四乙二醇二乙烯基醚、聚乙二醇二乙烯基醚、丙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、聚丙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、季戊四醇二乙烯基醚、季戊四醇三乙烯基醚、季戊四醇四乙烯基醚、二季戊四醇二乙烯基醚、二季戊四醇三乙烯基醚、二季戊四醇四乙烯基醚、二季戊四醇五乙烯基醚、三羟甲基丙烷二乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、甘油二乙烯基醚、甘油三乙烯基醚等，并且可使用其任一种或其两种或更多种的混合物。
在多官能烯丙基类化合物和多官能乙烯基类化合物中，分子中包含的两个或更多个不饱和基团分别与水溶性烯属不饱和单体的不饱和键或其他内部交联剂的不饱和键结合，从而在聚合过程中形成交联结构，并且即使在上述聚合反应后的中和过程中也稳定地保持交联，不同于分子中包含酯键(-(C＝O)O-)的丙烯酸酯基化合物。因此，所制备的超吸收性聚合物的凝胶强度可以提高，聚合后的排放过程中工艺稳定性可以提高，并且可以最大程度地减少水溶性成分的量。
相对于100重量份的水溶性烯属不饱和单体，内部交联剂的用量可以为0.01重量份至5重量份。例如，相对于100重量份的水溶性烯属不饱和单体，内部交联剂的用量可以为0.01重量份或更多，或0.05重量份或更多，或0.1重量份或更多，且5重量份或更少，或3重量份或更少或2重量份或更少，或1重量份或更少，或0.7重量份或更少。当内部交联剂的含量过低时，交联不会充分发生，因此可能难以达到高于适当水平的强度，当内部交联试剂的含量过高时，由于内部交联密度增加，可能难以达到所需的保水容量。
使用内部交联剂形成的聚合物具有三维网络结构，其中通过水溶性烯属不饱和单体的聚合形成的主链通过内部交联剂交联。如上所述，当聚合物具有三维网络结构时，与不会发生由内部交联剂引起的额外交联的二维线性结构相比，作为超吸收性聚合物的一般物理性质的保水容量和加压吸收率可以显著提高。
此外，在单体组合物的制备过程中，优选根据聚合方法适当选择聚合引发剂。
当在含水凝胶聚合物的形成过程中采用热聚合方法时，使用热聚合引发剂。当采用光聚合方法时，使用光聚合引发剂。当采用混合聚合方法(同时使用热和光的方法)时，可以使用热聚合引发剂和光聚合引发剂二者。然而，即使在光聚合方法的情况下，也会通过诸如紫外线照射等光照射产生一定量的热，并且根据作为放热反应的聚合反应的进展产生一定量的热，因此，可以另外使用热聚合引发剂。
光聚合引发剂可以不受构成限制地使用，只要其是能够通过诸如紫外线等光形成自由基的化合物。
光聚合引发剂例如可包括选自由安息香醚、二烷基苯乙酮、羟基烷基酮、苯甲酰甲酸酯、苄基二甲基酮、酰基膦和α-氨基酮组成的组的一种或多种。此外，酰基膦的具体实例可包括二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基膦酸乙酯等。Reinhold Schwalm撰写的“UV Coatings:Basics,Recent Developments and New Application(Elsevier,2007)”第115页中公开了更多的光聚合引发剂，然而，光聚合引发剂不限于上述实例。
此外，作为热聚合引发剂，可以使用选自由过硫酸盐类引发剂、偶氮类引发剂，过氧化氢和抗坏血酸组成的组的一种或多种。过硫酸盐类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，偶氮类引发剂的实例可以包括2,2-偶氮二-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮二-(N,N-二亚甲基)二异丁基脒二盐酸盐、2-(氨基甲酰偶氮)异丁腈、2,2-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、4,4-偶氮二-(4-氰基戊酸)等。Odian撰写的“Principle of Polymerization(Wiley，1981)”第203页中公开了更多的各种热聚合引发剂，然而，热聚合引发剂不限于上述实例。
相对于100重量份的水溶性烯属不饱和单体，聚合引发剂的用量可以为2重量份或更少。换言之，当聚合引发剂的浓度过低时，聚合速率可能变慢，并且在最终产物中可能萃取出大量残留单体，这是不优选的。相反，当聚合引发剂的浓度高于上述范围时，构成网络的聚合物链变短，因此水溶性成分的含量增加，并且聚合物的物理性能可能劣化，例如加压吸收率降低，这是不优选的。
另外，在制备单体组合物时，可以进一步引入与聚合引发剂形成氧化还原对的还原剂。
具体而言，当聚合引发剂和还原剂加入到聚合物溶液中时，它们相互反应形成自由基。形成的自由基与单体反应。由于聚合引发剂和还原剂之间的氧化还原反应具有高的反应性，所以即使只加入少量聚合引发剂与还原剂，聚合也会开始，因此不需要升高工艺温度。因此，低温聚合是可能的，并且可以最大程度地减少聚合物溶液的物理性能的变化。
即使在接近或低于室温(25℃)的温度下，使用氧化还原反应的聚合反应也可以顺利进行。例如，聚合反应可以在5℃或更高且25℃或更低，或5℃或更高且20℃或更低的温度下进行下。
当过硫酸盐类聚合引发剂用作聚合引发剂时，选自由焦亚硫酸钠(Na2S2O5)；四甲基乙二胺(TMEDA；硫酸铁(II)(FeSO4)；硫酸铁(II)和EDTA的混合物(FeSO4/EDTA)；甲醛次硫酸钠；和2-羟基-2-亚磺基乙酸二钠组成的组的一种或多种可以用作还原剂。
此外，过硫酸钾用作聚合引发剂，2-羟基-2-亚磺基乙酸二钠用作还原剂；或者过硫酸铵用作聚合引发剂，四甲基乙二胺用作还原剂；或者过硫酸钠可用作聚合引发剂，甲醛次硫酸氢钠可用作还原剂。
当过氧化物类引发剂用作聚合引发剂时，选自由抗坏血酸；蔗糖；亚硫酸钠(Na2SO3)、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)；四甲基乙二胺(TMEDA)；硫酸铁(II)和EDTA的混合物(FeSO4/EDTA)；甲醛次硫酸氢钠；2-羟基-2-亚磺基乙酸二钠；和2-羟基-2-磺基乙酸二钠组成的组的一种或多种可用作还原剂。
此外，在单体组合物的制备过程中，可根据需要进一步加入添加剂，如增稠剂、增塑剂、防腐稳定剂、抗氧化剂等。
在本发明中，单体组合物可以是例如处于溶液状态，其中它溶于诸如水等溶剂。溶液状态下的单体组合物的固体含量，即单体、内部交联剂和聚合引发剂的浓度，可以考虑聚合时间、反应条件等适当控制。例如，单体组合物中的固体含量可以为10重量％至80重量％，或15重量％至60重量％，或30重量％至50重量％。当单体组合物的固体含量在上述范围内时，通过使用在高浓度水溶液的聚合反应中发生的凝胶效应现象，在聚合后不需要除去未反应的单体的情况下，在后面描述的聚合物的粉碎期间控制粉碎效率可能是有利的。
作为适用的溶剂，可以使用任何溶剂而没有结构限制，只要其能够溶解上述成分。例如，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、丙醇单甲醚乙酸酯、甲乙酮、丙酮、甲戊酮、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、甲基溶纤剂乙酸酯和N,N-二甲基乙酰胺或其混合物可用作溶剂。
接下来，单体组合物的聚合过程可在结构方面不受特别限制地进行，只要单体组合物能够通过热聚合、光聚合或混合聚合形成含水凝胶聚合物即可。
具体而言，根据聚合能量来源，聚合方法主要分为热聚合和光聚合。当进行热聚合时，通常可以在反应器中进行，如配备搅拌轴的捏合机。当进行光聚合时，可以在配有可移动传送带的反应器中或在平底容器中进行。
在如上所述的聚合法中，根据短的聚合反应时间(例如1小时或更短)通常形成分子量不大且分子量分布宽的聚合物。
例如，根据反应器中配备的搅拌轴的类型，将通过向反应器中提供热空气(如上所述配备搅拌轴的捏合机)或通过加热反应器进行热聚合而获得的含水凝胶聚合物以厘米或毫米的尺寸从反应器出口排出。具体而言，根据供给到其中的单体组合物的浓度、供给速度等，可以以各种形式获得含水凝胶聚合物，并且通常可以获得重均粒径为2mm至50mm的含水凝胶聚合物。
此外，如上所述，当光聚合在配备有可移动传送带的反应器中或在平底容器中进行时，所获得的含水凝胶聚合物通常可以是具有带宽度的片状含水凝胶聚合物。在这种情况下，聚合物片材的厚度可以根据供给到其中的单体组合物的浓度和供给速度或供给量而变化，并且通常，优选供给单体组合物使得可以获得厚度为约0.5cm至约5cm的片状聚合物。当单体组合物被供应从而使片状聚合物的厚度变得太薄的程度时，这是不希望的，因为生产效率低，而当片状聚合物厚度大于5cm时，由于厚度过厚所致，聚合反应可能在整个厚度上不均匀地发生。
另外，在配备有传送带的具有搅拌轴的反应器中的传统的聚合反应中，当聚合产物移动时将新的单体组合物供应至反应器，从而聚合连续发生，并具有不同聚合速率的聚合物混合。因此，在单体组合任务中难以发生均一的聚合，并且整体物理性质可以劣化。
鉴于此，在本发明的制备方法中，单体组合物的聚合反应可以在间歇式反应器中进行。
如上所述，由于聚合是在间歇式反应器中以固定床式进行的，因此具有不同聚合速率的聚合物混合的风险很小，结果可以获得品质均匀的聚合物。
另外，当在间歇式反应器中进行聚合时，聚合可以比在配备传送带的反应器中连续进行的聚合进行更长的时间，例如，长3小时或更长。然而，尽管如上所述聚合时间是长的，但由于聚合是对非中和状态下的水溶性烯属不饱和单体进行的，因此即使在长时间聚合后单体也不容易沉淀，因此有利于长时间聚合。
同时，在间歇式反应器中的聚合中，可以采用热聚合方法，因此使用热聚合引发剂作为聚合引发剂。热聚合引发剂与上述相同。
相反，制备含水凝胶聚合物的方法2可以通过以下方式进行：对包含具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂的单体组合物进行聚合来形成聚合物的步骤(其中，具有酸性基团的水溶于水的烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合)，以及通过中和聚合物的至少一部分酸性基团形成含水凝胶聚合物的步骤。
在方法2中，单体组合物的制备及其聚合过程可以以与方法1中相同的方式进行，不同的是在制备单体组组合物的过程中使用其酸性基团未被中和的水溶性烯属不饱和单体。
另外，方法2中的聚合反应可以具体地在间歇式反应器中进行。另外，由于间歇式反应器中的聚合采用热聚合方法，因此可以使用热聚合引发剂作为聚合引发剂。另外，如上所述，聚合可以通过将还原剂与引发剂一起加入来引发。
接下来，在方法2中，通过中和交联聚合物的至少一部分酸性基团形成含水凝胶聚合物的步骤可以通过向交联聚合物中加入中和剂并使它们彼此反应来进行。
与方法1一样，能够中和酸性基团的碱性物质，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等可用作中和剂。
此外，当指示中和剂对聚合物中所含酸性基团的中和程度的聚合物的中和程度过高时，颗粒表面上羧基基团的浓度过低，使得难以在随后的过程中进行适当的表面交联，结果加压吸收率和液体渗透性可能降低。相反，聚合物的中和度过低不仅大大降低了聚合物的吸收率，而且使聚合物具有难以处理的特性，例如弹性橡胶的特性。因此，优选的是根据要实现的超吸收性聚合物的物理性质适当选择聚合物的中和度。例如，在本发明中，聚合物的中和度可以为50摩尔％至90摩尔％，更具体为，50摩尔％或更多，或60摩尔％或更多，或65摩尔％或更多，且90摩尔％或更少，或85摩尔％或更少，或80摩尔％或更少，或75摩尔％或更少。
根据方法1或方法2制备的聚合物可以是含水凝胶状态，可具有的含水量为30重量％至80重量％，更具体而言，30重量％或更多，或35重量％或更多，或40重量％或更多，且80重量％或更少，或75重量％或更少，或70重量％或更少。
当含水凝胶聚合物的含水量过低时，含水凝胶聚合物可能无法有效地粉碎，因为在随后的粉碎步骤中难以实现合适的表面积。当含水凝胶聚合物的含水量过高时，很难将含水凝胶聚合物粉碎成所需的粒径，因为在随后的粉碎步骤中施加的压力增加。然而，通过根据本发明的制备方法制备的含水凝胶聚合物具有满足上述范围的含水量，并且适用于随后的微粉化过程。
同时，如本文所用，“含水量”是指相对于含水凝胶聚合物的总重量，水所占的重量，该重量可以是通过从含水凝胶聚合物重量中减去干燥聚合物的重量而获得的值。具体而言，含水量可以定义为测量通过在经由红外加热升高处于碎屑状态的聚合物温度的干燥过程中由于聚合物中水分的蒸发而导致的重量损失而计算的值。此时，可如下确定干燥条件：干燥温度从室温升高至约180℃，然后将温度保持在180℃，总干燥时间设置为40分钟，包括升温步骤的5分钟。详细的测量方法和条件与下面的实验例相同。
步骤2
接下来，步骤2是通过对步骤1中制备的含水凝胶聚合物进行微粉化来制备含水超吸收性聚合物颗粒的步骤。
在以上步骤中，将含水凝胶聚合物切碎至几十微米至几百微米的尺寸并同时进行团聚，而不是将含水凝胶聚合物切碎至毫米的尺寸。换言之，步骤2是制备二次团聚颗粒的步骤，其中通过为含水凝胶聚合物提供适当的粘附性，使多个被切成几十微米至几百微米尺寸的一次颗粒团聚。作为上述步骤中制备的二次团聚颗粒的含水超吸收性聚合物颗粒具有正常的粒径分布，其表面积大大增加，因此可以显著提高吸收率。
具体而言，在本发明的制备方法中，通过对聚合物进行微粉化来制备含水超吸收性聚合物颗粒的步骤可以进行两次或更多次，更特别而言，2至4次。
微粉化步骤可以由微粉机执行，该微粉机可包括：主体部分，其包括传送空间，含水凝胶聚合物通过该传送空间转移；螺杆部件，其以可旋转方式安装在传送空间内以转移聚合物；驱动马达，其为螺杆部件提供旋转驱动力；切割器部件，其安装在主体部分中以粉碎所述聚合物；和穿孔板，其具有形成在其中的多个孔，该穿孔板将由切割器部件粉碎的聚合物排放到主体部分的外部。在这方面，在微粉机的穿孔板中提供的孔的尺寸可以是1mm至10mm，或1mm至6mm。
此外，微粉化步骤可以在表面活性剂的存在下进行。
表面活性剂被吸附或结合至含水凝胶聚合物的表面，以降低含水凝胶聚合物表面的粘附性，从而控制粉碎的含水凝胶聚合物之间的团聚。
传统上，几mm或几cm大小的颗粒是通过切碎含水凝胶聚合物的过程形成的。尽管含水凝胶聚合物的表面积可以通过这种切碎过程相当大地增加，但很难期望有足以有效改进吸收率的效果。因此，为了改进吸收率，提出了在切碎步骤中用增加的机械力捏合来增加表面积的方法。在这种情况下，由于聚合物的独特粘性所致发生了过度的团聚，并且在切碎、干燥和粉碎之后，只形成了表面不均匀的无定形单颗粒，并且水溶性成分由于过度捏合或压碎而增加。
因此，在本发明中，由于含水凝胶聚合物的微粉化过程是在表面活性剂的存在下进行的，因此表面活性剂大量存在于含水凝胶聚合物的表面。存在于含水凝胶聚合物表面上的表面活性剂降低了聚合物的高粘附性，从而防止了聚合物的过度团聚并将团聚状态控制在所需水平。结果，与以微米尺寸进行的传统切碎工艺不同，含水凝胶聚合物可被粉碎至几毫米至几百微米的尺寸，随后的粉碎和干燥过程可在较温和的条件下进行。因此，可以显著减少制备过程中产生的细颗粒的量。
另一方面，当含水凝胶聚合物在表面活性剂的存在下微粉化时，表面活性剂可能不能充分发挥其作用，因为含水凝胶聚合物中的高含水量所致，表面活性剂渗透到含水凝胶聚合物的内部，而不是存在于含水凝胶聚合物的界面。相反，本发明通过使用具有如上所述的特征结构的微粉机解决了这个问题。
另外，表面活性剂中包含的疏水官能部分为粉碎的超吸收性聚合物颗粒的表面提供疏水性以减轻颗粒之间的摩擦，从而增加了超吸收性聚合物的表观密度，并且表面活性剂中所包含的亲水官能部分也结合至超吸收性聚合物颗粒，以防止超吸收性聚合物的表面张力降低。结果，通过根据本发明的制备方法制备的超吸收性聚合物可以表现出高的表观密度，同时表现出与不含表面活性剂的超吸收性聚合物相当的表面张力。
具体而言，表面活性剂可以是由下化学式2表示的化合物或其盐，但本发明不限于此：
[化学式2]
其中，在化学式2中，
A1、A2和A3各自独立地为单键、羰基、
条件是其中一个或多个是羰基或/>
其中m1、m2和m3各自独立地为1至8的整数，/>
连接至邻近的氧原子，-*连接至邻近的R1、R2或R3，
R1、R2和R3各自独立地为氢、具有6至18个碳原子的直链或支链烷基或具有6至18个碳原子的直链或支链烯基，和
n是1至9的整数。
表面活性剂与聚合物混合，该表面活性剂的加入使得微粉化步骤可以容易地完成而不会团聚。
由化学式2表示的表面活性剂是非离子表面活性剂，并且即使对未中和的聚合物也通过氢键力而具有优异的表面吸附性能，因此，它适合于实现期望的团聚控制效果。相反，当阴离子表面活性剂而不是非离子表面活性剂与用中和剂如NaOH或Na2SO4中和的聚合物混合时，其通过在聚合物的羧基取代基中离子化的Na+离子被吸附，并且当与未中和的聚合物混合时，存在的问题是由于与聚合物的羧酸取代基的阴离子竞争导致聚合物的吸附效率相对降低。
具体而言，在化学式2表示的表面活性剂中，疏水官能团是末端官能团，R1、R2、R3部分(如果不是氢)，并且亲水官能团包括链中的甘油衍生部分和末端的羟基基团(当An是单键时，同时当Rn为氢时，n＝1至3)，其中甘油衍生部分和末端羟基基团是亲水官能团，用于改进聚合物表面上的吸附性能。因此，可有效抑制超吸收性聚合物颗粒的团聚。
化学式2中，疏水官能团，R1、R2、R3部分(如果不是氢)各自独立地为具有6至18个碳原子的直链或支链烷基，或具有6至18个碳原子的直链或支链烯基。在这方面，当R1、R2、R3部分(如果不是氢)是具有少于6个碳原子的烷基或烯基时，存在的问题是，由于链长较短，粉碎颗粒的团聚可能无法得到有效控制。当R1、R2、R3部分(如果不是氢)是具有超过18个碳原子的烷基或烯基时，可能存在的问题是，表面活性剂因为其流动性降低可能无法与聚合物有效混合，并且由于表面活性剂的成本增加，组合物的单价增加。
优选的是，当R1、R2和R3可以为氢或具有6至18个碳原子的直链或支链烷基时，它们可以是2-甲基己基、正庚基、2-甲基庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基或正十八烷基，或当R1、R2和R3可以为具有6至18个碳原子的直链或支链烯基时，它们可以是2-己烯基、2-庚烯基、2-辛烯基、2-壬烯基，正癸烯基、2-十一烯基、2-十二烯基、2-十三烯基，2-十四烯基、2-十五烯基、2-十六烯基、2-十七烯基或2-十八烯基。
表面活性剂可选自由下化学式2-1至化学式2-14表示的化合物：
[化学式2-1]
[化学式2-2]
[化学式2-3]
[化学式2-4]
[化学式2-5]
[化学式2-6]
[化学式2-7]
[式2-8]
[化学式2-9]
[化学式2-10]
[化学式2-11]
[化学式2-12]
[化学式2-13]
[化学式2-14]
同时，相对于100重量份的含水凝胶聚合物，表面活性剂的用量可以为0.01重量份至10重量份。当表面活性剂的用量过少时，其不会均匀地吸附在聚合物的表面上，因此在粉碎后可能会发生颗粒的再次团聚。当表面活性剂的用量过大时，最终制备的超吸收性聚合物的总体物理性能可能会劣化。例如，相对于100重量份的含水凝胶聚合物，表面活性剂的用量可以为0.01重量份或更多、或0.015重量份或更多、或0.1重量份或更多，且5重量份或更少、或3重量份或更少、或2重量份或更少、或1重量份或少、或0.5重量份或更少。
表面活性剂与聚合物混合的方法没有特别限制，只要它是能够将表面活性与聚合物均匀混合的方法即可，并且可以适当地采用和使用。具体而言，表面活性剂可以以干燥方式混合，或者在溶于溶剂中之后以溶液状态混合，或者表面活性剂可熔融然后混合。
其中，例如，表面活性剂可以在溶于溶剂中之后以溶液状态混合。在这方面，可以使用任何类型的溶剂，而不限于无机或有机溶剂，但考虑到干燥过程的容易性和溶剂回收系统的成本，水是最合适的。另外，可以使用将溶液与表面活性剂和聚合物在反应槽中混合的方法，将聚合物置于混合器中然后将溶液喷洒至其中的方法，或者将聚合物和溶液连续供应至连续操作的混合器中然后将它们彼此混合的方法。
同时，关于本发明的制备方法，在步骤1的方法2中，中和聚合物的至少一部分酸性基团的过程和在表面活性剂的存在下进行聚合物的微粉化的过程可以相继、交替地或同时进行。
换言之，在通过向聚合物中加入中和剂中和酸性基团之后，可以向经中和的聚合物中加入表面活性剂以对与表面活性剂混合的聚合物进行微粉化，或者可以通过同时向聚合物中添加中和剂和表面活性剂来对聚合物进行中和和微粉化。作为选择，可以首先添加表面活性剂，然后添加中和剂。作为选择，中和剂和表面活性剂可以交替添加。作为选择，可以首先添加表面活性剂以进行微粉化，然后可以添加中和剂以进行中和，并且可以将表面活性剂进一步添加到经中和的含水凝胶聚合物中以进一步进行微粉过程。
然而，为了均匀地中和整个聚合物，优选在加入中和剂和微粉化过程之间有预定的时间差。
同时，当添加表面活性剂时，至少部分或显著量的表面活性剂可能存在于含水凝胶聚合物颗粒的表面上。
在这方面，表面活性剂在含水凝胶聚合物颗粒表面上的存在意味着至少部分或显著量的表面活性剂被吸附或结合至含水凝胶聚合物颗粒的表面。具体而言，表面活性剂可能以物理或化学方式吸附在含水凝胶聚合物颗粒的表面。更具体而言，表面活性剂的亲水官能团可通过分子间作用力(例如偶极-偶极相互作用)以物理方式吸附至含水凝胶聚合物颗粒表面的亲水部分上。如上所述，表面活性剂的亲水部分以物理方式吸附在含水凝胶聚合物颗粒的表面上以覆盖表面，而表面活性剂的疏水部分未吸附在聚合物颗粒的表面上，因此含水凝胶聚合物颗粒可以以一种胶束的结构涂覆表面活性剂。这是因为表面活性剂不是在水溶性烯属不饱和单体的聚合过程中添加的，而是在聚合物形成后的微粉化步骤中添加的。与在聚合过程中添加表面活性剂并且表面活性剂存在于聚合物内部的情况相比，表面活性剂可以充分发挥其作用，并且粉碎和团聚同时发生，以通过细颗粒的团聚获得具有大表面积的颗粒。
如上所述，通过在聚合物和表面活性剂混合后或在表面活性剂的存在下对聚合物进行微粉化，可以制备二次团聚颗粒形式的含水凝胶聚合物颗粒，其中处于混合状态的超吸收性聚合物颗粒和表面活性剂被粉碎和团聚。
如本文所用，“含水超吸收性聚合物颗粒”是指含水量为约30重量％或更多的颗粒，且由于含水超吸收性聚合物颗粒是通过不经干燥过程而将含水凝胶聚合物粉碎和团聚以颗粒的形式获得的，因此它们的含水量与含水凝胶聚合物一样为30重量％至80重量％。更具体而言，含水量可以为30重量％或更多，或35重量％或更多，或40重量％或更多，且80重量％或更少，或75重量％或更少，或70重量％或更少。
此外，在根据本发明的制备方法中，在微粉化步骤期间，除了表面活性剂之外，可以任选地进一步添加金属氢氧化物和金属盐中的一种或多种添加剂。
金属氢氧化物通过在微粉化过程中形成渗透压来赋予吸收能力。具体实例可包括碱金属的氢氧化物，如氢氧化钠、氢氧化钾等，且可使用其任一种或其两种或更多种的混合物。
另外，金属盐用于在微粉化过程中去除残余单体。具体实例包括碱金属的硫酸盐，如亚硫酸钠、过硫酸钠、过硫酸钾等；或硫酸铵类化合物，如过硫酸铵等，以及它们中的任一种或两种或更多种的混合物。
相对于100重量份的含水凝胶聚合物，添加剂的用量可以为0.01重量份至20重量份。当添加剂用量过少时，使用添加剂的效果不显著，当添加剂用量过多时，最终制备的超吸收性聚合物的整体物理性能可能劣化。更具体而言，相对于100重量份的含水凝胶聚合物，添加剂的使用量可以为0.01重量份或更多、0.05重量份或更多、或0.1重量份或更多，且20重量份或更少、或15重量份或更少、或13重量份或更少、或10重量份或更少、或6重量份或更少。
与引入表面活性剂的方法一样，添加剂可以以干燥方式与聚合物混合，或者在溶于溶剂中之后以溶液状态混合，或者以添加剂分散在分散介质中的状态混合，或在熔融后与聚合物混合。
另外，当微粉化步骤进行两次或更多时，可以根据每个微粉化阶段以相同或不同的方式引入添加剂。例如，当微粉化步骤进行四次时，粉化步骤可以如下进行：通过在没有表面活性剂和添加剂的条件下使用微粉机对含水凝胶聚合物进行初级微粉化的第一微粉化步骤；在具有金属氢氧化物的条件下使用微粉机对初级微粉化的含水凝胶聚合物进行二次微粉化的第二微粉化步骤；在具有金属盐的条件下使用微粉化机对二次微粉化的含水凝胶聚合物进行三次微粉化的第三微粉化步骤；和在具有表面活性剂的条件下使用微粉机对三次微粉化的含水凝胶聚合物进行四此微粉化的第四微粉化步骤。每个步骤中表面活性剂和添加剂的进料量与上述相同，并且第一至第四微粉化步骤的顺序可以改变。
当以与上述相同的方式进行微粉化步骤时，可以实现与干燥后的产品相同水平的粒径分布，因此可以进一步减少细颗粒的生成。
因此，根据本发明的制备方法可以在微粉化过程之后不包括额外的粉碎步骤。另外，由于在微粉化过程后获得的含水超吸收性聚合物颗粒中细颗粒的含量较低，因此可以不包括额外的分级步骤。也就是说，即使没有额外的粉碎和分级步骤，也可以制备具有适用于产品的粒径的超吸收性聚合物。然而，根据产品的应用和需要，可以另外进行微粉化或另外进行分级过程。
步骤3
接下来，步骤3是通过Udine含水的超吸收性聚合物颗粒进行干燥来制备干燥的超吸收性聚合物颗粒的步骤。
在制备超吸收性聚合物的常用方法中，通常进行干燥步骤，直到超吸收性聚合物的含水量小于10重量％。然而在根据本发明的制备方法中，可以进行干燥过程，使得基于干燥的超吸收性聚合物颗粒的总重量，干燥后的超吸收性聚合物的含水量为10重量％或更大，更具体为10重量％至20重量％，或10重量％至15重量％。
为此，干燥可在80℃至250℃进行5分钟至80分钟。当干燥温度过低时，干燥时间可能会延长，加工性可能会劣化，并且当干燥温度过高时，超吸收性聚合物颗粒的含水量可能过低，从而导致后续过程中的开裂。更具体而言，干燥可以在80℃或更高、100℃或更高、120℃或更高，并且250℃或更低、180℃或更低、150℃或更低的温度下进行5分钟或更长、20分钟或更长，并且80分钟或更短、60分钟或更短。
此外，干燥可以以移动式进行。取决于干燥过程中材料是否流动，这种移动式干燥与固定床式干燥不同。
移动式干燥是指在机械搅拌下干燥产品的方法。此时，热空气穿过材料的方向可以与材料的循环方向相同或不同。作为选择，可以通过在干燥器内循环材料并使加热介质流体(加热介质油)通过干燥器外的单独管道来干燥材料。相反，固定床式干燥是指将待干燥的材料固定在空气可以穿过的地板(例如穿孔铁板)上，并通过使热空气从底部到顶部穿过材料进行干燥的方法。
因此，在干燥步骤中，就防止待干燥的含水超吸收性聚合物颗粒之间的团聚并在短时间内完成干燥而言，优选进行移动式干燥。
作为能够通过这种移动式干燥进行干燥的装置，可以使用通常使用的移动式干燥器，例如卧式混合干燥器、回转窑、桨式干燥器或蒸汽管干燥器等。
此外，当使用移动式干燥方法时，可以控制转度，从而进一步改进干燥效率。例如，转速可以是10rpm或更高、或30rpm或更高、或50rpm或更高、或80rpm或更高，且200rpm或更低、或150rpm或更低，或120rpm或更低或100rpm或更低。在上述范围内，优选通过考虑含水凝胶聚合物的含水量、含水凝胶聚合物的量、移动式干燥机的种类、干燥条件(如干燥温度、干燥时间等)来确定转速。
通过上述干燥过程，可以获得比传统制备的含水量更高的干燥超吸收性聚合物颗粒。具体而言，干燥的超吸收性聚合物颗粒的含水量可以为10重量％或更多，更具体而言，10重量％至20重量％，或10重量％到15重量％。由于干燥的超吸收性聚合物颗粒具有上述范围的含水量，在后续过程中可以防止或最大程度减少细颗粒的生成。
步骤4
接下来，步骤4是通过向干燥的超吸收性聚合物颗粒中添加表面交联剂来进行表面交联反应的步骤。
通过上述步骤，干燥的超吸收性聚合物颗粒中包含的交联聚合物通过表面交联剂进一步交联，因此表面交联层可以形成在干燥的超吸收性聚合物颗粒的至少一部分表面上。
作为表面交联剂，可以使用传统上用于制备超吸收性聚合物的任何表面交联剂而没有任何特别限制。例如，表面交联剂可包括选自由乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-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、三丙二醇和甘油组成的组的一种或多种多元醇；选自由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甘油酯组成的组的一种或多种碳酸酯类化合物；环氧化合物如乙二醇二缩水甘油醚等；噁唑啉化合物如噁唑烷酮等；多胺化合物；噁唑啉化合物；单、二或多噁唑烷酮化合物；环状脲化合物；等等。
具体而言，作为表面交联剂，可以使用一种或多种、两种或更多种或三种或更多种上述表面交联剂。例如，乙二醇二缩水甘油醚和丙二醇可以在混合物中使用。
相对于100重量份的干燥的超吸收性聚合物颗粒，这种表面交联剂的用量可以为0.001重量份至5重量份。更具体而言，相对于100重量份干燥的超吸收性聚合物颗粒，表面交联剂的用量可以为0.001重量份或更多、或0.01重量份或更多、或0.1重量份或更多、或0.3重量份或更多、或0.4重量份或更多，并且5重量份或更少、或3重量份或更少、或1重量份或更少。通过将表面交联剂的含量控制在上述范围内，可以制备表现出优异吸收性能的超吸收性聚合物。
另外，形成表面交联层的步骤可以通过向表面交联剂中添加无机材料来进行。也就是说，在表面交联剂和无机材料的存在下，可以进行通过进一步交联超吸收性聚合物颗粒的表面来形成表面交联层的步骤。
作为无机材料，可以使用一种或多种选自由二氧化硅、粘土、氧化铝、二氧化硅-氧化铝复合物、二氧化钛、氧化锌和硫酸铝组成的组的无机材料。无机材料可以以粉末或液体的形式使用，特别是以氧化铝粉末、二氧化硅-氧化铝粉末、氧化钛粉末或纳米二氧化硅溶液的形式使用。
相对于100重量份的干燥的超吸收性聚合物颗粒，无机材料的用量可以为0.001重量份至1重量份，更具体而言，0.001重量份或更多，或0.01重量份或更多，或0.1重量份或更多，且1重量份或更少，或0.5重量份或更少。
此外，表面交联剂与超吸收性聚合物颗粒混合的方法就其结构而言不受限制。例如，可以使用将表面交联剂和超吸收性聚合物颗粒送料至反应器并将它们彼此混合的方法、将表面交联剂喷涂到超吸收性聚合物颗粒上的方法，或将超吸收性聚合物颗粒和表面交联剂混合同时将它们连续送料至连续操作的混合机的方法。
当表面交联剂和超吸收性聚合物颗粒混合时，可以将水和甲醇一起混合并添加。当加入水和甲醇时，优点在于表面交联剂可以均匀地分散在超吸收性聚合物颗粒中。这里，可以适当控制所加入的水和甲醇的量，以诱导表面交联剂的均匀分散，防止超吸收性聚合物颗粒的团聚，同时优化交联剂的表面渗透深度。
表面交联过程可以在80℃至250℃的温度进行。更具体而言，表面交联过程可以在100℃至220℃、或120℃至200℃的温度进行约20分钟至约2小时、或约40分钟至约80分钟。当满足上述表面交联过程条件时，超吸收性聚合物颗粒的表面可以充分交联以增加加压吸收率。
升高表面交联反应温度的手段没有特别限制。可以通过提供加热介质或直接提供热源来进行加热。在这方面，适用的加热介质的种类可以是热流体等，如蒸汽、热空气或热油，但不限于此。考虑到加热介质的方式、加热速率和目标温度，可以适当地控制待提供的加热介质的温度。同时，作为要直接提供的热源，可以使用电加热器或气体加热器，但不限于上述实例。
步骤5
接下来，步骤5是使用铲式冷却器同时冷却和水合超吸收性聚合物颗粒(其上形成有作为步骤4结果的表面交联层)的步骤。
传统上，桨式冷却器主要用于在表面交联反应后冷却超吸收性聚合物。桨式冷却器在冷却器内部沿冷却器的纵向设置有一个或多个旋转轴，且多个桨叶或桨式刀片安装在旋转轴上，使得在根据旋转轴的旋转使桨叶旋转的同时，通过搅拌并与冷却水混合来冷却冷却器内的超吸收性聚合物颗粒。然而，在桨式冷却器中，搅拌和混合是由沿着冷却器内的旋转轴旋转的桨叶进行的，因此超吸收性聚合物颗粒和冷却水的搅拌和混合仅在桨叶的旋转半径内发生。结果，难以充分且均匀地使超吸收性聚合物颗粒与冷却水接触并在整个超吸收性聚合物颗粒中水合。另外，在搅拌和混合期间，超吸收性聚合物颗粒之间容易发生团聚，因此，所得超吸收性聚合物中粒径大于850μm的粗颗粒的含量较高，超吸收性聚合物的物理性能存在很大的劣化和偏差。
鉴于此，在本发明中，使用铲式冷却器，从而可以在其上形成表面交联层的超吸收性聚合物颗粒上均匀冷却和水合，此外，还可以与添加的添加剂均匀混合。
铲式冷却器包括可旋转的主体部分和一个或多个安装在主体部分内壁上可上下操作的铲式刀片。因此，当其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒被引入主体部分以冷却和水合时，主体部分旋转，铲形刀片随着主体部分的旋转而旋转并上下操作。主体部分中的超吸收性聚合物颗粒通过铲式刀片的上下操作被铲起，然后根据主体部分的旋转沿重力方向下落。此时，沿重力方向下落的超吸收性聚合物颗粒与注入主体部分的冷却空气和水接触，从而发生冷却和水合。因此，在整个颗粒中均匀的冷却和水合是可能的。另外，当选择性地进一步添加用于改进超吸收性聚合物颗粒物理性能的添加剂时，与添加剂均匀混合也是可能的。
此外，与传统的桨式冷却器不同，在铲式冷却器中，超吸收性聚合物颗粒被搅拌并与冷却空气、水和添加剂接触，同时在主体部分内部上下流动而不被卡住，因此可以减少铲式刀片与超吸收性聚合物颗粒之间以及超吸收性聚合物颗粒之间的接触和摩擦，结果，可以防止超吸收性聚合物颗粒的断裂和随后的物理性能的劣化。
此外，在铲式冷却器中，铲式刀片的一部分，例如其中心或边缘呈凹形，如勺状或铲状。因此，与具有平边缘的桨叶相比，铲式刀片在铲起超吸收性聚合物颗粒方面是有利的，结果，在整个超吸收性聚合颗粒中更均匀地进行超吸收性聚合物颗粒与冷却空气和水的接触。
此外，即使在冷却和水合过程中超吸收性聚合物颗粒之间发生团聚，铲式冷却器也能够通过在主体部分内部多个方向上产生的搅拌力容易地分离团聚的颗粒。结果，可以减少超吸收性聚合物颗粒中粗颗粒的含量，并防止和最大限度地减少超吸收性聚合物的物理性能和吸收性能的偏差。
图1至3分别显示了用于根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法中的铲式冷却器的侧截面结构、前部结构和后部结构的示意图。图1至图3仅用于说明本发明，本发明不限于此。
下面，参考图1至3，铲式冷却器10具体包括可旋转的主体部分1，该主体部分1包括传送空间，通过该传送空间传送其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；安装在主体部分1中的两个喷嘴，每个喷嘴将冷却空气和水注入传送空间，即，冷却空气输入喷嘴2a和水输入喷嘴2b；一个或多个铲式刀片3，其安装在主体部分的内壁上，可上下操作，并在传送空间中铲起其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；以及驱动马达4，其连接至主体部分1并提供驱动力，其中通过用主体部分1中的铲式刀片3铲起其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒，然后通过主体部分1的旋转使被铲起的超吸收性聚合物颗粒沿重力方向下落，以与注入主体部分1的传送空间中的冷却空气和水接触，结果同时进行其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒的冷却和水合。
具体而言，铲式冷却器中的主体部分1包括传送空间，其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒通过该空间传送并流动。
主体部分1的形状没有特别限制，例如，圆柱形或鼓形。
另外，主体部分1是可旋转的，因此，主体部分的内部空间中存在的成分可通过主体部分的旋转而搅拌和混合。
主体部分1的旋转可以通过整个主体部分或通过主体部分的某一部分的旋转来进行。例如，整个主体部分可以通过从驱动马达4传递的驱动力而旋转。对于另一个实例，旋转轴沿主体部分的纵向分别设置在主体部分1的外部上部和下部，当驱动力从驱动马达传递到旋转轴时，旋转轴通过驱动力旋转，结果，主体部分能够在垂直于主体部分的纵向的方向上旋转。
另外，当仅有主体部分的某一部分旋转时，主体部分可以连接到驱动马达，并且可以包括通过从驱动马达传递的驱动力旋转的旋转部分和不旋转的固定部分。例如，旋转部分可以布置在主体部分的上侧，其中引入了表面交联的超吸收性聚合物颗粒和冷却介质，固定部分可以布置在主体部分的下侧，冷却的超吸收性聚合物颗粒从该部分排出。作为选择，固定部分可以布置在主体部分的上侧，其中引入了表面交联的超吸收性聚合物颗粒和冷却介质，旋转部分可以布置在主体部分的下侧，冷却的超吸收性聚合物颗粒从该分排出。作为选择，如图1所示，旋转部分1a可以布置在主体部分的中间，固定部分1b可以分别布置在旋转部分1a的上侧和下侧。
另外，主体部分1分别设置有用于引入其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒的超吸收性聚合物入口，以及用于排出经冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒的超级吸收性聚合物出口。其位置没有特别限制，超吸收性聚合物入口可以设置在主体部分的一端，超吸收性聚合物入口也可以设置在主体部分的另一端。例如，如图1所示，超吸收性聚合物入口1c可以布置在主体部分1的上部，超吸收性聚合物出口1d可以布置在本体部分1的下部，使得主体部分1内的超吸收性聚合物可以沿一个方向流动。
另外，如图1所示，在铲式冷却器中，排放板可进一步设置在主体部分的内壁上，其中排放板朝向出口1d倾斜并连接至出口，以便于排出经冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒。在这种情况下，经冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒积聚在排放板上时，由于排放板的倾斜所致它们可很容易排放至出口。
对于另一个实例，主体部分1由布置用于引入超吸收性聚合物的超吸收性聚合物入口1c的上部部分、通过将超吸收性聚合物颗粒与冷却空气和水混合并接触来进行冷却的夹套部分，以及布置用于排出经冷却的超吸收性聚合物颗粒的超吸收性聚合物出口1d的下部组成。在这种情况下，夹套部分对应于旋转部分1a，上部和下部对应于固定部分1b。
另外，主体部分1设置有用于引入冷却空气和水的各个喷嘴，即冷却空气输入喷嘴2a和水输入喷嘴2b。因此，通过喷嘴引入的冷却空气和水被喷射到主体部分的空间中。喷嘴可以选择性地设置有喷嘴打开/关闭装置或控制装置，例如能够控制冷却空气和水的进料速度或喷射速度以及进料量或喷射量的阀或开关。
喷嘴的布置位置没有特别限制。例如，考虑到与超吸收性聚合物的容易混合和均匀性，喷嘴可以布置在超吸收性聚合物的入口侧，即，在布置入口的主体部分的上部，更具体而言，位于主体部分上侧的固定部分1b。
另外，铲式刀片3安装在主体部分1的内壁上，可上下操作。
铲式刀片3具有勺状或铲状，在随主体部分的旋转一起旋转的同时可上下操作。结果，主体部分的传送空间中存在的超吸收性聚合物颗粒从底部被铲起，由铲式刀片铲起的超吸收性聚合物颗粒通过主体部分的旋转和重力下落，并与送入主体部分内部空间的冷却空气和水接触，从而彼此混合。
铲式刀片3中的一个或多个、或两个或更多个、或三个或更多个、或四个或更多个可以设置在主体部分的内壁上，但不限于此。其可根据主体部位的尺寸等适当确定。
另外，由于铲式刀片在根据主体部分的旋转而旋转的同时上下操作，因此铲式刀片的操作速度根据主体部分旋转速度确定。然而，可以选择性地进一步包括单独的操作速度控制部件用于控制铲式刀片的操作速度。
另外，铲式冷却器10包括连接至主体部分1的驱动马达4，以提供驱动力，具体而言，旋转驱动力。
另外，铲式冷却器10是超吸收性聚合物供应单元(未示出)，用于储存和供应其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；冷却空气供应单元(未示出)，用于存储冷却空气并通过安装在冷却器主体部分中的冷却空气输入喷嘴供应冷却空气；供水单元(未示出)，用于储存水并通过安装在冷却器主体部分中的水输入喷嘴供水；选择性地一个或多个添加剂喷嘴(未示出)和添加剂入口1e，它们安装在冷却器的主体部分中，用于在冷却和水合过程中选择性加入添加剂。
图4显示了在根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法中的冷却和水合步骤期间在铲式冷却器的主体部分中发生的混合过程的示意图。在图4中，箭头标记表示主体部分的旋转。
参考图4，当表面交联的超吸收性聚合物颗粒20通过具有上述结构的铲式冷却器中的超吸收性聚合物入口引入时，超吸收性聚合物颗粒通过冷却器主体部分中铲式刀片3的上下操作被铲起。之后，所被铲起的超吸收性聚合物颗粒由于主体部位的旋转所致沿重力方向下落，并与通过诸如喷射等方法经由与主体部分连接的喷嘴注入主体部分空间的冷却空气和水接触。此时，超吸收性聚合物颗粒通过与冷却空气和水的热交换而冷却，同时，超吸收性聚合物颗粒通过水被水合。特别是，在根据本发明的铲式冷却器中，主体部分中的超吸收性聚合物颗粒在重力作用下均匀下落，因此可以在所有超吸收性聚合物颗粒中均匀地进行接触和水合，这可以防止和最大程度地减少超吸收性聚合物的物理性能和吸收性能的偏差。
同时，引入铲式冷却器的冷却空气的温度可以为10℃至60℃，冷却空气可通过安装在主体部分中的冷却空气输入喷嘴以基于1kg的其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物的进料量为0.01m3/h/kg至0.25m3/h/kg的速度引入。当在上述条件下引入冷却空气时，可以获得优异的冷却效果。更具体而言，冷却空气的温度可以为10℃或更高、或15℃或更高、或20℃或更高、或25℃或更高、或30℃或更高，且60℃或更低、或50℃或更低、或40℃或更低、或35℃或更低，并且冷却空气可通过安装在主体部分中的冷却空气输入喷嘴以基于1kg的超吸收性聚合物的进料量为0.01m3/h/kg或更大、或0.05m3/h/kg或更大、或0.1m3/h/kg或更大，且0.25m3/h/kg或更小、或0.2m3/h/kg或更小、或0.15m3/h/kg或更小的速度引入。
此外，水的温度可以为10℃至60℃，且基于100重量份的其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，水的引入量可以为2重量份至20重量份。当在上述条件下引入水时，在其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒上可表现出冷却和水合作用。更具体而言，水的温度可以为10℃或更高、或15℃或更高、或20℃或更高、或23℃或更高，且60℃或更低、或50℃或更低、或40℃或更低、或30℃或更低、或27℃或更低，更具体而言，为室温(25±2℃)。此外，基于100重量份的其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，水的引入量可以为2重量份或更多、或5重量份或更多，且20重量份或更少、或10重量份或更少。
另外，在铲式冷却器中，主体部分1或主体部分中的旋转部分1a可以以每分钟5转至50转(或5rpm至50rpm)的速度旋转。另一方面，主体部分或主体部分中的旋转部分每分钟一次旋转对应于1rpm。
当在上述条件下旋转时，超吸收性聚合物颗粒可以足以接触冷却空气和水的速度下落。更具体而言，主体部分或主体部分中的旋转部分可以以每分钟5转或更多、或10转或更多、或20转或更多，且50转或更少、或40转或更少或30转或更少的速度旋转。同时，在本发明中，铲式冷却器可以选择性地进一步设置有转速控制装置(未示出)，例如逆变器，其位于主体部分和驱动马达之间以控制主体部分或主体部分中的旋转部分的转速。
另外，在根据本发明的制备方法中，可以添加一种或多种添加剂，用于在冷却过程中改进冷却效率和改进超吸收性聚合物的含水量和物理性能。
具体而言，添加剂可以是无机材料。其具体实例可包括二氧化硅、粘土、氧化铝、二氧化硅-氧化铝复合物、二氧化钛、氧化锌、硫酸铝等，且可使用其任一种或其两种或更多种的混合物。无机材料可用作防结块剂以增加超吸收性聚合物颗粒的含水量并改进防结块效率。
当进一步添加无机材料时，可以通过添加剂喷嘴(未示出)或添加剂入口(1E)引入无机材料，该添加剂喷嘴(未示出)或添加剂入口(1e)安装在铲式冷却器的主体部分中，用于将添加剂引入主体部分的传送空间。作为选择，无机材料可与其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物混合，并可将该混合物通过超吸收性聚合物入口引入。
在制备超吸收性聚合物的传统方法中，使用叶片式混合机混合无机材料以改进含水量。在这种情况下，由于无机材料是干混的，因此很难均匀混合，这会导致制备的超吸收性聚合物的物理性能出现偏差。
相反，在本发明中，通过在冷却和水合过程中使用铲式冷却器引入无机材料来进行湿式混合，结果，可以与超吸收性聚合物均匀混合，并且可以均匀地改进所制备的超吸收性聚合物的物理性能。
基于100重量份其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，无机材料的引入量可以为0.02重量份至1.0重量份。当无机材料的进料量过小时，很难充分获得添加无机材料的效果，而当无机材料进料量过高时，超吸收性聚合物的含水量可能过度增加，这实际上可能降低吸收性能。更具体而言，基于100重量份其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，无机材料的引入量可以为0.02重量份或更多、或0.05重量份或更多、或0.1重量份或更多，且1.0重量份或更少、或0.7重量份或更少、或0.5重量份或更少。
除了上述材料之外，可以选择性地添加诸如液体渗透性改良剂和流动性改良剂等添加剂作为添加剂，但本发明不限于此。
引入添加剂的方法没有特别限制，可以通过安装在主体部分中的添加剂喷嘴引入，以将添加剂引入主体部分的空间中，或者可以在与超吸收性聚合物混合后引入。
通过执行上述冷却和水合步骤，最终制备的超吸收性聚合物的含水量得到改进，粗颗粒的含量降低，结果，可以制造出品质更高的超吸收剂聚合物制品。
具体而言，在冷却和水合步骤之后，冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒中，粒径大于850μm的粗颗粒的含量为3重量％或更少、或1重量％或更少、或0.7重量％或更少、或0.5重量％或更少、或0.3重量％。粗颗粒的含量越低越好，因此下限没有特别限制，但例如可以是0.01重量％或更多、或0.1重量％或更多。
另一方面，粒径大于850μm的粗颗粒的含量(重量％)如下确定：根据ASTM标准使用标准分子筛对冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒进行分级以分离粒径大于850μm的粗颗粒，并测定其重量，然后计算粗颗粒与冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒总重量的重量比，并以百分比表示。详细的测量方法如以下实验例所述。
额外步骤
根据本发明的制备方法还可包括在冷却和水合步骤之后对经冷却和水合的超吸收性聚合物进行分级的步骤。
可根据ASTM标准使用标准分子筛的常用方法进行分级过程，通过该分级过程分离并去除粒径大于850μm的粗颗粒，可获得粒径为150μm至850μm的正常超吸收性聚合物颗粒。
另外，根据本发明的制备方法还可以包括在分级步骤之后粉碎经分离的粗颗粒并将经粉碎的粗颗粒与在分级步骤中分离的正常超吸收性聚合物颗粒混合的步骤。
粗颗粒的粉碎可以使用普通的粉碎方法进行，不同之处在于粗颗粒被粉碎为具有正常的粒径。
具体而言，粉碎可以使用粉碎机进行，如立式粉碎机、涡轮切割机、涡轮磨碎机、旋转切碎机、切碎机、盘磨机、破碎机、压碎机、切碎机、盘式切断机等，但是粉碎机不限于上述实例。
作为选择，作为粉碎机，可以使用销磨机、锤磨机、螺旋磨机、辊磨机、盘式磨机、慢速磨机等，但是粉碎机不限于上述实例。
之后，经粉碎的粗颗粒和正常的超吸收性聚合物颗粒的混合可以通过普通的混合方法进行，混合比也可以在不会劣化超吸收性聚合物的吸收性能的范围内适当确定。
根据本发明，提供一种通过上述制备方法制备的超吸收性聚合物。
通过上述制备方法制备的超吸收性聚合物具有高的含水量，并且即使没有单独的分级过程，粒径大于850μm的粗颗粒的含量也很低。结果，当使用该超吸收性聚合物制造产品时生成的细颗粒的量很少。
另外，该超吸收性聚合物具有的保水容量(CRC)和加压吸收率(AUP)(均为一般吸收性能)与传统方法制备的超吸收性聚合物相当或更高。
另外，超吸收性聚合物可具有均匀的粒径和窄的粒径分布，以及低含量的水溶性成分(EC)，从而表现出优异的液体渗透性、再润湿性、吸收率等。
具体而言，超吸收性聚合物包括其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合的聚合物，其中聚合物的至少一部分酸性基团被中和，聚合物可以通过表面交联剂进一步交联以包括形成在聚合物上的表面交联层，并且满足以下条件(i)至(iii)：
(i)含水量：基于超吸收性聚合物的总重量，为1.2重量％至5重量％，
(ii)根据EDANA WSP 241.3测量的离心保持容量(CRC)：30g/g至45g/g
(iii)根据EDANA WSP 242.3测量的0.3psi的平均加压吸收率：29g/g至40g/g，0.3psi的加压吸收率的标准偏差：1或更小。
更具体而言，相对于超吸收性聚合物的总重量，超吸收性聚合物的含水量为1.2重量％或更多、或1.4重量％或更多、或1.5重量％或更多、或1.7重量％或更多、或1.8重量％或更多、或1.9重量％或更多，且5重量％或更少、或3重量％或更少、或2.6重量％或更少、或2.5重量％或更少、或2重量％或更少。如上所述，由于与现有技术相比，超吸收性聚合物具有高的含水量，因此减少了在制备过程中由于超吸收性聚合物颗粒之间的摩擦而造成的表面损伤，因此，可以防止超吸收性聚合物的物理性能的劣化。另外，在使用超吸收性聚合物进行商业化过程中产生的细颗粒的量减少，从而改进了工艺稳定性和生产率以及产品质量。
含水量是相对于超吸收性聚合物的总重量所占的水量，通过测量在经由红外加热而升高超吸收性聚合物温度的干燥过程中，由于超吸收性聚合物中水分的蒸发而导致的重量损失然后根据以下等式1进行计算而确定的值。详细的测量方法和条件将在下面的实验例中详细描述。
[等式1]
含水量(重量％)＝[(Ao-At)/Ao]X100
等式中，At表示干燥后的超吸收性聚合物的重量，在进行如下干燥过程后测量：将温度从室温升高至180℃，然后将温度保持在180℃，总干燥时间设置为40分钟，包括升温步骤的5分钟。Ao表示干燥前超吸收性聚合物的重量。
更具体而言，对于超吸收性聚合物，根据EDANA WSP 241.3测量，对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)30分钟的离心保持容量(CRC)为30g/g或更大、或35g/g或更大、或36.5g/g或更大、或37g/g或更大。CRC值越高越好，并且对上限没有实际限制，但例如可以为45g/g或更少、或40g/g或更少。CRC的详细测量方法和条件将在下面的实验例中详细描述。
更具体而言，对于超吸收性聚合物，对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)1小时的0.3psi的平均加压吸收率(0.3AUP)为29g/g或更大、或29.3g/g或更大、或29.5g/g或更大、或30g/g或更大，且40g/g或更小、或35g/g或更小、或32g/g或更小。此外，0.3psi的加压吸收率的标准偏差为1或更小、或0.7或更小、或0.5或更小。标准偏差越小越好，下限没有实际限制，但例如可以为，0.1或更大、或0.2或更大。0.3AUP的详细测量方法和条件将在下面的实验例中详细描述。
另外，当在超吸收性聚合物的制备过程中，在冷却和水合步骤中进一步添加无机材料(如二氧化硅)时，可以表现出高的防结块效率。
具体而言，根据以下等式2计算，超吸收性聚合物的平均防结块效率(A/C)为85％或更高，其标准偏差为10或更小。更具体而言，平均防结块效率(A/C)为85％或更高、或90％或更高、或95％或更高。防结块效率值越高越好，并且对上限没有实际限制，但例如可以为100％或更小、或98％或更小。此外，防结块效率的标准偏差为10或更小、或9.5或更小、或9或更小。标准偏差值越小越好，下限没有实际限制，但例如可以为1或更大、或5或更大。
[等式2]
等式中，W5表示直径为90mm、高度为15mm的培养皿的重量(g)，
S1表示滴在A4纸上的超吸收性聚合物样品的重量(g)，其测量如下：将2±0.01g的超吸收性聚合物样品均匀地施加至称重为W5的培养皿上，然后将应用有样品的培养皿放置在温度为40℃和湿度为80％RH的恒温恒湿箱中10分钟，然后取出培养皿并将其在A4纸上倒置，并在5分钟后，测量滴在A4纸上的超吸收性聚合物样品的重量(g)，并且
S2表示测量S1时培养皿的重量(g)。
因此，上述超吸收性聚合物可适当地用于卫生材料，如尿布，特别是纸浆含量降低的超薄卫生材料等。
实施例
下文中，为了更好地理解本发明提供了优选的示例性实施方式。然而，下面的示例性实施方式仅用于说明本发明，本发明的内容不受下面的示例实施方式的限制。
制备例1
制备含水凝胶聚合物
将100g丙烯酸、0.35g作为内部交联剂的季戊四醇烯丙基醚和226g水在配有搅拌器和温度计的2L玻璃容器中在搅拌下混合。此时，反应温度保持在5℃。将1000cc/min的氮注入所得混合物中1小时。此后，注入作为聚合引发剂的1.3g 0.3％过氧化氢水溶液、1.5g1％抗坏血酸水溶液和3.0g 2％的2,2’-偶氮二酰胺基丙烷二盐酸盐水溶液，同时加入1.5g作为还原剂的0.01％硫酸铁水溶液并混合。在所得混合物中的聚合反应开始并且聚合物的温度达到85℃后，使聚合物在90±2℃的烘箱中聚合约6小时，以制备含水凝胶聚合物(基于含水凝胶聚合物的总重量，含水量：70重量％)。
制备含水超吸收性聚合物颗粒
在以1500rpm旋转微粉机的同时，通过使100g如此获得的含水凝胶聚合物四次通过配备有穿孔板(包括多个孔径为6mm的孔)的微粉机(F200，Karl Schnell)进行微粉化。此时，在第一次通过时不添加添加剂，在第二次通过时添加400g 32％的NaOH水溶液，在第三次通过时添加37.5g 15％的Na2SO4水溶液，并在第四次通过时，加入作为表面活性剂的其中单月桂酸甘油酯(GML)在60℃溶于水中的水溶液(1.5w％)，添加量基于100重量份的含水凝胶聚合物为0.4重量份。结果，获得了含水超吸收性聚合物颗粒(含水量：基于含水超吸收性聚合物颗粒的总重量，为68重量％)。
制备干燥的超吸收性聚合物颗粒
将由微粉化得到的含水超吸收性聚合物颗粒引入回转窑移动式干燥机(由WOONGBI MACHINERY CO制造)，然后在150℃以100rpm的速度搅拌时干燥60分钟，以获得干燥的超吸收性聚合物颗粒(含水量：基于干燥的超吸收性聚合物颗粒的总重量，为11重量％)。
形成表面交联层
接下来，向100g干燥的超吸收性聚合物颗粒中加入通过混合4g水、6g甲醇、0.30g乙二醇二缩水甘油醚(
EJ-1030，JSI的产品)、0.1g丙二醇和0.2g硫酸铝制备的表面交联溶液并混合1分钟，在140℃进行表面交联反应50分钟，制备表面交联的超吸收性聚合物。
制备例2
以与制备例1中相同的方式获得表面交联的超吸收性聚合物，不同之处在于在制备实施例1的含水凝胶聚合物的制备期间，将100g丙烯酸、140g 31.5重量％的氢氧化钠(NaOH)溶液、0.20g聚乙二醇二丙烯酸酯、0.12g作为热聚合引发剂的过硫酸钠、0.01g作为光聚合引发剂的二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦和40g水混合以制备单体组合物，将其置于宽30cm和高30cm的方形反应容器中，通过以10mW/cm2的密度照射UV使聚合反应进行60秒以制备含水凝胶聚合物。
制备例3
以与制备例1中相同的方式获得表面交联的超吸收性聚合物，不同之处在于在制备实施例1的含水凝胶聚合物的制备期间，使用单硬脂酸甘油酯(GMS)代替GML作为表面活性剂。
实施例1
制备例1中制备的表面交联的超吸收性聚合物在下表1的条件下进行冷却过程。
具体而言，将制备例中制备的表面交联的超吸收性聚合物引入具有图1结构的铲式冷却器中，然后通过设置在冷却器内部的喷嘴注入冷却空气以进行冷却过程。此时，送入冷却器的冷却空气的温度为35℃，基于1kg的表面交联的超吸收性聚合物，供应速度为0.1m3/h/kg。此外，在冷却过程中，通过单独设置在冷却器内部的喷嘴注入水，以同时进行水合过程。此时，水的温度为室温(25±2℃)，基于100重量份的表面交联的超吸收性聚合物，供应量为5重量份。主体部分的旋转速度为每分钟20转(20rpm)。
结果，在回收经冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒后，将其分级并分成粒径为150μm至850μm的正常超吸收性聚合物颗粒和粒径大于850μm的粗颗粒。使用辊磨机将分离的粗颗粒粉碎一次，然后与正常超吸收性聚合物颗粒混合以制备超吸收性聚合物。
实施例2
使用铲式冷却器以与实施例1中相同的方式进行冷却过程，不同之处在于将作为添加剂的气相二氧化硅(Aerosil200，EVONIK的产品)注入单独的入口以与在冷却过程中引入冷却器的表面交联的超吸收性聚合物混合，如下表1所示。此时，送入冷却器的冷却空气的温度为35℃，基于1kg的表面交联的超吸收性聚合物，供应速度为0.1m3/h/kg。主体部分的旋转速度为每分钟20转(20rpm)。此外，在冷却过程中，水和气相二氧化硅(Aerosil200，EVONIK的产品)分别通过冷却器内单独设置的喷嘴注入。此时，水的温度为室温(25±2℃)，基于100重量份的表面交联的超吸收性聚合物，供应量为5重量份。此外，基于100重量份的超吸收性聚合物，气相二氧化硅的注入量为0.1重量份。
结果，在回收经冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒后，将其分级并分成粒径为150μm至850μm的正常超吸收性聚合物颗粒和粒径大于850μm的粗颗粒。使用辊磨机将分离的粗颗粒粉碎一次，然后与正常超吸收性聚合物颗粒混合以制备超吸收性聚合物。
实施例3至7
以与实施例1中相同的方式制备每种超吸收性聚合物，不同之处在于在下表1的条件下进行这些过程。
比较例1
冷却过程如下进行：将制备例1中制备的表面交联的超吸收性聚合物颗粒引入桨式冷却器(NPD-14WTM,Nara的产品)，在室温(25±2℃)将5重量份(基于100重量份的表面交联超吸收性聚合物)的量的水不使用喷嘴注入桨式冷却器内的双夹套中，并通过以10转/分钟(10rpm)的速度操作桨叶来混合它们，如下表1所示(未注入二氧化硅)。冷却步骤后，以与实施例1相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于不进行粗颗粒的分级、粉碎以及与正常超吸收性聚合物颗粒的混合。
比较例2
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于冷却过程如下进行：将制备例1中制备的表面交联的超吸收性聚合物颗粒引入桨式冷却器(NPD-14WTM,Nara的产品)，在室温(25±2℃)将5重量份(基于100重量份的表面交联超吸收性聚合物)的量的水通过桨式冷却器内部设置的喷嘴注入双夹套中，并通过以10转/分钟(10rpm)的速度操作桨叶来混合它们，如下表1所示。
比较例3
冷却过程如下进行：将制备例1中制备的表面交联超吸收性聚合物颗粒引入桨式冷却器，在室温(25±2℃)将5重量份(基于100重量份的表面交联超吸收性聚合物)的量的水通过桨式冷却器(NPD-14WTM,Nara的产品)内部设置的喷嘴注入双夹套中，并通过以10转/分钟(10rpm)的速度操作桨叶来混合它们，如下表1所示。
完成后，将冷却的超吸收性聚合物颗粒引入犁铧式混合机(
CM，Leodige的产品)中，基于100重量份的超吸收剂聚合物引入0.1重量份的量的气相二氧化硅(Aerosil200，EVONIK的产品)，并通过以每分钟200转(200rpm)的速度操作犁铧进行混合。
将所得混合物分级并分成粒径为150μm至850μm的正常超吸收性聚合物颗粒和粒径大于850μm的粗颗粒。使用辊磨机将分离的粗颗粒粉碎一次，然后与正常超吸收性聚合物颗粒混合以制备超吸收性聚合物。
【表1】
在上表中，“重量份”是基于100重量份的表面交联的超吸收性聚合物的相对含量比。
实验例1
通过以下方法评估实施例和比较例中制备的最终超吸收性聚合物的吸收性能。
除非另有说明，以下所有物理性能均在恒温恒湿(23±1℃，相对湿度50±10％)下进行评估，生理盐水或盐水是指0.9重量％的氯化钠(NaCl)水溶液。
另外，除非另有说明，对最终制备的超吸收性聚合物的物理性能的评估是对通过ASTM标准筛分级的粒径为150μm至850μm的聚合物进行的。
(1)含水量
测量实施例和比较例中最终制备的超吸收性聚合物的含水量。含水量是相对于超吸收性聚合物的总重量所占的水量，并根据以下等式1计算。
详细地说，测量并计算通过在经由红外加热升高聚合物温度的干燥过程中由于超吸收性聚合物中水分的蒸发而导致的重量损失。此时，如下确定干燥条件：干燥温度从室温升高至约180℃，然后将温度保持在180℃，总干燥时间设置为40分钟，包括升温步骤的5分钟。分别测量干燥前/干燥后的超吸收性聚合物的重量，并根据下式1计算含水量。
[等式1]
含水量(重量％)＝[(Ao-At)/Ao]X100
等式中，At表示干燥后的超吸收性聚合物的重量，Ao表示干燥前超吸收性聚合物的重量。
(2)离心保持容量(CRC)
根据欧洲一次性用品和非织造布协会标准EDANA WSP 241.3，测量在实施例和比较例中最终制备的超吸收性聚合物在无负载时就吸收能力而言的保水容量。
详细地说，将实施例和比较例中获得的每种超吸收性聚合物W0(g)(约0.2g)放入非织造织物制成的袋中，然后密封。将袋在室温浸入生理盐水(0.9重量％)中。30分钟后，通过使用离心机在250G下将袋脱水3分钟，然后测量袋的重量W2(g)。此外，在不使用聚合物的情况下进行相同操作后，测量袋的重量W1(g)。
根据以下等式3，使用获得的重量计算CRC(g/g)：
[等式3]
CRC(g/g)＝{[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}–1
(3)加压吸收率(AUP)
根据EDANA WSP 242.3测量在实施例和比较例中最终制备的超吸收性聚合物在0.3psi的加压吸收率。
详细地说，将400目不锈钢筛安装在内径为25mm的塑料圆筒的底部。在室温和湿度为50％的条件下，将W0(g)(0.90g)的超吸收性聚合物均匀地分散在不锈钢筛上。然后，设计能够均匀地提供0.3psi负载的活塞，使得外径略小于25mm，因此它可以自由地上下移动，与气缸内壁没有任何间隙。此时，测量装置的重量W3(g)。
将直径为90mm且厚度为5mm的玻璃过滤器放置在直径为150mm的培养皿中，并倒入由0.9重量％的氯化钠组成的生理盐水溶液，直到表面高度与玻璃过滤器的上表面相等。然后，将一张直径为90mm的滤纸放置在玻璃过滤器上。将测量装置放置在滤纸上，以便在负载下吸收液体一小时。一小时后，提起测量装置并测量重量W4(g)。
使用由此获得的各个重量，根据以下等式4计算加压吸收率(g/g)。
[等式4]
AUP(g/g)＝[W4(g)-W3(g)]/W0(g)
重复上述测量五次，获得平均值和标准偏差。
(4)粒径为大于850μm(#20)的粗颗粒的含量
实施例和比较例中冷却和水合步骤后获得的超吸收性聚合物颗粒使用目数为850μm(20目)、600μm(30目)、300μm(50目)或150μm(100目)的ASTM标准筛进行分级，并测量粒径大于850μm的粗颗粒的重量，然后将粗颗粒相对于经冷却和水合的超吸收性聚合物颗粒的总重量的重量比表示为百分比(重量％)。
【表2】
实验的结果是，与比较例1相比，实施例1具有高的含水量，同时没有表现出诸如CRC和AUP等吸收性能的劣化。另外，与比较例2相比，实施例1显示出粒径大于850μm的粗颗粒的含量减少，并且在吸收性能如CRC和AUP方面表现出优异的效果。
另外，与比较例3相比，实施例2显示出粒径大于850μm的粗颗粒的含量减少，并且在吸收性能如CRC和AUP方面表现出优异的效果。与比较例3相比，实施例2还显示AUP的物理性能的偏差小。
实验例2
为了评估在制备超吸收性聚合物期间添加无机材料的防结块效果，通过以下方法测量实施例和比较例中使用无机材料制备的最终超吸收性材料的防结块(A/C)效率。
<测量装置>
-电子天平(精度：0.01g)
-恒温恒湿箱(温度：40℃，湿度：80％RH)
-培养皿(
90mm，高度：15mm)
-秒表
-A4纸
<测量方法>
①首先，测量准备的培养皿的重量(W5)。
②接下来，将2±0.01g在实施例或比较例中制备的作为样品的超吸收性聚合物均匀地应用于称重的培养皿上。
③此后，将含有超吸收性聚合物样品的培养皿置于温度为40℃、湿度为80％RH的恒温恒湿箱中，并放置10分钟。
④10分钟后，将培养皿从恒温恒湿箱中取出，倒置在准备好的A4纸上，放置5分钟。
⑤5分钟后，分别测量落在A4纸上的超吸收性聚合物样品的重量(S1)和此时培养皿的重量(S2)，然后根据以下等式2计算防结块效率，其四舍五入到小数点后一位。
[Equation 2]
等式中，W5表示直径为90mm、高度为15mm的培养皿的重量(g)，
S1表示滴在A4纸上的超吸收性聚合物样品的重量(g)，其测量如下：将2±0.01g的超吸收性聚合物样品均匀地应用至称重为W5的培养皿上，然后将应用有样品的培养皿放置在温度为40℃和湿度为80％RH的恒温恒湿箱中10分钟，然后取出培养皿并将其在A4纸上倒置，并5分钟后，测量滴在A4纸上的超吸收性聚合物样品的重量(g)，和
S2表示测量S1时培养皿的重量(g)。
重复上述测量五次，获得平均值和标准偏差。
【表3】
实验的结果是，与比较例3相比，实施例2至7显示出显著提高的防结块效率以及小的物理性能偏差。
【附图标记】
1:：主体部分
1a：旋转部分
1b：固定部分
1c：超吸收性聚合物入口
1d：超吸收性聚合物出口
1e：添加剂入口
2a：冷却空气入口喷嘴
2b：水入口喷嘴
3：铲式刀片
4：驱动马达
10：铲式冷却器
20：超吸收性聚合物颗粒
Claims (18)
1.一种制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括：
形成含水凝胶聚合物，其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合，
通过对所述含水凝胶聚合物进行微粉化来制备含水超吸收性聚合物颗粒，
通过干燥所述含水超吸收性聚合物颗粒来制备干燥的超吸收性聚合物颗粒，
通过向所述干燥的超吸收性聚合物颗粒中添加表面交联剂并使它们彼此反应，在所述超吸收性聚合物颗粒的至少一部分表面上形成表面交联层，和
使用铲式冷却器冷却和水合其上形成有所述表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒，
其中，所述铲式冷却器包括：可旋转主体部分，该主体部分包括传送空间，通过该传送空间传送其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒；安装在所述主体部分中的两个喷嘴，分别将冷却空气和水注入所述传送空间；一个或多个铲式刀片，其安装在所述主体部分的内壁上，以可上下操作，并在所述传送空间中铲起其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒；以及驱动马达，其连接至所述主体部分并提供驱动力，其中通过用所述主体部分中的铲式刀片铲起其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒，然后通过所述主体部分的旋转使被铲起的超吸收性聚合物颗粒沿重力方向下落，以与注入所述主体部分的传送空间中的冷却空气和水接触来进行其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒的冷却和水合。
2.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述冷却空气的温度为10℃至60℃，并且基于1kg其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒的进料量，所述冷却空气的引入速度为0.01m3/h/kg至0.25m3/h/kg。
3.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述水的温度为10℃至60℃，基于100重量份其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒，所述水以2重量份至20重量份的量引入。
4.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述主体部分以每分钟5转至50转的速度旋转。
5.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，在冷却和水合过程中，进一步混合无机材料，并且所述无机材料通过安装在所述主体部分中用于将添加剂引入主体部分的空间中的添加剂喷嘴引入，或在与所述超吸收性聚合物混合后引入。
6.如权利要求5所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述无机材料是选自由二氧化硅、粘土、氧化铝、二氧化硅-氧化铝复合物、二氧化钛、氧化锌和硫酸铝组成的组的一种或多种。
7.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，形成含水凝胶聚合物的步骤通过以下步骤进行：
中和所述水溶性烯属不饱和单体中的至少一部分酸性基团的步骤，和通过对单体组合物进行聚合而形成所述含水凝胶聚合物的步骤，所述单体组合物包含具有至少部分中和的酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂，
或
对包含具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂的单体组合物进行聚合形成其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂被交联聚合的聚合物的步骤，和通过中和该聚合物的至少一部分酸性基团来形成含水凝胶聚合物的步骤。
8.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述干燥采用移动式进行。
9.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述干燥使用卧式混合干燥机、回转窑、旋转干燥机、桨式干燥机或蒸汽管干燥机进行。
10.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述微粉化通过微粉机进行，所述微粉机包括：
主体部分，其包括传送空间，所述含水凝胶聚合物通过该传送空间传送；
螺杆部件，其以可旋转方式安装在所述传送空间内以传送所述含水凝胶聚合物；
驱动马达，其为所述螺杆部件提供旋转驱动力；
切割器部件，其安装在所述主体部分中以粉碎所述含水凝胶聚合物；和
穿孔板，其具有形成在其中的多个孔，所述穿孔板将由所述切割器部件粉碎的所述含水凝胶聚合物排放到所述主体部分的外部。
11.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述微粉化进行两次或三次。
12.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述微粉化在表面活性剂的存在下进行。
13.如权利要求12所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述表面活性剂包括由下化学式2表示的化合物或其盐：
[化学式2]
其中，在化学式2中，
A1、A2和A3各自独立地为单键、羰基、
前提是其中一个或多个是羰基或/>
其中m1、m2和m3各自独立地为1至8的整数，/>
连接至邻近的氧原子，连接至邻近的R1、R2或R3，
R1、R2和R3各自独立地为氢、具有6至18个碳原子的直链或支链烷基或具有6至18个碳原子的直链或支链烯基，和
n是1至9的整数。
14.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，在所述微粉化期间，添加一种或多种选自由金属氢氧化物和金属盐组成的组的添加剂。
15.如权利要求14所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述金属氢氧化物是氢氧化钠或氢氧化钾，所述金属盐是亚硫酸钠、过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。
16.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，基于所述冷却和水合步骤之后获得的所得超吸收性聚合物颗粒的总重量，粒径大于850μm的粗颗粒的含量为3重量％以下。
17.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，所述方法还包括将冷却和水合步骤之后获得的所得超吸收性聚合物颗粒分级以分离成粒径大于850μm的粗颗粒和粒径为150μm至850μm的正常超吸收性聚合物颗粒，粉碎经分离的粗颗粒，然后与所述正常超吸收性聚合物颗粒混合的步骤。
18.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述超吸收性聚合物满足以下条件(i)至(iii)：
(i)含水量：基于所述超吸收性聚合物的总重量，为1.2重量％至5重量％，
(ii)根据EDANA WSP 241.3测量的离心保持容量：30g/g至45g/g
(iii)根据EDANA WSP 242.3测量的0.3psi的平均加压吸收率：29g/g至40g/g，0.3psi的加压吸收率的标准偏差：1以下。
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