KR20200059023A - Preparation method of super absorbent polymer, and super absorbent polymer prepared therefrom - Google Patents
Preparation method of super absorbent polymer, and super absorbent polymer prepared therefrom Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200059023A KR20200059023A KR1020180143836A KR20180143836A KR20200059023A KR 20200059023 A KR20200059023 A KR 20200059023A KR 1020180143836 A KR1020180143836 A KR 1020180143836A KR 20180143836 A KR20180143836 A KR 20180143836A KR 20200059023 A KR20200059023 A KR 20200059023A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- meth
- acrylate
- polymer
- crosslinking agent
- glycol
- Prior art date
Links
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 title claims description 79
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 77
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 45
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 30
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 20
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 19
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims description 16
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims description 12
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 8
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N tetraethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCO UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-hydroxypropoxy)propoxy]propan-1-ol Chemical compound CC(O)COC(C)COC(C)CO LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FDSUVTROAWLVJA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO FDSUVTROAWLVJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JFMGYULNQJPJCY-UHFFFAOYSA-N 4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound OCC1COC(=O)O1 JFMGYULNQJPJCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical group C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000005259 triarylamine group Chemical group 0.000 claims description 3
- MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 1,2,6-trimethylphenanthrene Chemical compound CC1=CC=C2C3=CC(C)=CC=C3C=CC2=C1C MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 abstract 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 14
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 12
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 8
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000004583 superabsorbent polymers (SAPs) Substances 0.000 description 5
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyethyl acetate Chemical compound COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1 BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 229910002016 Aerosil® 200 Inorganic materials 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 3
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 3
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMIJXNFLZXFHJA-UHFFFAOYSA-N 2-dimethylphosphoryl-1-(2,4,6-trimethylphenyl)ethanone Chemical compound CC1=C(C(=O)CP(C)(C)=O)C(=CC(=C1)C)C AMIJXNFLZXFHJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLGDWWCZQDIASO-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-1-(7-oxabicyclo[4.1.0]hepta-1,3,5-trien-2-yl)-2-phenylethanone Chemical compound OC(C(=O)c1cccc2Oc12)c1ccccc1 NLGDWWCZQDIASO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMBRHGJEDJVDOB-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropanimidamide;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.CC(C)C(N)=N SMBRHGJEDJVDOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000161 Locust bean gum Polymers 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 description 2
- LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N [2-[(1-azaniumyl-1-imino-2-methylpropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanimidoyl]azanium;dichloride Chemical compound Cl.Cl.NC(=N)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(N)=N LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- LBSPZZSGTIBOFG-UHFFFAOYSA-N bis[2-(4,5-dihydro-1h-imidazol-2-yl)propan-2-yl]diazene;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.N=1CCNC=1C(C)(C)N=NC(C)(C)C1=NCCN1 LBSPZZSGTIBOFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 2
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 2
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N heptan-2-one Chemical compound CCCCCC(C)=O CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 235000010420 locust bean gum Nutrition 0.000 description 2
- 239000000711 locust bean gum Substances 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229940083575 sodium dodecyl sulfate Drugs 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 2
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical group CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZCYBBHXCQYWTO-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-chloro-6-fluorophenyl)methoxy]benzaldehyde Chemical compound FC1=CC=CC(Cl)=C1COC1=CC=CC=C1C=O AZCYBBHXCQYWTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 2-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-yloxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(C)COCC1CO1 HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKSAKVMRQYOFBC-UHFFFAOYSA-N 2-cyanopropan-2-yliminourea Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(N)=O CKSAKVMRQYOFBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFYOKDXIYDYSPV-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O.CCC(CO)(CO)CO CFYOKDXIYDYSPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1-sulfonic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CC(C)CS(O)(=O)=O AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MJIFFWRTVONWNO-UHFFFAOYSA-N 3-oxopent-4-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCC(=O)C=C MJIFFWRTVONWNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVYPQURSUBDSIQ-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-3-oxopent-4-ene-1-sulfonic acid Chemical compound CC(=C)C(=O)CCS(O)(=O)=O SVYPQURSUBDSIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEYSASDBPHWTGR-UHFFFAOYSA-N 4-oxohex-5-ene-3-sulfonic acid Chemical compound CCC(S(O)(=O)=O)C(=O)C=C AEYSASDBPHWTGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Natural products OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- VOZDORDSKQWLSK-UHFFFAOYSA-N C1(=CC=CC=C1)C(C(=O)O)=O.C(C=O)(=O)OC1=CC=CC=C1 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)C(C(=O)O)=O.C(C=O)(=O)OC1=CC=CC=C1 VOZDORDSKQWLSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 239000004386 Erythritol Substances 0.000 description 1
- UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N Erythritol Natural products OCC(O)C(O)CO UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000896 Ethulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001859 Ethyl hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000569 Gum karaya Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Natural products P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 241000934878 Sterculia Species 0.000 description 1
- 229920001615 Tragacanth Polymers 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000001785 acacia senegal l. willd gum Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000420 anogeissus latifolia wall. gum Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000305 astragalus gummifer gum Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- PODOEQVNFJSWIK-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphoryl-(2,4,6-trimethoxyphenyl)methanone Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(OC)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 PODOEQVNFJSWIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N erythritol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)CO UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N 0.000 description 1
- 235000019414 erythritol Nutrition 0.000 description 1
- 229940009714 erythritol Drugs 0.000 description 1
- 235000019326 ethyl hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 235000019314 gum ghatti Nutrition 0.000 description 1
- MHIBEGOZTWERHF-UHFFFAOYSA-N heptane-1,1-diol Chemical compound CCCCCCC(O)O MHIBEGOZTWERHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003063 hydroxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229940031574 hydroxymethyl cellulose Drugs 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010494 karaya gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000231 karaya gum Substances 0.000 description 1
- 229940039371 karaya gum Drugs 0.000 description 1
- TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N l-ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(O)=C(O)C1=O TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- SCABQASLNUQUKD-UHFFFAOYSA-N silylium Chemical compound [SiH3+] SCABQASLNUQUKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/12—Powdering or granulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0025—Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/10—Esters; Ether-esters
- C08K5/11—Esters; Ether-esters of acyclic polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
- C08K5/151—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
- C08K5/1515—Three-membered rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 기본적인 흡수 성능이 우수하게 유지되면서도 보다 향상된 투과도(permeability)를 나타내는 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing a super absorbent polymer and a super absorbent polymer prepared therefrom, while maintaining excellent basic absorbent performance and exhibiting improved permeability.
고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로서, 개발업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 명명하고 있다. 상기와 같은 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 어린이용 종이기저귀 등 위생용품 외에 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품유통분야에서의 신선도 유지제, 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다. Super Absorbent Polymer (SAP) is a synthetic polymer material that has the ability to absorb about 500 to 1,000 times its own weight, and SAM (Super Absorbency Material), AGM (Absorbent Gel) for each developer Material). The superabsorbent polymer as described above began to be put into practical use as a sanitary tool, and now, in addition to sanitary products such as children's paper diapers, soil repair agents for horticulture, civil engineering, construction index materials, nursery sheets, and freshness retention agents in the food distribution field, and It is widely used as a material for poultice.
가장 많은 경우에, 이러한 고흡수성 수지는 기저귀나 생리대 등 위생재 분야에서 널리 사용되고 있는데, 이러한 용도를 위해 수분 등에 대한 높은 흡수능을 나타낼 필요가 있고, 외부의 압력에도 흡수된 수분이 빠져 나오지 않아야 하며, 이에 더하여, 물을 흡수하여 부피 팽창(팽윤)된 상태에서도 형태를 잘 유지하여 우수한 투과도(permeability)를 나타낼 필요가 있다. In most cases, these superabsorbent polymers are widely used in the field of sanitary materials such as diapers and sanitary napkins. For this purpose, it is necessary to exhibit high absorption capacity for moisture, etc., and absorbed moisture should not escape even under external pressure. In addition to this, it is necessary to show good permeability by absorbing water and maintaining its shape well even in a volume expanded (swelled) state.
그런데, 고흡수성 수지가 이러한 높은 투과도를 나타내기 위해서는, 기본적으로 상기 고흡수성 수지 입자가 수분을 흡수하여 팽윤된 후에도 그 형태를 유지하여 입자와 입자 사이의 공극이 유지될 필요가 있다. 이는 입자 사이의 공극이 유로 역할을 하여 고흡수성 수지의 우수한 투과도를 담보할 수 있기 때문이다. 이 때문에, 보다 향상된 투과도 등을 나타내는 고흡수성 수지를 제공하기 위해서는, 이러한 고흡수성 수지가 보다 높은 겔 강도를 나타낼 필요가 있다. However, in order for the superabsorbent polymer to exhibit such high permeability, it is basically necessary to maintain the shape even after the superabsorbent polymer particles absorb moisture and swell, thereby maintaining voids between the particles and the particles. This is because the pores between the particles serve as a flow path, so that the excellent permeability of the super absorbent polymer can be ensured. For this reason, in order to provide a superabsorbent polymer exhibiting improved permeability, etc., it is necessary for the superabsorbent polymer to exhibit a higher gel strength.
한편, 도 1에는 종래 기술에 의해 고흡수성 수지를 제조하는 방법 및 그 과정에서 가교 구조가 형성되는 형태를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다. 이러한 도 1을 참고하면, 고흡수성 수지는 일반적으로 내부 가교제의 존재 하에 진행되는 가교 중합 단계, 가교 중합된 함수겔 중합체에 대한 겔 분쇄, 건조 및 분쇄 단계와, 그 이후의 표면 가교 단계를 통해 제조되었다. Meanwhile, FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a method of manufacturing a super absorbent polymer by a conventional technique and a form in which a crosslinked structure is formed in the process. Referring to FIG. 1, the superabsorbent polymer is generally prepared through a crosslinking polymerization step that proceeds in the presence of an internal crosslinking agent, a gel grinding, a drying and grinding step on a crosslinked polymerized hydrogel polymer, and a surface crosslinking step after that. Became.
이러한 고흡수성 수지의 제조 방법에 있어서, 높은 겔 강도 및 이에 따른 우수한 투과도를 달성하기 위해서는, 고흡수성 수지 입자 자체의 강도를 높이기 위해, 내부 가교제의 사용량을 증가시켜 수지 입자 내부의 가교도를 높이거나, 표면 가교제의 사용량을 증가시키는 등의 방법으로 표면 가교도를 높이는 방법 등이 일반적으로 적용되었다. In the method of manufacturing such a super absorbent polymer, in order to achieve high gel strength and thus excellent permeability, in order to increase the strength of the super absorbent polymer particle itself, the amount of internal crosslinking agent is increased to increase the degree of crosslinking inside the resin particle, A method of increasing the degree of surface crosslinking, such as increasing the amount of the surface crosslinking agent, has been generally applied.
그러나, 이러한 내부 가교도 또는 표면 가교도를 높이는 경우, 수지 입자 내부의 공간이 감소되어 고흡수성 수지의 기본적인 흡수능, 예를 들어, 보수능 등이 저하되는 단점이 있었던 것이 사실이다. However, when the internal crosslinking degree or the surface crosslinking degree is increased, it is a fact that the space inside the resin particles is reduced, thereby deteriorating the basic absorbency of the super absorbent polymer, for example, water retention capacity.
그 결과, 기본적인 흡수 성능이 우수하게 유지되면서도 보다 향상된 투과도(permeability)를 나타내는 고흡수성 수지를 제조할 수 있는 기술의 개발이 계속적으로 요청되고 있다. As a result, the development of a technique capable of producing a super absorbent polymer that exhibits improved permeability while maintaining excellent basic absorption performance has been continuously requested.
이에 본 발명은 기본적인 흡수 성능이 우수하게 유지되면서도 보다 향상된 투과도(permeability)를 나타내는 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention is to provide a method for preparing a super absorbent polymer and a super absorbent polymer prepared therefrom, while maintaining excellent basic absorption performance and exhibiting improved permeability.
본 발명은 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계; The present invention comprises the steps of crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of an internal crosslinking agent to form a hydrogel polymer;
상기 가교 중합된 함수겔 중합체에 카보네이트계 열 가교제 또는 에폭시계 열 가교제의 수용액을 첨가하는 단계; Adding an aqueous solution of a carbonate thermal crosslinking agent or an epoxy thermal crosslinking agent to the crosslinked polymerized hydrogel polymer;
상기 수용액이 첨가된 함수겔 중합체를 10mm 이하의 입경을 갖도록 겔 분쇄하는 단계;Gel grinding the hydrogel polymer to which the aqueous solution is added to have a particle diameter of 10 mm or less;
상기 함수겔 중합체를 100℃ 이상으로 건조하면서, 상기 함수겔 중합체 및 상기 열 가교제를 추가 가교반응시키는 단계; Drying the hydrogel polymer at 100 ° C. or higher, and further crosslinking the hydrogel polymer and the thermal crosslinking agent;
상기 추가 가교된 함수겔 중합체를 분쇄 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및 Pulverizing and classifying the additional crosslinked hydrogel polymer to form a base resin powder; And
표면 가교제 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 포함하는 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing a super absorbent polymer comprising the step of forming a surface crosslinking layer by further crosslinking the surface of the base resin powder in the presence of a surface crosslinking agent.
본 발명은 또한, 내부 가교제와, 카보네이트계 열 가교제 또는 에폭시계 열 가교제를 매개로, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 가교 중합된 제 1 가교 중합체를 포함하는 베이스 수지 분말; 및 The present invention also provides a base resin powder comprising an internal crosslinking agent and a first crosslinked polymer in which a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized, via a carbonate-based thermal crosslinking agent or an epoxy-based thermal crosslinking agent; And
상기 베이스 수지 분말 상에 형성되어 있고, 상기 제 1 가교 중합체가 표면 가교제를 매개로 추가 가교된 제 2 가교 중합체를 포함하는 표면 가교층을 포함하는 고흡수성 수지로서, It is formed on the base resin powder, the first crosslinked polymer is a super absorbent polymer comprising a surface crosslinking layer comprising a second crosslinked polymer further crosslinked via a surface crosslinking agent,
무가압 하 GBP가 25 내지 60darcy이고, 0.3psi 가압 하의 GBP가 2.2 내지 10darcy이며, EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 원심분리 보수능(CRC)이 28 내지 35 g/g인 고흡수성 수지를 제공한다. Provides a superabsorbent polymer having a GBP under pressure of 25 to 60darcy, a GBP under 0.3psi pressure of 2.2 to 10darcy, and a centrifugal water retention capacity (CRC) of 28 to 35 g / g measured according to EDANA method WSP 241.3. .
이하, 첨부한 도면을 참고로, 발명의 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법, 및 이를 통해 제조되는 고흡수성 수지에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 도 2에는 발명의 일 구현예에 의해 고흡수성 수지를 제조하는 방법 및 그 과정에서 가교 구조가 형성되는 형태를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a method of manufacturing a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention, and a super absorbent polymer produced therefrom will be described in detail. 2 is a schematic diagram schematically showing a method of manufacturing a super absorbent polymer according to an embodiment of the invention and a form in which a crosslinked structure is formed in the process.
발명의 일 구현예에 따르면, 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계; According to one embodiment of the invention, in the presence of an internal crosslinking agent, crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized to form a hydrogel polymer;
상기 가교 중합된 함수겔 중합체에 카보네이트계 열 가교제 또는 에폭시계 열 가교제의 수용액을 첨가하는 단계; Adding an aqueous solution of a carbonate thermal crosslinking agent or an epoxy thermal crosslinking agent to the crosslinked polymerized hydrogel polymer;
상기 수용액이 첨가된 함수겔 중합체를 10mm 이하의 입경을 갖도록 겔 분쇄하는 단계;Gel grinding the hydrogel polymer to which the aqueous solution is added to have a particle diameter of 10 mm or less;
상기 함수겔 중합체를 100℃ 이상으로 건조하면서, 상기 함수겔 중합체 및 상기 열 가교제를 추가 가교반응시키는 단계; Drying the hydrogel polymer at 100 ° C. or higher, and further crosslinking the hydrogel polymer and the thermal crosslinking agent;
상기 추가 가교된 함수겔 중합체를 분쇄 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및 Pulverizing and classifying the additional crosslinked hydrogel polymer to form a base resin powder; And
표면 가교제 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 포함하는 고흡수성 수지의 제조 방법이 제공된다. A method for producing a super absorbent polymer comprising the step of forming a surface crosslinked layer by further crosslinking the surface of the base resin powder in the presence of a surface crosslinking agent is provided.
도 2에도 도시된 바와 같이, 이러한 일 구현예의 제조 방법에서는, 통상적인 가교 중합 공정을 통해 함수겔 중합체를 제조한 후에, 겔 분쇄를 위해 물을 첨가하면서, 이와 함께 소정의 열 가교제(100℃ 이상의 온도에서 가교 반응을 일으킬 수 있는 열 반응성 가교제)를 첨가하게 된다. 이러한 열 가교제 첨가 후, 겔 분쇄 및 건조 공정을 진행하게 되면, 상기 열 가교제가 상기 함수겔 중합체가 추가 가교 반응을 일으켜 추가 가교 구조를 형성할 수 있게 된다. As shown in Figure 2, in the manufacturing method of one embodiment, after preparing a hydrogel polymer through a conventional crosslinking polymerization process, while adding water for gel grinding, with a predetermined thermal crosslinking agent (100 ℃ or more A thermally reactive crosslinking agent) that can cause a crosslinking reaction at temperature is added. When the gel crushing and drying process is performed after the addition of the heat crosslinking agent, the heat crosslinking agent may cause the crosslinking reaction of the hydrogel polymer to form an additional crosslinking structure.
보다 구체적으로, 이렇게 추가 가교 구조가 형성된 중합체는 상기 불포화 단량체가 내부 가교제를 매개로 가교 중합된 가교 중합체의 쇄들을 포함하고, 이러한 가교 중합체의 쇄들이 고흡수성 수지의 표면 근방에서 상기 열 가교제를 매개로 추가 가교되어 있는 그물상 가교 구조를 포함할 수 있다. More specifically, the polymer in which the additional crosslinking structure is formed includes chains of the crosslinked polymer in which the unsaturated monomer is crosslinked and polymerized through an internal crosslinking agent, and the chains of these crosslinking polymers mediate the thermal crosslinking agent near the surface of the super absorbent polymer. It may include a cross-linked cross-linked structure that is further crosslinked.
이러한 2중의 그물상 가교 구조는 단일한 내부 가교제로 형성된 가교 구조에 비해, 보다 복잡하게 얽혀 있는 가교 구조를 이룰 수 있으며, 특히, 고흡수성 수지의 표면 근방에서 보다 높은 가교 밀도를 가질 수 있다. 그 결과, 일 구현예의 방법을 최종 제조된 고흡수성 수지는 동일 함량의 내부 가교제 및/또는 표면 가교제를 사용하더라도, 보다 높은 겔 강도를 나타낼 수 있다. 이러한 높은 겔 강도로 인해, 상기 고흡수성 수지는 향상된 투과도를 나타낼 수 있다. This double-cross-linked cross-linked structure can achieve a more complex entangled cross-linked structure compared to a cross-linked structure formed of a single internal cross-linking agent, and in particular, may have a higher cross-linking density near the surface of the super absorbent polymer. As a result, the superabsorbent polymer finally produced by the method of one embodiment may exhibit a higher gel strength even if an internal crosslinking agent and / or a surface crosslinking agent having the same content are used. Due to this high gel strength, the superabsorbent polymer can exhibit improved permeability.
이에 더하여, 일 구현예에 의해 특유하게 형성되는 2중의 그물상 가교 구조(특히, 고흡수성 수지 표면 근방의 높은 가교 밀도)로 인해, 내부 가교제 및/또는 표면 가교제의 사용량을 크게 증가시키지 않더라도 투과도를 향상시킬 수 있으므로, 내부 가교도 및/또는 표면 가교도의 사용량 증가 등에 기인한 흡수 성능, 예를 들어, 보수능의 저하 역시 최소화할 수 있다. In addition, due to the double reticulated cross-linked structure (particularly, high cross-linking density near the superabsorbent polymer surface) that is uniquely formed by one embodiment, the permeability is not increased even if the amount of the internal cross-linking agent and / or the surface cross-linking agent is not significantly increased Since it can be improved, it is also possible to minimize the decrease in water absorption performance, for example, water retention capacity due to an increase in the amount of internal crosslinking and / or surface crosslinking.
결과적으로, 일 구현예에 따르면, 보다 향상된 투과도를 나타내면서도, 우수한 흡수 성능을 유지하는 고흡수성 수지가 제조될 수 있다. As a result, according to one embodiment, a superabsorbent polymer that exhibits improved permeability and maintains excellent absorbent performance can be manufactured.
이하, 일 구현예의 제조 방법과, 이를 통해 얻어지는 고흡수성 수지에 대해 각 단계별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing an embodiment and a superabsorbent polymer obtained through the method will be described in more detail in each step.
먼저, 상기 일 구현예의 제조 방법에서, 상기 제 1 가교 중합체를 구성하는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 고흡수성 수지의 제조에 통상적으로 사용되는 임의의 단량체일 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다: First, in the manufacturing method of the above embodiment, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer constituting the first crosslinked polymer may be any monomer commonly used in the production of super absorbent polymers. As a non-limiting example, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be a compound represented by Formula 1 below:
[화학식 1][Formula 1]
R1-COOM1 R 1 -COOM 1
상기 화학식 1에서, In Chemical Formula 1,
R1는 불포화 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 5의 알킬 그룹이고, R 1 is an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms containing an unsaturated bond,
M1는 수소원자, 1가 또는 2가 금속, 암모늄기 또는 유기 아민염이다.M 1 is a hydrogen atom, a monovalent or divalent metal, an ammonium group or an organic amine salt.
바람직하게는, 상기 단량체는 (메트)아크릴산, 및 이들 산의 1가 (알칼리) 금속염, 2가 금속염, 암모늄염 및 유기 아민염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 이처럼 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로 (메트)아크릴산 및/또는 그 염을 사용할 경우 흡수성이 향상된 고흡수성 수지를 얻을 수 있어 유리하다. 이 밖에도 상기 단량체로는 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-(메트)아크릴로일프로판술폰산 또는 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산, (메트)아크릴아미드, N-치환(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, (N,N)-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, (N,N)-디메틸아미노프로필 (메트)아크릴아미드 등이 사용될 수 있다.Preferably, the monomer may be at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid, and monovalent (alkali) metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic amine salts of these acids. When (meth) acrylic acid and / or a salt thereof are used as the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, it is advantageous to obtain a superabsorbent polymer with improved absorbency. In addition, the monomers include maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2-acryloylethane sulfonic acid, 2-methacryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid or 2- (metha) ) Acrylamide-2-methyl propane sulfonic acid, (meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene Glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, (N, N) -dimethylaminoethyl (meth) acrylate, (N, N) -dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and the like can be used.
여기서, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 산성기를 가지며, 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 단량체를 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 등과 같은 알칼리 물질로 부분적으로 중화시킨 것이 사용될 수 있다.Here, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer has an acidic group, and at least a portion of the acidic group may be neutralized. Preferably, the monomer may be partially neutralized with an alkali material such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonium hydroxide.
이때, 상기 단량체의 중화도는 55 내지 95 몰%, 또는 60 내지 80 몰%, 또는 65 내지 75 몰%일 수 있다. 상기 중화도의 범위는 최종 물성에 따라 달라질 수 있지만, 중화도가 지나치게 높으면 중화된 단량체가 석출되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 반대로 중화도가 지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 뿐만 아니라 취급하기 곤란한 탄성 고무와 같은 성질을 나타낼 수 있다.At this time, the neutralization degree of the monomer may be 55 to 95 mol%, or 60 to 80 mol%, or 65 to 75 mol%. The range of the degree of neutralization may vary depending on the final physical properties, but if the degree of neutralization is too high, the neutralized monomer may precipitate and polymerization may be difficult to proceed smoothly. It can exhibit properties such as elastic rubber that are difficult to handle.
일 구현예의 방법 중 첫 번째 단계에서는, 내부 가교제 등의 존재 하에, 상술한 바와 같은 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 가교 중합할 수 있다. In the first step of the method of one embodiment, in the presence of an internal crosslinking agent or the like, a monomer composition comprising a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized as described above may be crosslinked and polymerized.
이때 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 앞서 설명한 바와 같다. 또한, 상기 단량체 조성물 중 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 농도는 중합 시간 및 반응 조건 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 90 중량%, 또는 40 내지 65 중량%일 수 있다. 이러한 농도 범위는 고농도 수용액의 중합 반응에서 나타나는 겔 효과 현상을 이용하여 중합 후 미반응 단량체를 제거할 필요가 없도록 하면서도, 후술할 중합체의 분쇄시 분쇄 효율을 조절하기 위해 유리할 수 있다. 다만, 상기 단량체의 농도가 지나치게 낮아지면 고흡수성 수지의 수율이 낮아질 수 있다. 반대로, 상기 단량체의 농도가 지나치게 높아지면 단량체의 일부가 석출되거나 중합된 함수겔상 중합체의 분쇄시 분쇄 효율이 떨어지는 등 공정상 문제가 생길 수 있고, 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다.At this time, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is as described above. In addition, the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in the monomer composition may be appropriately adjusted in consideration of polymerization time and reaction conditions, and may preferably be 20 to 90% by weight, or 40 to 65% by weight. This concentration range may be advantageous for controlling the grinding efficiency when pulverizing a polymer to be described later, while eliminating the need to remove unreacted monomers after polymerization by using the gel effect phenomenon that occurs in the polymerization reaction of a high concentration aqueous solution. However, if the concentration of the monomer is too low, the yield of the super absorbent polymer may be lowered. Conversely, if the concentration of the monomer is too high, a part of the monomer may be precipitated or there may be a process problem such as poor grinding efficiency when pulverizing the polymerized hydrogel polymer, and physical properties of the super absorbent polymer may be deteriorated.
또한, 상기 내부 가교제로는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 중합시 가교 결합의 도입을 가능케 하는 것이라면 어떠한 화합물도 사용 가능하다. 비제한적인 예로, 상기 내부 가교제는 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 부탄다이올다이(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜다이(메트)아크릴레이트, 다이에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 헥산다이올다이(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨 테트라아크릴레이트, 트리아릴아민, 프로필렌 글리콜 또는 글리세린과 같은 다관능성 가교제가 단독 사용 또는 2 이상 병용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, as the internal crosslinking agent, any compound can be used as long as it allows introduction of crosslinking during polymerization of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. As a non-limiting example, the internal crosslinking agent is N, N'-methylenebisacrylamide, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, propylene glycol di ( Meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) ) Acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, glycerin tri (meth) acrylate, penta Multifunctional crosslinking agents such as erythritol tetraacrylate, triarylamine, propylene glycol or glycerin may be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.
이러한 내부 가교제는 상기 불포화 단량체의 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 1 중량부, 혹은 0.005 내지 0.5 중량부의 함량으로 첨가될 수 있다. 즉, 상기 내부 가교제의 함량이 지나치게 낮을 경우 수지의 겔 강도 및/또는 투과도가 충분치 못하게 될 수 있다. 반대로, 상기 내부 가교제의 함량이 지나치게 높을 경우 수지의 기본적인 흡수 성능, 예를 들어, 보수능이 충분치 못하게 될 수 있다. The internal crosslinking agent may be added in an amount of 0.001 to 1 part by weight, or 0.005 to 0.5 part by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated monomer. That is, if the content of the internal crosslinking agent is too low, the gel strength and / or permeability of the resin may not be sufficient. Conversely, if the content of the internal crosslinking agent is too high, the basic absorption performance of the resin, for example, water retention capacity may not be sufficient.
한편, 상기 단량체 조성물, 예를 들어, 단량체 수용액은 상술한 단량체 및 내부 가교제 외에도, 발포제, 계면 활성제, 다가 금속염, 광개시제, 열개시제 및 폴리알킬렌글리콜계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the monomer composition, for example, the aqueous monomer solution, in addition to the above-mentioned monomer and internal crosslinking agent, one or more additives selected from the group consisting of blowing agents, surfactants, polyvalent metal salts, photoinitiators, heat initiators and polyalkylene glycol-based polymers It may further include.
이러한 첨가제는 고흡수성 수지의 투과도나 통액성 등을 추가로 향상시키거나(다가 금속염 또는 폴리알킬렌글리콜계 고분자 등), 흡수 속도를 추가로 향상시키거나(발포제 또는 계면 활성제 등), 혹은 가교 중합을 원활히 하여(광 개시제 또는 열 개시제 등) 고흡수성 수지의 물성을 보다 향상시키기 위해 사용할 수 있다. These additives further improve the permeability or liquid permeability of the super absorbent polymer (such as polymetallic salts or polyalkylene glycol-based polymers), further improve the absorption rate (such as foaming agents or surfactants), or crosslinking polymerization It can be used to improve the physical properties of the superabsorbent polymer by smoothing (such as a photoinitiator or a thermal initiator).
상술한 첨가제는 각각의 역할에 따라, 상기 단량체의 100 중량부에 대해, 2000ppmw 이하, 혹은 0 내지 2000ppmw, 혹은 혹은 10 내지 1000ppmw, 혹은 혹은 50 내지 500ppmw의 함량으로 사용될 수 있다. 이로서, 고흡수성 수지의 통액성 또는 흡수 속도 등의 물성을 추가 향상시킬 수 있다. The above-described additive may be used in an amount of 2000 ppm or less, or 0 to 2000 ppm, or 10 to 1000 ppm, or 50 to 500 ppm, based on 100 parts by weight of the monomer, depending on each role. As a result, physical properties such as liquid permeability or absorption rate of the super absorbent polymer can be further improved.
상술한 첨가제 중, 상기 폴리알킬렌글리콜계 고분자로는, 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜 등을 사용할 수 있다. Among the above-mentioned additives, polyethylene glycol or polypropylene glycol may be used as the polyalkylene glycol-based polymer.
추가로, 상기 광(중합) 개시제 및/또는 열(중합) 개시제로는, 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 중합 개시제가 모두 사용할 수 있다. 특히, 광 중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등에 의해 일정량의 열이 발생하고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 광(중합) 개시제 및/또는 열(중합) 개시제가 함께 사용되어 보다 우수한 흡수 속도 및 제반 물성을 갖는 고흡수성 수지가 제조될 수 있다. Further, as the photo (polymerization) initiator and / or the thermal (polymerization) initiator, any polymerization initiator generally used in the production of super absorbent polymers can be used. In particular, even with the photopolymerization method, since a certain amount of heat is generated by ultraviolet irradiation or the like and a certain amount of heat is generated according to the progress of the exothermic polymerization reaction, the photo (polymerization) initiator and / or heat (polymerization) Initiators can be used together to produce superabsorbent polymers having better absorption rates and properties.
상기 열(중합) 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소, 및 아스코르빈산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물이 사용될 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제로는 과황산나트륨(Sodium persulfate; Na2S2O8), 과황산칼륨(Potassium persulfate; K2S2O8), 과황산암모늄(Ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 등을 예로 들 수 있다. 또한, 아조(Azo)계 개시제로는 2,2-아조비스-(2-아미디노프로판)이염산염(2,2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2-아조비스-(N,N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드(2,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴(2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 디하이드로클로라이드(2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스-(4-시아노발레릭 산)(4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) 등을 예로 들 수 있다. 보다 다양한 열 중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 "Principle of Polymerization(Wiley, 1981년)"의 203 페이지에 개시되어 있으며, 이를 참조할 수 있다.As the thermal (polymerization) initiator, one or more compounds selected from the group consisting of a persulfate-based initiator, an azo-based initiator, hydrogen peroxide, and ascorbic acid may be used. Specifically, as the persulfate-based initiator, sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate (Ammonium persulfate; (NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) and the like. In addition, 2,2-azobis- (2-amidinopropane) dihydrochloride (2,2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2-azobis- (N, N-dimethylene) isobutyramidine dihydrochloride (2,2-azobis- (N, N-dimethylene) isobutyramidine dihydrochloride), 2- (carbamoyl azo) isobutyronitrile (2- (carbamoylazo) isobutylonitril), 2,2-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride (2,2-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride), 4, For example, 4-azobis- (4-cyanovaleric acid) (4,4-azobis- (4-cyanovaleric acid)). More various thermal polymerization initiators are disclosed on page 203 of the Odian book "Principle of Polymerization (Wiley, 1981)", which can be referred to.
또, 상기 광(중합) 개시제로는, 예를 들어, 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물이 사용될 수 있다. 그 중 아실포스핀의 구체 예로서, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6-트리메틸-벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)가 사용될 수 있다. 보다 다양한 광 중합 개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier 2007년)"의 115 페이지에 개시되어 있으며, 이를 참조할 수 있다.Further, as the photo (polymerization) initiator, for example, benzoin ether (benzoin ether), dialkyl acetophenone (dialkyl acetophenone), hydroxyl alkyl ketone (hydroxyl alkylketone), phenyl glyoxylate (phenyl glyoxylate), One or more compounds selected from the group consisting of Benzyl Dimethyl Ketal, acyl phosphine and alpha-aminoketone may be used. Among them, as a specific example of acylphosphine, a commercially available lucirin TPO, that is, 2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide (2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide) can be used. . More various photopolymerization initiators are disclosed on page 115 of Reinhold Schwalm's book "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (Elsevier 2007)", which can be referred to.
이러한 개시제는 상기 단량체 100 중량부에 대해, 500ppmw 이하의 함량으로 첨가될 수 있다. 즉, 상기 중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고 최종 제품에 잔존 모노머가 다량으로 추출될 수 있어 바람직하지 않다. 반대로, 상기 중합 개시제의 농도가 상기 범위 보다 높을 경우 네트워크를 이루는 고분자 체인이 짧아져 수가용 성분의 함량이 높아지고 가압 흡수능이 낮아지는 등 수지의 물성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The initiator may be added in an amount of 500 ppmw or less with respect to 100 parts by weight of the monomer. That is, when the concentration of the polymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slow, and residual monomers in the final product may be extracted in large quantities, which is not preferable. On the contrary, when the concentration of the polymerization initiator is higher than the above range, the polymer chain forming the network is shortened, so the content of the water-soluble component is increased and the pressure absorption capacity is lowered, which is not preferable.
한편, 상술한 각 성분 외에도, 상기 단량체 조성물에는 필요에 따라 증점제, 가소제, 보존 안정제, 산화 방지제 등이 더 포함될 수 있다.On the other hand, in addition to each of the components described above, the monomer composition may further include a thickener, a plasticizer, a storage stabilizer, an antioxidant, etc., if necessary.
그리고, 이러한 단량체 조성물은 전술한 단량체 등의 원료 물질이 용매에 용해된 용액의 형태로 준비될 수 있다. 이때 사용 가능한 용매로는 전술한 원료 물질들을 용해시킬 수 있는 것이라면 그 구성의 한정 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 용매로는 물, 에탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 톨루엔, 자일렌, 부티로락톤, 카르비톨, 메틸셀로솔브아세테이트, N,N-디메틸아세트아미드, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.And, such a monomer composition may be prepared in the form of a solution in which a raw material such as the above-described monomer is dissolved in a solvent. At this time, as a usable solvent, any material that can dissolve the above-described raw materials can be used without limitation. For example, the solvent includes water, ethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-butanediol, propylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate , Methyl ethyl ketone, acetone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl ether, toluene, xylene, butyrolactone, carbitol, methyl cellosolve acetate, N, N-dimethylacetamide, or mixtures thereof can be used.
그리고, 상술한 수용액 등의 형태를 갖는 단량체 조성물은 초기 온도가 30 내지 60℃의 온도를 갖도록 제어될 수 있으며, 이에 대해 빛 에너지 또는 열 에너지가 가해져 가교 중합이 형성될 수 있다. In addition, the monomer composition having the form of the above-described aqueous solution may be controlled such that the initial temperature has a temperature of 30 to 60 ° C, and light energy or thermal energy may be applied thereto to form crosslinking polymerization.
이와 같은 단량체 조성물의 가교 중합을 통한 함수겔 중합체의 형성은 통상적인 중합 방법으로 수행될 수 있으며, 그 공정은 특별히 한정되지 않는다. 비제한적인 예로, 상기 중합 방법은 중합 에너지원의 종류에 따라 크게 열 중합과 광 중합으로 나뉘는데, 상기 열 중합을 진행하는 경우에는 니더(kneader)와 같은 교반축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광 중합을 진행하는 경우에는 이동 가능한 컨베이어 벨트가 구비된 반응기에서 진행될 수 있다.The formation of a hydrogel polymer through crosslinking polymerization of such a monomer composition may be performed by a conventional polymerization method, and the process is not particularly limited. As a non-limiting example, the polymerization method is largely divided into thermal polymerization and photo polymerization according to the type of polymerization energy source. When the thermal polymerization is performed, the polymerization method may be performed in a reactor having a stirring axis such as a kneader, and photo polymerization In the case of proceeding, it may proceed in a reactor equipped with a movable conveyor belt.
일 예로, 교반축이 구비된 니더와 같은 반응기에 상기 단량체 조성물을 투입하고, 여기에 열풍을 공급하거나 반응기를 가열하여 열 중합함으로써 함수겔상 중합체를 얻을 수 있다. 이때, 반응기에 구비된 교반축의 형태에 따라 반응기 배출구로 배출되는 함수겔상 중합체는 수 밀리미터 내지 수 센티미터의 입자로 얻어질 수 있다. 구체적으로, 얻어지는 함수겔상 중합체는 주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도 등에 따라 다양한 형태로 얻어질 수 있는데, 통상 (중량 평균) 입경이 2 내지 50 mm인 함수겔상 중합체가 얻어질 수 있다.For example, a hydrogel polymer can be obtained by introducing the monomer composition into a reactor, such as a kneader equipped with a stirring shaft, and supplying hot air to it or heating the reactor to thermally polymerize it. At this time, depending on the type of agitation shaft provided in the reactor, the hydrogel polymer discharged to the reactor outlet may be obtained as particles of several millimeters to several centimeters. Specifically, the obtained hydrogel polymer can be obtained in various forms depending on the concentration and injection speed of the monomer composition to be injected, and a hydrogel polymer having a particle diameter of 2 to 50 mm (average weight) is usually obtained.
그리고, 다른 일 예로, 이동 가능한 컨베이어 벨트가 구비된 반응기에서 상기 단량체 조성물에 대한 광 중합을 진행하는 경우에는 시트 형태의 함수겔상 중합체가 얻어질 수 있다. 이때 상기 시트의 두께는 주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도에 따라 달라질 수 있는데, 시트 전체가 고르게 중합될 수 있도록 하면서도 생산 속도 등을 확보하기 위하여, 통상적으로 0.5 내지 5 cm의 두께로 조절되는 것이 바람직하다.And, as another example, when the photopolymerization of the monomer composition in a reactor equipped with a movable conveyor belt is performed, a hydrogel polymer in the form of a sheet may be obtained. At this time, the thickness of the sheet may vary depending on the concentration and the injection rate of the monomer composition to be injected. In order to ensure the production speed and the like while allowing the entire sheet to be evenly polymerized, it is usually adjusted to a thickness of 0.5 to 5 cm. desirable.
이때, 이와 같은 방법으로 얻어진 함수겔 중합체의 통상 함수율은 40 내지 80 중량%일 수 있다. 한편, 본 명세서 전체에서 "함수율"은 전체 함수겔 중합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수겔 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. 구체적으로는, 적외선 가열을 통해 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분증발에 따른 무게감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 180℃까지 온도를 상승시킨 뒤 180℃에서 유지하는 방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 20분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.At this time, the normal water content of the hydrogel polymer obtained in this way may be 40 to 80% by weight. Meanwhile, in the present specification, “water content” refers to a content of moisture occupied with respect to the total weight of the hydrogel polymer, which means the weight of the hydrogel polymer minus the dry polymer weight. Specifically, it is defined as a calculated value by measuring the weight loss due to evaporation of water in the polymer during the drying process by raising the temperature of the polymer through infrared heating. At this time, the drying condition is a method of raising the temperature from room temperature to about 180 ° C and then maintaining it at 180 ° C. The total drying time is set to 20 minutes including 5 minutes of the temperature rise step to measure the water content.
한편, 상술한 방법으로 함수겔 중합체를 제조한 후에는, 상기 가교 중합된 함수겔 중합체에 카보네이트계 열 가교제 또는 에폭시계 열 가교제의 수용액을 첨가할 수 있다. 이러한 열 가교제는 이후의 고온 건조 공정에서 함수겔 중합체와 추가 반응하여 추가 가교 구조를 형성하는 것이다. On the other hand, after preparing the hydrogel polymer by the above-described method, an aqueous solution of a carbonate thermal crosslinking agent or an epoxy thermal crosslinking agent may be added to the crosslinked polymerized hydrogel polymer. This thermal crosslinking agent is to further react with a hydrogel polymer in a subsequent high temperature drying process to form an additional crosslinking structure.
이러한 열 가교제의 구체적인 예로는, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 글리세린 카보네이트 및 글리시딜 에테르계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있으며, 이외에도 100℃ 이상의 온도에서 상기 함수겔 중합체와 가교 반응을 일으킬 수 있는 임의의 열 반응성 카보네이트계 화합물 또는 에폭시계 화합물을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. Specific examples of the thermal crosslinking agent include one or more selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, glycerin carbonate, and glycidyl ether-based compounds, and in addition, crosslinking reaction with the hydrogel polymer at a temperature of 100 ° C. or higher. Any thermally reactive carbonate-based compound or epoxy-based compound that can be used can be used without particular limitation.
이러한 열 가교제는 상기 가교 중합 단계에서 사용된 불포화 단량체의 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 0.5 중량부, 혹은 0.005 내지 0.3 중량부, 혹은 0.01 내지 0.1 중량부의 함량으로 첨가될 수 있다. 즉, 상기 열 가교제의 함량이 지나치게 낮을 경우 수지의 겔 강도 및/또는 투과도가 충분히 향상되지 못할 수 있다. 반대로, 상기 열 가교제의 함량이 지나치게 높을 경우 수지의 기본적인 흡수 성능, 예를 들어, 보수능이 저하되어, 고흡수성 수지의 흡수 성능이 충분치 못하게 될 수 있다. The thermal crosslinking agent may be added in an amount of 0.001 to 0.5 parts by weight, or 0.005 to 0.3 parts by weight, or 0.01 to 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated monomer used in the crosslinking polymerization step. That is, if the content of the thermal crosslinking agent is too low, the gel strength and / or permeability of the resin may not be sufficiently improved. Conversely, when the content of the thermal crosslinking agent is too high, the basic absorption performance of the resin, for example, water retention capacity may be deteriorated, so that the absorption performance of the super absorbent polymer may not be sufficient.
이러한 열 가교제는 이후의 겔 분쇄를 위해 첨가되는 물과 함께 수용액 형태로 첨가될 수 있다. This thermal crosslinking agent may be added in the form of an aqueous solution together with water added for subsequent gel grinding.
이후, 이러한 함수겔 중합체를 겔 분쇄하여 평균 입경이 작은 함수겔 중합체를 형성할 수 있다. 이러한 겔 분쇄 단계에서는, 함수겔 중합체를 10mm 이하의 입경, 혹은 5mm 이하의 입경, 혹은 1.0 mm 내지 2.0 mm의 입경을 갖도록 분쇄할 수 있다. 이때, 함수겔 중합체의 입경이라 함은 겔 분쇄 후의 함수겔 중합체의 단일 입자에서, 표면의 임의의 두 점을 이은 직선 거리 중 최장 거리로 정의될 수 있다. Thereafter, the hydrogel polymer may be gel-pulverized to form a hydrogel polymer having a small average particle diameter. In the gel grinding step, the hydrogel polymer may be pulverized to have a particle diameter of 10 mm or less, or a particle diameter of 5 mm or less, or a particle diameter of 1.0 mm to 2.0 mm. In this case, the particle diameter of the hydrogel polymer may be defined as the longest distance among the straight lines connecting any two points on the surface in a single particle of the hydrogel polymer after gel grinding.
상기 겔 분쇄시 사용하는 분쇄기는 구성의 한정은 없으나, 구체적으로, 수직형 절단기(Vertical pulverizer), 터보 커터(Turbo cutter), 터보 글라인더(Turbo grinder), 회전 절단식 분쇄기(Rotary cutter mill), 절단식 분쇄기(Cutter mill), 원판 분쇄기(Disc mill), 조각 파쇄기(Shred crusher), 파쇄기(Crusher), 초퍼(chopper) 및 원판식 절단기(Disc cutter)로 이루어진 분쇄 기기 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상술한 예에 한정되지는 않는다.The pulverizer used for grinding the gel is not limited in configuration, but specifically, a vertical pulverizer, a turbo cutter, a turbo grinder, and a rotary cutter mill , Cutter mill, Disc mill, Shred crusher, Crusher, Chopper and Disc cutter It may include, but is not limited to the above-described example.
또한, 겔 분쇄의 효율을 위하여 입경의 크기에 따라 겔 분쇄를 복수회로 수행할 수 있다. 예를 들어, 함수겔 중합체를 입경 10 mm 이하로 1차 분쇄하고, 이를 다시 보다 작은 입경으로 추가 분쇄할 수도 있다. Further, for the efficiency of gel grinding, gel grinding may be performed multiple times according to the size of the particle size. For example, the hydrogel polymer may be first pulverized to a particle size of 10 mm or less, and further pulverized to a smaller particle diameter.
한편, 상기 겔 분쇄 후에는, 상기 함수겔 중합체를 100℃ 이상으로 건조하면서, 상기 함수겔 중합체 및 상기 열 가교제를 추가 가교반응시키는 단계를 진행할 수 있다. 이러한 건조 공정은 100℃ 이상, 혹은 100 내지 250℃, 혹은 150 내지 200℃의 온도로 진행할 수 있으며, 이를 통해 상기 함수겔 중합체를 건조하면서, 상기 함수겔 중합체에 포함된 고분자 쇄들을 상기 열 가교제로 추가 가교시켜 도 2의 세 번째 그림에 도시된 바와 같은 2중의 그물상 가교 구조를 형성할 수 있다. Meanwhile, after the gel grinding, the hydrogel polymer may be dried at 100 ° C. or higher while further crosslinking the hydrogel polymer and the thermal crosslinking agent. The drying process may be performed at a temperature of 100 ° C. or higher, or 100 to 250 ° C., or 150 to 200 ° C. Through this, while drying the hydrogel polymer, the polymer chains included in the hydrogel polymer are used as the thermal crosslinking agent. Further crosslinking may form a double reticulated crosslinked structure as shown in the third figure of FIG. 2.
상기 건조 온도가 지나치게 낮아지면, 건조 시간이 지나치게 길어지고, 추가 가교 구조가 제대로 형성되지 않아, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 투과도 등 물성이 저하될 우려가 있다. 반대로, 건조 온도가 지나치게 높아지면, 중합체 표면만이 과도하게 건조되어, 미분이 발생할 수도 있고, 이에 따라, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 한편, 건조 시간은 공정 효율 등을 고려하여, 20분 내지 15시간 동안 진행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. When the drying temperature is excessively low, the drying time becomes too long, an additional crosslinked structure is not properly formed, and there is a fear that physical properties such as permeability of the finally formed superabsorbent polymer are deteriorated. Conversely, if the drying temperature is excessively high, only the polymer surface is excessively dried, and fine powder may be generated. Accordingly, there is a fear that the physical properties of the superabsorbent polymer finally formed may be deteriorated. Meanwhile, the drying time may be performed for 20 minutes to 15 hours in consideration of process efficiency and the like, but is not limited thereto.
상기 건조 공정으로 통상 사용되는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 선택되어 사용될 수 있다. 구체적으로, 열풍 공급, 적외선 조사, 극초단파 조사, 또는 자외선 조사 등의 방법으로 건조 단계를 진행할 수 있다. 이와 같은 건조 단계 진행 후의 중합체의 함수율은 0.05 내지 10 중량%일 수 있다. As long as it is commonly used as the drying process, it can be selected and used without limitation in its configuration. Specifically, the drying step may be performed by a method such as hot air supply, infrared irradiation, microwave irradiation, or ultraviolet irradiation. The water content of the polymer after the drying step may be 0.05 to 10% by weight.
다음에, 이와 같은 건조 단계를 거쳐 얻어진 건조된 중합체를 (미)분쇄하는 단계를 수행한다. Next, a step of (un) grinding the dried polymer obtained through such a drying step is performed.
분쇄 단계 후 얻어지는 중합체 분말은 입경이 150 내지 850 ㎛ 일 수 있다. 이와 같은 입경으로 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 구체적으로, 볼 밀(ball mill), 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill), 스크류 밀(screw mill), 롤 밀(roll mill), 디스크 밀(disc mill) 또는 조그 밀(jog mill) 등을 사용할 수 있으나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.The polymer powder obtained after the grinding step may have a particle size of 150 to 850 μm. The pulverizer used for pulverizing such a particle size is, specifically, a ball mill, a pin mill, a hammer mill, a screw mill, a roll mill, or a disc. A mill or a jog mill may be used, but is not limited to the above-described example.
그리고, 최종 제품화되는 고흡수성 수지의 물성을 관리하기 위하여, 상기 분쇄 단계를 통해 얻어지는 중합체 입자에서 150 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 입자를 선택적으로 분급하는 단계가 더 수행될 수 있다. 이러한 분급 단계는 일반적인 고흡수성 수지의 분급 방법에 따라, 표준 체를 사용하여 진행할 수 있다. Then, in order to manage the physical properties of the superabsorbent polymer to be finalized, a step of selectively classifying particles having a particle diameter of 150 to 850 μm from the polymer particles obtained through the grinding step may be further performed. This classifying step may be performed using a standard sieve, according to the classifying method of a general superabsorbent polymer.
한편, 상술한 분급까지를 진행한 후에는, 베이스 수지 분말의 표면을 가교하는 단계로서, 표면 가교제를 포함하는 표면 가교액의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말을 열처리하여 표면 가교를 수행함에 따라 고흡수성 수지를 제조할 수 있다.On the other hand, after proceeding to the above-described classification, as a step of crosslinking the surface of the base resin powder, in the presence of a surface crosslinking solution containing a surface crosslinking agent, the base resin powder is heat-treated to perform surface crosslinking, resulting in super absorbency. Resin can be produced.
여기서, 상기 표면 가교액에 포함되는 표면 가교제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 비제한적인 예로, 상기 표면 가교제는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 에틸렌 카보네이트, 에틸렌글리콜, 다이에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라 에틸렌 글리콜, 프로판 다이올, 다이프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 글리세린, 폴리글리세린, 부탄다이올, 헵탄다이올, 헥산다이올 트리메틸롤프로판, 펜타에리스리콜, 소르비톨, 칼슘 수산화물, 마그네슘 수산화물, 알루미늄 수산화물, 철 수산화물, 칼슘 염화물, 마그네슘 염화물, 알루미늄 염화물, 및 철 염화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.Here, the type of the surface crosslinking agent contained in the surface crosslinking solution is not particularly limited. As a non-limiting example, the surface crosslinking agent is ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, ethylene Carbonate, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propane diol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, polyglycerin, butanediol, heptanediol, hexanediol trimethylol Propane, pentaerythritol, sorbitol, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, iron hydroxide, calcium chloride, magnesium chloride, aluminum chloride, and one or more compounds selected from the group consisting of iron chloride.
이때, 상기 표면 가교제의 함량은 이의 종류나 반응 조건 등에 따라 적절히 조절될 수 있으며, 바람직하게는 상기 베이스 수지 분말 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부로 조절될 수 있다. 상기 표면 가교제의 함량이 지나치게 낮아지면, 표면 가교도가 낮아져 투과도나 가압 흡수능 등의 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다. 반대로 상기 표면 가교제가 지나치게 많은 함량으로 사용되면 과도한 표면 가교 반응으로 인해 고흡수성 수지의 기본적인 흡수 특성이 오히려 낮아질 수 있어 바람직하지 않다.At this time, the content of the surface crosslinking agent may be appropriately adjusted according to the type or reaction conditions thereof, and preferably 0.001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin powder. When the content of the surface cross-linking agent is too low, the surface cross-linking degree is lowered, and physical properties of a super absorbent polymer such as permeability or pressure absorbing ability may be deteriorated. Conversely, if the surface crosslinking agent is used in an excessively large amount, the basic absorption properties of the super absorbent polymer may be lowered due to excessive surface crosslinking reaction, which is not preferable.
또한, 상기 표면 가교액은 물, 에탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 부틸로락톤, 카르비톨, 메틸셀로솔브아세테이트 및 N,N-디메틸아세트아미드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.In addition, the surface crosslinking solution is water, ethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-butanediol, propylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, Methyl ethyl ketone, acetone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl ether, toluene, xylene, butyrolactone, carbitol, methyl cellosolve acetate and N, It may further include one or more solvents selected from the group consisting of N-dimethylacetamide. The solvent may be included in 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
또한, 상기 표면 가교액은 증점제를 추가로 포함할 수 있다. 이렇게 증점제 존재 하에 베이스 수지 분말의 표면을 추가로 가교하면 분쇄 후에도 물성 저하를 최소화할 수 있다. 구체적으로, 상기 증점제로는 다당류 및 히드록시 함유 고분자 중 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있다. 상기 다당류로는 검 계열 증점제와 셀룰로오스 계열 증점제 등이 사용될 수 있다. 상기 검 계열 증점제의 구체적인 예로는, 잔탄 검(xanthan gum), 아라빅 검(arabic gum), 카라야 검(karaya gum), 트래거캔스 검(tragacanth gum), 가티 검(ghatti gum), 구아 검(guar gum), 로커스트 빈 검(locust bean gum) 및 사일리움 씨드 검(psyllium seed gum) 등을 들 수 있고, 상기 셀룰로오스 계열 증점제의 구체적인 예로는, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 히드록시메틸프로필셀룰로오스, 히드록시에틸히드록시프로필셀룰로오스, 에틸히드록시에틸셀룰로오스 및 메틸히드록시프로필셀룰로오스 등을 들 수 있다. 한편, 상기 히드록시 함유 고분자의 구체적인 예로는 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다. In addition, the surface crosslinking solution may further include a thickener. When the surface of the base resin powder is further crosslinked in the presence of a thickener in this way, deterioration in physical properties can be minimized even after grinding. Specifically, one or more selected from polysaccharides and hydroxy-containing polymers may be used as the thickener. As the polysaccharide, a gum-based thickener and a cellulose-based thickener may be used. Specific examples of the gum-based thickener include xanthan gum, arabic gum, karaya gum, tragacanth gum, ghatti gum, guar gum (guar gum), locust bean gum (locust bean gum) and silylium seed gum, and the like, and specific examples of the cellulose-based thickener include hydroxypropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and methyl cellulose. , Hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxymethylpropylcellulose, hydroxyethylhydroxypropylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose and methylhydroxypropylcellulose Can be. Meanwhile, specific examples of the hydroxy-containing polymer include polyethylene glycol and polyvinyl alcohol.
한편, 상기 표면 가교를 수행하기 위해서는, 상기 표면 가교액과 상기 베이스 수지 분말을 반응조에 넣고 혼합하는 방법, 상기 베이스 수지에 표면 가교 용액을 분사하는 방법, 연속적으로 운전되는 믹서에 상기 베이스 수지와 표면 가교액을 연속적으로 공급하여 혼합하는 방법 등이 이용될 수 있다.On the other hand, in order to perform the surface crosslinking, the surface crosslinking solution and the base resin powder are mixed in a reaction tank, a method of spraying a surface crosslinking solution on the base resin, the base resin and the surface in a continuously operated mixer. A method in which a crosslinking solution is continuously supplied and mixed may be used.
그리고, 상기 표면 가교는 100 내지 250℃의 온도 하에서 진행될 수 있으며, 비교적 고온으로 진행되는 상기 건조 및 분쇄 단계 이후에 연속적으로 이루어질 수도 있다. 이때. 상기 표면 가교 반응은 1 내지 120분, 또는 1 내지 100분, 또는 10 내지 60분 동안 진행될 수 있다. 즉, 최소 한도의 표면 가교 반응을 유도하면서도 과도한 반응시 중합체 입자가 손상되어 물성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 전술한 표면 가교 반응의 조건으로 진행될 수 있다.In addition, the surface crosslinking may be performed under a temperature of 100 to 250 ° C., or may be continuously performed after the drying and pulverizing steps proceeding at a relatively high temperature. At this time. The surface crosslinking reaction may be performed for 1 to 120 minutes, or 1 to 100 minutes, or 10 to 60 minutes. That is, while inducing a minimum amount of the surface crosslinking reaction, the polymer particles may be damaged during excessive reaction to prevent the physical properties from being deteriorated, and thus the conditions of the surface crosslinking reaction may be performed.
상술한 일 구현예의 방법으로 제조된 고흡수성 수지는, 가교 중합 이후에 첨가되어 건조 단계에서 반응하는 열 가교제의 도입으로 인해, 베이스 수지 분말 내부에 2중의 그물상 가교 구조를 포함할 수 있다. The superabsorbent polymer prepared by the method of one embodiment described above may include a double reticulated crosslinked structure inside the base resin powder due to the introduction of a thermal crosslinking agent that is added after crosslinking polymerization and reacts in a drying step.
보다 구체적으로, 상기 고흡수성 수지는 내부 가교제와, 카보네이트계 열 가교제 또는 에폭시계 열 가교제를 매개로, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 가교 중합된 제 1 가교 중합체를 포함하는 베이스 수지 분말; 및 상기 베이스 수지 분말 상에 형성되어 있고, 상기 제 1 가교 중합체가 표면 가교제를 매개로 추가 가교된 제 2 가교 중합체를 포함하는 표면 가교층을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 특히, 이러한 고흡수성 수지의 구조에서, 상기 제 1 가교 중합체는 상기 불포화 단량체가 내부 가교제를 매개로 가교 중합된 가교 중합체의 쇄들을 포함하고, 이러한 가교 중합체의 쇄들이 상기 고흡수성 수지의 표면 근방에서 상기 열 가교제를 매개로 추가 가교되어 있는 2중의 그물상 가교 구조를 포함할 수 있다. More specifically, the superabsorbent polymer comprises an internal crosslinking agent and a first crosslinked polymer crosslinked with a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized through a carbonate-based thermal crosslinking agent or an epoxy-based thermal crosslinking agent. Base resin powder; And it is formed on the base resin powder, the first crosslinked polymer may have a structure including a surface crosslinking layer including a second crosslinked polymer further crosslinked through a surface crosslinking agent. In particular, in the structure of such a superabsorbent polymer, the first crosslinked polymer contains chains of a crosslinked polymer in which the unsaturated monomer is crosslinked and polymerized via an internal crosslinking agent, and the chains of such crosslinked polymer are in the vicinity of the surface of the superabsorbent polymer. It may include a double cross-linked cross-linked structure that is further cross-linked through the thermal cross-linking agent.
이러한 열 가교제에서 유래하는 그물상 가교 구조, 특히, 수지 표면 근방의 높은 가교 밀도로 인해, 상기 고흡수성 수지는 보다 높은 겔 강도 및 향상된 투과도를 나타낼 수 있으며, 이와 함께 우수한 흡수 성능, 예를 들어, 우수한 보수능을 유지할 수 있다.Due to the reticulated cross-linking structure derived from such a thermal crosslinking agent, in particular, high crosslinking density near the surface of the resin, the superabsorbent polymer may exhibit higher gel strength and improved permeability, along with excellent absorption performance, for example, It can maintain excellent water retention capacity.
이러한 고흡수성 수지의 향상된 겔 강도 및 투과도는 무가압하 및/또는 0.3 psi의 가압 하에서 측정된 겔 베드 투과율(GBP)에 의해 정의될 수 있다. 상기 일 구현예의 방법으로 제조된 고흡수성 수지는, 무가압 하 GBP가 25 내지 60darcy, 혹은 26 내지 58darcy이고, 0.3psi 가압 하의 GBP가 2.2 내지 10darcy, 혹은 2.3 내지 8 darcy로 되는 우수한 투과도를 나타낼 수 있다. 이러한 GBP는 특허출원 제2014-7018005호의 도 1 내지 3에 도시된 장치를 사용하여, 해당 문헌의 명세서에 기재된 방법에 따라 측정할 수 있다. The improved gel strength and permeability of these superabsorbent resins can be defined by gel bed permeability (GBP) measured under no pressure and / or under a pressure of 0.3 psi. The superabsorbent polymer prepared by the method of the above embodiment may exhibit excellent permeability of GBP under pressure of 25 to 60darcy, or 26 to 58darcy, and GBP under pressure of 0.3psi to 2.2 to 10darcy, or 2.3 to 8 darcy. have. Such GBP can be measured by using the apparatus shown in FIGS. 1 to 3 of Patent Application No. 2014-7018005 according to the method described in the specification of the document.
또, 상기 고흡수성 수지는 EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 원심분리 보수능(CRC)이 28 내지 35 g/g, 혹은 28 내지 33 g/g 이고, EDANA 법 WSP 242.3에 따라 측정한 0.9 psi의 가압 흡수능(AUL)이 18 내지 23 g/g, 혹은 19 내지 22 g/g인 특성을 나타낼 수 있다. 이와 같이, 상기 고흡수성 수지는 상술한 바와 같은 향상된 투과도를 나타내면서도, 우수한 흡수 성능, 즉, 우수한 보수능 및 가압 흡수능을 유지할 수 있다. In addition, the superabsorbent polymer has a centrifugal water retention capacity (CRC) measured according to EDANA method WSP 241.3 of 28 to 35 g / g, or 28 to 33 g / g, and 0.9 psi measured according to EDANA method WSP 242.3. The pressure absorbing capacity (AUL) may be 18 to 23 g / g, or 19 to 22 g / g. As such, the superabsorbent polymer can maintain excellent absorption performance, that is, excellent water retention capacity and pressure absorption capacity, while exhibiting improved transmittance as described above.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 우수한 흡수 성능을 유지하면서도 보다 향상된 투과도를 나타내는 고흡수성 수지의 제조가 가능해 진다. As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a super absorbent polymer that exhibits improved permeability while maintaining excellent absorbent performance.
도 1은 종래 기술에 의해 고흡수성 수지를 제조하는 방법 및 그 과정에서 가교 구조가 형성되는 형태를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 발명의 일 구현예에 의해 고흡수성 수지를 제조하는 방법 및 그 과정에서 가교 구조가 형성되는 형태를 개략적으로 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view schematically showing a method of manufacturing a super absorbent polymer by a conventional technique and a form in which a crosslinked structure is formed in the process.
2 is a schematic diagram schematically showing a method of manufacturing a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention and a form in which a crosslinked structure is formed in the process.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to help understanding of the present invention. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
비교예Comparative example 1 One
(단계 1)(Step 1)
아크릴산에 0.5중량%로 희석된 IRGACURE 819 개시제 8.6 g(단량체에 대하여 80 ppmw)과 아크릴산에 20 중량%로 희석된 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA, Mw=400) 10.75g (단량체 조성물에 포함된 전체 단량체 100 중량부에 대해 PEGDA 0.4 중량부)을 혼합한 용액(A 용액)을 제조하였다.8.6 g of IRGACURE 819 initiator diluted to 0.5% by weight in acrylic acid (80 ppmw for monomer) and 10.75 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA, Mw = 400) diluted to 20% by weight in acrylic acid (total included in the monomer composition A solution (A solution) in which PEGDA (0.4 parts by weight of PEGDA) was mixed with respect to 100 parts by weight of the monomer was prepared.
25℃로 미리 냉각된 열매체가 순환되는 쟈켓으로 둘러 싸여진 2L 용량의 유리 반응기에, 아크릴산 540 g과 상기 A 용액을 주입하였다.540 g of acrylic acid and the A solution were injected into a 2 L glass reactor surrounded by a jacket in which a heat medium previously cooled to 25 ° C. was circulated.
그리고, 상기 유리 반응기에, 25중량% 가성소다 용액 832 g(C 용액)을 서서히 적가하여 혼합하였다. 중화열에 의하여 혼합액의 온도가 약 72℃ 이상까지 상승하는 것을 확인한 후, 혼합 용액이 냉각되기를 기다렸다. 이렇게 얻어진 혼합 용액에서 아크릴산의 중화도는 약 70몰% 이었다. Then, 832 g of a 25% by weight caustic soda solution (C solution) was slowly added dropwise to the glass reactor and mixed. After confirming that the temperature of the mixed solution rose to about 72 ° C or more due to the heat of neutralization, the mixed solution was waited for cooling. The neutralization degree of acrylic acid in the mixed solution thus obtained was about 70 mol%.
한편, 계면활성제로, 물에 희석된 소디움 도데실술페이트(sodium dodecylsulfate; HLB: 약 40)와 SPAN-80(HLB: 4.6)이 함유된 용액(D)을 제조하였다. 또한, 물에 4 중량%로 희석된 과황산나트륨 용액(E 용액) 30 g을 제조하였다. 그리고 물에 4 중량 %로 희석된 탄산 수소 나트륨 용액(F) 13.4g을 제조하였다. 이어서, 상기 혼합 용액의 온도가 약 45℃로 냉각되면, 상기 혼합 용액에 미리 준비한 D, E, F 용액을 주입하여 혼합하였다. 이 때, D 용액중의 sodium dodecyl sulfate의 함량은 아크릴산 대비 110ppmw, SPAN-80은 50ppmw으로 계면활성제 총량이 160ppmw이 되도록 조절하였다.On the other hand, as a surfactant, a solution (D) containing sodium dodecylsulfate (HLB: about 40) and SPAN-80 (HLB: 4.6) diluted in water was prepared. In addition, 30 g of a sodium persulfate solution (E solution) diluted to 4% by weight in water was prepared. And 13.4 g of sodium hydrogen carbonate solution (F) diluted to 4% by weight in water was prepared. Subsequently, when the temperature of the mixed solution was cooled to about 45 ° C., the prepared D, E, and F solutions were injected into the mixed solution and mixed. At this time, the content of sodium dodecyl sulfate in the D solution was 110 ppmw compared to acrylic acid, and SPAN-80 was 50 ppmw, so that the total amount of surfactant was 160 ppmw.
(단계 2)(Step 2)
이어서, 상부에 광조사 장치가 장착되어 있고 내부가 80℃로 예열된 정방형 중합기 내에 설치된 Vat 형태의 트레이(tray, 가로 15 cm Х 15 cm)에, 상기에서 준비한 혼합 용액을 부었다. 이후, 상기 혼합 용액에 광을 조사하였다. 광 조사 시점부터 약 20초 후에 표면부터 겔이 형성되는 것을 확인하였고, 광 조사 시점부터 약 30초 후에 발포와 동시에 중합 반응이 일어나는 것을 확인하였다. 이어, 추가로 2분 동안 중합 반응을 진행하고, 중합된 시트를 꺼내어 3 cm Х 3 cm의 크기로 재단하였다.Subsequently, the mixed solution prepared above was poured into a Vat-shaped tray (15 cm x 15 cm horizontal) installed in a square polymerizer equipped with a light irradiation device on the top and preheated to 80 ° C inside. Thereafter, the mixed solution was irradiated with light. It was confirmed that a gel was formed from the surface about 20 seconds after the light irradiation time, and that polymerization reaction occurred simultaneously with foaming after about 30 seconds from the light irradiation time. Subsequently, the polymerization reaction was performed for an additional 2 minutes, and the polymerized sheet was taken out and cut to a size of 3 cm x 3 cm.
(단계 3)(Step 3)
그리고, 미트 쵸퍼(meat chopper)를 이용하고 다지기 공정(chopping)을 통하여 상기 재단된 시트를 가루(crump)로 제조하였다. 제조된 가루(crump)의 평균 입자 크기는 1.5 mm 이었다.Then, using the meat chopper (meat chopper) and through the chopping process (chopping), the cut sheet was manufactured into a crump. The average particle size of the produced crump was 1.5 mm.
(단계 4)(Step 4)
이어서, 상하로 풍량 조절이 가능한 오븐에서 상기 가루(crump)를 건조시켰다. 건조된 가루의 함수량이 약 2 중량% 이하가 되도록, 180℃의 핫 에어(hot air)를 15분 동안 하방에서 상방으로 흐르게 하고, 다시 15분 동안 상방에서 하방으로 흐르게 하여 상기 가루(crump)를 균일하게 건조시켰다. 건조된 가루를 분쇄기로 분쇄한 다음 분급하여 150 내지 850um 크기의 베이스 수지를 얻었다.Subsequently, the crump was dried in an oven capable of controlling air volume up and down. The hot air at 180 ° C. was flowed from the bottom to the top for 15 minutes, and again from the top to the bottom for 15 minutes so that the water content of the dried powder was about 2% by weight or less. It was dried uniformly. The dried powder was pulverized by a grinder and then classified to obtain a base resin having a size of 150 to 850um.
(단계 5)(Step 5)
이후, 상기 제조한 베이스 수지 100 g에, 물 4.5 g, 에틸렌 카보네이트 1 g, 에어로실 200(Aerosil 200, Evonik 사) 0.05 g, 20중량% 수분산 실리카(Snowtex, ST-O) 용액 0.25g를 혼합한 가교제 용액을 혼합한 다음, 190℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. 그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 시브(sieve)를 이용하여 입경이 150 내지 850 um인 표면 가교된 고흡수성 수지를 얻었다. 얻어진 고흡수성 수지에 에어로실 200 0.1 g을 건식으로 추가 혼합하여 고흡수성 수지를 제조하였다.Then, to the prepared base resin 100 g, water 4.5 g, ethylene carbonate 1 g, Aerosil 200 (Aerosil 200, Evonik Co.) 0.05 g, 20% by weight of water dispersion silica (Snowtex, ST-O) solution 0.25g The mixed crosslinking agent solution was mixed and then subjected to a surface crosslinking reaction at 190 ° C for 30 minutes. Then, the obtained product was crushed and a surface-crosslinked superabsorbent polymer having a particle diameter of 150 to 850 um was obtained using a sieve. 0.1 g of Aerosil 200 was further dry-mixed with the obtained superabsorbent polymer to prepare a superabsorbent polymer.
실시예Example 1 One
먼저, 단계 1 및 2는 비교예 1과 동일하게 진행하였다. First, steps 1 and 2 were performed in the same manner as in Comparative Example 1.
이후, 중합체 시트 1500g에, 열 가교제인 에틸렌 카보네이트 0.005g(단계 1에서 형성된 단량체 조성물의 전체 단량체 100 중량부에 대해 에틸렌 카보네이트 0.001 중량부) 및 물 260g을 혼합한 열 가교제 수용액 260.005 g을 가하였다. Thereafter, to the polymer sheet 1500g, 260.005 g of an aqueous heat crosslinking agent in which 0.005 g of ethylene carbonate as a thermal crosslinking agent (0.001 part by weight of ethylene carbonate relative to 100 parts by weight of the total monomer of the monomer composition formed in step 1) and 260 g of water were mixed.
이어서, 단계 3 내지 5를 비교예 1과 동일한 방법을 진행하여 실시예 1의 고흡수성 수지를 제조하였다. 단, 이러한 제조 공정 중 단계 4의 건조 공정에서, 상기 열 가교제와, 중합체 시트가 가교 반응을 일으킴을 확인하였다. Subsequently, steps 3 to 5 were performed in the same manner as in Comparative Example 1 to prepare the superabsorbent polymer of Example 1. However, it was confirmed that in the drying process of
실시예Example 2 2
먼저, 단계 1 및 2는 비교예 1과 동일하게 진행하였다. First, steps 1 and 2 were performed in the same manner as in Comparative Example 1.
이후, 중합체 시트 1500g에, 열 가교제인 에틸렌 카보네이트 0.05g(단계 1에서 형성된 단량체 조성물의 전체 단량체 100 중량부에 대해 에틸렌 카보네이트 0.01 중량부) 및 물 260 g을 혼합한 열 가교제 수용액 260.05 g을 가하였다. Thereafter, to the polymer sheet 1500g, 260.05 g of an aqueous heat crosslinking agent was mixed with 0.05 g of ethylene carbonate as a heat crosslinking agent (0.01 part by weight of ethylene carbonate relative to 100 parts by weight of the total monomer of the monomer composition formed in step 1) and 260 g of water. .
이어서, 단계 3 내지 5를 비교예 1과 동일한 방법을 진행하여 실시예 2의 고흡수성 수지를 제조하였다. 단, 이러한 제조 공정 중 단계 4의 건조 공정에서, 상기 열 가교제와, 중합체 시트가 가교 반응을 일으킴을 확인하였다. Subsequently, steps 3 to 5 were performed in the same manner as in Comparative Example 1 to prepare superabsorbent polymers of Example 2. However, it was confirmed that in the drying process of
실시예Example 3 3
먼저, 단계 1 및 2는 비교예 1과 동일하게 진행하였다. First, steps 1 and 2 were performed in the same manner as in Comparative Example 1.
이후, 중합체 시트 1500g에, 열 가교제인 에틸렌 카보네이트 0.5g(단계 1에서 형성된 단량체 조성물의 전체 단량체 100 중량부에 대해 에틸렌 카보네이트 0.1 중량부) 및 물 260 g을 혼합한 열 가교제 수용액 260.5 g을 가하였다. Subsequently, to the polymer sheet 1500g, 260.5 g of an aqueous heat cross-linking agent in which 0.5 g of ethylene carbonate as a thermal crosslinking agent (0.1 parts by weight of ethylene carbonate relative to 100 parts by weight of the total monomer of the monomer composition formed in step 1) and 260 g of water were mixed. .
이어서, 단계 3 내지 5를 비교예 1과 동일한 방법을 진행하여 실시예 1의 고흡수성 수지를 제조하였다. 단, 이러한 제조 공정 중 단계 4의 건조 공정에서, 상기 열 가교제와, 중합체 시트가 가교 반응을 일으킴을 확인하였다. Subsequently, steps 3 to 5 were performed in the same manner as in Comparative Example 1 to prepare the superabsorbent polymer of Example 1. However, it was confirmed that in the drying process of
비교예Comparative example 2 2
비교예 1의 단계 1에서, 에틸렌 카보네이트 0.05g(단량체 조성물의 전체 단량체 100 중량부에 대해 에틸렌 카보네이트 0.01 중량부)를 추가 혼합한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 비교예 2의 고흡수성 수지를 제조하였다. In step 1 of Comparative Example 1, except for further mixing ethylene carbonate 0.05g (100 parts by weight of ethylene carbonate relative to 100 parts by weight of the total monomer of the monomer composition), the same method as in Comparative Example 1, An absorbent resin was prepared.
실험예Experimental Example : 고흡수성 수지의 물성 평가: Evaluation of physical properties of super absorbent polymer
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고흡수성 수지의 물성을 이하의 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. The physical properties of the superabsorbent polymer prepared in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.
(1) 원심분리 (1) Centrifugation 보수능Water retention capacity (( CRCCRC : Centrifuge Retention Capacity): Centrifuge Retention Capacity)
각 수지의 무하중하 흡수 배율에 의한 보수능을 EDANA WSP 241.3에 따라 측정하였다. The water retention capacity of each resin by the load-free absorption magnification was measured according to EDANA WSP 241.3.
구체적으로, 실시예 및 비교예를 통해 각각 얻은 수지에서, #30-50의 체로 분급한 수지를 얻었다. 이러한 수지 W0(g) (약 0.2g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉(seal)한 후, 상온에서 생리식염수(0.9 중량%)에 침수시켰다. 30분 경과 후, 원심 분리기를 이용하여 250G의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 빼고, 봉투의 질량 W2(g)을 측정하였다. 또, 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후에 그때의 질량 W1(g)을 측정하였다. 얻어진 각 질량을 이용하여 다음과 같은 식에 따라 CRC(g/g)를 산출하였다.Specifically, from the resins obtained through Examples and Comparative Examples, resins classified by a sieve of # 30-50 were obtained. After the resin W 0 (g) (about 0.2 g) was uniformly put in a nonwoven fabric bag and sealed, it was immersed in physiological saline (0.9 wt%) at room temperature. After 30 minutes, the bag was drained for 3 minutes under the condition of 250G using a centrifuge, and the mass W 2 (g) of the envelope was measured. Moreover, the mass W 1 (g) at that time was measured after performing the same operation without using a resin. CRC (g / g) was calculated according to the following equation using each obtained mass.
[수학식 1][Equation 1]
CRC (g/g) = {[W2(g) - W1(g)]/W0(g)} - 1CRC (g / g) = {[W 2 (g)-W 1 (g)] / W 0 (g)}-1
(2) 가압 (2) Pressurization 흡수능Absorption capacity ( ( AULAUL : Absorbency under Load): Absorbency under Load)
각 수지의 0.9 psi의 가압 흡수능을, EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정하였다. The pressure absorption capacity of 0.9 psi of each resin was measured according to EDANA method WSP 242.3.
먼저, 가합 흡수능 측정시에는, 상기 CRC 측정시의 수지 분급분을 사용하였다. First, when measuring the absorbent absorption capacity, a resin classifier for the CRC measurement was used.
구체적으로, 내경 25 mm의 플라스틱의 원통 바닥에 스테인레스제 400 mesh 철망을 장착시켰다. 상온 및 습도 50%의 조건 하에서 철망 상에 흡수성 수지 W0(g) (0.16 g)을 균일하게 살포하고, 그 위에 0.9 psi의 하중을 균일하게 더 부여할 수 있는 피스톤은 외경 25 mm 보다 약간 작고 원통의 내벽과 틈이 없고 상하 움직임이 방해 받지 않게 하였다. 이때 상기 장치의 중량 W3(g)을 측정하였다.Specifically, a 400 mesh wire mesh made of stainless steel was mounted on a cylindrical bottom of a plastic having an inner diameter of 25 mm. A piston capable of uniformly spreading the absorbent resin W 0 (g) (0.16 g) on a wire mesh under conditions of normal temperature and humidity of 50%, and giving a uniform load of 0.9 psi thereon is slightly smaller than the outer diameter of 25 mm. There was no gap with the inner wall of the cylinder, and the vertical movement was not disturbed. At this time, the weight W 3 (g) of the device was measured.
직경 150 mm의 페트로 접시의 내측에 직경 90mm 및 두께 5mm의 유리 필터를 두고, 0.9 중량% 염화나트륨으로 구성된 생리식염수를 유리 필터의 윗면과 동일 레벨이 되도록 하였다. 그 위에 직경 90mm의 여과지 1장을 실었다. 여과지 위에 상기 측정 장치를 싣고, 액을 하중 하에서 1시간 동안 흡수시켰다. 1시간 후 측정 장치를 들어올리고, 그 중량 W4(g)을 측정하였다.A glass filter having a diameter of 90 mm and a thickness of 5 mm was placed inside the petri dish of 150 mm in diameter, and the physiological saline composed of 0.9 wt% sodium chloride was brought to the same level as the top surface of the glass filter. A sheet of filter paper having a diameter of 90 mm was placed thereon. The measuring device was mounted on a filter paper, and the liquid was absorbed for 1 hour under a load. After 1 hour, the measuring device was lifted, and the weight W 4 (g) was measured.
얻어진 각 질량을 이용하여 다음 식에 따라 가압 흡수능(g/g)을 산출하였다.Using each mass obtained, pressure absorption capacity (g / g) was calculated according to the following equation.
[수학식 2][Equation 2]
AUL(g/g) = [W4(g) - W3(g)]/W0(g)AUL (g / g) = [W 4 (g)-W 3 (g)] / W 0 (g)
(3) (3) 무가압하Under pressure & 0.3 psi & 0.3 psi 가압하Under pressure 겔 Gel 베드Bed 투과율 ( Transmittance ( GBPGBP ))
실시예 및 비교예의 고흡수성 수지의 생리 식염수에 대한 무가압하 겔 베드 투과율(GBP)은 특허출원 제2014-7018005호의 도 1 내지 3에 도시된 장치를 사용하여, 상기 특허출원 제2014-7018005호의 명세서에 기재된 방법에 따라 측정하였다. Examples and Comparative Examples of the superabsorbent resin in the unpressurized gel bed permeability (GBP) for physiological saline, using the apparatus shown in FIGS. 1 to 3 of patent application 2014-7018005, the specification of the patent application 2014-7018005 It measured according to the method described in.
또한, 동일 장치 및 방법을 사용하여, 0.3psi의 가압 하에, 가압하 겔 베드 투과율(GBP)을 측정하였다. The gel bed permeability (GBP) under pressure was also measured under pressure of 0.3 psi using the same apparatus and method.
상기와 같이 측정한 결과를 이하 표 1에 나타내었다. Table 1 shows the results measured as described above.
(darcy)Unpressurized GBP
(darcy)
(darcy)Pressurized GBP
(darcy)
CRC (g/g)(# 30-50)
CRC (g / g)
0.9 AUL (g/g)(# 30-50)
0.9 AUL (g / g)
상기 표 1을 참고하면, 실시예의 고흡수성 수지는 비교예와 동등 수준 이상의 보수능 및 가압 흡수능을 나타내면서도, 보다 향상된 투과도를 나타냄이 확인되었다. Referring to Table 1, it was confirmed that the superabsorbent polymer of the Examples exhibits improved water permeability and pressure retention while maintaining the same or higher level of water retention and pressurization.
Claims (12)
상기 가교 중합된 함수겔 중합체에 카보네이트계 열 가교제 또는 에폭시계 열 가교제의 수용액을 첨가하는 단계;
상기 수용액이 첨가된 함수겔 중합체를 10mm 이하의 입경을 갖도록 겔 분쇄하는 단계;
상기 함수겔 중합체를 100℃ 이상으로 건조하면서, 상기 함수겔 중합체 및 상기 열 가교제를 추가 가교반응시키는 단계;
상기 추가 가교된 함수겔 중합체를 분쇄 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및
표면 가교제 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 포함하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
Crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of an internal crosslinking agent to form a hydrogel polymer;
Adding an aqueous solution of a carbonate thermal crosslinking agent or an epoxy thermal crosslinking agent to the crosslinked polymerized hydrogel polymer;
Gel grinding the hydrogel polymer to which the aqueous solution is added to have a particle diameter of 10 mm or less;
Drying the hydrogel polymer at 100 ° C. or higher, and further crosslinking the hydrogel polymer and the thermal crosslinking agent;
Pulverizing and classifying the additional crosslinked hydrogel polymer to form a base resin powder; And
A method for producing a super absorbent polymer comprising the step of forming a surface crosslinking layer by further crosslinking the surface of the base resin powder in the presence of a surface crosslinking agent.
The method of claim 1, wherein the monomer comprises a (meth) acrylic acid partially neutralized with (meth) acrylic acid and an alkali metal salt thereof, and has a neutralization degree of 55 to 95 mol%.
The method of claim 1, wherein the thermal crosslinking agent comprises one or more selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, glycerin carbonate and glycidyl ether-based compounds.
The method of claim 1, wherein the thermal crosslinking agent is used in an amount of 0.001 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated monomer.
The method of claim 1, wherein the internal crosslinking agent is N, N'-methylenebisacrylamide, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, propylene glycol di (Meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di ( Meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, glycerin tri (meth) acrylate, Method for producing a super absorbent polymer comprising at least one member selected from the group consisting of pentaerythritol tetraacrylate, triarylamine, propylene glycol, and glycerin.
The method of claim 1, wherein the internal crosslinking agent is used in an amount of 0.001 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the unsaturated monomer.
The method of claim 1, wherein the drying step is performed at a temperature of 100 to 250 ° C.
상기 베이스 수지 분말 상에 형성되어 있고, 상기 제 1 가교 중합체가 표면 가교제를 매개로 추가 가교된 제 2 가교 중합체를 포함하는 표면 가교층을 포함하는 고흡수성 수지로서,
무가압 하 겔 베드 투과율(GBP)이 25 내지 60darcy이고, 0.3psi 가압 하의 겔 베드 투과율(GBP)이 2.2 내지 10darcy이며, EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 원심분리 보수능(CRC)이 28 내지 35 g/g인 고흡수성 수지.
A base resin powder comprising an internal crosslinking agent and a first crosslinking polymer crosslinked with a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized through a carbonate-based thermal crosslinking agent or an epoxy-based thermal crosslinking agent; And
It is formed on the base resin powder, the first crosslinked polymer is a super absorbent polymer comprising a surface crosslinking layer comprising a second crosslinked polymer further crosslinked via a surface crosslinking agent,
Gel bed permeability (GBP) under no pressure is 25 to 60 darcy, gel bed permeability (GBP) under 0.3 psi pressure is 2.2 to 10 darcy, and centrifugal water retention capacity (CRC) measured according to EDANA method WSP 241.3 is 28 to 35 Super absorbent polymer, g / g.
9. The network of claim 8, wherein the first crosslinked polymer comprises chains of a crosslinked polymer in which the unsaturated monomer is crosslinked polymerized via an internal crosslinker, and the chains of these crosslinked polymers are further crosslinked via the thermal crosslinker. Super absorbent polymer comprising a crosslinked structure.
The super absorbent polymer according to claim 8, wherein the thermal crosslinking agent comprises at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, glycerin carbonate and glycidyl ether-based compounds.
The method according to claim 8, wherein the internal crosslinking agent is N, N'-methylenebisacrylamide, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, propylene glycol di (Meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di ( Meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, glycerin tri (meth) acrylate, Super absorbent polymer comprising at least one member selected from the group consisting of pentaerythritol tetraacrylate, triarylamine, propylene glycol, and glycerin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180143836A KR102626788B1 (en) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | Preparation method of super absorbent polymer, and super absorbent polymer prepared therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180143836A KR102626788B1 (en) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | Preparation method of super absorbent polymer, and super absorbent polymer prepared therefrom |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200059023A true KR20200059023A (en) | 2020-05-28 |
KR102626788B1 KR102626788B1 (en) | 2024-01-17 |
Family
ID=70920379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180143836A KR102626788B1 (en) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | Preparation method of super absorbent polymer, and super absorbent polymer prepared therefrom |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102626788B1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090123904A (en) * | 2007-03-23 | 2009-12-02 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | Absorbent articles comprising high permeability superabsorbent polymer compositions |
KR20140024348A (en) * | 2011-03-31 | 2014-02-28 | 스미또모 세이까 가부시키가이샤 | Process for producing water-absorbing resin |
KR20150016126A (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-11 | 주식회사 엘지화학 | Super absorbent polymer |
JP2015083693A (en) * | 2010-04-07 | 2015-04-30 | 株式会社日本触媒 | Method for manufacturing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin powder and polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin powder |
KR20160041826A (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-18 | 주식회사 엘지화학 | Preparation method of super absorbent polymer |
JP2016124901A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 株式会社日本触媒 | Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin |
KR20160115561A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 주식회사 엘지화학 | Preparation method of super absorbent polymer and super absorbent polymer prepared therefrom |
-
2018
- 2018-11-20 KR KR1020180143836A patent/KR102626788B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090123904A (en) * | 2007-03-23 | 2009-12-02 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | Absorbent articles comprising high permeability superabsorbent polymer compositions |
JP2015083693A (en) * | 2010-04-07 | 2015-04-30 | 株式会社日本触媒 | Method for manufacturing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin powder and polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin powder |
KR20140024348A (en) * | 2011-03-31 | 2014-02-28 | 스미또모 세이까 가부시키가이샤 | Process for producing water-absorbing resin |
KR20150016126A (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-11 | 주식회사 엘지화학 | Super absorbent polymer |
KR20160041826A (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-18 | 주식회사 엘지화학 | Preparation method of super absorbent polymer |
JP2016124901A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 株式会社日本触媒 | Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbing resin |
KR20160115561A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 주식회사 엘지화학 | Preparation method of super absorbent polymer and super absorbent polymer prepared therefrom |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102626788B1 (en) | 2024-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102566942B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer | |
EP3424989B1 (en) | Method of preparing superabsorbent polymer | |
KR102069312B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer, and super absorbent polymer | |
KR102094453B1 (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR20180067940A (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR20150067729A (en) | Method for preparing super absorbent polymer | |
KR102086052B1 (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR102162500B1 (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR102086053B1 (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR102075733B1 (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR20160061743A (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR101595037B1 (en) | Preparation method for super absorbent polymer | |
KR102316433B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer and super absorbent polymer prepared therefrom | |
KR102417829B1 (en) | Super absorbent polymer and its preparation method | |
KR102620072B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer and super absorbent polymer prepared therefrom | |
KR102500281B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer | |
KR102498238B1 (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
KR102513981B1 (en) | Method of preparation for super absorbent polymer | |
KR102626788B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer, and super absorbent polymer prepared therefrom | |
KR102616889B1 (en) | Method for preparation of super absorbent polymer | |
KR102251794B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer | |
KR20200068376A (en) | Preparation method of super absorbent polymer | |
KR102614036B1 (en) | Preparation method of super absorbent polymer and super absorbent polymer prepared therefrom | |
KR102665836B1 (en) | Super absorbent polymer composition and preparation method thereof | |
KR102665374B1 (en) | Method for preparing super absorbent polymer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |