KR101983259B1 - Low-temperature curable surface cross-linking agent of super absorbent polymer and preparing method of low-temperature curable surface cross-linking agent of super absorbent polymer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고흡수성 수지의 저온에서의 경화가 가능한 표면가교제및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface cross-linking agent capable of curing at a low temperature of a superabsorbent resin and a method for producing the same.
본 발명은 고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer: SAP)의 압력에 대한 흡수 및 SAP의 팽윤 속도의 개선이 SAP 입자의 표면 가교에 의해 결정되기 때문에 외부 표면 가교는 일반적으로 프로세스의 마지막 단계로서, 중합방법에 따라 입자의 크기가 중요하며 또한 표면가교제의 경화온도와 속도가 매우 중요하다. 그리고 표면가교제를 용액 상태로 만들어 가열하여 경화될 때 입자 형태가 된다. SAP 입자 표면에 코팅 조작은 제품의 특성에 맞추어 양질의 기재 중합체를 얻기 위해서는 저온 속경화 특성을 갖는 표면가교제가 요구된다. 그런데 지금까지 알려진 다가알코올을 출발물질로 하여 고흡수성수지 골격의 카르복실기와 반응하는 표면가교제로는 에틸렌퍼옥사이드, 1,3-프로판디올, 프로필렌글리콜, 및 아디프아마이드 계열이 있으나 이는 모두 경화온도가 180℃이상의 조건이 필요하며 경제성, 생산성면에서 바람직 하지 않다. 또한 저온 경화가 가능한 표면가교제로서 에틸렌글리콜디글리시딜에테르 및 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르 등이 개발되어 사용되고 있으나 이는 기존 제조방법으로는 수율과 공정 제어가 어렵기 때문에 에폭시화 중간물 처리가 완전히 이루어지지 않아 전염소분함량이 10000ppm이상으로 고흡수성수지의 베이스수지의 카르복실기와 같은 관능기와 에폭사이드 관능기와의 반응성을 억제 또는 지연시킴으로 속경화에는 바람직 하지 않다. 양질의 중합체 즉 낮은 추출, 낮은 잔류물을 갖는 저온 경화가 가능한 중합체를 얻기 위해서는 고순도의 저온 경화형 표면가교제가 요구된다.Since the absorption of the superabsorbent polymer (SAP) to the pressure and the improvement of the swelling rate of the SAP are determined by the surface cross-linking of the SAP particles, the external surface cross-linking is generally the last step of the process, The particle size is important and the curing temperature and speed of the surface cross-linking agent are very important. When the surface cross-linking agent is cured in a solution state, it becomes a particle form. The coating operation on the surface of the SAP particles requires a surface cross-linking agent having a low-temperature fast curing property in order to obtain a high-quality base polymer in accordance with the characteristics of the product. However, there are ethylene peroxide, 1,3-propanediol, propylene glycol, and adipamide series as the surface cross-linking agent that reacts with the carboxyl group of the superabsorbent resin skeleton using the known polyhydric alcohol as the starting material, A condition of 180 DEG C or more is required, which is not preferable from the viewpoints of economy and productivity. In addition, ethylene glycol diglycidyl ether and polyethylene glycol diglycidyl ether have been developed and used as surface cross-linking agents capable of low-temperature curing. However, since it is difficult to obtain yield and process control in the conventional production method, And the content of contaminating sub-fraction is not less than 10000 ppm, which inhibits or delays the reactivity of functional groups such as the carboxyl group of the base resin of the superabsorbent resin with the epoxide functional group, which is not preferable for rapid curing. A high-purity, low temperature curable surface cross-linking agent is required to obtain high quality polymers, that is, polymers capable of low-temperature curing with low extraction and low residue.
그런데 지금까지 알려진 표면가교제는 저온에서 경화는 가능하나 경화시간이 늦어 후경화 등이 필요하여 경제성면에서 문제가 있다, 이는 제조시 탈식염과정에서 수용화 특성으로 인해 정제과정에서 수세하는 회수가 적어 에폭시 당량 및 전염소분함량이 높고, 수용화시 불용성분 등으로 인하여 고흡수성수지의 입자표면에 고르게 도포되지 않아 표면가교가 완전하게 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다. 이를 줄이기 위해 수세 과정을 반복할 경우 과다한 수지 손실 및 악성 폐수의 발생을 막을 수 없어 고수율, 고순도, 폐수 발생을 최소화한 제조 방법이 알려져 있지 않다. However, the surface crosslinking agents known so far can be cured at a low temperature, but they are problematic from the viewpoint of economical efficiency due to the need of post-curing due to a delay in curing time. This is because the water- The epoxy equivalent and the content of subcomponent are high and the surface of the particles of the superabsorbent resin is not evenly coated due to the insoluble components during the water-solubilization so that the surface cross-linking may not be completed completely. In order to reduce this, there is not known a manufacturing method in which high yield, high purity, and generation of wastewater are minimized because excessive resin loss and malicious wastewater can not be prevented when the washing process is repeated.
이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저온 경화가 가능하고 완전경화시간을 줄이므로 고흡수성 수지 제조공정상의 경제성, 생산성을 극대화 하는 고흡수성 수지의 저온 경화형 표면가교제 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a low-temperature curing type surface crosslinking agent of a superabsorbent resin which maximizes economic efficiency and productivity of a superabsorbent resin manufacturing plant, because it can be cured at low temperatures and reduces the time required for complete curing.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 다가알콜과 루이스 산 촉매를 30 내지 40℃에서 혼합하는 제1단계; 상기 제1단계의 혼합물에 에피클로로히드린을 부가하고 60 내지 90℃에서 반응을 실시한 후 할로히드린에테르를 얻는 제2단계; 상기 제2단계에 따라 얻은 할로히드린에테르에 4급 암모늄염을 부가하고 이를 50 내지 60℃에서 반응하는 제3단계; 상기 제3단계의 반응 결과물에 강알칼리 수용액을 부가한 후 축합반응을 실시하는 제4단계; 상기 제4단계에 따라 얻은 반응 결과물을 40 내지 60℃에서 드라이필터를 이용하여 염층과 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 분리하는 제5단계; 상기 제5단계에 따라 얻은 결과물로부터 과잉의 에피클로로히드린을 회수 및 제거하는 제6단계; 및 상기 제6단계에 따라 얻은 결과물에 알칼리 흡착제를 부가하여 65 내지 80℃에서 혼합하는 제7단계를 포함하며,According to an aspect of the present invention, there is provided a process for producing a polyisocyanate comprising mixing a polyhydric alcohol and a Lewis acid catalyst at 30 to 40 캜; A second step of adding epichlorohydrin to the mixture of the first step and conducting a reaction at 60 to 90 ° C to obtain a halohydrin ether; Adding a quaternary ammonium salt to the halohydrin ether obtained in the second step and reacting it at 50 to 60 ° C; A fourth step of adding a strong alkaline aqueous solution to the reaction product of the third step followed by a condensation reaction; A fifth step of separating the reaction product obtained in the fourth step from the salt layer containing epichlorohydrin and the salt layer using a dry filter at 40 to 60 ° C; A sixth step of recovering and removing excess epichlorohydrin from the result obtained by the fifth step; And a seventh step of adding an alkali adsorbent to the resultant obtained in the step 6 and mixing the resultant at 65 to 80 ° C,
상기 축합반응을 실시하는 제4단계는 상기 제3단계에 따라 얻은 반응 생성물에 할로히드린에테르와의 반응에 필요한 강알칼리 수용액의 1/3에 해당하는 강알칼리 수용액을 부가하고 염수층을 제거하는 제A단계; 및 상기 A단계에 따라 얻은 반응 생성물에 할로히드린에테르와의 반응에 필요한 강알칼리 수용액의 2/3에 해당하는 강알칼리 수용액을 부가하고 감압탈수공정을 포함하는 제B단계를 포함하며, 상기 B단계의 반응온도가 상기 A단계의 반응온도에 비하여 증가되도록 제어되는 고흡수성 수지의 저온 경화형 표면가교제의 제조방법이 제공된다.In the fourth step of performing the condensation reaction, a strong alkaline aqueous solution corresponding to 1/3 of the strong alkaline aqueous solution required for the reaction with the halohydrin ether is added to the reaction product obtained in the third step, and a solution A step; And a B step of adding a strong alkaline aqueous solution corresponding to 2/3 of the strong alkaline aqueous solution required for the reaction with the halohydrin ether to the reaction product obtained in the step A and further comprising a reduced pressure dehydration step, Wherein the reaction temperature is controlled so as to be increased as compared with the reaction temperature of the step (A), wherein the low temperature curing type surface crosslinking agent of the superabsorbent resin is provided.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상술한 제조방법에 따라 제조된 고흡수성수지 표면가교제의 이론적 에폭시당량 기준으로 130%이하이고, 가수분해성 염소 함유량이 3000ppm이하이고, 수율이 90%이상, 수용화율이 1000%이상인 고흡수성수지 표면가교제가 제공된다.Another object of the present invention is to provide a superabsorbent resin surface cross-linking agent which is produced by the above-mentioned production method and which has a theoretical epoxy equivalent of not more than 130%, a hydrolyzable chlorine content of not more than 3000 ppm, a yield of not less than 90% % Or more of the surface cross-linking agent.
본 발명에 의하면, 유기용매 및 물에 대한 친화력이 우수하고 고순도 고흡수성 수지 표면가교제를 우수한 효율로 간단하게 얻을 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따라 얻어진 고흡수성수지 표면가교제는 아크릴수지와 우레탄수지의 가교제 및 가교촉진제, 점도조정제, 경화물성개선제 등의 용도에 사용 가능하며, 특히 유기용매를 사용하지 않는 수계 시스템에 적용 가능하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to obtain an excellent affinity for an organic solvent and water, and to obtain a high-purity superabsorbent resin surface cross-linking agent with excellent efficiency. As described above, the superabsorbent resin surface cross-linking agent obtained according to the present invention can be used for a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a viscosity adjusting agent, a hardening property improving agent, etc. of an acrylic resin and a urethane resin. Do.
이하, 본 발명의 고흡수성수지의 저온 경화형 표면가교제 및 그 제조방법에 대하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, the low-temperature curing type surface cross-linking agent of the super absorbent resin of the present invention and the method for producing the same will be described in more detail.
본 발명의 저온 경화형 표면가교제의 제조방법은 다가알콜과 루이스 산 촉매를 30 내지 40℃에서 혼합하는 제1단계; 상기 제1단계의 혼합물에 에피클로로히드린을 부가하고 60 내지 90℃에서 반응을 실시한 후 할로히드린에테르를 얻는 제2단계; 상기 제2단계에 따라 얻은 할로히드린에테르에 4급 암모늄염을 부가하고 이를 50 내지 60℃에서 반응하는 제3단계; 상기 제3단계의 반응 결과물에 강알칼리 수용액을 부가한 후 축합반응을 실시하는 제4단계; 상기 제4단계에 따라 얻은 반응 결과물을 40 내지 60℃에서 드라이필터를 이용하여 염층과 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 분리하는 제5단계; 상기 제5단계에 따라 얻은 결과물로부터 과잉의 에피클로로히드린을 회수 및 제거하는 제6단계; 및 상기 제6단계에 따라 얻은 결과물에 알칼리 흡착제를 부가하여 65 내지 80℃에서 혼합하는 제7단계를 포함한다.The method for producing a low temperature curable surface crosslinking agent of the present invention comprises a first step of mixing a polyhydric alcohol and a Lewis acid catalyst at 30 to 40 캜; A second step of adding epichlorohydrin to the mixture of the first step and conducting a reaction at 60 to 90 ° C to obtain a halohydrin ether; Adding a quaternary ammonium salt to the halohydrin ether obtained in the second step and reacting it at 50 to 60 ° C; A fourth step of adding a strong alkaline aqueous solution to the reaction product of the third step followed by a condensation reaction; A fifth step of separating the reaction product obtained in the fourth step from the salt layer containing epichlorohydrin and the salt layer using a dry filter at 40 to 60 ° C; A sixth step of recovering and removing excess epichlorohydrin from the result obtained by the fifth step; And a seventh step of adding an alkali adsorbent to the resultant obtained in the sixth step and mixing at 65 to 80 캜.
상기 축합반응을 실시하는 제4단계는 상기 제3단계에 따라 얻은 반응 생성물에 할로히드린에테르와의 반응에 필요한 강알칼리 수용액의 1/3에 해당하는 강알칼리 수용액을 부가하고 중간물과 염수층을 제거하는 제A단계와, 상기 A단계에 따라 얻은 반응 생성물에 할로히드린에테르와의 반응에 필요한 강알칼리 수용액의 2/3에 해당하는 강알칼리 수용액을 부가하고 감압탈수공정을 포함하는 제B단계를 포함한다. 여기서 상기 B단계의 반응온도가 상기 A단계의 반응온도에 비하여 증가되도록 제어된다.In the fourth step of performing the condensation reaction, a strong alkaline aqueous solution corresponding to 1/3 of the strong alkali aqueous solution required for the reaction with the halohydrin ether is added to the reaction product obtained in the third step, and the intermediate and the brine layer are removed And a step B of adding a strong alkaline aqueous solution corresponding to 2/3 of the strong alkali aqueous solution required for the reaction with the halohydrin ether to the reaction product obtained in the step A, . Wherein the reaction temperature of step B is controlled to be higher than the reaction temperature of step A above.
상기 제2단계의 다가알콜과 루이스 산 촉매 존재 하에서 에피클로로히드린을 부가하는 반응시, 급격한 발열로 인하여 변색 또는 부반응에 의한 중합물의 생성 및 최종 결과물의 전염소함량이 증가될 수 있고 반응온도를 유지하기 위해 지속적으로 냉각, 가열을 반복하여야 한다.In the reaction of adding the epichlorohydrin in the presence of the polyhydric alcohol and the Lewis acid catalyst in the second step, the generation of the polymerized product due to the discoloration or the side reaction and the chlorine content of the final product may be increased due to the rapid heat generation, To maintain, the cooling and heating must be repeated continuously.
본 발명자들은 상술한 문제점을 미연에 예방하기 위하여 다가알콜과 루이스 산 촉매 존재 하에서 과잉의 에피클로로히드린을 60 내지 90℃에서 1시간 내지 2시간 범위 내에서 부가하는 반응을 실시하여 초기 발열을 연속 투입에 의한 반응온도를 제어할 수 있어 변색을 최소화하고 중합물의 생성을 억제하며, 과잉의 에피클로로히드린을 부가함으로 저분자량 및 가수분해성 염소함량을 최소화할 수 있다. In order to prevent the above-mentioned problems, the present inventors conducted a reaction in which excess epichlorohydrin was added in the range of 1 hour to 2 hours at 60 to 90 ° C in the presence of a polyhydric alcohol and a Lewis acid catalyst, The reaction temperature by the addition can be controlled to minimize discoloration, inhibit the formation of polymerizates, and add excess epichlorohydrin to minimize the low molecular weight and hydrolyzable chlorine content.
상기 다가알콜은 하기 화학식 1a 내지 1d로 표시되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상을 사용하며, 특히 2가 이상의 다가알콜인 것이 바람직하다.The polyhydric alcohol may be at least one selected from compounds represented by the following general formulas (1a) to (1d), particularly preferably a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups.
[화학식 1a] [화학식 1b][Chemical Formula 1a] [Chemical Formula 1b]
상기 화학식 1a중, R1는 -H, R2는 -OH이고, 상기 화학식 1b중, R3은 -H이고, R4는 -OH이고,Wherein R 1 is -H and R 2 is -OH, R 3 is -H, R 4 is -OH,
[화학식 1c] [화학식 1d] [Chemical Formula 1c] [Chemical Formula 1d]
상기 화학식 1c중, R5은 -H이고, R6는 -OH이고, 상기 화학식 1d 중, R7는 H이고, R8는 OH이다. In the above formula (1c), R 5 is -H and R 6 is -OH, wherein R 7 is H and R 8 is OH.
상기 에피클로로히드린은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The epichlorohydrin may be represented by the following formula (2).
[화학식 2] [Formula 2]
상기식 중, R9는 -OH 또는 Cl이다.Wherein R 9 is -OH or Cl.
상기 다가알콜과 에피클로로히드린의 반응시 사용된 루이스 산 촉매의 비제한적인 예로서, BF3 및 그 착염(예:BF3·Et2O, BF3·H2O, Sn(BF4)2, Fe(BF4)2, Ca(BF4)2, Zn(BF4)2, Mg(BF4)2, Cu(BF4)2, 염화주석 등이 있고, 그 중에서도 Sn(BF4)2, Fe(BF4)2, Ca(BF4)2, Zn(BF4)2, Mg(BF4)2, Cu(BF4)2을 사용하는 것이 반응성면에서 보다 바람직하다. 이러한 루이스 산 촉매의 함량은 에피클로로히드린 100 중량부를 기준으로 하여 500 - 1500ppm인 것인 반응성 측면에서 바람직하다.BF 3 and its complex salts such as BF 3 .Et 2 O, BF 3 .H 2 O, Sn (BF 4 ), and the like can be used as non-limiting examples of the Lewis acid catalyst used in the reaction of the polyhydric alcohol and epichlorohydrin. 2, Fe (BF 4) 2 , Ca (BF 4) 2, Zn (BF 4) 2, Mg (BF 4) 2, Cu (BF 4) 2, and the like of tin chloride, particularly Sn (BF 4) 2, Fe (BF 4) 2 , Ca (BF 4) 2, Zn (BF 4) 2, Mg (BF 4) 2, it is more preferable from the reactivity to use a Cu (BF 4) 2. the Lewis acid The content of the catalyst is preferably 500 to 1500 ppm based on 100 parts by weight of epichlorohydrin.
상기 에피클로로히드린의 함량은 에틸렌글리콜의 경우 에틸렌글리콜 1몰을 기준으로 하여 8.0내지 12몰이다, 디에틸렌글리콜의 경우 디에틸렌글리콜 1몰을 기준으로 6.5몰 내지 8.5몰이다, 폴리에틸렌글리콜(Mw 1000)의 경우 폴리에틸렌글리콜 1몰을 기준으로 6.0몰 내지 8.0몰이다. 아이소바이드의 경우 아이소바이드 1몰을 기준으로 6.0몰 내지 8.0몰이다. 에피클로로히드린의 함량이 다가알콜 분자량(Mw 400)미만의 반응몰 기준으로 6.5몰 미만이면 초기 발열 제어가 어렵고 부반응에 의한 분자량이 비정상적으로 커지며, 최종제품의 수용화율 및 수율이 저하되고, 전염소함량이 증가한다. 다가알콜 분자량(Mw 400)미만의 반응몰 기준으로 12몰를 초과하면 순도는 좋아질 수 있으나 미반응 잔류물이 많이 남아있어 에피클로로히드린 손실이 발생할 수 있다. 그리고 다가알콜 분자량(Mw 800)이상의 반응몰 기준으로 6.0몰 미만은 이성체형성이 많아져 분자량이 커지며 8.5몰을 초과하면 미반응 에피클로로히드린 손실이 발생할 수 있다.The content of epichlorohydrin is in the range of 8.0 to 12 mol based on 1 mol of ethylene glycol in the case of ethylene glycol and 6.5 to 8.5 mol based on 1 mol of diethylene glycol in the case of diethylene glycol. 1000) is 6.0 mol to 8.0 mol based on 1 mol of polyethylene glycol. And is 6.0 to 8.0 mol based on 1 mol of isobide in the case of isobide. If the content of epichlorohydrin is less than 6.5 mol based on the reaction mole ratio of less than the polyhydric alcohol molecular weight (Mw 400), the initial heat generation is difficult to control and the molecular weight due to the side reaction becomes abnormally large, The chlorine content increases. A purity exceeding 12 moles on a molar basis of less than the molecular weight of polyhydric alcohol (Mw 400) may improve purity, but there may be a large amount of unreacted residues resulting in the loss of epichlorohydrin. On the other hand, if the molecular weight of the polyhydric alcohol is higher than 8.5 mol, unreacted epichlorohydrin loss may occur.
상기 다가알콜과 에피클로로히드린의 반응온도는 상술한 바와 같이 60 내지 90℃이며, 보다 바람직하게는 65 내지 80℃이다. 만약 이들의 반응온도가 60℃ 미만이면, 에피클로로히드린과 다가알콜의 미반응물이 상당량 존재하여 반응성이 극도로 떨어진다. 90℃를 초과하면 변색의 우려가 있고, 이성체 형성이 많아 강알칼리 촉매에 의한 2차 반응에서 중간물 형성이 많아 바람직하지 못하다. 그리고 반응시간은 반응온도에 따라 다소 가변적이며, 1 내지 2시간 정도로서, 0.5 내지 1.5시간 정도가 적절하다.The reaction temperature of the polyhydric alcohol and epichlorohydrin is 60 to 90 ° C, more preferably 65 to 80 ° C, as described above. If the reaction temperature is less than 60 캜, the reactivity of epichlorohydrin and polyhydric alcohol is extremely low due to the presence of a large amount of unreacted products. If it exceeds 90 DEG C, there is a risk of discoloration, and formation of an isomer is large, which is undesirable because the intermediate reaction is formed in a secondary reaction by a strong alkali catalyst. The reaction time is somewhat variable depending on the reaction temperature, and the reaction time is about 1 to 2 hours, preferably about 0.5 to 1.5 hours.
상기 다가알콜과 에피클로로히드린내에 함유된 수분은 1중량% 이하로서, 특히 0.1 내지 0.5 중량%인 것이 반응성 측면에서 바람직하다.The content of water contained in the polyhydric alcohol and epichlorohydrin is 1% by weight or less, particularly 0.1 to 0.5% by weight, from the viewpoint of reactivity.
제2단계에 따라 얻은 할로히드린에테르를 60 내지 90℃에서 숙성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 숙성단계를 더 거치면 에폭시당량과 전염소함량가 낮아지는 이점이 있다.상기 제3단계에서 4급 암모늄염을 부가하고 나서 제4단계의 A단계와 B단계를 순차적으로 실시하면 후술하는 이점을 얻을 수 있다. 제4단계의 A단계를 실시하면 수용액 상태에서 초기 반응속도를 활성화하고, 반응종료 후 염수층 제거시 분액시간을 단축하고 분액선을 명확히 할 수 있다. 그리고 제4단계의 B단계의 감압 탈수공정을 실시하여 수용화 가교제의 특성상 물, 염 존재하에서의 이성체 형성을 최소화하여 중간물 생성을 억제하고, 낮은 에폭시 당량 및 고수용화율을 갖는 최적의 효과를 얻을 수 있다. 만약 할로히드린에테르의 축합반응을 상술한 바와 같이 A단계와 B단계로 실시하는 과정을 거치지 않고 강알칼리 수용액을 하나의 단계로 부가 및 감압 탈수반응을 실시하는 경우, 초기 탈수에 의한 반응활성도가 떨어지고 생성된 염과 미반응 상태의 강알칼리에 의한 글리세롤화가 진행되어 중간생성물이 극도로 많이 생성됨에 따라 상분리 분액선이 분명치 않고 수율저하, 높은 전염소에 의한 응집 잔유물의 생성 및 폐수 발생이 많아 매우 불리해질 수 있다.And then aging the halohydrin ether obtained in the second step at 60 to 90 占 폚. If the quaternary ammonium salt is added in the third step and then the step A and the step B are sequentially carried out, the following advantages can be obtained. have. Step A in the fourth step activates the initial reaction rate in the aqueous solution state, shortens the separation time at the time of the removal of the brine layer after completion of the reaction, and clarifies the separating line. In step B of the fourth step, a decompression dehydration step is carried out to minimize the formation of isomers in the presence of water and salt due to the nature of the water-soluble crosslinking agent, thereby suppressing the formation of an intermediate product and obtaining an optimum effect having a low epoxy equivalent and a high water- . If the condensation reaction of the halohydrin ether is carried out in one stage of the strong alkaline aqueous solution and the reduced pressure dehydration reaction without performing the step A and the step B as described above, the reaction activity due to the initial dehydration is lowered Glycerolization by the strong alkali in unreacted state and the resulting salt proceeds extremely, and as a result, an intermediate product is extremely generated. Therefore, the phase separation line is not clear and the yield is lowered, the production of coagulation residues by high chlorine and generation of waste water are very disadvantageous .
상기 4급 암모늄염은 예를 들어 벤질트리에틸암모늄 클로라이드, 벤질트리메틸암모늄 클로라이드, 수산화벤질트리메틸암모늄, 수산화벤질트리에틸암모늄 중에서 선택된 하나 이상 또는 이들의 조합물이며, 상기 4급 암모늄염의 함량은 반응온도, 할로히드린에테르의 함량 등에 따라 가변적이며 예를 들어 할로히드린에테르 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부, 예를 들어 1 내지 10 중량부, 예를 들어 1.5 내지 5 중량부이다. 4급 암모늄염을 부가하면 생성된 할로히드린에테르와 50% 강알칼리 수용액과의 에폭시화 반응에서 균일한 반응이 이루어짐에 따라 수지층, 중간물 및 염층의 상 분리가 빠르고 분명하게 이루어지는 이점을 얻을 수 있다. 4급 암모늄염은 농도가 5 내지 70 중량%의 수용액 상태로 이용될 수 있다.The quaternary ammonium salt is at least one selected from, for example, benzyltriethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium hydroxide, benzyltriethylammonium hydroxide, or a combination thereof. The content of the quaternary ammonium salt may be selected from reaction temperature, For example, 0.5 to 20 parts by weight, for example, 1 to 10 parts by weight, for example, 1.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the halohydrin ether. The addition of the quaternary ammonium salt provides an advantage that the phase separation of the resin layer, the intermediate product and the salt layer can be performed quickly and clearly as the homogeneous reaction is achieved in the epoxidation reaction between the produced halohydrin ether and the 50% strong alkali aqueous solution . The quaternary ammonium salt may be used in an aqueous solution having a concentration of 5 to 70% by weight.
상기 4급 암모늄염을 이용하면 반응 혼합물의 조성이 균일해지면서할로히드린에테르의 반응성이 개선된다.The use of the quaternary ammonium salt improves the reactivity of the halohydrin ether as the composition of the reaction mixture becomes uniform.
상기 강알칼리로는 탄산나트륨, 탄산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 또는 그 혼합물을 사용하며, 50% 강알칼리 수용액은 상술한 강알칼리를 물에 용해하여 제조할 수 있다. 강알칼리는 50 중량% 수산화나트륨 수용액 이다. 이 때 강알칼리의 함량 고형분 100%를 기준으로 다가알콜 1몰을 기준으로 하여 1.9 내지 2.5몰이 바람직하다.As the strong alkali, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide, calcium hydroxide, potassium hydroxide or a mixture thereof is used, and a 50% strong alkali aqueous solution can be prepared by dissolving the above-mentioned strong alkali in water. The strong alkali is a 50 wt% aqueous solution of sodium hydroxide. In this case, the content of the strong alkali is preferably 1.9 to 2.5 mol based on 1 mol of the polyhydric alcohol based on 100% of the solids.
그리고 상기 제4단계에 따라 얻은 반응 결과물을 드라이 필터를 이용하여 염수층과 에피클로로히드린을 포함하는 수지층을 분리하는 제5단계를 실시한 다음, 이 결과물로부터 에피클로로히드린을 회수 및 제거하는 제6단계와 제6단계에 따라 얻은 결과물로부터 알칼리 흡착제를 투입하여 65 내지 80℃에서 혼합하여 마이크로필터를 통과시켜 목적하는 고흡수성수지의 저온 경화형 표면가교제를 제조할 수 있다.Then, the reaction product obtained in the fourth step is subjected to a fifth step of separating the salt water layer and the resin layer containing epichlorohydrin using a dry filter, and recovering and removing epichlorohydrin from the resultant product The alkali adsorbent is added from the result obtained in steps 6 and 6, mixed at 65 to 80 ° C, and passed through a microfilter to produce a desired low-temperature curable surface cross-linking agent of a superabsorbent resin.
본 명세서에서 저온 경화형은 180℃ 이하에서 경화 반응이 일어나는 경우를 말한다. 저온 경화형은 예를 들어 저온 속경화이며 저온 속경화는 저온에서 경화가 빠른 시간내에 이루어지는 것을 말하며 경화시간은 예를 들어 1 내지 60분 범위를 말한다.In the present specification, the low-temperature curing type refers to a case where a curing reaction occurs at 180 ° C or lower. The low temperature curing type is, for example, a low temperature curing method and the low temperature curing means that curing is performed at a low temperature in a short time, and the curing time is, for example, a range of 1 to 60 minutes.
상기 에폭시화 단계를 거쳐 염(염화나트륨)과 과잉의 에피클로로히드린을 분리 제거하는 과정은 필터드라이어 또는 루체필터 등을 사용하여 분리하기 위해, 2회에 걸쳐 순환하여 분리한다, 과잉으로 남아있는 에피클로로히드린을 제거하기 위하여 회수 온도는 110 내지 140℃인 것이 바람직하며, 140℃를 넘을 경우 변색과 수지 손실의 우려가 있으며 감압 범위는 초기 250 내지 350torr 범위의 것이 바람직하고, 잔류 에피클로로히드린 함량이 10%미만 이후에는 5 내지 10torr 범위의 것이 바람직하다, 잔류 에피클로로히드린 회수가 완료되면 냉각하여 65 내지 80℃에서 알칼리 흡착제(alkali adsorbent)를 투입하여 혼합 교반한 후 5㎛ 필터를 통과시켜 목적하는 고흡수성수지 저온 표면가교제를 얻을 수 있게 된다. The separation and removal of the salt (sodium chloride) and the excess epichlorohydrin via the epoxidation step is carried out by separating two times in order to isolate using a filter drier or Lucie filter, In order to remove chlorohydrin, the recovered temperature is preferably 110 to 140 ° C. When the temperature exceeds 140 ° C, there is a risk of discoloration and resin loss. The decompression range is preferably in the range of 250 to 350 torr initially, and the residual epichlorohydrin When the residual epichlorohydrin is completely recovered, the reaction mixture is cooled. Then, an alkali adsorbent is added thereto at 65 to 80 ° C, mixed and stirred, and then passed through a 5 μm filter Whereby a desired superabsorbent resin low temperature surface cross-linking agent can be obtained.
알칼리 흡착제로는 합성 히드로탈시드(synthetic hydrotalcite)를 사용한다. 합성 히드로탈시드는 상품명 Kyoword 700SL(manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd)로 상업적으로 입수가능하다.Synthetic hydrotalcite is used as the alkali adsorbent. Synthetic hydrotalcide is commercially available under the trade name Kyoword 700SL (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd).
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상기 제조방법에 따라 얻은 고순도의고흡수성수지의 저온 경화형 표면가교제를 얻을 수 있다. 이 표면가교제는 에폭시 당량이 이론치의 130%이하, 가수분해성 염소함유량이 3000ppm이하이고, 수율이 90%이상이며 물에 대한 용해도(수용화율)가 1000%이상이다.According to another aspect of the present invention, a low-temperature curing type surface cross-linking agent of a high-purity superabsorbent resin obtained by the above production method can be obtained. The surface cross-linking agent has an epoxy equivalent of 130% or less, a hydrolyzable chlorine content of 3,000 ppm or less, a yield of 90% or more, and a solubility (water-solubility) in water of 1000% or more.
이하, 상기 표면가교제를 이용한 고흡수성 수지의 표면 가교 처리 반응을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the surface cross-linking reaction of the superabsorbent resin using the surface cross-linking agent will be described.
표면가교제는 고흡수성 수지의 골격에 존재하는 카르복실기와 반응할 수 있는 2개 이상의 관능기를 갖는다. 표면가교제를 이용하여 고흡수성 수지의 표면 가교 반응을 실시하면 고흡수성 수지 입자의 표면에 가교밀도가 높은 표면처리막이 형성된다. 이와 같이 표면처리막이 배치된 고흡수성 수지는 코어-쉘 구조를 갖는다. 고흡수성 수지 입자의 1차적 가교 중합체이며, 쉘은 표면에 높은 가교 밀도를 나타낸다. The surface crosslinking agent has two or more functional groups capable of reacting with a carboxyl group present in the skeleton of the superabsorbent resin. When the surface cross-linking reaction of the superabsorbent resin is carried out using the surface cross-linking agent, a surface treatment film having a high cross-linking density is formed on the surface of the superabsorbent resin particles. The superabsorbent resin in which the surface treatment film is disposed has a core-shell structure. Is a primary crosslinked polymer of superabsorbent resin particles, and the shell exhibits a high crosslinking density on the surface.
본 발명의 표면가교제를 이용하여 표면처리막이 형성된 SAP 입자는 양질의 기재 중합체 즉, 낮은 추출, 낮은 잔류 원하는 특성을 제공한다. 그리고 저온, 단시간의 반응 조건에서 표면가교 반응이 진행되어 경제성 및 생산성면에서 바람직하다. The SAP particles having the surface treatment film formed using the surface cross-linking agent of the present invention provide high quality base polymer, i.e., low extraction, low residual desired properties. The surface cross-linking reaction proceeds under low-temperature, short-time reaction conditions, which is preferable in terms of economy and productivity.
표면가교제의 함량은 고흡수성 수지의 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 5.0 중량부, 예를 들어 0.01 내지 3 중량부이다.The content of the surface crosslinking agent is 0.001 to 5.0 parts by weight, for example, 0.01 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin of the superabsorbent resin.
고흡수성 수지는 수용성 고분자를 부분적으로 가교시켜 만든 고분자로서, 3차원 그물 구조를 가지면서 다량의 친수기를 갖고 있는 고분자로서 수불용성과 친수성을 동시에 갖고 있다. The highly water-absorbent resin is a polymer formed by partially crosslinking a water-soluble polymer, and has a three-dimensional network structure and a large amount of hydrophilic groups, and has water insolubility and hydrophilicity at the same time.
표면가교처리된 고흡수성 수지는 고흡수성 수지의 베이스 수지, 표면가교제, 다가양이온을 포함하는 수용성 염, 폴리카르본산계 공중합체의 혼합물을 혼합 및 반응하여 제조할 수 있다.The surface-crosslinked superabsorbent resin can be prepared by mixing and reacting a base resin of a superabsorbent resin, a surface cross-linking agent, a water-soluble salt containing a polyvalent cation, and a polycarboxylic acid-based copolymer.
폴리카르본산계 공중합체의 함량은 고흡수성 수지의 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 5.0 중량부이다. The content of the polycarboxylic acid copolymer is 0.001 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin of the superabsorbent resin.
고흡수성 수지의 베이스 수지는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합개시를 포함하는 단량체 조성물을 열 또는 광을 이용한 중합을 실시하여 함수겔상 중합체를 제조하고 이를 건조하고 건조된 생성물을 분쇄하여 얻을 수 있다.The base resin of the superabsorbent resin can be obtained by polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and a monomer composition containing a polymerization initiator by heat or light to prepare a hydrogel polymer, drying and pulverizing the dried product.
다가양이온을 포함하는 수용성염, 폴리카르본산계 공중합체, 고흡수성 수지의 베이스 수지와 그 제조방법은 대한민국 등록특허 10-1820051에 개시된 내용과 동일하다.A water-soluble salt containing a polyvalent cation, a polycarboxylic acid-based copolymer, a base resin of a superabsorbent resin and a method for producing the same are the same as those disclosed in Korean Patent No. 10-1820051.
또한 본 발명의 고흡수성 수지의 저온 경화형 표면가교제의 제조방법을 이용하면 유기용매와 물에 대한 친화성이 우수한 고흡수성수지 표면가교제를 우수한 수율과 고순도의 목적물 즉 이론치에 가까운 에폭시 당량 및 낮은 전염소?량을 갖는 이성체 함량을 최소화할 수 있다. Further, by using the method for producing a low-temperature curing type surface crosslinking agent of the present invention, it is possible to obtain a high-absorptive resin surface crosslinking agent having excellent affinity for an organic solvent and water with excellent yield and high purity of an object, It is possible to minimize isomer content.
본 발명의 표면가교제로 표면가교처리된 고흡수성 수지는 시간과 공정의 비용을 크게 절감할 수 있으며 또한, 흡수 특성(보수능 CRC (Centrifugal Retention Capacity) 및 가압흡수능 (AUP, Absorption Under Pressure)이 함께 향상하는 효과로 인하여, 종래의 고흡수성 수지에 제조와 비교하여 매우 우수한 공정성능의 특성이 개선된다.The superabsorbent resin having the surface cross-linking agent according to the present invention can greatly reduce the time and cost of the process, and the absorption characteristics (centrifugal retention capacity (CRC) and absorption under pressure Due to the improving effect, the properties of the process performance excellent in comparison with the conventional super absorbent resin are improved.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but it should be understood that the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1 One
감압환류장치가 장착된 2L의 4구 플라스크에 에틸렌글리콜 124g에 루이스 산 촉매 BF3·Et2O (500ppm/에피클로로히드린)를 투입하여 35℃에서 혼합한 후 에피클로로히드린 1,850g을 반응온도 75℃에서 1시간 동안 부가하고 완료 후 2시간 숙성을 실시하여 할로히드린에테르를 얻었다. 이어서 상기 결과물의 온도를 약 55℃로 낮춘 다음, 여기에 50중량%의 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 수용액 37.0g을 투입하고 1 시간 동안 반응을 실시하였다. 벤질트리에틸암모늄 클로라이드의 함량은 할로히드린 에테르 100 중량부를 기준으로 하여 2.0 중량부이다.Lewis acid catalyst BF 3 .Et 2 O (500 ppm / epichlorohydrin) was added to 124 g of ethylene glycol in a 2 L four-necked flask equipped with a reflux condenser. The mixture was mixed at 35 ° C. and 1,850 g of epichlorohydrin was reacted The mixture was added at a temperature of 75 占 폚 for 1 hour and aged for 2 hours after completion to obtain a halohydrin ether. Subsequently, the temperature of the resultant was lowered to about 55 ° C, and 37.0 g of a 50% by weight aqueous benzyltriethylammonium chloride solution was added thereto, and the reaction was carried out for 1 hour. The content of benzyltriethylammonium chloride is 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the halohydrin ether.
상기 반응 혼합물의 축합반응(할로히드린에테르의 글리시딜화 반응)을 하기 A 및 B단계로 순차적으로 실시하였다.The condensation reaction of the reaction mixture (glycidylation reaction of halohydrin ether) was carried out in the following steps A and B, respectively.
상기 반응 결과물에 50중량% 수산화나트륨 수용액 214g을 55℃에서 1.0 내지 1.5시간 동안 부가하여 축합반응을 실시하였다. 이어서, 55℃에서 1시간 숙성하였다. 이어서 수세수 624.7g을 투입하여 교반하고 0.5시간 정치한 후 염수층을 제거하였다(A단계). 214 g of a 50 wt% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction product at 55 ° C for 1.0 to 1.5 hours to carry out a condensation reaction. Then, it was aged at 55 ° C for 1 hour. Subsequently, 624.7 g of water was added thereto, stirred, allowed to stand for 0.5 hour, and then the brine layer was removed (step A).
이어서 상기 반응 혼합물에 50중량%의 수산화나트륨 수용액 426g을 부가하고 이를 약 65℃에서 감압탈수 공정을 실시하였고, 이 감압탈수공정을 약 2시간 동안 실시하였다(B단계), Subsequently, 426 g of a 50% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction mixture, followed by a reduced-pressure dehydration process at about 65 ° C. The reduced-pressure dehydration process was performed for about 2 hours (Step B)
이어서 상기 반응 결과물로부터 감압을 풀고 이를 냉각하여 50℃에서 드라이필터를 2회 반복하여 통과시켜 염수층과 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 각각 분리하였다. 이와 같이 분리된 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 반응기에 부가하고 반응혼합물을 감압 하에 에피클로로히드린을 회수하고, 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 0.8g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온경화형 표면가교제 323g을 얻었다(수율: 92%).Subsequently, the decompression was released from the reaction product, the solution was cooled, and the dry filter was repeatedly passed through at 50 ° C twice to separate the brine layer and the resin layer containing epichlorohydrin. The resin layer containing the separated epichlorohydrin was added to the reactor, epichlorohydrin was recovered from the reaction mixture under reduced pressure, 0.8 g of Synthetic Word 700SL as an alkali adsorbent was added, and the mixture was stirred for 30 minutes, To obtain 323 g of a low temperature curable surface crosslinking agent of a superabsorbent resin (yield: 92%).
비교예Comparative Example 1 One
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A단계의 염수층 제거없이 연속으로 실시한 다음, 얻어진 반응 혼합물의 염수층을 제거하고 에피클로로히드린을 회수하고 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 0.8g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온경화형 표면가교제를 얻었다. 실시예 1에서 B단계의 감압을 하지않고 진행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.The aqueous phase of the reaction mixture was removed without removing the aqueous phase of the A-phase, and the epichlorohydrin was recovered. 0.8 g of Synthetic 700SL, which is an alkali adsorbent, was added to the reaction mixture for 30 minutes Followed by mixing and stirring to obtain a low temperature curing type surface crosslinking agent of a superabsorbent resin using a 5 탆 filter. The procedure of Example 1 was repeated except that the pressure in the step B was not changed.
비교예Comparative Example 2 2
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A, B단계 모두 감압 탈수반응을 시킨In both steps A and B without separating into steps A and B, a vacuum dehydration reaction was carried out
것 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다., The same procedure as in Example 1 was carried out.
실시예Example 2 2
감압환류장치가 장착된 2L의 4구 플라스크에 디에틸렌글리콜 159g에 루이스 산 촉매 BF3·Et2O (500ppm/에피클로로히드린)를 투입하여 35℃에서 혼합한 후 에피클로로히드린 1,020g을 반응온도 75℃에서 1시간 동안 부가하고 완료 후 2시간 숙성을 실시하였다. 이어서 상기 결과물의 온도를 약 55℃로 낮춘 다음, 여기에 50중량%의 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 수용액 20.4g을 투입하고 1시간 동안 반응을 실시하였다.Lewis acid catalyst BF 3 .Et 2 O (500 ppm / epichlorohydrin) was added to 159 g of diethylene glycol in a 2 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, and the mixture was mixed at 35 ° C., and 1,020 g of epichlorohydrin The mixture was added at a reaction temperature of 75 캜 for 1 hour and aged for 2 hours after completion. Subsequently, the temperature of the resultant was lowered to about 55 ° C, 20.4 g of a 50% by weight aqueous solution of benzyltriethylammonium chloride was added, and the reaction was carried out for 1 hour.
상기 반응 혼합물의 축합반응(할로히드린에테르의 글리시딜화 반응)을 하기 A 및 B단계로 순차적으로 실시하였다.The condensation reaction of the reaction mixture (glycidylation reaction of halohydrin ether) was carried out in the following steps A and B, respectively.
상기 반응 결과물에 50중량% 수산화나트륨 수용액 84g을 55℃에서 1.0 내지 1.5시간 동안 부가하여 축합반응을 실시하였다. 이어서, 55℃에서 1시간 숙성하였다, 이어서 수세수 294g을 투입하여 교반하고 0.5시간 정치한 후 염수층을 제거하였다(A단계). 84 g of a 50 wt% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction product at 55 ° C for 1.0 to 1.5 hours to carry out a condensation reaction. Subsequently, the mixture was aged at 55 DEG C for 1 hour. Then, 294 g of water was added thereto, stirred, allowed to stand for 0.5 hour, and then the brine layer was removed (step A).
이어서 상기 반응 혼합물에 50중량%의 수산화나트륨 수용액 168g을 부가하고 이를 약 65℃에서 감압탈수 공정을 실시하였고, 이 감압탈수공정을 약 2시간 동안 실시하였다(B단계).Subsequently, 168 g of a 50% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction mixture, followed by a reduced pressure dehydration process at about 65 캜. The reduced pressure dehydration process was performed for about 2 hours (Step B).
이어서 상기 반응 결과물로부터 감압을 풀고 이를 냉각하여 50℃에서 드라이필터를 2회 반복하여 통과시켜 염수층과 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 각각 분리하였다. 이와 같이 분리된 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 반응기에 부가하고 반응혼합물을 감압 하에 에피클로로히드린을 회수하고, 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 0.62g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온경화형 표면가교제 254g을 얻었다.(수율: 93%)Subsequently, the decompression was released from the reaction product, the solution was cooled, and the dry filter was repeatedly passed through at 50 ° C twice to separate the brine layer and the resin layer containing epichlorohydrin. The resin layer containing the separated epichlorohydrin was added to the reactor, epichlorohydrin was recovered from the reaction mixture under reduced pressure, and 0.62 g of Synthetic Word 700 SL as an alkali adsorbent was added thereto. The mixture was stirred for 30 minutes, To obtain 254 g of a low temperature curable surface crosslinking agent of a superabsorbent resin (yield: 93%).
비교예Comparative Example 3 3
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A단계의 염수층 제거없이 연속으로Without separating into the A and B stages and without removing the brine layer in the A stage,
실시한 다음, 얻어진 반응 혼합물의 염수층을 제거하고 에피클로로히드린을 회수하고 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 0.8g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온경화형 표면가교제를 얻었다. 실시예 2에서 B단계의 감압을 하지않고 진행한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법에 따라 실시하였다.After removing the brine layer of the obtained reaction mixture, epichlorohydrin was recovered and 0.8 g of Syowword 700 SL, which is an alkali adsorbent, was added and mixed and stirred for 30 minutes. Using a 5 탆 filter, a low temperature curing type surface crosslinking agent . The procedure of Example 2 was repeated except that the pressure was not reduced in Step B in Example 2.
비교예Comparative Example 4 4
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A, B단계 모두 감압 탈수반응을 시킨In both steps A and B without separating into steps A and B, a vacuum dehydration reaction was carried out
것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법에 따라 실시하였다.The procedure of Example 2 was repeated except that
실시예Example 3 3
감압환류장치가 장착된 2L의 4구 플라스크에 폴리에틸렌글리콜 500g에 루이스 산 촉매 BF3·Et2O (500ppm/에피클로로히드린)를 투입하여 35℃에서 혼합한 후 에피클로로히드린 323.8g을 반응온도 75℃에서 1시간 동안 부가하고 완료 후 2시간 숙성을 실시하였다. 이어서 상기 결과물의 온도를 약 55℃로 낮춘 다음, 여기에 50중량%의 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 수용액 6.5g을 투입하고 1시간 동안 반응을 실시하였다.Lewis acid catalyst BF 3 .Et 2 O (500 ppm / epichlorohydrin) was added to 500 g of polyethylene glycol in a 2 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, and the mixture was stirred at 35 ° C. Then 323.8 g of epichlorohydrin was reacted The mixture was added at a temperature of 75 캜 for 1 hour and aged for 2 hours after completion. Subsequently, the temperature of the resultant was lowered to about 55 ° C, and then 6.5 g of a 50% by weight aqueous solution of benzyltriethylammonium chloride was added and the reaction was carried out for 1 hour.
상기 반응 혼합물의 축합반응(할로히드린에테르의 글리시딜화 반응)을 하기 A 및 B단계로 순차적으로 실시하였다.The condensation reaction of the reaction mixture (glycidylation reaction of halohydrin ether) was carried out in the following steps A and B, respectively.
상기 반응 결과물에 50중량% 수산화나트륨 수용액 23.3g을 55℃에서 1.0 내지 1.5시간 동안 부가하여 축합반응을 실시하였다. 이어서, 55℃에서 1시간 숙성하였다, 이어서 수세수 81.5g을 투입하여 교반하고 0.5시간 정치한 후 염수층을 제거하였다(A단계). 23.3 g of a 50 wt% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction product at 55 ° C for 1.0 to 1.5 hours to carry out a condensation reaction. Subsequently, the mixture was aged at 55 캜 for 1 hour. Then, 81.5 g of water was added thereto, stirred, allowed to stand for 0.5 hour, and then the brine layer was removed (step A).
이어서 상기 반응 혼합물에 50중량%의 수산화나트륨 수용액 46.7g을 부가하고 이를 약 65℃에서 감압탈수 공정을 실시하였고, 이 감압탈수공정을 약 2시간 동안 실시하였다(B단계).Subsequently, 46.7 g of a 50% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction mixture, which was subjected to a reduced pressure dehydration process at about 65 ° C, and the reduced pressure dehydration process was conducted for about 2 hours (Step B).
이어서 상기 반응 결과물로부터 감압을 풀고 이를 냉각하여 50℃에서 드라이필터를 2회 반복하여 통과시켜 염수층과 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 각각 분리하였다. 이와 같이 분리된 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 반응기에 부가하고 반응혼합물을 감압 하에 에피클로로히드린을 회수하고, 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 2.2g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온 경화형 표면가교제 552g을 얻었다.(수율: 94%)Subsequently, the decompression was released from the reaction product, the solution was cooled, and the dry filter was repeatedly passed through at 50 ° C twice to separate the brine layer and the resin layer containing epichlorohydrin. The resin layer containing the separated epichlorohydrin was added to the reactor, epichlorohydrin was recovered from the reaction mixture under reduced pressure, and 2.2 g of Synthetic Word 700SL, which is an alkali adsorbent, was added and stirred for 30 minutes, 552 g of a low temperature curing type surface crosslinking agent of a superabsorbent resin was obtained (yield: 94%).
비교예Comparative Example 5 5
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A단계의 염수층 제거없이 연속으로 실시한 다음, 얻어진 반응 혼합물의 염수층을 제거하고 에피클로로히드린을 회수하고 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 0.8g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온경화형 표면가교제를 얻었다. 실시예 3에서 B단계의 감압을 하지않고 진행한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법에 따라 실시하였다.The aqueous phase of the reaction mixture was removed without removing the aqueous phase of the A-phase, and the epichlorohydrin was recovered. 0.8 g of Synthetic 700SL, which is an alkali adsorbent, was added to the reaction mixture for 30 minutes Followed by mixing and stirring to obtain a low temperature curing type surface crosslinking agent of a superabsorbent resin using a 5 탆 filter. Example 3 was carried out in the same manner as in Example 3, except that the decompression of Step B was not carried out.
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비교예Comparative Example 6 6
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A, B단계 모두 감압 탈수반응을 시킨In both steps A and B without separating into steps A and B, a vacuum dehydration reaction was carried out
것 제외하고는. 실시예 3과 동일한 방법에 따라 실시하였다.Except one. The procedure of Example 3 was repeated.
실시예Example 4 4
감압환류장치가 장착된 2L의 4구 플라스크에 화학식 1d로 표시되는 아이소바이드(Isosorbide) 236g에 루이스 산 촉매 BF3·Et2O (500ppm/에피클로로히드린)를 투입하여 35℃에서 혼합한 후 에피클로로히드린 647.5g을 반응온도 75℃에서 1시간 동안 부가하고 완료 후 2시간 숙성을 실시하였다. 이어서 상기 결과물의 온도를 약 55℃로 낮춘 다음, 여기에 50중량%의 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 수용액 12.9g을 투입하고 1 시간 동안 반응을 실시하였다.In a 2 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, Lewis acid catalyst BF 3 .Et 2 O (500 ppm / epichlorohydrin) was added to 236 g of isosorbide represented by the formula (1d) and mixed at 35 ° C 647.5 g of epichlorohydrin was added at a reaction temperature of 75 캜 for 1 hour, and aging was performed for 2 hours after completion. Then, the temperature of the resultant was lowered to about 55 占 폚, and 12.9 g of a 50% by weight aqueous solution of benzyltriethylammonium chloride was added thereto, and the reaction was carried out for 1 hour.
상기 반응 혼합물의 축합반응(할로히드린에테르의 글리시딜화 반응)을 하기 A 및 B단계로 순차적으로 실시하였다.The condensation reaction of the reaction mixture (glycidylation reaction of halohydrin ether) was carried out in the following steps A and B, respectively.
상기 반응 결과물에 50중량% 수산화나트륨 수용액 58.6g을 55℃에서 1.0 내지 1.5시간 동안 부가하여 축합반응을 실시하였다. 이어서, 55℃에서 1시간 숙성하였다, 이어서 수세수 205.3g을 투입하여 교반하고 0.5시간 정치한 후 염수층을 제거하였다(A단계). 58.6 g of a 50 wt% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction product at 55 ° C for 1.0 to 1.5 hours to carry out a condensation reaction. Subsequently, the mixture was aged at 55 ° C for 1 hour. Then, 205.3 g of wash water was added thereto, stirred, allowed to stand for 0.5 hours, and then the brine layer was removed (step A).
이어서 상기 반응 혼합물에 50중량%의 수산화나트륨 수용액 117.2g을 부가하고 이를 약 65℃에서 감압탈수 공정을 실시하였고, 이 감압탈수공정을 약 2시간 동안 실시하였다(B단계).Next, 117.2 g of a 50% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was added to the reaction mixture, followed by a reduced pressure dehydration process at about 65 캜. The reduced pressure dehydration process was performed for about 2 hours (Step B).
이어서 상기 반응 결과물로부터 감압을 풀고 이를 냉각하여 50℃에서 드라이필터를 2회 반복하여 통과시켜 염수층과 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 각각 분리하였다. 이와 같이 분리된 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 반응기에 부가하고 반응혼합물을 감압 하에 에피클로로히드린을 회수하고, 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 1.6g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온 경화형 표면가교제 372g을 얻었다(수율: 93%).Subsequently, the decompression was released from the reaction product, the solution was cooled, and the dry filter was repeatedly passed through at 50 ° C twice to separate the brine layer and the resin layer containing epichlorohydrin. The resin layer containing the separated epichlorohydrin was added to the reactor, epichlorohydrin was recovered from the reaction mixture under reduced pressure, 1.6 g of Synthetic 700SL as an alkali adsorbent was added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes, To obtain 372 g of a low temperature curable surface crosslinking agent of a superabsorbent resin (yield: 93%).
비교예Comparative Example 7 7
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A단계의 염수층 제거없이 연속으로Without separating into the A and B stages and without removing the brine layer in the A stage,
실시한 다음, 얻어진 반응 혼합물의 염수층을 제거하고 에피클로로히드린을 회수하고 알칼리 흡착제인 교워드 700SL 0.8g을 투입하여 30분간 혼합 교반하여 5㎛ 필터를 사용하여 고흡수성 수지의 저온경화형 표면가교제를 얻었다. 실시예 4에서 B단계의 감압을 하지않고 진행한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법에 따라 실시하였다.After removing the brine layer of the obtained reaction mixture, epichlorohydrin was recovered and 0.8 g of Syowword 700 SL, which is an alkali adsorbent, was added and mixed and stirred for 30 minutes. Using a 5 탆 filter, a low temperature curing type surface crosslinking agent . Example 4 was carried out in the same manner as in Example 4, except that the decompression in Step B was not carried out.
비교예Comparative Example 8 8
상기 A, B단계로 구분하지 않고 A, B단계 모두 감압 탈수반응을 시킨 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법에 따라 실시하였다.The same procedure as in Example 4 was carried out except that the A and B stages were not classified into A and B stages but the A and B stages were subjected to a reduced pressure dehydration reaction.
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비교예Comparative Example 9 9
상기 A단계의 반응온도가 65℃, B단계의 반응온도가 55℃로 변화된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the reaction temperature in Step A was changed to 65 占 폚 and the reaction temperature in Step B was changed to 55 占 폚.
비교예Comparative Example 10 10
실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 할로히드린에테르의 온도를 약 55℃로 낮춘 다음, 여기에 50중량%의 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 수용액 37.0g을 투입하고 1시간 동안 실시하는 반응을 거치지 않은 것을 제외하고는, 동일하게 실시하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the temperature of the halohydrin ether was lowered to about 55 ° C and then 37.0 g of 50 wt% benzyltriethylammonium chloride aqueous solution was added thereto. The same procedure was carried out except that.
실시예Example 5 및 6 5 and 6
벤질트리에틸암모늄 클로라이드 수용액 부가시 벤질트리에틸암모늄 클로라이드의 함량이 할로히드린에테르 100 중량부를 기준으로 5 중량부 및 10 중량부인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of benzyltriethylammonium chloride in the aqueous solution of benzyltriethylammonium chloride was 5 parts by weight and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the halohydrin ether.
평가예Evaluation example 1 One
실시예 1-6 및 비교예 1-10에 따라 얻은 고흡수성수지의 저온경화형 표면가교제의 에폭시 당량, 가수분해성 염소함량, 전체 염소 함량, 수분함량, 점도, 및 수용해율을 측정하였다. 실시예 1-4의 결과 비교를 위하여 비교예 1 내지 10에 따라 실시하는 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.The epoxy equivalent, the hydrolyzable chlorine content, the total chlorine content, the water content, the viscosity and the water dissolution rate of the low temperature curable surface crosslinking agent of the superabsorbent resin obtained in Example 1-6 and Comparative Example 1-10 were measured. Results for Examples 1-4 Results for Comparative Examples 1 to 10 are also shown in Table 1 below.
에폭시 당량은 0.1N NaOH용액 적정법을 이용하여 측정하였고, 가수분해성 염소 함량, 전체 염소 함량 및 수분함량은 칼-피셔(Karl-Fusher)법을 이용하여 측정하였고, 점도는 브룩필드 점도계(Brookfield VIscometer)를 이용하여 측정하였고, 수용화율은 물 90g(25 ℃)에 고흡수성수지 표면가교제 10g을 용해시켰을 때 용해된 정도를 측정하여 퍼센트로 나타냈다.The epoxy equivalent weight was measured using a 0.1N NaOH solution titration method. The hydrolyzable chlorine content, total chlorine content, and water content were measured using Karl-Fusher method, and the viscosity was measured with a Brookfield viscometer. And the degree of water solubility was measured by dissolving 10 g of the superabsorbent resin cross-linking agent in 90 g of water (25 ° C.).
측정 결과, 상기 고흡수성수지 표면가교제의 에폭시 당량, 가수분해성 염소함량, 전체 염소 함량, 수분함량, 색상, 수용해율 및 수율은 각각 표 1에 나타났다.As a result of measurement, epoxy equivalent, hydrolyzable chlorine content, total chlorine content, water content, color, water dissolution rate and yield of the surface cross-linking agent of the superabsorbent resin are shown in Table 1, respectively.
(wt%)Moisture content
(wt%)
(APHA)color
(APHA)
(%)yield
(%)
상기 표 1에서 ∞는 무한대를 의미한다.In Table 1, ∞ means infinity.
표 1을 참조하여, 비교예 1에 따르면, 강알칼리 부가 반응에서 실시예 1의 중간물을 제거하지 않고 반응이 진행됨에 따라 염과 잔류 수분에 의해 부반응이 진행되어 에폭시 당량이 높은 결과를 보였으며, 중간물 생성이 많고 염층과 분액이 명확치 않아 중간물이 같이 분리 제거되어 실시예 1과 비교하여 높은 에폭시 당량과 염소함량이 높은 결과를 나타냈고, 수율이 30%미만의 결과 나타내었다, 비교예 2에 따른 경우에는 강알칼리 부가 반응에서 초기부터 진공탈수 축합 반응에 의한 미반응 상태의 알칼리와 염이 반응 중에 지속적으로 이성체를 형성하고 알칼리에 의한 미반응 에피클로로히드린과의 글리세롤화 반응 등 실시예 1과 비교하여 3배이상의 염소함량이 높은 결과를 나타냈고 상태적으로 생성수 및 강알칼리 수용액 중의 혼합수가 제거되어 에폭시 당량은 비교예 1과 비교해 낮은 편이나 최종제품의 수율이 50%로 매우 낮은 결과를 얻었다. 비교예 3에 따르면, 강알칼리 부가 반응에서 실시예 2의 중간물을 제거하지 않고 반응이 진행됨에 따라 염과 잔류 수분에 의해 부반응이 진행되어 에폭시 당량이 높은 결과를 보였으며, 중간물 생성이 많고 염층과 분액이 명확치 않아 중간물이 같이 분리 제거되어 실시예 2와 비교하여 최종 제품은 에폭시 당량과 염소함량이 높은 결과를 나타냈고, 수율이 18% 미만의 극도로 낮은 수율을 갖는 결과 얻었다. 비교예 4에 따른 경우에는 강알칼리 부가 반응에서 초기부터 진공탈수 축합 반응에 의한 미반응 상태의 알칼리와 염이 반응 중에 지속적으로 이성체를 형성하고 알칼리에 의한 미반응 에피클로로히드린과의 글리세롤화 반응 등 실시예 2와 비교하여 3배이상의 염소함량이 높은 결과를 나타냈고 상태적으로 생성수 및 강알칼리 수용액 중의 혼합수가 제거되어 에폭시 당량은 비교예 3과 비교해 낮은 편이나 최종제품의 수율이 42%로 매우 낮은 결과를 얻었다.Referring to Table 1, according to Comparative Example 1, as the reaction progressed without removing the intermediate of Example 1 in the strong alkaline addition reaction, the side reaction was promoted by the salt and the residual moisture, resulting in a high epoxy equivalent, The intermediate product was much separated and the salt and the separating liquid were not clear, so that the intermediate product was separated and removed to give a high epoxy equivalent and a high chlorine content as compared with Example 1, and the yield was less than 30% 2, the reaction between the unreacted alkali and salt by the vacuum dehydration condensation reaction from the beginning in the strong alkaline addition reaction continuously forms the isomer during the reaction, and the glycerolization reaction with the unreacted epichlorohydrin by the alkali 1, the chlorine content was 3 times or more higher than that in Example 1, and the mixed water in the produced water and strong alkaline aqueous solution was statistically removed The yield of the final product was as low as 50%, although the Foxy equivalent was lower than that of Comparative Example 1. According to Comparative Example 3, as the reaction progressed without removing the intermediate of Example 2 in the strong alkaline addition reaction, the side reaction was promoted by the salt and the residual moisture, resulting in a high epoxy equivalent, As a result, the intermediate product was separated and removed. As a result, the final product had a high epoxy equivalent and a high chlorine content as compared with Example 2, and an extremely low yield of less than 18% was obtained. In the case of Comparative Example 4, in the strong alkaline addition reaction, the unreacted alkali by the vacuum dehydration condensation reaction from the beginning forms a continuous isomer during the reaction, and the glycerolization reaction with the unreacted epichlorohydrin by the alkali The chlorine content was 3 times or more higher than that in Example 2, and the amount of water in the produced water and the strong alkaline aqueous solution was statistically lowered, so that the epoxy equivalent was lower than Comparative Example 3, but the yield of the final product was 42% Low results were obtained.
한편, 상기 비교예 5에 따르면, 실시예 3의 강알칼리 부가 반응에서 중간물을 제거하지 않고 반응이 진행됨에 따라 염과 잔류 수분에 의해 부반응이 진행되어 에폭시 당량이 높은 결과를 보였으며, 중간물 생성이 많고 염층과 분액이 명확치 않아 중간물이 같이 분리 제거되어 실시예 3와 비교하여 최종 제품은 에폭시 당량과 염소함량이 높은 결과를 나타냈고, 수율이 29% 미만의 극도로 낮은 수율을 갖는 결과 얻었다. On the other hand, according to Comparative Example 5, as the reaction proceeds without removing the intermediate in the strong alkaline addition reaction of Example 3, a side reaction is promoted by the salt and the residual moisture, resulting in a high epoxy equivalent. The intermediate product was separated and removed in the same manner as in Example 3. As a result, compared with Example 3, the final product had a high epoxy equivalent and a high chlorine content, and an extremely low yield of less than 29% .
비교예 6에 따른 경우에는 강알칼리 부가 반응에서 초기부터 진공탈수 축합 반응에 의한 미반응 상태의 알칼리와 염이 반응 중에 지속적으로 이성체를 형성하고 알칼리에 의한 미반응 에피클로로히드린과의 글리세롤화 반응 등 실시예 3과 비교하여 3배이상의 염소함량이 높은 결과를 나타냈고 상태적으로 생성수 및 강알칼리 수용액 중의 혼합수가 제거되어 에폭시 당량은 비교예 5와 비교해 낮은 편이나 최종제품의 수율이 55%로 낮은 결과를 얻었다. 비교예 7에 따르면, 실시예 4의 강알칼리 부가 반응에서 중간물을 제거하지 않고 반응이 진행됨에 따라 염과 잔류 수분에 의해 부반응이 진행되어 에폭시 당량이 높은 결과를 보였으며, 중간물 생성이 많고 염층과 분액이 명확치 않아 중간물이 같이 분리 제거되어 실시예 3와 비교하여 최종 제품은 에폭시 당량과 염소함량이 높은 결과를 나타냈고, 수율이 27% 미만의 극도로 낮은 수율을 갖는 결과를 얻었다. 비교예 8에 따른 경우에는 강알칼리 부가 반응에서 초기부터 진공탈수 축합 반응에 의한 미반응 상태의 알칼리와 염이 반응 중에 지속적으로 이성체를 형성하고 알칼리에 의한 미반응 에피클로로히드린과의 글리세롤화 반응 등 실시예 3과 비교하여 3배이상의 염소함량이 높은 결과를 나타냈고 상태적으로 생성수 및 강알칼리 수용액 중의 혼합수가 제거되어 에폭시 당량은 비교예 7과 비교해 낮은 편이나 최종제품의 수율이 51%로 낮은 결과를 얻었다. 비교예 9에 따라 실시하면 A단계에서 반응에서 발열이 심하고 부반응이 급속도로 진행되어 분액시 중간물 형성이 많고 B단계에서 낮은온도에서의 감압반응으로 탈수량이 이론치에 못미치고 반응시간이 길어짐에 따라 형성된 염층과 잔존하는 강알칼리와의 부반응이 진행되어 글리콜화된 이성체형성이 많아 수율이 68%로 상대적으로 낮은 결과를 나타냈고, 비교예 10에 따라 실시하면 A단계에서의 염층 분리시 분액선이 명확치 않아 수지층 손실이 발생하여 수율이 58%의 낮은 결과를 보여주었다. 이에 비하여 실시예 1 내지 4에 따라 실시하면 표면가교제의 수율이 비교예 1 내지 8의 경우와 비교하여 크게 증가되었고, 수용화율이 개선되었다. 그리고 전염소 함량과 가수분해성 염소함량이 감소되었다. In the case of Comparative Example 6, in the strong alkaline addition reaction, the unreacted alkali by the vacuum dehydration condensation reaction from the beginning forms a continuous isomer during the reaction, and the glycerolization reaction with the unreacted epichlorohydrin due to alkali The chlorine content was 3 times or more higher than that in Example 3 and the mixed water in the produced water and strong alkaline aqueous solution was statistically removed to show that the epoxy equivalent was lower than Comparative Example 5 but the yield of the final product was as low as 55% Results were obtained. According to Comparative Example 7, as the reaction progressed without removing the intermediate in the strong alkaline addition reaction of Example 4, the side reaction was promoted by the salt and the residual moisture, resulting in a high epoxy equivalent, As a result, the final products were found to have high epoxy equivalent and chlorine content as compared with Example 3, and an extremely low yield of less than 27% was obtained. In the case of Comparative Example 8, in the strong alkaline addition reaction, from the beginning, the unreacted alkali by the dehydration condensation reaction and the salt form an isomer continuously during the reaction, and the glycerolization reaction with the unreacted epichlorohydrin by alkali The chlorine content of 3 times or more was higher than that of Example 3, and the mixed water in the generated water and strong alkaline aqueous solution was statistically removed, and the epoxy equivalent was lower than that of Comparative Example 7, but the yield of the final product was as low as 51% Results were obtained. According to Comparative Example 9, when the reaction was accelerated in the step A and the side reaction proceeded rapidly, there was a lot of intermediate formation during the separation. In the step B, the decompression reaction at the low temperature resulted in the dehydration amount being less than the theoretical value and the reaction time being long As a side reaction between the salt layer formed and the remaining strong alkali progressed, the yield of the glycolized isomer was increased, resulting in a relatively low yield of 68%. According to Comparative Example 10, when the salt layer was separated in Step A, Uncertainly, resin layer loss occurred and yield was 58% lower. On the other hand, the yields of the surface cross-linking agent according to Examples 1 to 4 were greatly increased as compared with the cases of Comparative Examples 1 to 8, and the rate of hydrolysis was improved. And the total chlorine content and hydrolyzable chlorine content were decreased.
또한 실시예 5 및 6에 따라 실시하면, 상기 고흡수성수지 표면가교제의 에폭시 당량, 가수분해성 염소함량, 전체 염소 함량, 수분함량, 색상, 수용해율 및 수율이 상술한 실시예 1의 경우와 비교하여 거의 동일한 수준을 나타냈다.The results are shown in Tables 1 and 2, and the results are shown in Table 1. The results are shown in Table 1. The results are shown in Table 1, Almost the same level.
평가예Evaluation example 2 2
실시예 1-4 와 비교예 1, 3, 5, 7, 9 및 10에 따라 얻은 표면가교제를 각각 이용하여 고흡수성수지의 베이스 수지(base resin)을 표면가교 후 물성비교를 실시하였다. 고흡수성 수지는 K-SAM(코오롱유화사 제품)의 베이스 수지를 사용하였으며, 베이스 수지(Base resin) 100 g을 고속 믹서에 넣고 분쇄한 후에 미리 제조한 표면가교 수용액(표면가교제 0.03g , 증류수 3.5g, 메탄올 3.5g)을 투입하여 3분 동안 교반 배합한 후 스테인레스 쟁반에 고흡수성 수지 base resin을 최대한 고르게 펴고 미리 예열된 160℃ 오븐에서 30분 동안 경화 건조 후 상온에서 냉각하고 표준망체(sieve)를 이용하여 입경 크기 200 내지 600 ㎛의 고흡수성 수지를 제조하여 표면가교 후 보수능과 가압흡수능에 대한 물성비교를 표 2에 나타냈었다. 하기 표 2에는 실시예 1-4 및 비교예 1, 3, 5, 7, 9 및 10과의 비교를 위하여 표면가교제로서 폴리프로필렌글리콜을 사용한 경우의 결과를 함께 나타냈다.The surface cross-linking properties of the base resin of the superabsorbent resin were compared using the surface cross-linking agents obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1, 3, 5, 7, 9 and 10, respectively. The base resin of K-SAM (manufactured by Kolon Chemical Industries, Ltd.) was used as the superabsorbent resin, and 100 g of the base resin was put in a high-speed mixer and pulverized. Thereafter, a surface crosslinked aqueous solution (0.03 g of surface crosslinking agent, distilled water 3.5 g and methanol 3.5 g) were added and stirred for 3 minutes. The base resin of the superabsorbent resin was spread evenly on the stainless steel tray, cured in a preheated 160 ° C oven for 30 minutes, cooled at room temperature, , A superabsorbent resin having a particle size of 200 to 600 탆 was prepared, and the physical properties of the superabsorbent resin after surface crosslinking and the pressure absorption capacity were shown in Table 2. Table 2 shows the results of using polypropylene glycol as a surface cross-linking agent for comparison with Examples 1-4 and Comparative Examples 1, 3, 5, 7, 9 and 10.
하기 표 2에서 가교상태는 겔화 테스터기(Gelation Tester)를 이용하여 평가하였고, 보수능(Centrifuge retention capacity, CRC)은 ED ANA 법 WSP 241.2에 따라, 상기 실시예 및 비교예의 수지에 대하여 보수능을 측정하였다. 즉, 실시예 및 비교예를 통해 각각 얻은 수지 W(g) (약 0.2g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉한 후, 상온에서 생리식염수 (0.9 중량0 /0)에 함침시켰다. 약 30분 경과 후, 원심 분리기를 이용하여 250G 의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 빼고, 봉투의 질량 W2(g)을 측정하였다. 또, 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후에 그때의 질량 Wl(g)을 측정하였다. 얻어진 각 질량을 이용하여 다음과 같은 식에 따라 CRC(g/g)를 산출하였다.In the following Table 2, the crosslinking state was evaluated using a gelation tester, and the centrifugal retention capacity (CRC) was measured according to ED ANA method WSP 241.2 for the resins of the above Examples and Comparative Examples Respectively. That is, was impregnated with the Examples and Comparative Examples, the resin W (g) After (about 0.2g) and uniformly into sealing the bag of nonwoven fabric, normal saline at room temperature (0.9 wt. 0/0) obtained through each. After about 30 minutes, water was drained from the envelope for 3 minutes under a condition of 250 G using a centrifuge, and the mass W2 (g) of the envelope was measured. In addition, after the same operation was performed without using a resin, the mass W1 (g) at that time was measured. Using the obtained masses, CRC (g / g) was calculated according to the following equation.
[식 1][Formula 1]
CRC (g/g) = {(W2 - Wl) / (W - l)}CRC (g / g) = {(W2 - W1) / (W - l)}
가압흡수능은 EDANA 법 WSP 242.2 에 따랐다. 구체적으로, 850 내지 150 /m 인 샘플 0.9g을 EDANA 법에서 규정하는 실린더에 고르게 분포한 후, 피스톤과 추로 21g/cm2의 압력으로 가압을 한 후,0.9중량% 염수 용액을 1시간 흡수한 양으로써 계산하여 평가하였다.The pressure absorption capacity was in accordance with EDANA method WSP 242.2. Specifically, 0.9 g of a sample of 850 to 150 / m was uniformly distributed in a cylinder defined by the EDANA method, and then the piston was pressurized with a pressure of 21 g / cm 2 , and then a 0.9 wt% brine solution was absorbed for 1 hour The amount was calculated and evaluated.
(sec)a Bridging state
(sec) a
(g/g)Function
(g / g)
(g/g)Pressure absorption ability
(g / g)
180℃ 401sec160 ° C can not be measured
180 DEG C 401 sec
180℃ 330sec160 ° C can not be measured
180 ° C 330sec
180℃ 379sec160 ° C can not be measured
180 캜 379 sec
180℃측정불가
200℃ 469sec160 ° C can not be measured
180 ℃ can not be measured
200 ° C 469 sec
a: 겔화시간(Gelation Time) 측정 기준 a: Gelation Time measurement standard
겔 타이머(Gel timer)의 표면온도 160℃, 180℃ 및 200℃범위에서 측정하였으며, 경시변화에 따른 수지상태의 겔화(Gelation)가 일어나는 시점을 측정값으로 결과를 나타내었다.The surface temperature of the gel timer was measured at 160 캜, 180 캜, and 200 캜, and the result of the gelation of the resin state with the elapse of time was measured.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 표면가교제를 이용하면, 비교예 1, 3, 5, 7 및 9의 경우와 비교하여 낮은 온도에서 표면가교반응 (경화반응)이 빠르게 진행된다는 것을 알 수 있었고 비교예 1, 3, 5, 7 및 9의 경우 추가적인 온도보정 및 경화건조시간이 더 소요되는 결과를 나타내었다, 기존의 표면가교제인 폴리프로필렌글리콜의 경우는 160℃, 30분의 경화조건으로는 표면경화가 이루어지지 않았으며 200℃, 90분으로 보정하여 결과를 얻을 수 있었다.As shown in Table 2, when the surface cross-linking agents of Examples 1 to 4 were used, the surface cross-linking reaction (curing reaction) rapidly proceeded at a lower temperature than in Comparative Examples 1, 3, 5, 7 and 9 In the case of polypropylene glycol, which is a conventional surface crosslinking agent, the temperature was 160 ° C for 30 minutes, As the curing condition, no surface hardening was observed and the results were obtained by calibrating at 200 ℃ for 90 minutes.
경화물성의 경우 실시예 1, 2, 3 및 4의 경우 보수능과 가압흡수능 모두 비교예 1, 3, 5, 7 및 9과 비교하여 우수한 결과를 나타내었으며 기존의 표면가교제인 폴리프로필렌글리콜과 비교해도 양호한 결과를 얻을 수 있었다. In the case of the cured physical properties, in the case of Examples 1, 2, 3 and 4, both the insulating performance and the pressure absorbing ability were superior to those of Comparative Examples 1, 3, 5, 7 and 9 and compared with the conventional surface crosslinking agent polypropylene glycol Good results were also obtained.
본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention . Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (6)
상기 제1단계의 혼합물에 에피클로로히드린을 부가하고 60℃ 내지 90℃에서 반응을 실시한 후 할로히드린에테르를 얻는 제2단계;
상기 제2단계에 따라 얻은 할로히드린에테르에 4급 암모늄염을 부가하고 이를 50℃ 내지 60℃에서 반응하는 제3단계;
상기 제3단계의 반응 생성물에 강알칼리 수용액을 부가한 후 축합반응을 실시하는 제4단계;
상기 제4단계에 따라 얻은 반응 결과물을 40℃ 내지 60℃에서 드라이필터를 이용하여 염층과 에피클로로히드린이 포함된 수지층을 분리하는 제5단계;
상기 제5단계에 따라 얻은 결과물로부터 과잉의 에피클로로히드린을 회수 및 제거하는 제6단계; 및
상기 제6단계에 따라 얻은 결과물에 알칼리 흡착제를 부가하여 65℃ 내지 80℃에서 혼합하는 제7단계를 포함하며,
상기 축합반응을 실시하는 제4단계는 상기 제3단계에 따라 얻은 반응 생성물에 할로히드린에테르와의 반응에 필요한 강알칼리 수용액의 1/3에 해당하는 강알칼리 수용액을 부가하고 염수층을 제거하는 제A단계; 및 상기 A단계에 따라 얻은 반응 생성물에 할로히드린에테르와의 반응에 필요한 강알칼리 수용액의 2/3에 해당하는 강알칼리 수용액을 부가하고 감압탈수공정을 포함하는 제B단계를 포함하며, 상기 B단계의 반응온도가 상기 A단계의 반응온도에 비하여 증가되도록 제어되며,
상기 A단계의 반응온도가 50℃ 내지 60℃이고, 상기 B 단계의 반응온도가 60℃ 내지 70℃이고, 상기 4급 암모늄염이 벤질트리에틸암모늄 클로라이드, 벤질트리메틸암모늄 클로라이드, 수산화벤질트리메틸암모늄, 수산화벤질트리에틸암모늄 중에서 선택된 하나 이상 또는 이들의 조합물이며, 상기 4급 암모늄염의 함량은 할로히드린에테르 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부이고,
상기 다가알콜이 화학식 1a 내지 1d로 표시되는 화합물, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜(Mw1000)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 상기 에피클로로히드린이 하기 화학식 2로 표시되며, 상기 제2단계에 따라 얻은 할로히드린에테르를 60℃ 내지 90℃에서 숙성하는 단계를 더 포함하는 고흡수성 수지의 저온 경화형 표면가교제의 제조방법:
[화학식 1a] [화학식 1b]
상기 화학식 1a중, R1는 -H, R2는 -OH이고, 상기 화학식 1b중, R3은 -H이고, R4는 -OH이고,
[화학식 1c] [화학식 1d]
상기 화학식 1c중, R5은 -H이고, R6는 -OH이고, 상기 화학식 1d 중, R7는 H이고, R8는 OH이고,
[화학식 2]
상기식중, R9은 -OH 또는 -Cl이다.
A first step of mixing the polyhydric alcohol and the Lewis acid catalyst at 30 DEG C to 40 DEG C;
A second step of adding epichlorohydrin to the mixture of the first step and performing a reaction at 60 ° C to 90 ° C to obtain a halohydrin ether;
Adding a quaternary ammonium salt to the halohydrin ether obtained in the second step and reacting the quaternary ammonium salt at 50 ° C to 60 ° C;
A fourth step of adding a strong alkaline aqueous solution to the reaction product of the third step followed by a condensation reaction;
Separating the reaction product obtained in the fourth step from the salt layer and the resin layer containing epichlorohydrin using a dry filter at 40 ° C to 60 ° C;
A sixth step of recovering and removing excess epichlorohydrin from the result obtained by the fifth step; And
And a seventh step of adding an alkali adsorbent to the resultant obtained in the sixth step and mixing the resultant at 65 ° C to 80 ° C,
In the fourth step of performing the condensation reaction, a strong alkaline aqueous solution corresponding to 1/3 of the strong alkaline aqueous solution required for the reaction with the halohydrin ether is added to the reaction product obtained in the third step, and a solution A step; And a B step of adding a strong alkaline aqueous solution corresponding to 2/3 of the strong alkaline aqueous solution required for the reaction with the halohydrin ether to the reaction product obtained in the step A and further comprising a reduced pressure dehydration step, The reaction temperature is controlled to be increased as compared with the reaction temperature of the step A,
Wherein the reaction temperature in step A is 50 ° C to 60 ° C, the reaction temperature in step B is 60 ° C to 70 ° C, the quaternary ammonium salt is benzyltriethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium hydroxide, Benzyltriethylammonium, and a combination thereof. The content of the quaternary ammonium salt is 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the halohydrin ether,
Wherein the polyhydric alcohol is at least one selected from the group consisting of compounds represented by formulas (1a) to (1d), ethylene glycol, diethylene glycol and polyethylene glycol (Mw1000), the epichlorohydrin is represented by the following formula And aging the obtained halohydrin ether at 60 ° C to 90 ° C. The method of producing a low-temperature curable surface crosslinking agent of a superabsorbent resin,
[Chemical Formula 1a] [Chemical Formula 1b]
Wherein R 1 is -H and R 2 is -OH, R 3 is -H, R 4 is -OH,
[Chemical Formula 1c] [Chemical Formula 1d]
In the formula 1c, R 5 is -H, R 6 is -OH, and R 7 is H, R 8 is OH,
(2)
Wherein R 9 is -OH or -Cl.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR970009328B1 (en) * | 1987-12-16 | 1997-06-10 | 스미또모가가꾸고오교가부시끼가이샤 | Glycidyl ethers of phenolic compounds and epoxy resins derived thereof |
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-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR970009328B1 (en) * | 1987-12-16 | 1997-06-10 | 스미또모가가꾸고오교가부시끼가이샤 | Glycidyl ethers of phenolic compounds and epoxy resins derived thereof |
JP2009203425A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Sanyo Chem Ind Ltd | Method for producing glycidyl ether |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3978552A4 (en) * | 2019-05-31 | 2023-06-14 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Production method for water absorbent, and polyacrylic acid (salt) water absorbent resin |
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