KR20210038081A - Preparation method of super absorbent polymer - Google Patents

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KR20210038081A
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류지혜
허영재
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박동훈
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer. More particularly, the present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer, in which a binder of a specific component is used in a fine powder reassembly process to improve processability in the manufacturing process, and to realize excellent absorption-related physical properties in the manufactured super absorbent polymer.

Description

고흡수성 수지의 제조 방법 {PREPARATION METHOD OF SUPER ABSORBENT POLYMER}Manufacturing method of super absorbent polymer {PREPARATION METHOD OF SUPER ABSORBENT POLYMER}

본 발명은 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer.

고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로, 생리용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 어린이용 종이 기저귀 등 위생용품 외에 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품 유통분야에서의 신선도 유지제, 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다.Super Absorbent Polymer (SAP) is a synthetic polymer material that has a function of absorbing moisture of 500 to 1,000 times its own weight, and it has begun to be put into practical use as a sanitary tool, and now is a paper diaper for children. In addition to hygiene products, etc., it is widely used as a material such as a soil repair agent for horticulture, a water-stop material for civil engineering and construction, a sheet for seedlings, a freshness maintenance agent in the food distribution field, and a poultice.

이러한 고흡수성 수지의 흡수 메카니즘은 고분자 전해질의 전하가 나타내는 전기적 흡인력의 차이에 의한 침투압, 물과 고분자 전해질 사이의 친화력, 고분자 전해질 이온 사이의 반발력에 의한 분자 팽창 및 가교 결합으로 인한 팽창 억제의 상호 작용에 의하여 지배된다. 즉, 고흡수성 수지의 흡수성은 전술한 친화력과 분자 팽창에 의존하며, 흡수 속도는 흡수성 고분자 자체의 침투압에 크게 좌우되는 것이다.The absorption mechanism of this superabsorbent polymer is the interaction of penetration pressure due to the difference in electric attraction force expressed by the electric charge of the polymer electrolyte, the affinity between water and the polymer electrolyte, molecular expansion due to the repulsive force between the polymer electrolyte ions, and the inhibition of expansion due to crosslinking. Dominated by That is, the absorbency of the superabsorbent polymer depends on the affinity and molecular expansion described above, and the absorption rate is largely dependent on the permeation pressure of the absorbent polymer itself.

한편, 고흡수성 수지의 제조 과정에서 불가피하게 생성되는 150 ㎛ 이하의 입경을 갖는 입자를 미분(fines)이라고 부르며, 고흡수성 수지의 제조 과정 중 분쇄 또는 이송 과정에서 약 20 내지 30%의 비율로 미분이 발생하는 것으로 알려져 있다. 고흡수성 수지에 이러한 미분이 포함되는 경우, 고흡수성 수지의 주요 물성인 가압 흡수능 또는 투수성의 감소를 야기할 수 있다. 이 때문에, 고흡수성 수지의 제조 과정 중, 특히 분급 과정에서는 이러한 미분을 분리하여 나머지 고분자 입자로만 고흡수성 수지를 제조하게 된다. Meanwhile, particles having a particle diameter of 150 μm or less, which are inevitably generated during the manufacturing process of the super absorbent polymer, are called fines, and are finely divided at a rate of about 20 to 30% during the pulverization or transfer process during the manufacturing process of the super absorbent polymer. It is known to occur. When such fine powder is included in the super absorbent polymer, it may cause a decrease in absorbency under pressure or water permeability, which are major properties of the super absorbent polymer. For this reason, during the manufacturing process of the super absorbent polymer, especially in the classification process, such fine powder is separated to produce the super absorbent polymer only from the remaining polymer particles.

또한, 이렇게 분리된 미분은 재조립 공정을 통해 다시 큰 입자로 제조하게 되며, 이러한 재조립 입자를 다시 고흡수성 수지로 제조/사용하는 방법이 알려져 있다. 특히, 이러한 재조립 방법의 대표적 방법의 하나로서, 상기 미분을 물과 혼합하여 응집시킴으로써, 미분 재조립체 및 고흡수성 수지를 제조하는 방법이 알려져 있다. In addition, the separated fine powder is again manufactured into large particles through a reassembly process, and a method of manufacturing/using such reassembled particles back into a super absorbent polymer is known. In particular, as one of the representative methods of such a reassembly method, a method of preparing a fine powder reassembly and a super absorbent polymer by mixing the fine powder with water and agglomerating it is known.

그런데, 이러한 재조립 공정에서, 물의 사용량을 증가시킬 경우, 건조시 에너지의 사용량이 증가하고, 이에 따른 공정 비용이 증가하며, 더 나아가 재조립 후 건조에 의해 수분을 제대로 제거하지 않을 경우 고흡수성 수지 제조를 위한 장치의 부하를 증가시키는 등의 문제가 발생할 수 있다. However, in such a reassembly process, if the amount of water is increased, the amount of energy used during drying increases, and the process cost increases. Furthermore, if moisture is not properly removed by drying after reassembly, the super absorbent polymer Problems such as increasing the load of the device for manufacturing may occur.

반대로, 재조립 과정에서의 물의 사용량을 감소시키는 경우에는, 조립체의 응집 강도가 충분치 않게 되어, 재조립이 제대로 이루어지지 못하고 다시 미분으로 환원되는 재미분 발생량이 크게 증가하며, 또한 재조립 공정에 의해 제조된 고흡수성 수지의 흡수능 등 물성이 충분치 못하게 되는 단점이 있다. On the contrary, when the amount of water used in the reassembly process is reduced, the cohesive strength of the assembly becomes insufficient, so that the reassembly is not properly performed and the amount of fun powder that is reduced back to fine powder increases significantly, and also due to the reassembly process. There is a disadvantage in that physical properties such as absorption capacity of the prepared super absorbent polymer are insufficient.

이에 따라, 상술한 문제를 해결할 수 있는 미분 재조립 공정의 개발이 계속적으로 요구되고 있다. Accordingly, there is a continuing need to develop a fine powder reassembly process capable of solving the above-described problems.

본 명세서는 고흡수성 수지의 제조 과정에서 필연적으로 수득되는 미분을 재조립할 때, 특정한 성분의 바인더를 사용함으로써, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다. The present specification provides a method of manufacturing a super absorbent polymer capable of solving the above-described problems by using a binder of a specific component when reassembling the fine powder inevitably obtained during the manufacturing process of the super absorbent polymer.

본 명세서는, 중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수겔 중합체를 형성하는 단계; 상기 함수겔 중합체를 건조, 분쇄, 및 분급하여, 입경이 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하인 베이스 수지 정상 입자와, 입경이 150 ㎛ 이하인 베이스 수지 미분으로 분급하는 단계; 상기 베이스 수지 미분에 바인더 수용액을 첨가한 후, 혼합 및 건조하여 미분 재조립체를 수득하는 단계; 및 상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합하여, 미분 재조립 베이스 수지 분말을 수득하는 단계를 포함하며; 상기 바인더는 중량 평균 분자량이 200,000 g/mol 보다 큰 수용성 고분자인, 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다. In the present specification, in the presence of a polymerization initiator and an internal crosslinking agent, crosslinking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized to form a hydrogel polymer; Drying, pulverizing, and classifying the hydrogel polymer into normal base resin particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less, and fine powder of a base resin having a particle size of 150 µm or less; Adding an aqueous binder solution to the fine powder of the base resin, mixing and drying to obtain a fine powder reassembly; And mixing the finely reassembled body with the normal base resin particles to obtain a finely reassembled base resin powder; The binder is a water-soluble polymer having a weight average molecular weight of more than 200,000 g/mol, providing a method for producing a super absorbent polymer.

발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합하는 단계는, 상기 미분 재조립체를 건조 및 분쇄하여 입경이 150 ㎛ 이하인 재조립체 미분, 및 입경이 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하인 재조립체 정상 입자로 분급하는 단계; 및 상기 재조립체 정상 입자를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of mixing the fine powder reassembled with the base resin normal particles includes drying and pulverizing the fine powder reassembly to have a particle diameter of 150 µm or less, and a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm. Classifying into normal reassembled particles of the following; And mixing the reassembled normal particles with the base resin normal particles.

그리고, 이 때 발생한 상기 재조립체 미분은, 상기 미분 재조립체를 제조하는 단계에 다시 투입될 수 있다. In addition, the re-assembly fine powder generated at this time may be re-introduced to the step of manufacturing the fine re-assembly.

그리고, 이후, 표면 가교액의 존재 하에, 상기 미분 재조립 베이스 수지 분말을 표면 가교하여 고흡수성 수지 입자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. Then, thereafter, in the presence of a surface crosslinking liquid, the fine powder reassembled base resin powder may be surface crosslinked to form super absorbent polymer particles.

발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 바인더는, 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the binder may be at least one selected from the group consisting of cellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polyacrylate, and derivatives thereof.

그리고, 상기 바인더는, 상기 베이스 수지 미분 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 10 중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. In addition, the binder may preferably be included in an amount of about 0.01 to about 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the fine powder of the base resin.

그리고, 상기 바인더 수용액은, 상술한 바인더 성분 외에, 상기 베이스 수지 미분 100 중량부에 대하여, 약 10 내지 약 200 중량부의 물을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. In addition, the aqueous binder solution may preferably contain about 10 to about 200 parts by weight of water, based on 100 parts by weight of the fine powder of the base resin, in addition to the above-described binder component.

그리고 이 때, 상기 바인더 수용액의 온도는 약 10℃ 내지 약 90℃로 투입되는 것이 바람직할 수 있다. And at this time, the temperature of the aqueous binder solution may be preferably added to about 10 ℃ to about 90 ℃.

그리고, 상기 미분 재조립체를 수득하는 단계에서의 건조는, 약 100 내지 약 200℃에서 수행되는 것이 바람직할 수 있다. In addition, drying in the step of obtaining the fine powder reassembly may be preferably performed at about 100 to about 200°C.

그리고, 상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합은, 베이스 수지 정상 입자 100 중량부에 대하여, 상기 미분 재조립체 약 10 내지 약 50 중량부, 또는 약 20 내지 약 40 중량부, 또는 약 30 내지 약 40 중량부로 혼합하는 것이 바람직할 수 있다. In addition, the fine powder reassembly is mixed with the base resin normal particles, based on 100 parts by weight of the base resin normal particles, about 10 to about 50 parts by weight, or about 20 to about 40 parts by weight, or about 30 It may be desirable to mix to about 40 parts by weight.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first and second are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. In addition, terms used in the present specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합을 설명하기 위한 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 이들의 조합 또는 부가 가능성을 배제하는 것은 아니다. In the present specification, terms such as "comprise", "include" or "have" are used to describe implemented features, numbers, steps, components, or combinations thereof, and one or more other features, numbers, and steps , Components, combinations thereof, or the possibility of addition are not excluded.

또한 본 명세서에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. In addition, in the present specification, when each layer or element is referred to as being formed “on” or “on” each layer or element, it means that each layer or element is formed directly on each layer or element, or other It means that a layer or element may be additionally formed between each layer, on the object, or on the substrate.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention will be described in detail below and exemplify specific embodiments, as various modifications can be made and various forms can be obtained. However, this does not limit the present invention to a specific form of disclosure, and it should be understood that all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included.

본 명세서 전체에서, 생리 식염수라 함은, 생리 식염수 (0.9 wt% NaCl(s))를 의미한다. Throughout this specification, the term physiological saline means physiological saline (0.9 wt% NaCl(s)).

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에 따르면, 중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수겔 중합체를 형성하는 단계; 상기 함수겔 중합체를 건조, 분쇄, 및 분급하여, 입경이 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하인 베이스 수지 정상 입자와, 입경이 150 ㎛ 이하인 베이스 수지 미분으로 분급하는 단계; 상기 베이스 수지 미분에 바인더 수용액을 첨가한 후, 혼합 및 건조하여 미분 재조립체를 수득하는 단계; 및 상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합하여, 미분 재조립 베이스 수지 분말을 수득하는 단계를 포함하며; 상기 바인더는 중량 평균 분자량이 200,000 g/mol 보다 큰 수용성 고분자인, 고흡수성 수지의 제조 방법이 제공된다. According to an aspect of the present invention, in the presence of a polymerization initiator and an internal crosslinking agent, crosslinking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized to form a hydrogel polymer; Drying, pulverizing, and classifying the hydrogel polymer into normal base resin particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less, and fine powder of a base resin having a particle size of 150 µm or less; Adding an aqueous binder solution to the fine powder of the base resin, mixing and drying to obtain a fine powder reassembly; And mixing the finely reassembled body with the normal base resin particles to obtain a finely reassembled base resin powder; The binder is a water-soluble polymer having a weight average molecular weight of more than 200,000 g/mol, and a method for producing a super absorbent polymer is provided.

본 발명의 발명자들은, 미분 재조립 시에 특정 성분의 바인더 수용액을 사용하는 경우, 우수한 강도를 가지며 균일한 입자 분포를 가지는 미분 재조립체를 얻을 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다. The inventors of the present invention have found that when a binder aqueous solution of a specific component is used when reassembling fine powder, a fine powder reassembled body having excellent strength and uniform particle distribution can be obtained, and the present invention has been completed.

이하, 일 구현예의 고흡수성 수지의 제조 방법을 각 단계별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a super absorbent polymer according to an embodiment will be described in more detail for each step.

참고로, 본 명세서에서 "중합체", 또는 "고분자"는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 중합된 상태인 것을 의미하며, 모든 수분 함량 범위, 모든 입경 범위, 모든 표면 가교 상태 또는 가공 상태를 포괄할 수 있다. 상기 중합체 중, 중합 후 건조 전 상태의 것으로 함수율(수분 함량)이 약 40 중량% 이상의 중합체를 함수겔 중합체로 지칭할 수 있다. 또한, 상기 중합체 중, 입경이 150 ㎛ 이하인 중합체를 "미분"으로 지칭할 수 있다. For reference, in the present specification, "polymer" or "polymer" refers to a state in which a water-soluble ethylenically unsaturated monomer is polymerized, and may encompass all moisture content ranges, all particle diameter ranges, and all surface crosslinking states or processing states. . Among the above polymers, a polymer having a moisture content (moisture content) of about 40% by weight or more, which is in a state before drying after polymerization, may be referred to as a hydrogel polymer. In addition, among the polymers, a polymer having a particle diameter of 150 μm or less may be referred to as “fine powder”.

또한 "고흡수성 수지"는 문맥에 따라 상기 중합체 자체를 의미하거나, 또는 상기 중합체에 대해 추가의 공정, 예를 들어 표면 가교, 미분 재조립, 건조, 분쇄, 분급 등을 거쳐 제품화에 적합한 상태로 한 것을 모두 포괄하는 것으로 사용된다.In addition, "super absorbent polymer" means the polymer itself depending on the context, or the polymer is in a state suitable for commercialization through an additional process, for example, surface crosslinking, fine powder reassembly, drying, pulverization, classification, etc. It is used to cover all things.

일 구현예의 제조 방법에서는, 먼저 함수겔 중합체를 제조한다.In the manufacturing method of one embodiment, first, a hydrous gel polymer is prepared.

상기 함수겔 중합체는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합 개시제를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 제조될 수 있다.The hydrogel polymer may be prepared by polymerizing a monomer mixture including a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and a polymerization initiator.

상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 고흡수성 수지의 제조에 통상 사용되는 임의의 단량체를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다. 여기에는 음이온성 단량체와 그 염, 비이온계 친수성 함유 단량체 및 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 사용할 수 있다.As the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, any monomer commonly used in the manufacture of a super absorbent polymer may be used without any other limitation. Here, any one or more monomers selected from the group consisting of anionic monomers and salts thereof, nonionic hydrophilic-containing monomers, amino group-containing unsaturated monomers, and quaternary products thereof may be used.

구체적으로는 (메트)아크릴산, 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, 2-(메트)아크릴로일에탄 술폰산, 2-(메트)아크릴로일프로판술폰산 또는 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산의 음이온성 단량체와 그 염; (메트)아크릴아미드, N-치환 (메트)아크릴아미드, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트 또는 폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트의 비이온계 친수성 함유 단량체; 및 (N,N)-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 또는 (N,N)-디메틸아미노프로필 (메트)아크릴아미드의 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. Specifically, (meth)acrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2-(meth)acryloylethane sulfonic acid, 2-(meth)acryloylpropanesulfonic acid or 2-(meth)acrylamide- Anionic monomers of 2-methyl propane sulfonic acid and salts thereof; (Meth)acrylamide, N-substituted (meth)acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate or polyethylene glycol ( Nonionic hydrophilic-containing monomers of meth)acrylate; And (N,N)-dimethylaminoethyl (meth)acrylate or an amino group-containing unsaturated monomer of (N,N)-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide and a quaternary product thereof. I can.

더욱 바람직하게는 아크릴산 또는 그 염, 예를 들어, 아크릴산 또는 그 나트륨염 등의 알칼리 금속염을 사용할 수 있는데, 이러한 단량체를 사용하여 보다 우수한 물성을 갖는 고흡수성 수지의 제조가 가능해 진다. 상기 아크릴산의 알칼리 금속염을 단량체로 사용하는 경우, 아크릴산을 가성소다(NaOH)와 같은 염기성 화합물로 중화시켜 사용할 수 있다. More preferably, acrylic acid or a salt thereof, for example, an alkali metal salt such as acrylic acid or a sodium salt thereof, may be used. By using such a monomer, it becomes possible to prepare a super absorbent polymer having superior physical properties. When the alkali metal salt of acrylic acid is used as a monomer, it can be used by neutralizing acrylic acid with a basic compound such as caustic soda (NaOH).

상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 농도는, 상기 고흡수성 수지의 원료 물질 및 용매를 포함하는 단량체 조성물에 대해 약 20 내지 약 60 중량%, 바람직하게는 약 40 내지 약 50 중량%로 될 수 있으며, 중합 시간 및 반응 조건 등을 고려해 적절한 농도로 될 수 있다. 다만, 상기 단량체의 농도가 지나치게 낮아지면 고흡수성 수지의 수율이 낮고 경제성에 문제가 생길 수 있고, 반대로 농도가 지나치게 높아지면 단량체의 일부가 석출되거나 중합된 함수겔 중합체의 분쇄 시 분쇄 효율이 낮게 나타나는 등 공정상 문제가 생길 수 있으며 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다. The concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be about 20 to about 60% by weight, preferably about 40 to about 50% by weight, based on the monomer composition including the raw material and the solvent of the super absorbent polymer. It can be made into an appropriate concentration in consideration of time and reaction conditions. However, if the concentration of the monomer is too low, the yield of the super absorbent polymer may be low and economic problems may occur. If the concentration is too high, on the contrary, when the concentration is too high, a part of the monomer is precipitated or the pulverization efficiency is low when the polymerized hydrogel polymer is pulverized. In such process, problems may occur, and the physical properties of the super absorbent polymer may be deteriorated.

일 구현예의 고흡수성 수지 제조 방법에서 중합시 사용되는 중합 개시제는 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다.The polymerization initiator used in the polymerization in the method for preparing the super absorbent polymer of one embodiment is not particularly limited as long as it is generally used for preparing the super absorbent polymer.

구체적으로, 상기 중합 개시제는 중합 방법에 따라 열 중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광 중합 개시제를 사용할 수 있다. 다만 광 중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등의 조사에 의해 일정량의 열이 발생하고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 추가적으로 열 중합 개시제를 포함할 수도 있다.Specifically, the polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator according to UV irradiation depending on the polymerization method. However, even in the photopolymerization method, a certain amount of heat is generated by irradiation such as UV irradiation, and a certain amount of heat is generated according to the progress of the polymerization reaction, which is an exothermic reaction, and thus a thermal polymerization initiator may be additionally included.

상기 광 중합 개시제는 자외선과 같은 광에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 화합물이면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. The photopolymerization initiator may be used without limitation of its configuration as long as it is a compound capable of forming a radical by light such as ultraviolet rays.

상기 광 중합 개시제로는 예를 들어, 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 히드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl dimethyl ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체예로, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6-트리메틸-벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)를 사용할 수 있다. 보다 다양한 광개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier 2007년)" p115에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.Examples of the photopolymerization initiator include benzoin ether, dialkyl acetophenone, hydroxyl alkylketone, phenyl glyoxylate, and benzyl dimethyl ketone. dimethyl ketal), acyl phosphine, and alpha-aminoketone may be used. Meanwhile, 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) may be used. . More various photoinitiators are well specified in Reinhold Schwalm's book "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (Elsevier 2007)" p115, and are not limited to the above examples.

상기 광 중합 개시제는 상기 단량체 혼합물에 대하여 약 0.01 내지 약 1.0 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 광 중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고, 광 중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다. The photopolymerization initiator may be included in a concentration of about 0.01 to about 1.0% by weight based on the monomer mixture. If the concentration of the photopolymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slow, and if the concentration of the photopolymerization initiator is too high, the molecular weight of the superabsorbent polymer may be small and physical properties may become uneven.

또한, 상기 열 중합 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르빈산으로 이루어진 개시제 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제의 예로는 과황산나트륨(Sodium persulfate; Na2S2O8), 과황산칼륨(Potassium persulfate; K2S2O8), 과황산암모늄(Ammonium persulfate;(NH4)2S2O8) 등이 있으며, 아조(Azo)계 개시제의 예로는 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)) 등이 있다. 보다 다양한 열 중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 'Principle of Polymerization(Wiley, 1981)', p203에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.In addition, as the thermal polymerization initiator, at least one selected from the group of initiators consisting of persulfate-based initiators, azo-based initiators, hydrogen peroxide and ascorbic acid may be used. Specifically, examples of the persulfate-based initiator include sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), potassium persulfate (Potassium persulfate; K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate (Ammonium persulfate; (NH 4 )) 2 S 2 O 8 ), etc., and examples of azo-based initiators include 2, 2-azobis-(2-amidinopropane) dihydrochloride (2, 2-azobis(2-amidinopropane) 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), 4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid) (4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) and the like. More various thermal polymerization initiators are well specified in Odian's'Principle of Polymerization (Wiley, 1981)', p203, and are not limited to the above-described examples.

상기 열 중합 개시제는 상기 단량체 혼합물에 대하여 0.001 내지 0.5 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 열 중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 추가적인 열중합이 거의 일어나지 않아 열 중합 개시제의 추가에 따른 효과가 미미할 수 있고, 열 중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다. The thermal polymerization initiator may be included in a concentration of 0.001 to 0.5% by weight based on the monomer mixture. If the concentration of the thermal polymerization initiator is too low, additional thermal polymerization hardly occurs, so the effect of the addition of the thermal polymerization initiator may be insignificant.If the concentration of the thermal polymerization initiator is too high, the molecular weight of the super absorbent polymer may be small and the physical properties may become uneven. have.

일 실시예에 따르면, 상기 단량체 혼합물은 고흡수성 수지의 원료 물질로서 내부 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 내부 가교제로는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 수용성 치환기와 반응할 수 있는 관능기를 1개 이상 가지면서, 에틸렌성 불포화기를 1개 이상 갖는 가교제; 혹은 상기 단량체의 수용성 치환기 및/또는 단량체의 가수분해에 의해 형성된 수용성 치환기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 갖는 가교제를 사용할 수 있다. According to an embodiment, the monomer mixture may further include an internal crosslinking agent as a raw material of the super absorbent polymer. As the internal crosslinking agent, a crosslinking agent having at least one functional group capable of reacting with the water-soluble substituent of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer and having at least one ethylenically unsaturated group; Alternatively, a crosslinking agent having two or more functional groups capable of reacting with a water-soluble substituent of the monomer and/or a water-soluble substituent formed by hydrolysis of the monomer may be used.

상기 내부 가교제의 구체적인 예로는, 탄소수 8 내지 12의 비스아크릴아미드, 비스메타아크릴아미드, 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트 또는 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메트)알릴에테르 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로, N,N'-메틸렌비스(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌옥시(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시(메트)아크릴레이트, 글리세린 디아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메티롤 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 트리아릴시아누레이트, 트리알릴이소시아네이트, 폴리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. Specific examples of the internal crosslinking agent include bisacrylamide having 8 to 12 carbon atoms, bismethacrylamide, poly(meth)acrylate of a polyol having 2 to 10 carbon atoms, or poly(meth)allyl ether of a polyol having 2 to 10 carbon atoms. And more specifically, N,N'-methylenebis(meth)acrylate, ethyleneoxy(meth)acrylate, polyethyleneoxy(meth)acrylate, propyleneoxy(meth)acrylate, glycerin diacrylate , Glycerin triacrylate, trimethylol triacrylate, triallylamine, triaryl cyanurate, triallyl isocyanate, polyethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol may be used at least one selected from the group consisting of.

이러한 내부 가교제는 상기 단량체 혼합물에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%의 농도로 포함되어, 중합된 고분자를 가교시킬 수 있다. Such an internal crosslinking agent is included in a concentration of 0.01 to 0.5% by weight based on the monomer mixture, so that the polymerized polymer can be crosslinked.

발명의 일 구현예에 의한 제조방법에서, 고흡수성 수지의 상기 단량체 혼합물은 필요에 따라 증점제(thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the monomer mixture of the super absorbent polymer may further include additives such as a thickener, a plasticizer, a storage stabilizer, and an antioxidant, if necessary.

상술한 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 광 중합 개시제, 열 중합 개시제, 내부 가교제 및 첨가제와 같은 원료 물질은 용매에 용해된 단량체 혼합물 용액의 형태로 준비될 수 있다.Raw materials such as the above-described water-soluble ethylenically unsaturated monomer, photopolymerization initiator, thermal polymerization initiator, internal crosslinking agent, and additive may be prepared in the form of a monomer mixture solution dissolved in a solvent.

이 때 사용할 수 있는 상기 용매는 상술한 성분들을 용해할 수 있으면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 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-디메틸아세트아미드 등에서 선택된 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.The solvent that can be used at this time can be used without limitation of its composition as long as it can dissolve the above-described components. For example, 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 One or more selected from ethyl ether, toluene, xylene, butyrolactone, carbitol, methyl cellosolve acetate, and N,N-dimethylacetamide may be used in combination.

상기 용매는 단량체 혼합물의 총 함량에 대하여 상술한 성분을 제외한 잔량으로 포함될 수 있다.The solvent may be included in a residual amount excluding the above-described components with respect to the total content of the monomer mixture.

한편, 이와 같은 단량체 혼합물을 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 방법 또한 통상 사용되는 중합 방법이면, 특별히 구성의 한정이 없다. On the other hand, as long as the method of polymerizing such a monomer mixture to form a hydrogel polymer is also a commonly used polymerization method, there is no particular limitation on the configuration.

구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지 원에 따라 크게 열 중합 및 광 중합으로 나뉘며, 통상 열중합을 진행하는 경우, 니더(kneader)와 같은 교반축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광 중합을 진행하는 경우, 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은 일 예이며, 상술한 중합 방법에 한정되지는 않는다.Specifically, the polymerization method is largely divided into thermal polymerization and photopolymerization depending on the polymerization energy source, and generally, when thermal polymerization is performed, it can be performed in a reactor having an agitation axis such as a kneader, and when photo polymerization is performed, Although it may be carried out in a reactor equipped with a movable conveyor belt, the polymerization method described above is an example and is not limited to the polymerization method described above.

일 예로, 상술한 바와 같이 교반축을 구비한 니더(kneader)와 같은 반응기에, 열풍을 공급하거나 반응기를 가열하여 열중합을 하여 얻어진 함수겔 중합체는 반응기에 구비된 교반축의 형태에 따라, 반응기 배출구로 배출되는 함수겔 중합체는 수 센티미터 내지 수 밀리미터 형태일 수 있다. 구체적으로, 얻어지는 함수겔 중합체의 크기는 주입되는 단량체 혼합물의 농도 및 주입속도 등에 따라 다양하게 나타날 수 있는데, 통상 중량 평균 입경이 2 내지 50 mm인 함수겔 중합체가 얻어질 수 있다.For example, the hydrogel polymer obtained by thermal polymerization by supplying hot air or heating the reactor to a reactor such as a kneader equipped with a stirring shaft as described above, is passed to the reactor outlet according to the shape of the stirring shaft provided in the reactor. The discharged hydrogel polymer may be in the form of several centimeters to several millimeters. Specifically, the size of the resulting hydrogel polymer may vary depending on the concentration and injection speed of the monomer mixture to be injected, and a hydrogel polymer having a weight average particle diameter of 2 to 50 mm can be obtained.

또한, 상술한 바와 같이 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 광 중합을 진행하는 경우, 통상 얻어지는 함수겔 중합체의 형태는 벨트의 너비를 가진 시트 상의 함수겔 중합체일 수 있다. 이 때, 중합체 시트의 두께는 주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도에 따라 달라지나, 통상 약 0.5 내지 약 5 cm의 두께를 가진 시트 상의 중합체가 얻어질 수 있도록 단량체 조성물을 공급하는 것이 바람직하다. 시트 상의 중합체의 두께가 지나치게 얇을 정도로 단량체 조성물을 공급하는 경우, 생산 효율이 낮아 바람직하지 않으며, 시트 상의 중합체 두께가 5 cm를 초과하는 경우에는 지나치게 두꺼운 두께로 인해, 중합 반응이 전 두께에 걸쳐 고르게 일어나지 않을 수가 있다.In addition, when photopolymerization is carried out in a reactor equipped with a movable conveyor belt as described above, the form of the hydrogel polymer usually obtained may be a hydrogel polymer in the form of a sheet having the width of the belt. At this time, the thickness of the polymer sheet varies depending on the concentration and injection speed of the monomer composition to be injected, but it is preferable to supply the monomer composition so that a sheet-like polymer having a thickness of about 0.5 to about 5 cm can be obtained. In the case of supplying the monomer composition to the extent that the thickness of the polymer on the sheet is too thin, the production efficiency is not preferable, and when the thickness of the polymer on the sheet exceeds 5 cm, due to the excessively thick thickness, the polymerization reaction is evenly performed over the entire thickness. It may not happen.

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 수분 증발에 따른 무게감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 180℃까지 온도를 상승시킨 뒤 180℃에서 유지하는 방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 20분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.A typical moisture content of the hydrogel polymer obtained by this method may be 40 to 80% by weight. Meanwhile, throughout the present specification, "water content" refers to a value obtained by subtracting the weight of the dried polymer from the weight of the hydrous gel polymer as the content of water occupied with respect to the total weight of the hydrogel polymer. Specifically, it is defined as a calculated value by measuring the weight loss due to evaporation of moisture in the polymer during drying 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 180°C and then maintaining it at 180°C. The total drying time is set to 20 minutes including 5 minutes of the temperature increase step, and the moisture content is measured.

발명의 일 구현에에 따르면, 상기에서 수득한 함수겔 중합체에 대해 조분쇄 공정이 선택적으로 더 수행될 수 있다. According to one embodiment of the invention, a coarse pulverization process may be selectively further performed on the hydrogel polymer obtained above.

이때, 조분쇄 공정에 사용되는 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.At this time, the grinder used in the coarse grinding process 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. Any one may be included, but is not limited to the above-described example.

이때 조분쇄 단계는 함수겔 중합체의 입경이 약 2 내지 20 mm가 되도록 분쇄할 수 있다. At this time, the coarse pulverization step may be pulverized so that the particle diameter of the hydrogel polymer is about 2 to 20 mm.

입경이 2 mm 미만으로 조분쇄하는 것은 함수겔 중합체의 높은 함수율로 인해 기술적으로 용이하지 않으며, 또한 분쇄된 입자 간에 서로 응집되는 현상이 나타날 수도 있다. 한편, 입경이 20 mm 초과로 조분쇄하는 경우, 추후 이루어지는 건조 단계의 효율 증대 효과가 미미할 수 있다.Coarse pulverization with a particle diameter of less than 2 mm is not technically easy due to the high moisture content of the hydrogel polymer, and the pulverized particles may aggregate with each other. On the other hand, when the particle diameter is coarsely pulverized to more than 20 mm, the effect of increasing the efficiency of the subsequent drying step may be insignificant.

한편, 발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조방법에서, 상기 함수겔 중합체를 제조한 후에는, 이러한 함수겔 중합체를 건조 및 분쇄하여 미분과 정상 입자로 분급할 수 있다. Meanwhile, in the method for producing a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention, after preparing the hydrogel polymer, the hydrogel polymer may be dried and pulverized to be classified into fine powder and normal particles.

상기 건조 공정은 조분쇄되거나, 혹은 조분쇄 단계를 거치지 않은 중합 직후의 함수겔 중합체에 대해 수행된다. 이때 상기 건조 단계의 건조 온도는 약 150 내지 약 250℃일 수 있다. 건조 온도가 150℃ 미만인 경우, 건조 시간이 지나치게 길어지고 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있고, 건조 온도가 250℃를 초과하는 경우, 지나치게 중합체 표면만 건조되어, 추후 이루어지는 분쇄 공정에서 미분이 발생할 수도 있고, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 따라서 바람직하게 상기 건조는 약 150℃ 내지 약 200℃의 온도에서, 더욱 바람직하게는 약 160℃ 내지 약 180℃의 온도에서 진행될 수 있다.The drying process is performed on the hydrogel polymer immediately after polymerization, which is coarsely pulverized or not subjected to a coarse pulverization step. In this case, the drying temperature in the drying step may be about 150 to about 250°C. When the drying temperature is less than 150°C, the drying time may be too long and the physical properties of the finally formed super absorbent polymer may be deteriorated. When the drying temperature exceeds 250°C, only the polymer surface is excessively dried, resulting in a subsequent pulverization process. Fine powder may be generated at, and there is a concern that the physical properties of the finally formed super absorbent polymer may be deteriorated. Therefore, preferably, the drying may be performed at a temperature of about 150° C. to about 200° C., more preferably at a temperature of about 160° C. to about 180° C.

한편, 건조 시간의 경우에는 공정 효율 등을 고려하여, 약 20 내지 약 90 분 동안 진행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. Meanwhile, in the case of the drying time, it may be performed for about 20 to about 90 minutes in consideration of process efficiency, etc., but is not limited thereto.

상기 건조 단계의 건조 방법 역시 함수겔 중합체의 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 약 0.1 내지 약 10 중량%일 수 있다.As long as the drying method in the drying step is also commonly used as a drying process of the hydrous gel polymer, it may be selected and used without limitation of 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 moisture content of the polymer after such a drying step may be about 0.1 to about 10% by weight.

다음으로, 이와 같은 건조 단계를 거쳐 얻어진 건조된 중합체에 대한 분쇄 공정이 수행된다. Next, a pulverization process is performed on the dried polymer obtained through such a drying step.

분쇄 단계 후 얻어지는 중합체 분말은 입경이 약 150 내지 약 850 ㎛ 일 수 있다. 이와 같은 입경으로 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 구체적으로, 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 발명이 한정되는 것은 아니다.The polymer powder obtained after the pulverization step may have a particle diameter of about 150 to about 850 μm. The pulverizer used to pulverize with such a particle size is specifically, a pin mill, a hammer mill, a screw mill, a roll mill, a disc mill, or a jog. Mill (jog mill) or the like may be used, but the invention is not limited to the above-described examples.

이와 같은 분쇄 단계 이후 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리하기 위해, 일반적으로 분쇄 후 얻어지는 중합체 분말을 입경에 따라 분급한다. 바람직하게는 입경이 150 ㎛ 이하인 입자와, 약 150㎛ 초과 850㎛ 이하인 입자로 분급하는 단계를 거친다. In order to manage the physical properties of the super absorbent polymer powder that is finally commercialized after the pulverization step, in general, the polymer powder obtained after pulverization is classified according to the particle size. Preferably, a step of classifying into particles having a particle diameter of 150 µm or less and particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less is performed.

본 명세서에서 특별히 달리 언급되어 있지 않는 한 "입경 혹은 입자 크기"는 표준 체 분석법 또는 레이저 회절법(laser diffraction method), 바람직하게는 표준 체 분석법을 통해 측정된 것일 수 있으며, "평균 입경 혹은 중량 평균 입경"은 레이저 회절법을 통해 얻은 입도 분포 곡선에서 중량 백분율의 50%가 되는 입경(D50)을 의미할 수 있다. Unless otherwise stated in the specification, "particle diameter or particle size" may be measured through a standard sieve analysis method or a laser diffraction method, preferably a standard sieve analysis method, and the "average particle diameter or weight average The "particle diameter" may mean a particle diameter (D50) that becomes 50% of a weight percentage in a particle size distribution curve obtained through a laser diffraction method.

또한, 본 명세서에서는 일정 입자 크기 이하, 즉 약 150㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 미분 입자를 베이스 수지 미분, 고흡수성 중합체 미분, SAP 미분 또는 미분(fines, fine powder)으로 지칭하며, 입경이 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하인 입자를 정상 입자로 지칭한다. In addition, in the present specification, fine particles having a particle size of a certain particle size or less, that is, about 150 μm or less, are referred to as base resin fine powder, super absorbent polymer fine powder, SAP fine powder or fine powder (fines, fine powder), and a particle diameter of 150 μm Particles that are more than 850 μm or less are referred to as normal particles.

상기 미분은 중합 공정, 건조 공정 또는 건조된 중합체의 분쇄 단계 동안 발생될 수 있는데, 최종 제품에 미분이 포함될 경우 취급이 어렵고 겔 블로킹(gel blocking) 현상을 나타내는 등 물성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 미분이 최종 수지 제품에 포함되지 않도록 배제하거나 미분을 정상 입자가 되도록 재조립하는 것이 바람직하다. The fine powder may be generated during the polymerization process, the drying process, or the pulverization step of the dried polymer. If the fine powder is included in the final product, it is difficult to handle and may deteriorate physical properties, such as a gel blocking phenomenon. Therefore, it is preferable to exclude the fine powder so that it is not included in the final resin product, or to reassemble the fine powder to become normal particles.

일 예로, 상기 미분들을 정상 입자 크기가 되도록 응집시키는 재조립 과정을 거칠 수 있다. 재조립 과정에서 일반적으로 응집 강도를 높이기 위해 미분 입자들을 습윤 상태에서 응집시키는 재조립 공정을 진행한다. 이때 미분의 함수율이 높을수록 미분의 응집 강도가 높아지나 재조립 공정 시 너무 큰 재조립체 덩어리가 생겨 공정 운전시 문제가 생길 수 있고, 함수율이 낮으면 재조립 공정은 용이하나 응집강도가 낮아 재조립 이후 다시 미분으로 파쇄되는 경우가 많다(재미분화). 또한, 이렇게 얻어진 미분 재조립체는 정상 입자보다 보수능(CRC)이나 가압흡수능(AUP)과 같은 물성이 저하되어 고흡수성 수지의 품질 하락을 가져오기도 한다. For example, the fine powder may be reassembled to a normal particle size. In the reassembly process, in general, in order to increase the cohesive strength, a reassembly process is performed in which fine particles are agglomerated in a wet state. At this time, the higher the moisture content of the fine powder, the higher the cohesive strength of the fine powder, but too large a reassembly mass may be formed during the reassembly process, which may cause problems during the process operation.If the moisture content is low, the reassembly process is easy, but the cohesive strength is low. After that, it is often crushed again into fine powder (re-fine differentiation). In addition, the fine powder reassembled thus obtained may have lower physical properties such as water holding capacity (CRC) and pressure absorption capacity (AUP) than normal particles, leading to a decrease in the quality of the super absorbent polymer.

그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 제조 방법에서는, 미분을 특정 성분의 바인더 수용액과 혼합함에 따라, 응집 강도가 높고 입도 분포가 균일한 미분 재조립체를 얻을 수 있다. However, as described above, in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, by mixing the fine powder with the binder aqueous solution of a specific component, it is possible to obtain a fine powder reassembly having a high cohesive strength and a uniform particle size distribution.

상기 바인더는 중량 평균 분자량이 200,000 g/mol 보다 큰 수용성 고분자, 바람직하게는 중량 평균 분자량이 약 200,000 내지 약 1,000,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 중량 평균 분자량이 220,000 내지 750,000 g/mol인 수용성 고분자로, 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. The binder is a water-soluble polymer having a weight average molecular weight greater than 200,000 g/mol, preferably a water-soluble polymer having a weight average molecular weight of about 200,000 to about 1,000,000 g/mol, more preferably a weight average molecular weight of 220,000 to 750,000 g/mol. , Cellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polyacrylate, and one or more selected from the group consisting of derivatives thereof may be used.

이러한 바인더 성분은, 미분 입자 사이에 도포되었을 때 입자가 서로 잘 흩어지지 않고, 붙잡아둘 수 있게 하여, 젖은 상태의 응집체(Wet Granule)가 잘 형성될 수 있도록 해준다. 또한, 재조립 입자 사이 사이에 이러한 수용성 고분자들이 도포되어 각각의 SAP입자 표면과 분자간 결합을 형성할 수 있어, 응집 강도가 높은 미분 재조립체를 형성할 수 있다. This binder component, when applied between finely divided particles, allows the particles to be held together without being scattered well, so that wet granules can be formed well. In addition, such water-soluble polymers are applied between the reassembled particles to form an intermolecular bond with the surface of each SAP particle, thereby forming a fine powder reassembled body having high cohesive strength.

다만, 중량 평균 분자량 값이 너무 작은 수용성 고분자를 사용하는 경우, 점도가 낮아 재조립 입자의 강화 정도가 약하여 미분 재발생의 문제가 발생할 수 있으며, 중량 평균 분자량 값이 너무 큰 수용성 고분자를 사용하는 경우, 고분자가 물에 녹기까지 너무 오랜 시간이 걸려 실제 공정에 적용하기에 힘든 문제가 발생할 수 있어, 바람직하지 않다.However, if a water-soluble polymer with too small a weight average molecular weight value is used, the degree of reinforcement of the reassembled particles is weak due to a low viscosity, which may cause a problem of fine powder regeneration.If a water-soluble polymer with an excessively large weight average molecular weight value is used, It takes too long for the polymer to dissolve in water, which may cause a problem that is difficult to apply to an actual process, which is not preferable.

상기 미분 재조립체의 제조 단계에서는 미분 100 중량부에 대하여 상술한 바인더 성분이 약 0.01 내지 약 10, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 5 중량부, 또는 약 0.05 내지 약 3 중량부로 사용될 수 있다. 상기 함량 범위 내에서 우수한 흡수 제반 물성을 나타내면서 파쇄 강도 등의 기계적 물성이 우수한 미분 재조립체를 제조할 수 있다. In the manufacturing step of the fine powder reassembly, the above-described binder component may be used in an amount of about 0.01 to about 10, preferably about 0.05 to about 5 parts by weight, or about 0.05 to about 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the fine powder. It is possible to prepare a fine powder reassembly having excellent mechanical properties such as crushing strength while exhibiting excellent absorption properties within the above content range.

그리고, 상기 첨가되는 바인더 수용액은, 미분 100 중량부에 대해 약 10 내지 약 200 중량부, 또는 약 50 내지 약 150 중량부로 조절될 수 있다. In addition, the added binder aqueous solution may be adjusted to about 10 to about 200 parts by weight, or about 50 to about 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the fine powder.

물의 함량이 너무 적은 경우, 미분의 빠른 흡수 속도로 인해 적은 양의 물을 고르게 분산되기 어려우므로 미분 재조립체의 균일성이 저하될 우려가 있다. 또 제조되는 미분 재조립체의 함수율이 감소할 경우 재미분 발생량이 증가하고, 최종 제조된 고흡수성 수지의 흡수능이 저하될 수 있다. 반대로, 물의 함량이 상기 범위를 초과할 경우 미분 재조립체의 끈적임이 증가해 정상적인 혼합이 이루어지지 못하며, 건조 과정에서 증발시켜야 할 물의 양이 증가하여 건조기의 부하가 증가하는 등의 우려가 있다. If the content of water is too small, it is difficult to evenly disperse a small amount of water due to the rapid absorption rate of the fine powder, so there is a concern that the uniformity of the fine powder reassembly decreases. In addition, when the water content of the fine powder reassembled to be produced decreases, the amount of fun powder generated may increase, and the absorption capacity of the finally prepared super absorbent polymer may be lowered. Conversely, when the water content exceeds the above range, there is a concern that the stickiness of the fine powder reassembly increases, so that normal mixing cannot be achieved, and the amount of water to be evaporated during the drying process increases, thereby increasing the load on the dryer.

상기 미분 재조립체의 제조 단계에 첨가되는 바인더 수용액의 온도는 미분 재조립체의 응집 강도를 향상시키면서 미분 재조립체를 제조하는 장치에 부하가 걸리지 않도록 약 10 내지 약 90 ℃, 10℃ 내지 약 50℃, 약 15 ℃ 내지 약 35 ℃, 약 혹은 약 20℃ 내지 약 30℃로 조절될 수 있다. The temperature of the aqueous binder solution added to the manufacturing step of the fine powder reassembly is about 10 to about 90° C., 10° C. to about 50° C., so as not to place a load on the apparatus for manufacturing the fine powder re-assembly while improving the cohesive strength of the fine powder re-assembly, It may be adjusted to about 15°C to about 35°C, or about 20°C to about 30°C.

상기 미분 재조립체의 제조 단계에서는 전단력을 부가할 수 있는 혼합 장치나 믹서를 사용하여, 상기 미분 및 바인더 수용액을 약 10 내지 약 2000 rpm, 약 100 내지 약 1000 rpm 혹은 약 500 내지 약 800 rpm의 속도로 교반하여 혼합할 수 있다. In the manufacturing step of the fine powder reassembly, using a mixing device or a mixer capable of applying a shearing force, the fine powder and the aqueous binder solution are mixed at a speed of about 10 to about 2000 rpm, about 100 to about 1000 rpm, or about 500 to about 800 rpm. It can be mixed by stirring with.

상기 건조 온도는 미분 재조립체의 제조 단계에서 첨가된 물의 함량 등에 따라 조절될 수 있다. 일 예로, 상기 미분 재조립체의 제조 단계의 건조 공정은 약 100 내지 약 200℃에서 수행되어 공유 결합을 통해 응집 강도가 향상된 미분 재조립체를 형성할 수 있고, 적절한 시간 내에 미분 재조립체의 함수율을 약 1 내지 약 2 중량%로 조절할 수 있다. The drying temperature may be adjusted according to the content of water added in the manufacturing step of the fine powder reassembly. As an example, the drying process in the manufacturing step of the fine powder reassembly may be performed at about 100 to about 200°C to form a fine powder reassembly with improved cohesive strength through covalent bonding, and the moisture content of the fine powder reassembly may be reduced within an appropriate time. It can be adjusted to 1 to about 2% by weight.

상기 건조 공정은 통상의 건조 기기를 사용하여 수행될 수 있으나, 발명의 일 구현예에 따르면 열풍 건조기, 패들형 건조기 또는 강제 순환형 건조기 등을 이용하여 수행될 수 있다. 또, 상기 건조 공정시 건조를 위한 승온 수단으로는, 그 구성의 한정이 없다. 구체적으로, 열 매체를 공급하거나, 전기 등의 수단으로 직접 가열할 수 있으나, 본 발명이 상술한 예에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로 사용될 수 있는 열원으로는 스팀, 전기, 자외선, 적외선 등이 있으며, 가열된 열유체 등을 사용할 수도 있다.The drying process may be performed using a conventional drying device, but according to an embodiment of the present invention, it may be performed using a hot air dryer, a paddle-type dryer, or a forced circulation dryer. In addition, there is no limitation on the configuration of the heating means for drying during the drying step. Specifically, a heat medium may be supplied or directly heated by means such as electricity, but the present invention is not limited to the above-described examples. Heat sources that can be specifically used include steam, electricity, ultraviolet rays, infrared rays, and the like, and a heated thermal fluid may be used.

다음으로 발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법에서는 상기 단계에서 제조한 미분 재조립체를 필요에 따라 분쇄하고 재조립체 미분(이하 '재미분'이라 함) 및 재조립체 정상 입자로 분급하는 단계를 진행할 수 있다. Next, in the method for producing a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention, the fine powder reassembly prepared in the above step is pulverized as necessary, and the reassembly is finely divided (hereinafter referred to as'refine powder') and classified into normal particles of the reassembly. You can proceed with the steps.

상기 미분 재조립체를 제조하는 단계를 통해 수득되는 상기 미분 재조립체는 높은 응집 강도를 가져 분쇄된 후 다시 미분으로 재파쇄되는 비율, 즉 재미분화되는 비율이 낮다. The fine powder re-assembly obtained through the step of preparing the fine powder re-assembly has a high cohesive strength and is pulverized and then re-crushed into fine powder, that is, the ratio of the fine powder is low.

상기 미분 재조립체의 분쇄는 미분 재조립체의 입경이 약 150 내지 약 850 ㎛가 되도록 수행할 수 있다. 이와 같은 입경으로 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 구체적으로, 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 본 발명이 한정되는 것은 아니다. The pulverization of the fine powder reassembly may be performed so that the particle diameter of the fine powder reassembly is about 150 to about 850 µm. The pulverizer used to pulverize with such a particle size is specifically, a pin mill, a hammer mill, a screw mill, a roll mill, a disc mill, or a jog. Mill (jog mill) or the like may be used, but the present invention is not limited to the above-described examples.

이와 같은 분쇄 단계 이후 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리하기 위해, 일반적으로 분쇄 후 얻어지는 중합체 분말을 입경에 따라 분급한다. 바람직하게는 150 ㎛ 이하의 입경을 갖는 재미분, 및 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하의 입경을 갖는 재조립체 정상 입자로 분급하는 단계를 거친다.In order to manage the physical properties of the super absorbent polymer powder that is finally commercialized after the pulverization step, in general, the polymer powder obtained after pulverization is classified according to the particle size. Preferably, it undergoes a step of classifying into fine powder having a particle diameter of 150 µm or less, and reassembled normal particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less.

그리고, 발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법에서 상술한 방법으로 제조된 미분 재조립체, 특히, 재조립체 정상 입자를 베이스 수지 정상 입자와 혼합하여 선택적으로 표면 가교함으로서 고흡수성 수지를 제조할 수도 있다. In addition, in the method for producing a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention, a super absorbent polymer is prepared by selectively crosslinking the surface by mixing the fine powder reassembly prepared by the above-described method, in particular, the reassembled normal particles with the base resin normal particles. You may.

구체적으로, 상기 분급 후 150 ㎛ 이하의 입경을 갖는 재미분은 미분 재조립 공정으로 순환시키고, 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하의 입경을 갖는 재조립체 정상 입자는 이미 상술한 베이스 수지 정상 입자와 혼합한다. Specifically, after the classification, the fungus powder having a particle diameter of 150 μm or less is circulated through a fine powder reassembly process, and the reassembled normal particles having a particle diameter of more than 150 μm and 850 μm or less are mixed with the base resin normal particles described above.

이 때, 상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합은, 베이스 수지 정상 입자 100 중량부에 대하여, 상기 미분 재조립체 약 10 내지 약 50 중량부, 또는 약 20 내지 약 40 중량부, 또는 약 30 내지 약 40 중량부로 혼합하는 것이 바람직할 수 있다.At this time, the fine powder reassembly is mixed with the base resin normal particles, based on 100 parts by weight of the base resin normal particles, about 10 to about 50 parts by weight, or about 20 to about 40 parts by weight, or about It may be desirable to mix from 30 to about 40 parts by weight.

또, 상기 혼합 공정 후 추가적으로 상기 재조립체 정상 입자와 정상 입자를 표면 가교 혼합기 내로 유입하여 표면 가교 공정을 선택적으로 수행할 수도 있다. In addition, after the mixing process, the reassembled normal particles and normal particles may be additionally introduced into the surface crosslinking mixer to selectively perform the surface crosslinking process.

상기 표면 가교는 입자 내부의 가교결합 밀도와 관련하여 고흡수성 수지 입자 표면 근처의 가교결합 밀도를 증가시키는 단계이다. 일반적으로, 표면 가교제는 고흡수성 수지 입자의 표면에 도포된다. 따라서, 이 반응은 고흡수성 수지 입자의 표면 상에서 일어나며, 이는 입자 내부에는 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 입자의 표면 상에서의 가교 결합성은 개선시킨다. 따라서 표면 가교 결합된 고흡수성 수지 입자는 내부에서보다 표면 부근에서 더 높은 가교 결합도를 갖는다.The surface crosslinking is a step of increasing the crosslinking density near the surface of the super absorbent polymer particle in relation to the crosslinking density inside the particle. In general, the surface crosslinking agent is applied to the surface of the super absorbent polymer particles. Therefore, this reaction takes place on the surface of the super absorbent polymer particles, which improves the crosslinkability on the surface of the particles without substantially affecting the inside of the particles. Therefore, the surface crosslinked superabsorbent polymer particles have a higher degree of crosslinking near the surface than at the inside.

이때 상기 표면 가교제로는 중합체가 갖는 관능기와 반응 가능한 화합물이라면 그 구성의 한정이 없다.At this time, the surface crosslinking agent is not limited in its configuration as long as it is a compound capable of reacting with a functional group of a polymer.

바람직하게는 생성되는 고흡수성 수지의 특성을 향상시키기 위해, 상기 표면 가교제로 다가 알콜 화합물; 에폭시 화합물; 폴리아민 화합물; 할로에폭시 화합물; 할로에폭시 화합물의 축합 산물; 옥사졸린 화합물류; 모노-, 디- 또는 폴리옥사졸리디논 화합물; 환상 우레아 화합물; 다가 금속염; 및 알킬렌 카보네이트 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.Preferably, in order to improve the properties of the resulting super absorbent polymer, a polyhydric alcohol compound as the surface crosslinking agent; Epoxy compounds; Polyamine compounds; Haloepoxy compounds; Condensation products of haloepoxy compounds; Oxazoline compounds; Mono-, di- or polyoxazolidinone compounds; Cyclic urea compounds; Polyvalent metal salts; And one or more selected from the group consisting of alkylene carbonate compounds may be used.

구체적으로, 다가 알콜 화합물의 예로는 모노-, 디-, 트리-, 테트라- 또는 폴리에틸렌 글리콜, 모노프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 2,3,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 글리세롤, 폴리글리세롤, 2-부텐-1,4-디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 및 1,2-사이클로헥산디메탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.Specifically, examples of the polyhydric alcohol compound include mono-, di-, tri-, tetra- or polyethylene glycol, monopropylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, 2,3,4-trimethyl-1,3-pentanediol , Glycerol, polyglycerol, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,2-cyclohexanedi One or more selected from the group consisting of methanol may be used.

또한, 에폭시 화합물로는 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 글리시돌 등을 사용할 수 있으며, 폴리아민 화합물류로는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 폴리에틸렌이민 및 폴리아미드폴리아민로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.In addition, ethylene glycol diglycidyl ether and glycidol may be used as the epoxy compound, and as polyamine compounds, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine , Polyethyleneimine and polyamide polyamine may be used at least one selected from the group consisting of.

그리고 할로에폭시 화합물로는 에피클로로히드린, 에피브로모히드린 및 α-메틸에피클로로히드린을 사용할 수 있다. 한편, 모노-, 디- 또는 폴리옥사졸리디논 화합물로는 예를 들어 2-옥사졸리디논 등을 사용할 수 있다.And as the haloepoxy compound, epichlorohydrin, epibromohydrin, and α-methylepichlorohydrin may be used. Meanwhile, as the mono-, di-, or polyoxazolidinone compound, for example, 2-oxazolidinone may be used.

그리고, 알킬렌 카보네이트 화합물로는 에틸렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다. 이들을 각각 단독으로 사용하거나 서로 조합하여 사용할 수도 있다. 한편, 표면 가교 공정의 효율을 높이기 위해, 이들 표면 가교제 중에서 1 종 이상의 다가 알코올 화합물을 포함하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 10의 다가 알코올 화합물류를 사용할 수 있다.In addition, ethylene carbonate or the like may be used as the alkylene carbonate compound. These may be used alone or in combination with each other. On the other hand, in order to increase the efficiency of the surface crosslinking process, it is preferable to use one or more polyhydric alcohol compounds among these surface crosslinking agents, and more preferably, polyhydric alcohol compounds having 2 to 10 carbon atoms may be used.

상기 첨가되는 표면 가교제의 함량은 구체적으로 추가되는 표면 가교제의 종류나 반응 조건에 따라 적절히 선택될 수 있지만, 통상 중합체 100 중량부에 대해, 약 0.001 내지 약 5 중량부, 바람직하게는 약 0.01 내지 약 3 중량부, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 약 2 중량부를 사용할 수 있다.The content of the surface crosslinking agent to be added may be appropriately selected depending on the type of the surface crosslinking agent to be added or reaction conditions, but is usually about 0.001 to about 5 parts by weight, preferably about 0.01 to about 100 parts by weight of the polymer. 3 parts by weight, more preferably about 0.05 to about 2 parts by weight may be used.

표면 가교제의 함량이 지나치게 적으면, 표면 가교 반응이 거의 일어나지 않으며, 표면 가교제의 함량이 지나치게 많은 경우, 과도한 표면 가교 반응의 진행으로 인해 흡수능력 및 물성의 저하 현상이 발생할 수 있다.When the content of the surface crosslinking agent is too small, the surface crosslinking reaction hardly occurs, and when the content of the surface crosslinking agent is too large, the absorption capacity and physical properties may be deteriorated due to the progress of the excessive surface crosslinking reaction.

표면 가교제가 첨가된 중합체 입자에 대해 가열시킴으로써 표면 가교 결합 반응 및 건조가 동시에 이루어질 수 있다. By heating the polymer particles to which the surface crosslinking agent has been added, the surface crosslinking reaction and drying may be performed simultaneously.

표면 가교 반응을 위한 승온 수단은 특별히 한정되지 않는다. 열매체를 공급하거나, 열원을 직접 공급하여 가열할 수 있다. 이때, 사용 가능한 열매체의 종류로는 스팀, 열풍, 뜨거운 기름과 같은 승온한 유체 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 공급되는 열매체의 온도는 열매체의 수단, 승온 속도 및 승온 목표 온도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 한편, 직접 공급되는 열원으로는 전기를 통한 가열, 가스를 통한 가열 방법을 들 수 있으나, 상술한 예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The means for increasing the temperature for the surface crosslinking reaction is not particularly limited. It can be heated by supplying a heat medium or by directly supplying a heat source. At this time, as the type of the heat medium that can be used, a heated fluid such as steam, hot air, or hot oil may be used, but the present invention is not limited thereto, and the temperature of the supplied heat medium is the means of the heat medium, the rate of temperature increase, and the temperature increase. It can be appropriately selected in consideration of the target temperature. Meanwhile, as a heat source directly supplied, heating through electricity and heating through gas may be mentioned, but the present invention is not limited to the above-described examples.

또, 상기 표면 가교 후, 150 ㎛ 이하의 입경을 갖는 표면 가교 미분, 및 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하의 입경을 갖는 표면 가교 정상 입자로 분급하고, 150 ㎛ 이하의 입경을 갖는 표면 가교 미분은 미분 재조립을 위한 공정으로 재투입하고, 표면 가교 정상 입자는 제품화하여 사용될 수 있다. In addition, after the surface crosslinking, the surface crosslinking fine powder having a particle diameter of 150 μm or less, and the surface crosslinking normal particles having a particle diameter of more than 150 μm and 850 μm or less are classified, and the surface crosslinking fine powder having a particle diameter of 150 μm or less is a fine powder. Reintroduced as a process for assembly, and normal surface crosslinked particles can be commercialized and used.

상술한 제조 방법으로 제조된 고흡수성 수지는 미분으로부터 제조되지만, 미분의 재조립 시에 반응성 관능기를 가지는 표면 개질된 무기물을 첨가함에 따라 파쇄 강도 등의 기계적 물성이 우수하면서 균일한 입도 분포를 나타낼 수 있다. The super absorbent polymer prepared by the above-described manufacturing method is manufactured from fine powder, but when surface-modified inorganic material having a reactive functional group is added when reassembling the fine powder, it has excellent mechanical properties such as crushing strength and can exhibit a uniform particle size distribution. have.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 고흡수성 수지의 제조 과정에서 필연적으로 수득되는 미분을 효과적으로 재조립하여 흡수 제반 물성이 우수하면서도 파쇄 강도 등 기계적 특성이 우수하며 균일한 입자 분포를 가지는 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the fine powder inevitably obtained in the manufacturing process of the super absorbent polymer is effectively reassembled to provide excellent absorption properties, excellent mechanical properties such as crush strength, and a super absorbent polymer having a uniform particle distribution. A manufacturing method can be provided.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, the action and effect of the invention will be described in more detail through specific embodiments of the invention. However, these embodiments are only presented as examples of the invention, and the scope of the invention is not determined thereby.

베이스 수지의 제조 - 실시예 및 비교예Preparation of base resin-Examples and Comparative Examples

아크릴산 100 중량부, 31.5% 가성소다(NaOH) 123.5 중량부, 물 65.5 중량부, 하기의 성분들을 혼합하여 모노머 조성물을 제조하였다. A monomer composition was prepared by mixing 100 parts by weight of acrylic acid, 123.5 parts by weight of 31.5% caustic soda (NaOH), 65.5 parts by weight of water, and the following components.

- 내부 가교제: 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA; Mw=400) 0.001 중량부(10ppmw) 및 에틸렌글라이콜다이글리시딜에테르 0.30 중량부(3000ppmw)-Internal crosslinking agent: polyethylene glycol diacrylate (PEGDA; Mw = 400) 0.001 parts by weight (10 ppmw) and ethylene glycol diglycidyl ether 0.30 parts by weight (3000 ppmw)

- 중합 개시제: 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드(광개시제) 0.008 중량부(80ppmw) 및 소듐 퍼설페이트(열개시제) 0.125 중량부(1250ppmw)-Polymerization initiator: bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide (photoinitiator) 0.008 parts by weight (80 ppmw) and sodium persulfate (thermal initiator) 0.125 parts by weight (1250 ppmw)

- 추가 첨가제: 마이크로 캡슐 0.1 중량부 (1000ppmw)-Additional additive: 0.1 parts by weight of microcapsules (1000ppmw)

상기 조성물을 연속 이동하는 컨베이어 벨트로 이루어진 중합기의 공급부로 투입하고, UV 조사 장치로 자외선을 1.5분 동안 조사하여(약 2 mW/cm2) 중합 반응을 진행하였으며, 생성물로 함수겔 중합체를 얻었다. The composition was introduced into the supply section of a polymerization reactor consisting of a conveyor belt that continuously moves, and ultraviolet rays were irradiated with a UV irradiation device for 1.5 minutes (about 2 mW/cm 2 ) to proceed with the polymerization reaction, and a water-containing gel polymer was obtained as a product. .

상기 함수겔 중합체를 절단기를 통해 절단하였다. 이어, 상기 함수겔 중합체에 190℃의 열풍 건조기에서 40분 동안 건조시키고, 건조된 함수겔 중합체를 분쇄기로 분쇄하였다. 이어, 시브(seive)를 사용하여 입도(평균 입경 크기)가 150 ㎛ 내지 850 ㎛인 중합체를 분급하여, 베이스 수지 미분과 베이스 수지 정상 입자를 얻었다. The hydrogel polymer was cut through a cutter. Subsequently, the hydrogel polymer was dried for 40 minutes in a hot air dryer at 190°C, and the dried hydrogel polymer was pulverized with a grinder. Subsequently, a polymer having a particle size (average particle size) of 150 µm to 850 µm was classified using a sieve to obtain fine powder of the base resin and normal particles of the base resin.

얻어진 베이스 수지의 CRC 값은 약 33.1 g/g 이었다. The CRC value of the obtained base resin was about 33.1 g/g.

미분 재조립 - 비교예 1Fine powder reassembly-Comparative Example 1

상기에서 얻어진 베이스 수지 미분 100 중량부에 대하여, 25 ℃의 물 100 중량부를 혼합하고, High shear mixer를 이용하여 650 rpm 조건에서 15초 동안 혼합하였다. With respect to 100 parts by weight of the fine powder of the base resin obtained above, 100 parts by weight of water at 25° C. was mixed, and mixed for 15 seconds at 650 rpm using a high shear mixer.

믹서 내부에서 회수한 미분 재조립체를 170℃ 온도의 열풍 건조기에서 1 시간 동안 건조하고, Hammer mill로 분쇄한 후 분급하여 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하의 입경을 갖는 미분 재조립체 정상 입자를 제조하였다. The fine powder reassembly recovered from the inside of the mixer was dried for 1 hour in a hot air dryer at a temperature of 170° C., pulverized with a hammer mill, and then classified to prepare normal fine powder reassembled particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less.

미분 재조립 - 실시예 및 비교예Fine powder reassembly-Examples and Comparative Examples

상기에서 얻어진 베이스 수지 미분 100 중량부에 대하여, 25 ℃의 물 100 중량부와 하기 표 1에 정리된 바인더 성분을 혼합하고, High shear mixer를 이용하여 약 650 rpm 조건에서 약 15초 동안 혼합하였다. With respect to 100 parts by weight of the fine powder of the base resin obtained above, 100 parts by weight of water at 25° C. and the binder components listed in Table 1 were mixed, and mixed for about 15 seconds at about 650 rpm using a high shear mixer.

믹서 내부에서 회수한 미분 재조립체를 170℃ 온도의 열풍 건조기에서 1 시간 동안 건조하고, Hammer mill로 분쇄한 후 분급하여 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하의 입경을 갖는 미분 재조립체 정상 입자를 제조하였다. The fine powder reassembly recovered from the inside of the mixer was dried for 1 hour in a hot air dryer at a temperature of 170° C., pulverized with a hammer mill, and then classified to prepare normal fine powder reassembled particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less.

재조립 용액 조성
(물, 바인더(Mw), 단위: 중량부)
Composition of reassembly solution
(Water, binder (Mw), unit: parts by weight)
비교예 1Comparative Example 1 물 100Water 100 비교예 2Comparative Example 2 물 100, NaOH 1.0Water 100, NaOH 1.0 비교예 3Comparative Example 3 물 100, Polyethylene glycol (Mw: ~6k) 0.5Water 100, Polyethylene glycol (Mw: ~6k) 0.5 비교예 4Comparative Example 4 물 100, Polyethylene glycol (Mw: ~6k)1.0Water 100, Polyethylene glycol (Mw: ~6k) 1.0 실시예 1Example 1 물 100, Polyvinyl Pyrrolidone (Mw: ~360k)0.1Water 100, Polyvinyl Pyrrolidone (Mw: ~360k)0.1 실시예 2Example 2 물 100, Polyvinyl Pyrrolidone (Mw: ~360k)0.5Water 100, Polyvinyl Pyrrolidone (Mw: ~360k) 0.5 실시예 3Example 3 물 100, Polyvinyl Pyrrolidone (Mw: ~360k)1.0Water 100, Polyvinyl Pyrrolidone (Mw: ~360k)1.0 실시예 4Example 4 물 100, Sodium Carboxymethyl Cellulose (Mw: ~700k) 0.1Water 100, Sodium Carboxymethyl Cellulose (Mw: ~700k) 0.1 실시예 5Example 5 물 100, Sodium Carboxymethyl Cellulose (Mw: ~700k)0.5Water 100, Sodium Carboxymethyl Cellulose (Mw: ~700k) 0.5 실시예 6Example 6 물 100, Hydroxypropyl Cellulose (Mw: ~370k) 0.1Water 100, Hydroxypropyl Cellulose (Mw: ~370k) 0.1 실시예 7Example 7 물 100, Hydroxypropyl Cellulose (Mw: ~370k) 1.0Water 100, Hydroxypropyl Cellulose (Mw: ~370k) 1.0 실시예 8Example 8 물 100, Polyacrylic acid (Mw: ~250k) 0.1Water 100, Polyacrylic acid (Mw: ~250k) 0.1 실시예 9Example 9 물 100, Polyacrylic acid (Mw: ~250k) 0.5Water 100, Polyacrylic acid (Mw: ~250k) 0.5 실시예 10Example 10 물 100, Polyacrylic acid (Mw: ~250k) 0.5Water 100, Polyacrylic acid (Mw: ~250k) 0.5

베이스 수지와 혼합 및 표면 가교 -실시예 및 비교예Mixing with base resin and surface crosslinking-Examples and Comparative Examples

상기 베이스 수지 정상 입자 100 중량부에 대하여, 상기 미분 재조립체 정상 입자 약 33 중량부를 혼합하여, 미분 재조립 베이스 수지 분말을 얻었다. With respect to 100 parts by weight of the base resin normal particles, about 33 parts by weight of the finely reassembled normal particles were mixed to obtain a finely reassembled base resin powder.

물 5 중량부, Glyether(R) EJ-1030S(에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르; 제이에스아이 사 제품) 0.03 중량부, 알루미늄 설페이트 0.2 중량부, S-570(수크로스 스테아르산 에스터; 미쓰비시 케미컬 사 제품) 0.03 중량부를 혼합하여, 표면 가교액을 준비하였다. Water 5 parts by weight, Glyether(R) EJ-1030S (ethylene glycol diglycidyl ether; manufactured by JSI) 0.03 parts by weight, aluminum sulfate 0.2 parts by weight, S-570 (sucrose stearic acid ester; Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) Product) 0.03 parts by weight were mixed to prepare a surface crosslinking solution.

여기에 상기 표면 가교액을 추가로 첨가하고, 잘 혼합한 후, 약 140 ℃에서 약 35분 동안 유지하면서, 표면 가교 반응을 진행하였다. Here, the surface crosslinking solution was additionally added, mixed well, and maintained at about 140° C. for about 35 minutes, and the surface crosslinking reaction was performed.

이후, 후 건식 무기 필러(Aerosil 200, 에보닉 사 제품) 0.1 중량부를 첨가하고, 이를 잘 혼합하였다. Thereafter, 0.1 parts by weight of a dry inorganic filler (Aerosil 200, manufactured by Evonik) was added and mixed well.

분쇄 후 시브(sieve)를 이용하여 입경이 150 내지 850 ㎛의 표면 처리된 고흡수성 수지를 얻었다.After pulverization, a surface-treated super absorbent polymer having a particle diameter of 150 to 850 µm was obtained using a sieve.

상기에서 얻어진 표면 처리된 고흡수성 수지에 대하여, 하기 방법에 의해 물성을 평가하였다. With respect to the surface-treated superabsorbent polymer obtained above, physical properties were evaluated by the following method.

CRC 값 측정CRC value measurement

각 수지의 무하중 하 흡수 배율에 의한 보수능을 EDANA WSP 241.3에 따라 측정하였다. The water holding capacity of each resin was measured according to EDANA WSP 241.3 by the absorption rate under no load.

구체적으로, 상기 베이스 수지, 실시예 및 비교예를 통해 각각 얻은 표면 처리된 고흡수성 수지에서, #30-50의 체로 분급한 수지를 얻었다. 이러한 수지 W0(g) (약 0.2g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉(seal)한 후, 상온에서 생리 식염수(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 base resin, the surface-treated super absorbent polymer obtained through each of the Examples and Comparative Examples, a resin classified through a sieve of #30-50 was obtained. This resin W0(g) (about 0.2g) was evenly put in a nonwoven bag and sealed, and then immersed in physiological saline (0.9% by weight) at room temperature. After 30 minutes elapsed, water was removed from the bag for 3 minutes under the condition of 250 G using a centrifuge, and the mass W2 (g) of the bag was measured. Moreover, after performing the same operation without using a resin, the mass W1 (g) at that time was measured. Using each obtained mass, CRC (g/g) was calculated according to the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

CRC (g/g) = {[W2(g) - W1(g)]/W0(g)} - 1CRC (g/g) = {[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-1

0.3 AUP 값 측정 0.3 AUP value measurement

각 수지의 0.3 psi 하의 가압 흡수능을, EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정하였다. The absorbency under pressure of 0.3 psi of each resin was measured according to the EDANA method WSP 242.3.

먼저, 가합 흡수능 측정 시에는, 상기 CRC 측정 시의 수지 분급 분을 동일하게 사용하였다. First, in the measurement of the combined absorption capacity, the resin classified in the CRC measurement was used in the same manner.

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 0.7 psi(또는 0.3, 0.9 psi)의 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 stainless steel mesh was mounted on the bottom of a plastic cylinder having an inner diameter of 25 mm. The piston that can uniformly spray the water absorbent resin W0(g) (0.16 g) on the wire mesh under the conditions of room temperature and humidity of 50%, and apply an additional load of 0.7 psi (or 0.3, 0.9 psi) evenly thereon. It is slightly smaller than the outer diameter of 25 mm, and there is no gap with the inner wall of the cylinder, and the vertical movement is not disturbed. At this time, the weight W3 (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 on the inside of a 150 mm diameter PET dish, and a physiological saline solution composed of 0.9 wt% sodium chloride was at the same level as the upper surface of the glass filter. One sheet of filter paper with a diameter of 90 mm was mounted on it. The measuring device was placed on the filter paper, and the liquid was absorbed for 1 hour under load. After 1 hour, the measuring device was lifted and the weight W4 (g) was measured.

얻어진 각 질량을 이용하여 다음 식에 따라 가압 흡수능(g/g)을 산출하였다.Using each obtained mass, the absorbency under pressure (g/g) was calculated according to the following equation.

[수학식 2][Equation 2]

AUP(g/g) = [W4(g) - W3(g)]/W0(g)AUP(g/g) = [W4(g)-W3(g)]/W0(g)

1분 수도수 흡수능Water absorption capacity for 1 minute

수도수로는, 온도 범위 약 24 ℃ (오차 범위 0.2 ℃), 전도도 범위 약 110 ㎲/㎝ (오차 범위 5㎲/㎝) 내의 수도수를 사용하였으며, 각 수지는, 상기 CRC 측정 시의 수지 분급 분을 동일하게 사용하였다. As the tap water, tap water within a temperature range of about 24 °C (error range of 0.2 °C) and conductivity range of about 110 µs/cm (error range of 5 µs/cm) was used, and each resin was classified as a resin in the CRC measurement. Was used in the same way.

폴리에틸렌, 폴리프로필렌 복합 섬유 재질의, 18 cm * 28 cm 규격 티백(Tea bag)을 준비하고, 2L의 PP 비커 내부에 티백을 접히는 부분 없이 잘 펼쳐 넣었다. An 18 cm * 28 cm tea bag made of polyethylene and polypropylene composite fiber was prepared, and the tea bag was well spread inside a 2L PP beaker without a fold.

흡수성 수지 1±0.0005g을 정칭하여, 수지가 플라스크 벽면에 달라붙지 않도록 주의하며, 티백 바닥에 골고루 뿌려주었다. 1±0.0005 g of the water absorbent resin was accurately weighed, taking care not to stick the resin to the flask wall, and spreading it evenly on the bottom of the tea bag.

수도수를 2L 비커 내 티백에 약 1초 내에 붓고, 내부의 흡수성 수지를 약 1분 간 팽윤시킨 후, 팽윤된 흡수성 수지가 들어있는 티백을 빠르게 들어올렸다. Tap water was poured into a tea bag in a 2L beaker within about 1 second, and the water absorbent resin inside was swollen for about 1 minute, and then the tea bag containing the swollen water absorbent resin was quickly lifted.

들어올린 티백을 최대한 정적인 상태로 유지한 뒤, 티백으로부터 물이 더 이상 떨어지지 않기를 기다리고, 5분 이상 물이 떨어지지 않는 것을 확인한 후, 무게를 측정하였다. After maintaining the lifted tea bag in a static state as much as possible, waiting for no more water to drip from the tea bag, and confirming that the water did not drip for more than 5 minutes, the weight was measured.

측정된 무게에서 티백의 원래 무게 및 흡수성 수지의 무게 1g을 제하여, 1분 수도수 흡수능을 산출하였다. The water absorption capacity for 1 minute was calculated by subtracting the original weight of the tea bag and 1 g of the water absorbent resin from the measured weight.

Vortex 값 측정 Vortex value measurement

국제특허 공개번호 제1987-003208호에 기재된 방법에 준하여 초 단위로 측정하였으며, Vortex 값 측정 시에는, 상기 CRC 측정 시의 수지 분급 분을 동일하게 사용하였다. It was measured in seconds according to the method described in International Patent Publication No. 1987-003208, and when measuring the Vortex value, the resin classification component in the CRC measurement was used in the same manner.

구체적으로, 흡수 속도(혹은 vortex time)는 23℃ 내지 24℃의 50 mL의 생리 식염수에 2g의 고흡수성 수지를 넣고, 마그네틱 바(직경 8 mm, 길이 31.8 mm)를 600 rpm으로 교반하여 와류(vortex)가 사라질 때까지의 시간을 초 단위로 측정하여 산출되었다.Specifically, the absorption rate (or vortex time) is 2 g of superabsorbent resin in 50 mL of physiological saline at 23°C to 24°C, and a magnetic bar (diameter 8 mm, length 31.8 mm) is stirred at 600 rpm to vortex ( vortex) was calculated by measuring the time until disappearance in seconds.

상기 측정 값을 하기 표 2에 정리하였다. The measured values are summarized in Table 2 below.

BR CRC
(g/g)
BR CRC
(g/g)
ProductProduct
CRC
(g/g)
CRC
(g/g)
0.3AUP0.3AUP 1분 수도수
흡수능
1 minute water supply
Absorption capacity
VortexVortex
비교예 1Comparative Example 1 33.133.1 30.630.6 25.325.3 9191 3838 비교예 2Comparative Example 2 33.133.1 30.330.3 26.126.1 9595 3838 비교예 3Comparative Example 3 33.133.1 30.230.2 24.724.7 102102 3636 비교예 4Comparative Example 4 33.133.1 30.530.5 24.524.5 103103 3636 실시예 1Example 1 33.133.1 30.230.2 25.725.7 113113 3535 실시예 2Example 2 33.133.1 30.330.3 25.925.9 115115 3333 실시예 3Example 3 33.133.1 30.230.2 25.925.9 120120 3232 실시예 4Example 4 33.133.1 31.031.0 25.225.2 122122 3232 실시예 5Example 5 33.133.1 30.730.7 25.025.0 123123 3131 실시예 6Example 6 33.133.1 31.131.1 25.325.3 122122 3333 실시예 7Example 7 33.133.1 30.530.5 25.825.8 127127 3131 실시예 8Example 8 33.133.1 30.730.7 25.825.8 118118 3535 실시예 9Example 9 33.133.1 31.031.0 25.225.2 116116 3434 실시예 10Example 10 33.133.1 30.830.8 25.525.5 125125 3232

상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고흡수성 수지는, 대체적으로 우수한 흡수 제반 물성을 구비하고 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that the superabsorbent polymer according to an embodiment of the present invention generally has excellent absorption properties.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 고흡수성 수지는, 비교예와 동일한 베이스 수지를 사용하고, 유사한 공정의 미분 재조립 및 표면 가교를 거쳤음에도 불구하고, 비교예에 비해 약 15~30% 가량 향상된 1분 수도수 흡수능을 구비하고 있는 것을 명확히 확인할 수 있으며, 그럼에도 불구하고, 비교예에 비해 약 10~30% 가량 볼텍스 시간이 줄어든 것을 확인할 수 있다. In particular, the super absorbent polymer according to the embodiment of the present invention is improved by about 15 to 30% compared to the comparative example, despite the use of the same base resin as the comparative example and undergoing fine powder reassembly and surface crosslinking in a similar process. It can be clearly confirmed that the water absorption capacity for 1 minute is provided, and nevertheless, it can be confirmed that the vortex time is reduced by about 10 to 30% compared to the comparative example.

이에 따라, 본 발명의 고흡수성 수지 제조 방법은, 제조 과정에서 미분을 재활용하여 공정성과 경제성을 현저히 향상시킬 수 있으면서도, 제조된 고흡수성 수지에 있어서 향상된 1분 수도수 흡수능 및 빠른 흡수 속도 등의 우수한 흡수 관련 제반 물성을 구현할 수 있다. Accordingly, the method for producing a super absorbent polymer of the present invention can significantly improve fairness and economics by recycling fine powders in the manufacturing process, while having excellent water absorption capacity for one minute and a fast absorption rate in the super absorbent polymer prepared. All properties related to absorption can be implemented.

Claims (10)

중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수겔 중합체를 형성하는 단계;
상기 함수겔 중합체를 건조, 분쇄, 및 분급하여, 입경이 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하인 베이스 수지 정상 입자와, 입경이 150 ㎛ 이하인 베이스 수지 미분으로 분급하는 단계;
상기 베이스 수지 미분에 바인더 수용액을 첨가한 후, 혼합 및 건조하여 미분 재조립체를 수득하는 단계; 및
상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합하여, 미분 재조립 베이스 수지 분말을 수득하는 단계를 포함하며;
상기 바인더는 중량 평균 분자량이 200,000 g/mol 보다 큰 수용성 고분자인,
고흡수성 수지의 제조 방법.
Crosslinking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of a polymerization initiator and an internal crosslinking agent to form a hydrogel polymer;
Drying, pulverizing, and classifying the hydrogel polymer into normal base resin particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less, and fine powder of a base resin having a particle size of 150 µm or less;
Adding an aqueous binder solution to the fine powder of the base resin, mixing and drying to obtain a fine powder reassemble; And
Mixing the finely reassembled body with the normal base resin particles to obtain a finely reassembled base resin powder;
The binder is a water-soluble polymer having a weight average molecular weight greater than 200,000 g/mol,
Method for producing a super absorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합하는 단계는,
상기 미분 재조립체를 건조 및 분쇄하여 입경이 150 ㎛ 이하인 재조립체 미분, 및 입경이 150 ㎛ 초과 850 ㎛ 이하인 재조립체 정상 입자로 분급하는 단계; 및
상기 재조립체 정상 입자를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합하는 단계를 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of mixing the fine powder reassembly with the base resin normal particles,
Drying and pulverizing the fine reassembled to classify reassembled fine particles having a particle diameter of 150 µm or less, and reassembled normal particles having a particle diameter of more than 150 µm and 850 µm or less; And
A method for producing a super absorbent polymer comprising the step of mixing the reassembled normal particles with the base resin normal particles.
제2항에 있어서,
상기 재조립체 미분은, 상기 미분 재조립체를 제조하는 단계에 다시 투입되는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 2,
The re-assembly fine powder is re-introduced to the step of preparing the fine powder re-assembly, a method for producing a super absorbent polymer.
제1항에 있어서,
표면 가교액의 존재 하에, 상기 미분 재조립 베이스 수지 분말을 표면 가교하여 고흡수성 수지 입자를 형성하는 단계를 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the presence of a surface crosslinking liquid, the method of producing a super absorbent polymer comprising the step of surface crosslinking the fine powder reassembled base resin powder to form super absorbent polymer particles.
제1항에 있어서,
상기 바인더는, 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트, 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The binder is at least one selected from the group consisting of cellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polyacrylate, and derivatives thereof.
제1항에 있어서,
상기 바인더는, 상기 베이스 수지 미분 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부로 포함되는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The binder is contained in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the fine powder of the base resin.
제1항에 있어서,
상기 바인더 수용액은, 상기 상기 베이스 수지 미분 100 중량부에 대하여, 10 내지 200 중량부의 물을 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The aqueous binder solution contains 10 to 200 parts by weight of water based on 100 parts by weight of the fine powder of the base resin.
제1항에 있어서,
상기 바인더 수용액의 온도는 10℃ 내지 90℃인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The temperature of the aqueous binder solution is 10 ℃ to 90 ℃, the method for producing a super absorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 미분 재조립체를 수득하는 단계에서의 건조는, 100 내지 200℃에서 수행되는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Drying in the step of obtaining the fine powder reassembly is performed at 100 to 200° C., a method for producing a super absorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 미분 재조립체를 상기 베이스 수지 정상 입자와 혼합은, 베이스 수지 정상 입자 100 중량부에 대하여, 상기 미분 재조립체 10 내지 50 중량부로 혼합하는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The fine powder reassembly is mixed with the base resin normal particles in an amount of 10 to 50 parts by weight of the fine powder reassembly based on 100 parts by weight of the base resin normal particles.
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JP2022542597A (en) * 2019-10-08 2022-10-05 エルジー・ケム・リミテッド Method for producing super absorbent polymer
WO2023096283A1 (en) * 2021-11-24 2023-06-01 주식회사 엘지화학 Method for preparing super absorbent polymer
WO2023121075A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 주식회사 엘지화학 Preparation method of super absorbent polymer

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