KR20220067392A - Preparation method of super absorbent polymer - Google Patents

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KR20220067392A
KR20220067392A KR1020200154032A KR20200154032A KR20220067392A KR 20220067392 A KR20220067392 A KR 20220067392A KR 1020200154032 A KR1020200154032 A KR 1020200154032A KR 20200154032 A KR20200154032 A KR 20200154032A KR 20220067392 A KR20220067392 A KR 20220067392A
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안균혁
김기철
남대우
홍연우
박세열
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a method for preparing a super absorbent resin, and more specifically, relates to a method for preparing a super absorbent resin having a high water holding capacity and fine powder cohesive strength without reduction of a pressure absorption capacity. The method for preparing a super absorbent resin includes a step of forming a first hydrous gel polymer; a step of pulverizing and drying the first hydrous gel polymer to be classified into fine powder and a first base resin; a step of preparing a reassembled member; a step of forming a second hydrous gel polymer; a step of the reassembled member with the hydrous gel polymer; a step of forming a second base resin; and a step of forming a surface crosslinking layer.

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. 보다 상세하게는, 가압 흡수능의 저하 없이 높은 보수능 및 미분 응집 강도를 갖는 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer. More particularly, it relates to a method for producing a superabsorbent polymer having high water holding capacity and fine powder cohesive strength without deterioration of absorbency under pressure.

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 can absorb water 500 to 1,000 times its own weight. Material), etc., are named differently. The superabsorbent polymer as described above began to be put to practical use as a sanitary tool, and now, in addition to hygiene products such as paper diapers for children, a soil repair agent for gardening, a water-retaining material for civil engineering and construction, a sheet for seedlings, a freshness maintenance agent in the food distribution field, and It is widely used as a material for poultice, etc.

상기와 같은 고흡수성 수지를 제조하는 방법으로는 역상현탁중합에 의한 방법 또는 수용액 중합에 의한 방법 등이 알려져 있다. 역상현탁중합에 대해서는 예를 들면 일본 특개소 56-161408, 특개소 57-158209, 및 특개소 57-198714 등에 개시되어 있다. 수용액 중합에 의한 방법으로는 또 다시, 여러 개의 축을 구비한 반죽기 내에서 중합겔을 파단, 냉각하면서 중합하는 열중합 방법, 및 고농도 수용액을 벨트상에서 자외선 등을 조사하여 중합과 건조를 동시에 행하는 광중합 방법 등이 알려져 있다. 상기와 같은 중합반응을 진행할 때 다양한 내부가교제를 도입하여 고흡수성 수지의 내부 네트워크 구조를 형성하고 가압하에서도 수분을 보유할 수 있도록 한다. As a method for preparing the superabsorbent polymer as described above, a method by reverse-phase suspension polymerization or a method by aqueous solution polymerization, etc. are known. Reversed-phase suspension polymerization is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 56-161408, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-158209, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-198714. As the method by aqueous solution polymerization, a thermal polymerization method in which the polymerization gel is broken and cooled in a kneader equipped with several axes, and a photopolymerization method in which a high-concentration aqueous solution is irradiated with ultraviolet rays or the like on a belt to perform polymerization and drying simultaneously etc. are known. During the polymerization reaction as described above, various internal crosslinking agents are introduced to form an internal network structure of the super absorbent polymer and to retain moisture even under pressure.

상기와 같은 중합 반응을 거쳐 얻은 함수겔 중합체는 일반적으로 건조공정을 거쳐 분쇄한 뒤 분말상의 제품으로 시판된다.The hydrogel polymer obtained through the polymerization reaction as described above is generally marketed as a powdered product after being pulverized through a drying process.

이때 건조된 중합체의 절단, 분쇄 및 분말화 단계 동안 약 150㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 미분(fines)이 발생될 수 있다. 상기 미분을 포함하여 제조된 고흡수성 중합체 입자를 제품에 적용시 사용 전에 이동되거나 저하된 물성을 나타낼 수 있기 때문에 유아용 기저귀 및 성인용 요실금 기구를 포함하는 위생 물품에서 바람직하지 않은 것으로 여겨진다.At this time, fines having a particle size of less than about 150 μm may be generated during the steps of cutting, grinding and pulverizing the dried polymer. It is considered undesirable in hygiene articles, including baby diapers and adult incontinence appliances, because superabsorbent polymer particles prepared including the fine powder may exhibit reduced physical properties or migrated prior to use when applied to products.

따라서, 최종 수지 제품 내 미분이 포함되지 않도록 배제시키거나 상기 미분들을 정상 입자 크기가 되도록 응집시키는 재조립 과정을 거치는데, 미분을 응집시킨 미분 재조립체는 중합 공정에서 수득되는 정상 입도의 고흡수성 수지보다는 물성이 열화되어 이를 포함하는 고흡수성 수지는 물성 또한 하락하게 되는 문제가 있다. Therefore, the final resin product is excluded from being included in the fine powder or undergoes a re-assembly process in which the fine particles are aggregated to a normal particle size. Rather, there is a problem in that the physical properties are deteriorated and the superabsorbent polymer including the same is also deteriorated in physical properties.

이에 본 발명은 미분 재조립체를 포함하여 공정 경제성을 확보하면서도, 가압 흡수능의 저하 없이 높은 보수능 및 미분 응집 강도를 갖는 고품질의 고흡수성 수지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a high-quality superabsorbent polymer having high water holding capacity and fine cohesive strength without deterioration of absorbency under pressure while securing process economics by including the fine powder reassembly.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, In order to achieve the above object, the present invention,

적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제 1 함수겔 중합체를 형성하는 단계;forming a first hydrogel polymer by cross-linking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acid group at least partially neutralized in the presence of an internal cross-linking agent;

상기 제 1 함수겔 중합체를 조분쇄, 건조 및 분쇄하여 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 미분 및 150 ㎛ 내지 850 ㎛ 의 입경을 갖는 제 1 베이스 수지로 분급하는 단계; classifying the first hydrogel polymer into fine powder having a particle diameter of less than 150 μm and a first base resin having a particle diameter of 150 μm to 850 μm by coarsely pulverizing, drying and pulverizing the first hydrogel polymer;

상기 미분을 물과 혼합하고, 재조립하여 미분 재조립체를 제조하는 단계;mixing the fine powder with water and re-assembling to prepare a fine powder re-assembly;

적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제 2 함수겔 중합체를 형성하는 단계;forming a second hydrogel polymer by cross-linking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acid group at least partially neutralized in the presence of an internal cross-linking agent;

상기 미분 재조립체를 상기 제 2 함수겔 중합체와 혼합하여 조분쇄하는 단계; coarsely pulverizing the fine powder re-assembly by mixing with the second hydrogel polymer;

상기 조분쇄된 제 2 함수겔 중합체와 미분 재조립체의 혼합물을 건조 및 분쇄하여 제 2 베이스 수지를 형성하는 단계; 및drying and pulverizing a mixture of the coarsely pulverized second hydrogel polymer and the fine powder re-assembly to form a second base resin; and

표면 가교제의 존재 하에 상기 제 2 베이스 수지의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 포함하고,Further crosslinking the surface of the second base resin in the presence of a surface crosslinking agent to form a surface crosslinking layer,

상기 내부 가교제는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)을 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법이 제공된다:The internal crosslinking agent, a method for producing a super absorbent polymer, including a compound represented by the following formula (1) and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) is provided:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10의 알케인 유래의 2가 유기기이고, R2는 수소 또는 메틸기이다.In Formula 1, R 1 is a divalent organic group derived from an alkane having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is hydrogen or a methyl group.

본 발명의 일 구현예에 따른 제조방법에 의하면, 미분 재조립체 순환 공정을 포함하는 고흡수성 수지의 제조방법에 있어 열분해성 내부 가교제를 사용하는 경우의 장점은 유지하면서, 특히 가압 흡수능의 저하를 개선하여 보수능, 가압 흡수능 및 미분 응집강도가 높은 고흡수성 수지를 수득할 수 있다. According to the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the advantage of using a thermally decomposable internal crosslinking agent in the manufacturing method of the superabsorbent polymer including the fine powder reassembly cycle process is maintained, and in particular, the decrease in absorbency under pressure is improved. Thus, it is possible to obtain a super absorbent polymer with high water holding capacity, absorbency under pressure and fine powder cohesive strength.

이에 따라, 상기 제조 방법을 이용하면, 기존의 고흡수성 수지가 갖던 문제점과 당업계의 기술적 요구를 근본적으로 해결하고, 미분 재조립체를 포함하여 공정 경제성을 확보할 수 있으면서도, 보다 뛰어난 제반 물성을 나타내는 각종 위생용품 등을 제공할 수 있다. Accordingly, by using the above manufacturing method, the problems of the existing super absorbent polymer and the technical needs of the art are fundamentally solved, and the process economical including the fine powder reassembly can be secured, while exhibiting superior overall physical properties. Various hygiene products can be provided.

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 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

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, second, etc. are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

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

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates 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 this specification, terms such as "comprises", "comprises" or "have" are used to describe embodied features, numbers, steps, components, or combinations thereof, and include one or more other features, numbers, or steps. , components, combinations or additions thereof 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. Also in this specification, when it is said that each layer or element is formed "on" or "over" 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 additionally be formed between each layer, on the object, on the substrate.

이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing the super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

발명의 일 구현예에 따르면, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제 1 함수겔 중합체를 형성하는 단계; 상기 제 1 함수겔 중합체를 조분쇄, 건조 및 분쇄하여 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 미분 및 150 ㎛ 내지 850 ㎛ 의 입경을 갖는 제 1 베이스 수지로 분급하는 단계; 상기 미분을 물과 혼합하고, 재조립하여 미분 재조립체를 제조하는 단계; 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제 2 함수겔 중합체를 형성하는 단계; 상기 미분 재조립체를 상기 제 2 함수겔 중합체와 혼합하여 조분쇄하는 단계; 상기 조분쇄된 제 2 함수겔 중합체와 미분 재조립체의 혼합물을 건조 및 분쇄하여 제 2 베이스 수지를 형성하는 단계; 및 표면 가교제의 존재 하에 상기 제 2 베이스 수지의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 내부 가교제는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)을 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법이 제공된다. According to an embodiment of the present invention, a method comprising: cross-linking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acid group at least partially neutralized in the presence of an internal cross-linking agent to form a first hydrogel polymer; classifying the first hydrogel polymer into fine powder having a particle diameter of less than 150 μm and a first base resin having a particle diameter of 150 μm to 850 μm by coarsely pulverizing, drying and pulverizing the first hydrogel polymer; mixing the fine powder with water and re-assembling to prepare a fine powder re-assembly; forming a second hydrogel polymer by cross-linking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acid group at least partially neutralized in the presence of an internal cross-linking agent; coarsely pulverizing the fine powder re-assembly by mixing with the second hydrogel polymer; drying and pulverizing a mixture of the coarsely pulverized second hydrogel polymer and the fine powder re-assembly to form a second base resin; and forming a surface cross-linking layer by further cross-linking the surface of the second base resin in the presence of a surface cross-linking agent, wherein the internal cross-linking agent comprises a compound represented by the following Chemical Formula 1 and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA). A method for producing a super absorbent polymer is provided.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 10의 알케인 유래의 2가 유기기이고, R2는 수소 또는 메틸기이다.In Formula 1, R 1 is a divalent organic group derived from an alkane having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is hydrogen or a methyl group.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 열분해성 내부 가교제로 열에 의해 분해될 수 있다. 이에 따라, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 상기 화학식 1의 화합물 존재 하에 가교 중합하고, 이후 고온의 후속 공정에 도입하면, 가교 중합체 내의 상기 화학식 1의 화합물 유래의 가교 구조는 적어도 일부가 분해된다. 이에 따라, 가교 중합체 내의 내부 가교 밀도는 감소하게 된다. 반면, 가교 중합체 표면은 표면 가교제에 의하여 추가 가교 되어 외부 가교 밀도는 증가하게 된다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하여 가교 중합을 진행하고 후속 공정을 거치면, 가교 중합체 내의 내부 가교 구조는 분해되고, 가교 중합체의 표면은 추가 가교되어 수지의 내부에서 외부로 갈수록 가교 밀도가 증가하는 고흡수성 수지가 얻어질 수 있다. The compound represented by Formula 1 may be decomposed by heat as a thermally decomposable internal crosslinking agent. Accordingly, when a water-soluble ethylenically unsaturated monomer is crosslinked and polymerized in the presence of the compound of Formula 1, and then introduced into a high temperature subsequent process, at least a part of the crosslinked structure derived from the compound of Formula 1 in the crosslinked polymer is decomposed. Accordingly, the internal crosslink density in the crosslinked polymer is reduced. On the other hand, the cross-linked polymer surface is further cross-linked by the surface cross-linking agent to increase the external cross-linking density. Therefore, when cross-linking polymerization is carried out using the compound represented by Formula 1 and a subsequent process is performed, the internal cross-linked structure in the cross-linked polymer is decomposed, and the surface of the cross-linked polymer is further cross-linked to increase the cross-linking density from the inside to the outside of the resin. An increasing superabsorbent polymer can be obtained.

이렇게 제조된 고흡수성 수지는 상기 화학식 1의 화합물을 내부 가교제로 포함하지 않는 베이스 수지 보다 더 감소된 내부 가교 밀도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 고흡수성 수지는 기존의 고흡수성 수지 대비 상대적으로 향상된 보수능을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 고흡수성 수지는 내부 가교 결합이 분해된 후, 혹은 분해되면서 표면 가교가 진행되어 기존 고흡수성 수지 대비 보다 두꺼운 표면 가교층을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 고흡수성 수지는 우수한 가압 흡수능을 나타낼 수 있다. The superabsorbent polymer thus prepared may have a reduced internal crosslinking density than the base resin that does not include the compound of Formula 1 as an internal crosslinking agent. Accordingly, the superabsorbent polymer may exhibit relatively improved water holding capacity compared to the existing superabsorbent polymer. In addition, the superabsorbent polymer may have a thicker surface crosslinking layer than that of the existing superabsorbent polymer because the surface crosslinking proceeds after or while the internal crosslinking is decomposed. Accordingly, the superabsorbent polymer may exhibit excellent absorbency under pressure.

한편, 일반적인 고흡수성 수지의 제조 공정의 중합 공정, 건조 공정 또는 건조된 중합체의 분쇄 단계 등 다양한 단계에서, 입경이 약 150㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 미분(fines, fine powder) 입자가 발생될 수 있는데, 최종 제품에 미분이 포함될 경우 취급이 어렵고 겔 블로킹(gel blocking) 현상을 나타내는 등 물성을 저하시키기 때문에 최종 수지 제품에 포함되지 않도록 배제하거나 정상 입자가 되도록 재사용하기 위해 재조립 과정을 거치게 된다. On the other hand, in various steps such as the polymerization process, the drying process, or the grinding step of the dried polymer in the general manufacturing process of the superabsorbent polymer, fines (fine powder) particles having a particle size of less than about 150 μm may be generated. However, when fine powder is included in the final product, it is difficult to handle and degrades physical properties such as gel blocking, so it is excluded from being included in the final resin product or undergoes a reassembly process to reuse it to become normal particles.

그런데, 내부 가교제로 상기 화학식 1로 표시되는 열분해성 내부 가교제만을 사용하여 고흡수성 수지를 제조하는 경우, 이로부터 발생하는 미분에서도 앞서 설명하였듯이 고온에서 상기 화학식 1의 화합물 유래의 가교 구조 중 상당 부분이 분해된다. 이에 따라 가교 밀도가 감소하게 되는데 입경이 작은 미분의 경우 이러한 내부 가교 밀도의 감소 정도가 상대적으로 더욱 크게 된다. 특히 표면 가교 공정을 수행하기 전의 베이스 수지로부터 파생되는 미분은 표면 가교층이 없으므로 가교 밀도가 크게 감소하고 이에 따라 가압 흡수능이 저하되게 된다. 따라서 이러한 미분을 이용하여 재조립한 미분 재조립체, 및 상기 미분 재조립체를 혼합하여 제조하는 고흡수성 수지 역시 가압 흡수능이 저하될 수 밖에 없다. However, when the superabsorbent polymer is manufactured using only the thermally decomposable internal crosslinking agent represented by Formula 1 as the internal crosslinking agent, a significant portion of the crosslinked structure derived from the compound of Formula 1 at high temperature is is decomposed Accordingly, the crosslinking density is reduced, and in the case of fine powder having a small particle size, the degree of decrease in the internal crosslinking density is relatively larger. In particular, the fine powder derived from the base resin before performing the surface crosslinking process does not have a surface crosslinking layer, so the crosslinking density is greatly reduced, and accordingly, the absorbency under pressure is lowered. Therefore, the fine powder re-assembly reassembled using such fine powder and the super absorbent polymer produced by mixing the fine powder re-assembly body also have a reduced absorbency under pressure.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미분 재조립체 순환 공정을 포함하는 고흡수성 수지의 제조방법에 있어 열분해성 내부 가교제를 사용하는 경우의 장점은 유지하면서, 가압 흡수능의 저하를 개선하여 보다 우수한 물성의 고흡수성 수지를 제공할 수 있다. The present invention is to solve the above problems, and while maintaining the advantages of using a thermally decomposable internal crosslinking agent in a method for producing a superabsorbent polymer including a fine powder reassembly cycle process, the decrease in absorbency under pressure is improved. It is possible to provide a super absorbent polymer with better physical properties.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 내부 가교제로 화학식 1로 표시되는 열분해성 내부 가교제 및 열분해성이 없는 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)을 혼합하여 사용하고, 미분 재조립체를 제조 공정에서 투입할 때 함수겔 중합체와 혼합함으로써, 보수능은 높게 유지하면서 가압 흡수능의 저하가 적은 고흡수성 수지를 제조할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, when a mixture of a thermally decomposable internal crosslinking agent represented by Formula 1 and a non-pyrolytically degradable polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) is used as an internal crosslinking agent, and when the fine powder reassembly is introduced in the manufacturing process By mixing with the hydrogel polymer, it is possible to prepare a superabsorbent polymer with little decrease in absorbency under pressure while maintaining high water holding capacity.

이하, 일 구현예의 고흡수성 수지의 제조 방법 등에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing the superabsorbent polymer according to an exemplary embodiment will be described in more detail.

중합 단계polymerization step

상기 함수겔 중합체를 형성하는 단계에서는 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제 1 함수겔 중합체를 형성한다. In the step of forming the hydrogel polymer, a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least partially neutralized acidic groups is crosslinked and polymerized in the presence of an internal crosslinking agent to form a first hydrogel polymer.

상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는, (메트)아크릴산, 말레산, 무수말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, 소르브산, 비닐포스폰산, 비닐술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴로일에탄술폰산, 2-(메트)아크릴로일옥시에탄술폰산, 2-(메트)아크릴로일프로판술폰산 또는 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산의 음이온성 단량체와 이의 염; (메트)아크릴아미드, N-치환(메트)아크릴아미드, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 또는 폴리에틸렌 글리콜(메트)아크릴레이트의 비이온계 친수성 함유 단량체; 및 (N,N)-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 또는 (N,N)-디메틸아미노프로필(메트)아크릴아미드의 아미노기 함유 불포화 단량체와 그의 4급화물;로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. The water-soluble ethylenically unsaturated monomer is, (meth)acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, sorbic acid, vinylphosphonic acid, vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, 2-(meth)acryloylethane anionic monomers of sulfonic acid, 2-(meth)acryloyloxyethanesulfonic acid, 2-(meth)acryloylpropanesulfonic acid or 2-(meth)acrylamido-2-methylpropanesulfonic 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 ( a nonionic hydrophilic-containing monomer of meth)acrylate; and (N,N)-dimethylaminoethyl (meth)acrylate or (N,N)-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide containing an amino group-containing unsaturated monomer and a quaternary product thereof; at least one selected from the group consisting of may include

본 명세서에서 용어 '적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체'는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체에 산성기를 갖는 단량체가 포함되어 있으며, 상기 산성기를 갖는 단량체의 산성기 중 적어도 일부가 중화되어 있음을 의미한다.As used herein, the term 'water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized' includes a monomer having an acidic group in the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, and at least a portion of the acidic group of the monomer having an acidic group is neutralized. means

특히, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 적어도 일부가 상기 음이온성 단량체에 포함된 산성기를 중화시킨 단량체(음이온성 단량체의 염)로 구성될 수 있다. In particular, at least a portion of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be composed of a monomer (salt of the anionic monomer) in which an acidic group contained in the anionic monomer is neutralized.

보다 구체적으로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로는 아크릴산 또는 이의 염을 사용할 수 있으며, 아크릴산을 사용하는 경우에는 적어도 일부를 중화시켜 사용할 수 있다. 이러한 단량체의 사용으로 인해 보다 우수한 물성을 갖는 고흡수성 수지의 제조가 가능해 진다. 일 예로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로서, 아크릴산의 알칼리 금속염을 사용하는 경우, 아크릴산을 가성소다(NaOH)와 같은 중화제로 중화시켜 사용할 수 있다. 이때, 상기 아크릴산의 중화 정도는 약 50 내지 95 몰% 혹은 약 60 내지 85 몰%로 조절될 수 있으며, 이러한 범위 내에서 중화 시 석출의 우려 없이 보수능이 뛰어난 고흡수성 수지를 제공할 수 있다.More specifically, as the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, acrylic acid or a salt thereof may be used, and in the case of using acrylic acid, at least a portion thereof may be neutralized. Due to the use of such a monomer, it is possible to prepare a super absorbent polymer having better physical properties. For example, when an alkali metal salt of acrylic acid is used as the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, it may be used by neutralizing the acrylic acid with a neutralizing agent such as caustic soda (NaOH). In this case, the degree of neutralization of the acrylic acid may be adjusted to about 50 to 95 mol% or about 60 to 85 mol%, and within this range, it is possible to provide a superabsorbent polymer having excellent water retention capacity without fear of precipitation during neutralization.

상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 포함한 단량체 혼합물 중에서, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 농도는, 후술하는 각 원료 물질, 중합 개시제 및 용매 등을 포함하는 전체 단량체 혼합물에 대해 약 20 내지 약 60 중량%, 혹은 약 25 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 낮아지며 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.In the monomer mixture including the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is about 20 to about 60% by weight with respect to the total monomer mixture including each raw material, polymerization initiator and solvent to be described later, or It may be about 25 to about 50% by weight, and may be an appropriate concentration in consideration of polymerization time and reaction conditions. However, if the concentration of the monomer is too low, the yield of the superabsorbent polymer may be lowered and there may be problems in economic feasibility. Process problems may occur, and the physical properties of the superabsorbent polymer may be deteriorated.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 내부 가교제로는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체에 열에 의해 분해될 수 있는 내부 가교 구조를 도입하고, 동시에 미분 재조립체에서 가압 흡수능의 지나친 저하를 방지하기 위해 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)을 함께 사용한다.According to one embodiment of the present invention, as the internal crosslinking agent, an internal crosslinking structure that can be decomposed by heat is introduced into the crosslinked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, and at the same time, in order to prevent excessive decrease in absorbency under pressure in the fine powder reassembly. The compound represented by the following formula (1) and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) are used together.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1은 탄소수 1 내지 10의 알케인 유래의 2가 유기기이고, R2는 수소 또는 메틸기이다.R 1 is a divalent organic group derived from an alkane having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is hydrogen or a methyl group.

상기 화학식 1에서 R1은 상기 정의된 바와 같이 탄소수 1 내지 10의 알케인(alkane) 유래의 2가 유기기이고, R2는 수소 또는 메틸기이다. 이때, 상기 알케인은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알케인일 수 있으며, 이러한 알케인 유래의 2가 유기기는 하나의 탄소에서 2 개의 수소가 제거된 2가 유기기이거나 서로 다른 탄소에서 각각 1 개의 수소가 제거된 2가의 유기기일 수 있다. 구체적으로, 상기 R1은 메탄-1,1-디일, 에탄-1,2-디일, 에탄-1,1-디일, 프로판-1,3-디일, 프로판-1,2-디일, 프로판-1,1-디일, n-부탄-1,4-디일, n-부탄-1,3-디일, n-부탄-1,2-디일, n-부탄-1,1-디일, 2-메틸프로판-1,3-디일, 2-메틸프로판-1,2-디일, 2-메틸프로판-1,1-디일, 2-메틸부탄-1,4-디일, 2-메틸부탄-2,4-디일, 2-메틸부탄-3,4-디일, 2-메틸부탄-4,4-디일, 2-메틸부탄-1,3-디일, 2-메틸부탄-1,2-디일, 2-메틸부탄-1,1-디일 또는 2-메틸부탄-2,3-디일일 수 있다. In Formula 1, R 1 is a divalent organic group derived from an alkane having 1 to 10 carbon atoms as defined above, and R 2 is hydrogen or a methyl group. In this case, the alkane may be a straight-chain, branched-chain or cyclic alkane, and the divalent organic group derived from the alkane is a divalent organic group in which two hydrogens are removed from one carbon or one each from different carbons. It may be a divalent organic group from which hydrogen has been removed. Specifically, R 1 is methane-1,1-diyl, ethane-1,2-diyl, ethane-1,1-diyl, propane-1,3-diyl, propane-1,2-diyl, propane-1 ,1-diyl, n-butane-1,4-diyl, n-butane-1,3-diyl, n-butane-1,2-diyl, n-butane-1,1-diyl, 2-methylpropane- 1,3-diyl, 2-methylpropane-1,2-diyl, 2-methylpropane-1,1-diyl, 2-methylbutane-1,4-diyl, 2-methylbutane-2,4-diyl, 2-methylbutane-3,4-diyl, 2-methylbutane-4,4-diyl, 2-methylbutane-1,3-diyl, 2-methylbutane-1,2-diyl, 2-methylbutane-1 ,1-diyl or 2-methylbutane-2,3-diyl.

이 중에서도 상기 화학식 1의 R1은 메탄-1,1-디일, 프로판-1,3-디일, 프로판-1,2-디일, 프로판-1,1-디일, n-부탄-1,4-디일, n-부탄-1,3-디일, n-부탄-1,2-디일, n-부탄-1,1-디일, 2-메틸프로판-1,3-디일, 2-메틸프로판-1,2-디일, 2-메틸프로판-1,1-디일, 2-메틸부탄-1,4-디일, 2-메틸부탄-2,4-디일, 2-메틸부탄-3,4-디일, 2-메틸부탄-4,4-디일, 2-메틸부탄-1,3-디일, 2-메틸부탄-1,2-디일, 2-메틸부탄-1,1-디일 또는 2-메틸부탄-2,3-디일일 수 있다. Among them, R 1 in Formula 1 is methane-1,1-diyl, propane-1,3-diyl, propane-1,2-diyl, propane-1,1-diyl, n-butane-1,4-diyl , n-butane-1,3-diyl, n-butane-1,2-diyl, n-butane-1,1-diyl, 2-methylpropane-1,3-diyl, 2-methylpropane-1,2 -diyl, 2-methylpropane-1,1-diyl, 2-methylbutane-1,4-diyl, 2-methylbutane-2,4-diyl, 2-methylbutane-3,4-diyl, 2-methyl Butane-4,4-diyl, 2-methylbutane-1,3-diyl, 2-methylbutane-1,2-diyl, 2-methylbutane-1,1-diyl or 2-methylbutane-2,3- It can be a dil

구체적으로, 상기 화학식 1의 R1은 메탄-1,1-디일, 프로판-1,3-디일 또는 프로판-1,2-디일일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 화학식 1의 R1은 프로판-1,3-디일 또는 프로판-1,2-디일일 수 있다.Specifically, R 1 in Formula 1 may be methane-1,1-diyl, propane-1,3-diyl, or propane-1,2-diyl. More specifically, R 1 in Formula 1 may be propane-1,3-diyl or propane-1,2-diyl.

상기 화학식 1의 R1이 상기 나열된 2가 유기기인 화합물은 열 에너지에 의한 분해능 조절이 용이한 내부 가교 구조를 제공할 수 있으며, 분해 후 고흡수성 수지의 제반 물성을 변화시키는 부산물 또는 수가용 성분을 생성하지 않을 수 있다.The compound in which R 1 of Formula 1 is the above-listed divalent organic group can provide an internal cross-linked structure that can easily control the resolution by thermal energy, and contains by-products or water-soluble components that change the general physical properties of the superabsorbent polymer after decomposition. may not be created.

폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)은 본 발명이 속한 기술분야에서 알려진 내부 가교제로, 상기 화학식 1로 표시되는 열분해성 내부 가교제와 달리 열분해성을 갖지 않는다. 따라서, 건조 단계와 같은 고온에서 내부 가교 밀도가 지나치게 감소되는 것을 방지하여 가압 흡수능이 유지될 수 있게 한다. Polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) is an internal crosslinking agent known in the art to which the present invention belongs, and unlike the thermally decomposable internal crosslinking agent represented by Formula 1, it does not have thermal decomposition. Therefore, it is possible to prevent the internal crosslinking density from being excessively reduced at a high temperature such as a drying step, so that the absorbency under pressure can be maintained.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 내부 가교제로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)를 2:1 내지 10:1, 또는 2:1 내지 5:1의 중량비로 포함할 수 있다. 상기와 같은 중량비로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)를 포함할 때, 보수능과 가압 흡수능의 물성을 모두 우수한 수준으로 달성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) as an internal crosslinking agent may be included in a weight ratio of 2:1 to 10:1, or 2:1 to 5:1. can When the compound represented by Formula 1 and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) are included in the same weight ratio as described above, both physical properties of water holding capacity and absorbency under pressure can be achieved at an excellent level.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부 대비 0.01 내지 1 중량부, 또는 0.01 내지 0.5 중량부, 또는 0.1 내지 0.5 중량부, 또는 0.2 내지 0.5 중량부로 사용될 수 있다. 이때, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 함량은 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체에 포함된 산성기를 갖는 단량체의 산성기가 중화되기 전의 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량을 기준으로 한다. 예를 들어, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 아크릴산을 포함하는 경우 아크릴산을 중화시키기 전의 단량체 중량을 기준으로 내부 가교제의 함량을 조절할 수 있다. The compound represented by Formula 1 may be used in an amount of 0.01 to 1 parts by weight, or 0.01 to 0.5 parts by weight, or 0.1 to 0.5 parts by weight, or 0.2 to 0.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. In this case, the content of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer before the acidic group of the monomer having an acidic group included in the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is neutralized. For example, when the water-soluble ethylenically unsaturated monomer includes acrylic acid, the content of the internal crosslinking agent may be adjusted based on the weight of the monomer before neutralizing the acrylic acid.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 사용량이 너무 적으면 열분해성 가교제로서의 성능을 나타낼 수 없고 사용량이 너무 많으면 미분 재조립체의 강도가 저하되게 된다. When the amount of the compound represented by Formula 1 is too small, the performance as a thermally decomposable crosslinking agent cannot be exhibited.

따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상술한 범위 내로 사용될 때 적절한 보수능 및 가압 흡수능이 동시에 향상된 고흡수성 수지를 제공할 수 있다. Accordingly, when the compound represented by Chemical Formula 1 is used within the above-described range, it is possible to provide a super absorbent polymer having improved water holding capacity and absorbency under pressure at the same time.

상기 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부 대비 0.01 내지 0.2 중량부, 또는 0.05 내지 0.2 중량부, 또는 0.1 내지 0.2 중량부로 사용될 수 있다. 이때, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 함량은 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체에 포함된 산성기를 갖는 단량체의 산성기가 중화되기 전의 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량을 기준으로 한다. 예를 들어, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 아크릴산을 포함하는 경우 아크릴산을 중화시키기 전의 단량체 중량을 기준으로 내부 가교제의 함량을 조절할 수 있다. 상기 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)은 상술한 범위 내로 사용될 때 보수능 및 가압 흡수능이 동시에 향상된 고흡수성 수지를 제공할 수 있다. The polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) may be used in an amount of 0.01 to 0.2 parts by weight, or 0.05 to 0.2 parts by weight, or 0.1 to 0.2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. In this case, the content of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer before the acidic group of the monomer having an acidic group included in the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is neutralized. For example, when the water-soluble ethylenically unsaturated monomer includes acrylic acid, the content of the internal crosslinking agent may be adjusted based on the weight of the monomer before neutralizing the acrylic acid. When the polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) is used within the above-described range, it is possible to provide a superabsorbent polymer having improved water holding capacity and absorbent under pressure at the same time.

또한, 상기 단량체 혼합물은 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 중합 개시제를 더 포함할 수 있다. In addition, the monomer mixture may further include a polymerization initiator generally used in the preparation of the super absorbent polymer.

구체적으로, 상기 중합 개시제는 중합 방법에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 열중합 방법을 이용할 경우에는 열중합 개시제를 사용하고, 광중합 방법을 이용할 경우에는 광중합 개시제를 사용하며, 혼성 중합 방법(열 및 광을 모두 사용하는 방법)을 이용할 경우에는 열중합 개시제와 광중합 개시제를 모두 사용할 수 있다. 다만, 광중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등의 광 조사에 의해 일정량의 열이 발생하고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 추가적으로 열중합 개시제를 사용할 수도 있다.Specifically, the polymerization initiator may be appropriately selected depending on the polymerization method, and when using the thermal polymerization method, a thermal polymerization initiator is used, and when using the photopolymerization method, a photopolymerization initiator is used. Both a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator may be used in the case of using a method using both light). However, even by the photopolymerization method, a certain amount of heat is generated by light irradiation such as ultraviolet irradiation, and a certain amount of heat is generated according to the progress of the polymerization reaction, which is an exothermic reaction, so a thermal polymerization initiator may be additionally used.

상기 광중합 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 in its composition as long as it is a compound capable of forming radicals by light such as ultraviolet rays.

상기 광중합 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 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체예로는 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 에틸 (2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀에이트 등을 들 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.As the photopolymerization initiator, for example, benzoin ether, dialkyl acetophenone, hydroxyl alkylketone, phenyl glyoxylate, benzyl dimethyl ketal Ketal), acyl phosphine (acyl phosphine), and alpha-aminoketone (α-aminoketone) may be used at least one selected from the group consisting of. On the other hand, specific examples of acylphosphine include diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, ethyl (2,4,6- trimethylbenzoyl)phenylphosphinate etc. are mentioned. A more diverse photoinitiator is well described in Reinhold Schwalm's book "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (Elsevier 2007)" p115, but is not limited to the above-described examples.

상기 광중합 개시제는 상기 단량체 혼합물에 대하여 약 0.0001 내지 약 2.0 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 광중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고, 광중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다. The photopolymerization initiator may be included in a concentration of about 0.0001 to about 2.0 wt% based on the monomer mixture. If the concentration of the photopolymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slowed, 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 be non-uniform.

또한, 상기 열중합 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 열중합 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 consisting of a persulfate-based initiator, an azo-based initiator, 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 (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate (Ammonium persulfate; (NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) and the like, and examples of the azo-based initiator include 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-(carbamoylazo)isobutyronitrile (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane]dihydrochloride (2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2- yl)propane] dihydrochloride), and 4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid) (4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)). More various thermal polymerization initiators are well described in Odian's book 'Principle of Polymerization (Wiley, 1981)', p203, and are not limited to the above-described examples.

상기 열중합 개시제는 상기 단량체 혼합물에 대하여 약 0.001 내지 약 2.0 중량%의 농도로 포함될 수 있다. 이러한 열중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 추가적인 열중합이 거의 일어나지 않아 열중합 개시제의 추가에 따른 효과가 미미할 수 있고, 열중합 개시제의 농도가 지나치게 높으면 고흡수성 수지의 분자량이 작고 물성이 불균일해질 수 있다.The thermal polymerization initiator may be included in a concentration of about 0.001 to about 2.0 wt% based on the monomer mixture. If the concentration of the thermal polymerization initiator is too low, additional thermal polymerization hardly occurs and the effect of the addition of the thermal polymerization initiator may be insignificant. have.

상기 단량체 혼합물은 필요에 따라 증점제(thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. The monomer mixture may further include additives such as a thickener, a plasticizer, a preservation stabilizer, and an antioxidant, if necessary.

상술한 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 내부 가교제, 중합 개시제 및 첨가제와 같은 원료 물질은 용매에 용해된 형태로 준비될 수 있다.Raw materials such as the above-described water-soluble ethylenically unsaturated monomer, internal crosslinking agent, polymerization initiator, and additive may be prepared in a dissolved form 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 1 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. The solvent that can be used at this time can be used without limitation in its composition as long as it can dissolve the above-mentioned 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 At least one 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 the remaining amount excluding the above-mentioned components with respect to the total content of the monomer mixture.

한편, 이와 같은 단량체 조성물을 열중합, 광중합 또는 혼성 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 방법 또한 통상 사용되는 중합 방법이면, 특별히 구성의 한정이 없다.On the other hand, if the method for forming a hydrogel polymer by thermal polymerization, photopolymerization, or hybrid polymerization of such a monomer composition is also a commonly used polymerization method, there is no particular limitation on the configuration.

구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지원에 따라 크게 열중합 및 광중합으로 나뉠 수 있다. 통상 열중합을 진행하는 경우, 니더(kneader)와 같은 교반축을 가진 반응기에서 진행될 수 있다. 또한, 열중합을 진행하는 경우 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 열에 의해 분해되지 않도록 약 80℃ 이상 그리고 약 110℃ 미만의 온도에서 진행될 수 있다. 상술한 범위의 중합 온도를 달성하기 위한 수단은 특별히 한정되지 않으며, 상기 반응기에 열매체를 공급하거나, 열원을 직접 공급하여 가열할 수 있다. 사용 가능한 열매체의 종류로는 스팀, 열풍, 뜨거운 기름과 같은 승온한 유체 등을 사용할 수 있으나, 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 한정되는 것은 아니다. Specifically, the polymerization method can be largely divided into thermal polymerization and photopolymerization according to the polymerization energy source. In general, when thermal polymerization is carried out, it may be carried out in a reactor having a stirring shaft such as a kneader. In addition, in the case of thermal polymerization, the compound represented by Formula 1 may be conducted at a temperature of about 80° C. or higher and less than about 110° C. so that the compound is not decomposed by heat. A means for achieving the polymerization temperature in the above range is not particularly limited, and heating may be performed by supplying a heating medium to the reactor or directly supplying a heat source. As the type of heating medium that can be used, a fluid with increased temperature such as steam, hot air, or hot oil can be used, but it is not limited thereto. can be appropriately selected. On the other hand, the directly supplied heat source may be a heating method through electricity or a heating method through a gas, but is not limited to the above-described example.

반면, 광중합을 진행하는 경우, 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은 일 예이며, 본 발명은 상술한 중합 방법에 한정되지는 않는다. On the other hand, when the photopolymerization is carried out, it may be carried out in a reactor equipped with a movable conveyor belt, but the polymerization method described above is an example, and the present invention is not limited to the polymerization method described above.

일 예로, 상술한 바와 같이 교반축을 구비한 니더(kneader)와 같은 반응기에, 열매체를 공급하거나 반응기를 가열하여 열중합을 진행하는 경우, 반응기 배출구로 배출되는 함수겔 중합체를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 함수겔 중합체는 반응기에 구비된 교반축의 형태에 따라, 수 센티미터 내지 수 밀리미터의 크기로 얻어질 수 있다. 구체적으로, 얻어지는 함수겔 중합체의 크기는 주입되는 단량체 혼합물의 농도 및 주입 속도 등에 따라 다양하게 나타날 수 있다.For example, when thermal polymerization is performed by supplying a thermal medium to a reactor such as a kneader having a stirring shaft as described above or by heating the reactor, the hydrogel polymer discharged to the reactor outlet can be obtained. The hydrogel polymer thus obtained may have a size of several centimeters to several millimeters depending on the shape of the stirring shaft provided in the reactor. Specifically, the size of the resulting hydrogel polymer may vary depending on the concentration and injection rate of the injected monomer mixture.

또한, 상술한 바와 같이 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 광중합을 진행하는 경우, 통상 얻어지는 함수겔 중합체의 형태는 벨트의 너비를 가진 시트 상의 함수겔 중합체일 수 있다. 이 때, 중합체 시트의 두께는 주입되는 단량체 혼합물의 농도 및 주입속도에 따라 달라지나, 통상 약 0.5 내지 약 10 cm의 두께를 가진 시트 상의 중합체가 얻어질 수 있도록 단량체 혼합물을 공급하는 것이 바람직하다. 시트 상의 중합체의 두께가 지나치게 얇을 정도로 단량체 혼합물을 공급하는 경우, 생산 효율이 낮아 바람직하지 않으며, 시트 상의 중합체 두께가 10 cm를 초과하는 경우에는 지나치게 두꺼운 두께로 인해, 중합 반응이 전 두께에 걸쳐 고르게 일어나지 않을 수가 있다.In addition, as described above, when photopolymerization is performed in a reactor equipped with a movable conveyor belt, the form of the hydrogel polymer obtained may be a hydrogel polymer on a sheet having the width of the belt. At this time, the thickness of the polymer sheet varies depending on the concentration of the injected monomer mixture and the injection rate, but it is preferable to supply the monomer mixture so that a sheet-like polymer having a thickness of usually about 0.5 to about 10 cm can be obtained. When the monomer mixture is fed so that the thickness of the polymer on the sheet is too thin, the production efficiency is low, which is undesirable. it may not happen

상기 단량체 혼합물의 중합 시간은 특별히 한정되지 않으며, 약 30 초 내지 60 분으로 조절될 수 있다. The polymerization time of the monomer mixture is not particularly limited and may be adjusted to about 30 seconds to 60 minutes.

이와 같은 방법으로 얻어진 제 1 함수겔 중합체의 통상 함수율은 약 30 내지 약 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 5 분을 포함하여 40 분으로 설정하여, 함수율을 측정한다. Typically, the water content of the first hydrogel polymer obtained in this way may be about 30 to about 80 wt%. Meanwhile, throughout the present specification, "moisture content" refers to a value obtained by subtracting the weight of the polymer in a dry state from the weight of the hydrogel polymer as the amount of moisture occupied with respect to the total weight of the hydrogel polymer. Specifically, it is defined as a value calculated 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 about 180° C. and then maintaining it at 180° C. The total drying time is set to 40 minutes including 5 minutes of the temperature rising step, and the moisture content is measured.

조분쇄 단계coarse grinding step

발명의 일 구현예에 따르면, 상기에서 수득한 제 1 함수겔 중합체에 대해 조분쇄 공정이 수행될 수 있다. According to one embodiment of the invention, a coarse grinding process may be performed on the first 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, a rotary cutter mill), a cutter mill, a disc mill, a shred crusher, a crusher, a chopper, and a disc cutter selected from the group consisting of a grinding device. It may include any one, but is not limited to the above-described example.

이때 조분쇄 단계는 제 1 함수겔 중합체의 입경이 약 2 내지 약 20mm가 되도록 분쇄할 수 있다. In this case, in the coarse grinding step, the first hydrogel polymer may have a particle diameter of about 2 to about 20 mm.

입경이 2mm 미만으로 조분쇄하는 것은 제 1 함수겔 중합체의 높은 함수율로 인해 기술적으로 용이하지 않으며, 또한 분쇄된 입자 간에 서로 응집되는 현상이 나타날 수도 있다. 한편, 입경이 20mm 초과로 조분쇄하는 경우, 추후 이루어지는 건조 단계의 효율 증대 효과가 미미할 수 있다.Coarse pulverization to a particle size of less than 2 mm is not technically easy due to the high water content of the first hydrogel polymer, and a phenomenon of aggregation between pulverized particles may occur. On the other hand, when the particle size is coarsely pulverized to more than 20 mm, the effect of increasing the efficiency of the drying step performed later may be insignificant.

건조 및 분쇄 단계Drying and grinding steps

발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조방법에서, 상기 제 1 함수겔 중합체를 제조한 후에는, 상기 제 1 함수겔 중합체를 건조 및 분쇄하여 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 미분과, 150 ㎛ 내지 850 ㎛ 의 정상 입경을 갖는 제 1 베이스 수지로 분급한다. In the method for producing a superabsorbent polymer according to an embodiment of the present invention, after the first hydrogel polymer is prepared, the first hydrogel polymer is dried and pulverized to obtain fine powder having a particle size of less than 150 μm, and 150 μm. It is classified with the first base resin having a normal particle diameter of from 850 μm.

상기 건조 공정은 조분쇄되거나, 혹은 조분쇄 단계를 거치지 않은 중합 직후의 제 1 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 많이 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 first hydrogel polymer after coarsely pulverizing or polymerization without a coarse pulverization step. In this case, the drying temperature of the drying step may be about 150 to about 250 ℃. When the drying temperature is less than 150°C, the drying time is excessively long and there is a risk that the physical properties of the superabsorbent polymer to be finally formed may decrease. In this case, a large amount of fine powder may be generated, and there is a possibility that the physical properties of the superabsorbent polymer finally formed may be deteriorated. Therefore, preferably, the drying may be carried out at a temperature of about 150 to about 200 °C, more preferably at a temperature of about 160 to about 180 °C.

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

상기 건조 단계의 건조 방법 역시 제 1 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.If the drying method of the drying step is also commonly used as the drying process of the first hydrogel polymer, it may 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. After the drying step, the moisture content of the polymer 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 grinding step may have a particle diameter of about 150 to about 850 μm. The grinder used for grinding to such a particle size is specifically, a pin mill, a hammer mill, a screw mill, a roll mill, a disc mill, or a jog. A 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㎛ 미만인 입자와, 약 150㎛ 내지 약 850㎛ 이하인 입자로 분급하는 단계를 거친다. In order to manage the physical properties of the super absorbent polymer powder to be finalized after the pulverization step, the polymer powder obtained after pulverization is generally classified according to particle size. Preferably, a step of classifying particles having a particle diameter of less than 150 μm and particles having a particle size of about 150 μm to about 850 μm or less is performed.

본 명세서에서는 일정 입자 크기 이하, 즉 입경이 약 150㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 미분 입자를 고흡수성 중합체 미분, SAP 미분 또는 미분(fines, fine powder)으로 지칭하며, 입경이 150㎛ 내지 850㎛ 이하인 입자를 정상 입자, 또는 베이스 수지(base resin)로 지칭한다. 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 저하시키기 때문에 최종 수지 제품에 포함되지 않도록 배제하거나 정상 입자가 되도록 재사용하는 것이 바람직하다. In the present specification, fine particles having a particle size of less than a certain particle size, that is, a particle size of less than about 150 μm, are referred to as super absorbent polymer fines, SAP fines or fines, and have a particle size of 150 μm to 850 μm or less. The particles are referred to as normal particles, or base resin. The fine powder may be generated during the polymerization process, the drying process, or the pulverization step of the dried polymer. When the fine powder is included in the final product, it is difficult to handle and degrades physical properties such as exhibiting a gel blocking phenomenon. It is preferable to exclude it so as not to be included or to reuse it so that it becomes a normal particle.

미분 재조립 단계Differential reassembly step

상기 미분들을 정상 입자 크기가 되도록 응집시키는 재조립 과정을 거친다. 재조립 과정에서 일반적으로 응집 강도를 높이기 위해 미분 입자들을 습윤 상태에서 응집시키는 재조립 공정을 진행한다. 이때 미분의 함수율이 높을수록 미분의 응집 강도가 높아지나 재조립 공정시 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. 또한, 이렇게 얻어진 미분 재조립체는 정상 입자보다 보수능(CRC)이나 가압흡수능(AUP)과 같은 물성이 저하되어 고흡수성 수지의 품질 하락을 가져오기도 한다. 특히 열분해성 가교제만을 사용할 경우 내부 가교밀도의 과도한 감소로 인해 열분해성이 없는 가교제를 사용한 경우에 비해서 더 심한 물성 감소가 나타난다. A re-assembly process is performed to agglomerate the fine particles to a normal particle size. In general, in the reassembly process, in order to increase cohesive strength, a reassembly process is performed in which the 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. After that, it is often crushed into fine powder again. In addition, the fine powder re-assembled body obtained in this way has lower physical properties such as water holding capacity (CRC) and absorbency under pressure (AUP) than normal particles, leading to a decrease in the quality of the superabsorbent polymer. In particular, when only a thermally decomposable crosslinking agent is used, an excessive decrease in internal crosslinking density results in a more severe decrease in physical properties compared to a case where a thermally decomposable crosslinking agent is used.

그러나, 이미 상술한 바와 같이, 발명의 일 구현예의 제조 방법에서는, 내부 가교제로 특정 화합물을 혼합 사용하고, 미분 재조립체를 제조 공정에서 투입할 때 함수겔 중합체와 혼합함에 따라, 물성의 저하가 적은 미분 재조립체 및 고흡수성 수지를 얻을 수 있다.However, as already described above, in the manufacturing method of one embodiment of the present invention, a specific compound is mixed and used as an internal crosslinking agent, and when the fine powder reassembly is mixed with the hydrogel polymer when input in the manufacturing process, the deterioration of physical properties is small A fine powder re-assembly and superabsorbent resin can be obtained.

발명의 일 구현예에 따른 고흡수성 수지의 제조방법에서는, 상술한 단계에서 분급한 미분을 이용하여 미분 재조립체를 제조한다.In the method of manufacturing a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention, a fine powder re-assembly is prepared using the fine powder classified in the above-described step.

보다 구체적으로, 입경이 약 150㎛ 미만의 미분을 물과 혼합하고, 재조립하여 미분 재조립체를 제조하는 단계를 수행한다. 이러한 재조립 공정에서는, 상기 미분을 물과 혼합 및 재조립하는 과정을 거치게 되며, 이때 물은 상기 미분 100 중량부에 대하여 100 중량부 내지 200 중량부의 함량으로 사용할 수 있다. 이러한 미분 재조립체의 제조 단계는, 전단력을 부가할 수 있는 혼합 장치나 믹서를 사용하여, 상기 미분과 물을 교반하에 혼합함으로써 재조립할 수 있다. More specifically, the steps of mixing fine powder having a particle diameter of less than about 150 μm with water and re-assembling it to prepare a fine powder re-assembly are performed. In this re-assembly process, the fine powder is mixed with water and re-assembled. In this case, water may be used in an amount of 100 parts by weight to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the fine powder. The manufacturing step of the fine powder re-assembly may be re-assembled by mixing the fine powder and water under stirring using a mixing device or mixer capable of adding a shear force.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 미분 재조립체는, 상기 150 ㎛ 내지 850 ㎛ 의 입경을 갖는 제 1 베이스 수지를, 표면 가교제의 존재 하에 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 거친 뒤 수득되는 고흡수성 수지를 다시 분급하여 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 입자로 분리한 미분을 추가로 더 응집하여 제조할 수 있다. 즉 상기 미분 재조립체는, 표면 가교층을 포함하지 않는 미분(이를 "베이스 수지 미분"이라 칭함)과 물을 혼합하여 재조립한 것이거나, 또는 표면 가교층을 포함하는 미분(이를 "제품 미분"이라 칭함)과 상기 베이스 수지 미분을 함께 물과 혼합하여 재조립한 것일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, in the fine powder reassembly, the first base resin having a particle diameter of 150 µm to 850 µm is additionally cross-linked in the presence of a surface cross-linking agent to form a surface cross-linked layer. It can be prepared by further agglomerating the fine powder separated into particles having a particle diameter of less than 150 μm by reclassifying the obtained superabsorbent polymer. That is, the fine powder re-assembly is re-assembled by mixing fine powder without a surface cross-linking layer (this is referred to as "base resin fine powder") and water, or fine powder including a surface cross-linking layer (this is "product fine powder") ) and the fine powder of the base resin may be mixed with water and reassembled.

상기 재조립 공정 결과, 미분이 응집되어 미분 재조립체가 형성된다. 상기 미분 재조립체는 약 150㎛ 초과 약 50mm, 바람직하게는 약 300㎛ 내지 약 30mm의 입경을 가질 수 있다. 또한 본 발명의 미분 재조립체는 높은 보수능과 가압 흡수능을 가지므로 후속하는 건조, 분쇄, 표면 처리 등의 단계에서도 물성이 우수하게 유지될 수 있다. As a result of the reassembly process, the fine powder is aggregated to form a fine powder reassembly body. The fine powder re-assembly may have a particle diameter of greater than about 150 μm to about 50 mm, preferably from about 300 μm to about 30 mm. In addition, since the fine powder reassembly of the present invention has high water holding capacity and absorbency under pressure, excellent physical properties can be maintained even in subsequent drying, grinding, surface treatment, and the like steps.

미분 재조립체의 혼합 단계Mixing step of pulverulent reassembly

상기와 같은 과정으로 재조립된 미분 재조립체는 함수겔의 중합 단계 이후 및 조분쇄 단계 이전의 단계로 순환하여, 조분쇄 전의 제 2 함수겔 중합체와 혼합한다. The fine powder reassembled reassembled by the above process is cycled after the polymerization step of the hydrogel and before the coarse pulverization step, and is mixed with the second hydrogel polymer before the coarse pulverization.

상기 제 2 함수겔 중합체는, 미분이 유래한 제 1 함수겔 중합체와, 연속 공정에서 중합 공정상의 시간차로 인해 후속하여 중합되는 중합체를 구분하여 지칭하기 위해 명명한 것이다.The second hydrogel polymer is named to distinguishly refer to the first hydrogel polymer derived from fine powder and the polymer subsequently polymerized due to the time difference in the polymerization process in the continuous process.

이에 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 미분 재조립체와 혼합하는 제 2 함수겔 중합체는 상술한 제 1 함수겔 중합체와 동일한 공정, 즉 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제조된 함수겔 상태의 중합체일 수 있다. 또한, 상기 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 내부 가교제도 상기 제 1 함수겔 중합체의 가교 중합시 사용된 것과 동일한 것일 수 있다. Accordingly, according to one embodiment of the present invention, the second hydrogel polymer mixed with the fine powder re-assembly is prepared in the same process as the above-described first hydrogel polymer, i.e., a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least partially neutralized acid groups inside It may be a polymer in a hydrogel state prepared by cross-linking polymerization in the presence of a cross-linking agent. In addition, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer and the internal crosslinking agent having an acidic group at least partially neutralized may be the same as those used for crosslinking polymerization of the first hydrogel polymer.

상업적 스케일에서 고흡수성 수지의 제조공정은 연속적으로 이루어지며, 상기 미분 재조립체는 앞서 설명한 바와 같이 연속적인 제조 공정 중 중합, 조분쇄, 건조, 분쇄, 및 분급 공정까지 수행한 후 분급 공정에서 별도로 분류된 미분을 이용하여 수득된 것이다. 이렇게 수득된 미분 재조립체만을 별도로 건조, 분쇄, 분급하여 정상 입자의 베이스 수지와 혼합하여 재사용하기도 한다. On a commercial scale, the manufacturing process of the superabsorbent polymer is continuously performed, and as described above, the fine powder re-assembly is separately classified in the classification process after polymerization, coarse grinding, drying, grinding, and classification processes are performed during the continuous manufacturing process. It is obtained using the fine powder. Only the fine powder re-assembly thus obtained is separately dried, pulverized, and classified, mixed with the base resin of normal particles, and reused.

그러나, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 미분 재조립체를 조분쇄된 함수겔 중합체와 혼합하는 것이 아니라 중합 후 조분쇄 전의 함수겔 중합체와 혼합하여 함께 조분쇄하고, 이후 건조, 분쇄, 분급, 표면 가교 등의 공정을 수행한다. 이처럼 조분쇄 과정 중 미분 재조립체를 투입함으로써 조분쇄 과정 중 함수겔 중합체와 미분 재조립체가 뭉치면서 고르게 혼합되므로, 함수겔 중합체와 미분 재조립체의 응집강도가 높아지며 매우 균일하게 혼합되는 효과를 얻을 수 있다. 반면 건조된 베이스 수지와 미분 재조립체를 혼합할 경우 균일한 혼합을 위해 shaking 과정이 필요하며, 표면 가교 공정 중에 혼합할 경우 베이스 수지와 미분 재조립체의 응집 강도가 낮을 수 밖에 없다. 또한, 분급 공정 중에 혼합할 경우에는 이후 다시 건조 공정을 거쳐야 할 필요가 있어 공정이 복잡하게 된다. However, according to one embodiment of the present invention, the fine powder re-assembly is not mixed with the coarsely pulverized hydrogel polymer, but after polymerization and mixed with the hydrogel polymer before coarse grinding, and then coarsely pulverized together, followed by drying, pulverization, classification, A process such as surface crosslinking is performed. As such, by introducing the fine powder re-assembly during the coarse grinding process, the hydrogel polymer and the fine powder re-assembly are mixed evenly during the coarse grinding process, so that the cohesive strength of the hydrogel polymer and the fine powder re-assembly increases and a very uniform mixing effect can be obtained. have. On the other hand, when the dried base resin and the fine powder reassembly are mixed, a shaking process is required for uniform mixing, and when mixed during the surface crosslinking process, the cohesive strength of the base resin and the fine powder reassembly is inevitably low. In addition, in the case of mixing during the classification process, it is necessary to go through a drying process again afterwards, thereby complicating the process.

한편, 상기 미분 재조립체가 혼합되는 함수겔 중합체는 상기 미분 재조립체로 재조립된 미분이 생성된 공정과 동일한 공정에서 연속적으로 제조된 함수겔 중합체일 수도 있고, 또는 상기 미분이 생성된 공정과 다른 공정에서 제조된 함수겔 중합체일 수도 있다.On the other hand, the hydrogel polymer to which the fine powder re-assembly is mixed may be a hydrogel polymer continuously manufactured in the same process as the process in which the fine powder reassembled into the fine powder re-assembly is generated, or a process different from the process in which the fine powder is generated. It may be a hydrogel polymer prepared in the process.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 미분 재조립체는 상기 제 2 함수겔 중합체 100 중량부에 대하여, 1 내지 50 중량부로 혼합할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 미분 재조립체는 상기 제 2 함수겔 중합체 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이상, 또는 10 중량부 이상, 또는 15 중량부 이상이면서, 40 중량부 이하, 또는 30 중량부 이하, 또는 25 중량부 이하로 혼합할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the fine powder re-assembly may be mixed in an amount of 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the second hydrogel polymer. More specifically, the fine powder reassembly is 1 part by weight or more, or 10 parts by weight or more, or 15 parts by weight or more, and 40 parts by weight or less, or 30 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the second hydrogel polymer; Or 25 parts by weight or less may be mixed.

상기 미분 재조립체의 혼합량이 너무 적으면 공정 경제성이 떨어질 수 있고, 혼합량이 너무 많으면 최종 고흡수성 수지 제품의 물성이 열화될 수 있으므로 이러한 관점에서 상기 중량부 범위로 혼합하는 것이 바람직할 수 있다. If the mixing amount of the fine powder re-assembly is too small, process economics may deteriorate, and if the mixing amount is too large, the physical properties of the final superabsorbent polymer product may deteriorate.

상기 미분 재조립체를 상기 제 2 함수겔 중합체와 혼합한 후 조분쇄하는 단계에 대한 설명은 앞서 설명한 제 1 함수겔 중합체의 조분쇄 공정에 대한 설명한 바와 같다.The description of the step of coarsely pulverizing the fine powder reassembly after mixing the second hydrogel polymer with the second hydrogel polymer is the same as the description of the coarse pulverization process of the first hydrogel polymer.

이후 상기 조분쇄된 제 2 함수겔 중합체와 미분 재조립체의 혼합물을 건조 및 분쇄하여 제 2 베이스 수지를 형성한다. 상기 건조 및 분쇄 단계에 대한 설명 역시 제 1 함수겔 중합체의 건조 및 분쇄 단계에 대한 설명한 바와 같다.Thereafter, the mixture of the coarsely pulverized second hydrogel polymer and the fine powder re-assembly is dried and pulverized to form a second base resin. The description of the drying and pulverizing step is also the same as that of the drying and pulverizing step of the first hydrogel polymer.

이때, 상기 조분쇄된 제 2 함수겔 중합체와 미분 재조립체의 혼합물을 건조 및 분쇄하여 다시 미분이 발생할 수 있으며, 이렇게 발생된 미분은 앞서 미분 재조립체 공정과 동일한 공정으로 재조립하여, 다시 중합 후 조분쇄 전의 함수겔 중합체와 혼합하여 재사용할 수도 있다. At this time, fine powder may be generated again by drying and pulverizing the mixture of the coarsely pulverized second hydrogel polymer and the fine powder re-assembly, and the fine powder generated in this way is reassembled in the same process as in the fine powder re-assembly process, and again after polymerization It can also be reused by mixing it with the hydrogel polymer before coarse grinding.

표면 가교surface crosslinking

상술한 건조 및 분쇄 단계에 의해 입경이 약 150㎛ 내지 약 850㎛ 이하인 정상 입자인 제 2 베이스 수지가 얻어진다. The second base resin, which is a normal particle having a particle diameter of about 150 μm to about 850 μm or less, is obtained by the above-described drying and pulverization steps.

이와 같이 상기 제 2 베이스 수지의 입경 분포가 바람직한 범위로 조절됨에 따라, 최종 제조된 고흡수성 수지가 우수한 흡수 제반 물성을 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 분급 단계에서는 입경이 약 150 내지 약 850 ㎛인 중합체를 분급하여, 이와 같은 입경을 가진 베이스 수지 분말에 대해서만 표면 가교 반응 단계를 거쳐 제품화할 수 있다. As described above, as the particle size distribution of the second base resin is adjusted to a desirable range, the finally prepared super absorbent polymer may exhibit excellent absorbent properties. Therefore, in the classification step, a polymer having a particle diameter of about 150 to about 850 μm is classified, and only the base resin powder having such a particle diameter can be commercialized through a surface crosslinking reaction step.

한편, 상술한 제 2 베이스 수지를 형성한 후에는, 표면 가교제의 존재 하에, 상기 제 2 베이스 수지의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성할 수 있으며, 이로써 고흡수성 수지를 제조할 수 있다. Meanwhile, after forming the above-described second base resin, the surface of the second base resin may be further cross-linked in the presence of a surface cross-linking agent to form a surface cross-linking layer, thereby preparing a superabsorbent polymer.

상기 표면 가교제로는 기존부터 고흡수성 수지의 제조에 사용되던 표면 가교제를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. 이의 보다 구체적인 예로는, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-헥산디올, 1,3-헥산디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,5-헥산디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 트리프로필렌 글리콜 및 글리세롤로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 폴리올; 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 카보네이트계 화합물; 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 등의 에폭시 화합물; 옥사졸리디논 등의 옥사졸린 화합물; 폴리아민 화합물; 옥사졸린 화합물; 모노-, 디- 또는 폴리옥사졸리디논 화합물; 혹은 환상 우레아 화합물; 등을 들 수 있다. As the surface crosslinking agent, any surface crosslinking agent that has been conventionally used in the manufacture of super absorbent polymers may be used without any particular limitation. More specific examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-hexanediol, 1,3-hexanediol, 2-methyl- 1,3-propanediol, 2,5-hexanediol, 2-methyl-1,3-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, at least one polyol selected from the group consisting of tripropylene glycol and glycerol ; at least one carbonate-based compound selected from the group consisting of ethylene carbonate and propylene carbonate; Epoxy compounds, such as ethylene glycol diglycidyl ether; oxazoline compounds such as oxazolidinone; polyamine compounds; oxazoline compounds; mono-, di- or polyoxazolidinone compounds; or a cyclic urea compound; and the like.

이러한 표면 가교제는 제 2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 약 0.01 내지 3 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 표면 가교제의 함량 범위를 상술한 범위로 조절하여 우수한 흡수 제반 물성을 나타내는 고흡수성 수지를 제공할 수 있다. Such a surface crosslinking agent may be used in an amount of about 0.01 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the second base resin. By adjusting the content range of the surface crosslinking agent to the above-mentioned range, it is possible to provide a superabsorbent polymer having excellent absorbent properties.

그리고, 상기 표면 가교 공정에서는 상기 표면 가교제에 더하여 실리카(silica), 클레이(clay), 알루미나, 실리카-알루미나 복합재, 티타니아, 아연산화물 및 알루미늄 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 무기 물질 등을 추가로 첨가하여 표면 가교 반응을 수행할 수 있다. 상기 무기 물질은 분말 형태 또는 액상 형태로 사용할 수 있으며, 특히 알루미나 분말, 실리카-알루미나 분말, 티타니아 분말, 또는 나노 실리카 용액으로 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기 물질은 베이스 수지 분말 100 중량부에 대하여 약 0.001 내지 약 2 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. And, in the surface crosslinking process, in addition to the surface crosslinking agent, at least one inorganic material selected from the group consisting of silica, clay, alumina, silica-alumina composite, titania, zinc oxide, and aluminum sulfate, etc. It can be added to carry out a surface crosslinking reaction. The inorganic material may be used in powder form or liquid form, and in particular, may be used as alumina powder, silica-alumina powder, titania powder, or nano silica solution. In addition, the inorganic material may be used in an amount of about 0.001 to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin powder.

또한, 상기 표면 가교 공정에서는, 상기 무기 물질 대신 혹은 무기 물질과 함께, 다가의 금속 양이온을 첨가하여 표면 가교를 진행함에 따라, 고흡수성 수지의 표면 가교 구조를 더욱 최적화할 수 있다. 이는 이러한 금속 양이온이 고흡수성 수지의 카르복시기(COOH)와 킬레이트를 형성함으로써 가교 거리를 더욱 줄일 수 있기 때문으로 예측된다. In addition, in the surface crosslinking process, the surface crosslinking structure of the superabsorbent polymer may be further optimized by adding a polyvalent metal cation instead of or together with the inorganic material to perform surface crosslinking. This is expected because such a metal cation can further reduce the crosslinking distance by forming a chelate with the carboxyl group (COOH) of the superabsorbent polymer.

또, 상기 표면 가교제를 제 2 베이스 수지에 첨가하는 방법에 대해서는 그 구성의 한정은 없다. 예를 들어, 표면 가교제와 제 2 베이스 수지를 반응조에 넣고 혼합하거나, 제 2 베이스 수지에 표면 가교제를 분사하는 방법, 연속적으로 운전되는 믹서에 제 2 베이스 수지와 표면 가교제를 연속적으로 공급하여 혼합하는 방법 등을 사용할 수 있다.In addition, about the method of adding the said surface crosslinking agent to 2nd base resin, there is no limitation of the structure. For example, a method of mixing the surface crosslinking agent and the second base resin in a reaction tank, spraying the surface crosslinking agent on the second base resin, continuously supplying and mixing the second base resin and the surface crosslinking agent to a continuously operated mixer method and the like can be used.

상기 표면 가교제의 첨가시, 추가로 물 및 메탄올을 함께 혼합하여 첨가할 수 있다. 물 및 메탄올을 첨가하는 경우, 표면 가교제가 베이스 수지 분말에 골고루 분산될 수 있는 이점이 있다. 이때, 추가되는 물 및 메탄올의 함량은 표면 가교제의 고른 분산을 유도하고 베이스 수지 분말의 뭉침 현상을 방지함과 동시에 가교제의 표면 침투 깊이를 최적화하기 위해 적절하게 조절될 수 있다. When the surface crosslinking agent is added, water and methanol may be mixed together and added. When water and methanol are added, there is an advantage that the surface crosslinking agent can be uniformly dispersed in the base resin powder. At this time, the content of the added water and methanol may be appropriately adjusted to induce even dispersion of the surface crosslinking agent, prevent agglomeration of the base resin powder, and at the same time optimize the surface penetration depth of the crosslinking agent.

상기 표면 가교제가 첨가된 제 2 베이스 수지를 일정 온도 이상으로 가열시킴으로써 표면 가교 결합 반응이 이루어질 수 있다. 이러한 표면 가교 단계에서는 표면 가교 반응과 동시에 내부 가교 결합 분해 반응이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 표면 가교 단계에서는 제 2 베이스 수지 내에 상기 화학식 1의 화합물로부터 유래한 가교 구조의 적어도 일부가 열 분해되어 내부 가교 밀도가 낮아질 수 있다. 그리고, 위와 같은 반응들로 인해, 내부에서 외부로 갈수록 가교 밀도가 증가된 형태의 가교 밀도 구배가 형성된 고흡수성 수지가 제조될 수 있다. The surface crosslinking reaction may be performed by heating the second base resin to which the surface crosslinking agent is added to a certain temperature or higher. In this surface crosslinking step, an internal crosslinking decomposition reaction may occur simultaneously with the surface crosslinking reaction. Accordingly, in the surface crosslinking step, at least a part of the crosslinked structure derived from the compound of Formula 1 in the second base resin may be thermally decomposed to lower the internal crosslinking density. And, due to the above reactions, a superabsorbent polymer having a crosslinking density gradient having an increased crosslinking density from the inside to the outside may be manufactured.

특히, 보수능과 가압 흡수능이 모두 향상된 고흡수성 수지를 제조하기 위해, 상기 표면 가교 공정 조건은 약 110 내지 200℃의 온도에서 수행될 수 있다. In particular, in order to prepare a superabsorbent polymer having both improved water holding capacity and absorbency under pressure, the surface crosslinking process condition may be performed at a temperature of about 110 to 200°C.

보다 구체적으로, 상기 표면 가교 공정 조건은 최대 반응온도 약 160℃ 이상, 혹은 약 180 내지 200℃, 최대 반응온도에서의 유지 시간 약 20 분 이상, 혹은 약 20 분 이상 2 시간 이하의 조건으로 될 수 있다. 또한, 최초 반응 개시시의 온도, 예를 들어, 약 110℃ 이상, 혹은 약 160 내지 170℃의 온도에서, 상기 최대 반응온도에 이르기까지의 승온 시간을 약 10 분 이상, 혹은 약 10 분 이상 1 시간 이하로 제어할 수 있으며, 상술한 표면 가교 공정 조건의 충족에 의해 보수능 및 가압 흡수능이 모두 우수한 고흡수성 수지가 제조될 수 있음이 확인되었다. More specifically, the surface crosslinking process conditions may be a maximum reaction temperature of about 160 ° C. or higher, or about 180 to 200 ° C., a holding time at the maximum reaction temperature of about 20 minutes or more, or about 20 minutes or more and 2 hours or less. have. In addition, the temperature at the start of the initial reaction, for example, at a temperature of about 110 ° C. or higher, or about 160 to 170 ° C., the temperature increase time until the maximum reaction temperature is about 10 minutes or more, or about 10 minutes or more 1 It was confirmed that a superabsorbent polymer having excellent water holding capacity and absorbent under pressure can be prepared by satisfying the above-described surface crosslinking process conditions.

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, 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 한정되는 것은 아니다.A means for increasing the temperature for the surface crosslinking reaction is not particularly limited. It can be heated by supplying a heating medium or by directly supplying a heat source. At this time, as the type of heating medium that can be used, a fluid having an elevated temperature such as steam, hot air, or hot oil may be used, but the present invention is not limited thereto. Considering it, it can be appropriately selected. On the other hand, the directly supplied heat source may be a heating method through electricity or a heating method through a gas, but is not limited to the above-described example.

상술한 제조 방법에 따라 수득된 고흡수성 수지는 보수능과 가압 흡수능 등의 제반 물성이 함께 향상된 매우 우수한 특성을 나타낼 수 있고, 기저귀 등 위생 용품에 적절하게 사용 가능한 우수한 제반 물성을 나타낼 수 있다.The superabsorbent polymer obtained according to the above-described manufacturing method may exhibit very excellent properties improved in general physical properties such as water holding capacity and absorbency under pressure, and may exhibit excellent physical properties suitable for use in hygiene products such as diapers.

구체적으로, 상술한 제조 방법에 따라 수득된 고흡수성 수지는 EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 생리 식염수에 대한 원심분리 보수능(CRC)이 35 내지 60 g/g 일 수 있다. Specifically, the superabsorbent polymer obtained according to the above-described manufacturing method may have a centrifugation retention capacity (CRC) of 35 to 60 g/g for physiological saline, measured according to the EDANA method WSP 241.3.

보다 구체적으로, 상술한 제조 방법에 따라 수득된 고흡수성 수지는 생리 식염수에 대한 원심분리 보수능(CRC)이 35 g/g 이상, 또는 40 g/g 이상이면서, 60 g/g 이하, 또는 55 g/g 이하, 또는 55 g/g 이하일 수 있다.More specifically, the superabsorbent polymer obtained according to the above-described manufacturing method has a centrifugal retention capacity (CRC) for physiological saline of 35 g/g or more, or 40 g/g or more, and 60 g/g or less, or 55 g/g or less, or 55 g/g or less.

또한, 상술한 제조 방법에 따라 수득된 고흡수성 수지는 EDANA 법 WSP 242.3에 따라 측정한 생리 식염수에 대한 0.7 psi의 가압 흡수능(AUP)이 20 내지 30 g/g일 수 있다. In addition, the superabsorbent polymer obtained according to the above-described manufacturing method may have an absorbency under pressure (AUP) of 0.7 psi with respect to physiological saline measured according to EDANA method WSP 242.3 of 20 to 30 g/g.

보다 구체적으로, 상술한 제조 방법에 따라 수득된 고흡수성 수지는 20 g/g 이상, 또는 21 g/g 이상, 또는 25 g/g 이하, 또는 24 g/g 이하일 수 있다.More specifically, the superabsorbent polymer obtained according to the above-described manufacturing method may be 20 g/g or more, or 21 g/g or more, or 25 g/g or less, or 24 g/g or less.

보다 구체적인 CRC 및 AUP의 측정 방법은 후술하는 시험예에 기재된 내용을 참고할 수 있다.For a more specific method of measuring CRC and AUP, reference may be made to the contents described in Test Examples to be described later.

이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the action and effect of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, this is presented as an example of the invention and the scope of the invention is not limited in any way by this.

<실시예><Example>

고흡수성 수지의 제조Preparation of super absorbent polymer

실시예 1Example 1

유리 반응기에 아크릴산 100 g, 내부 가교제로 4-메틸펜탄-1,4-디일 디아크릴레이트 0.2 g, 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA) 0.1 g, Irgacure TPO (디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드) 0.008 g, 및 물 55 g을 주입하였다. 그리고, 상기 유리 반응기에, 45 중량% 가성소다 용액 123.5 g을 서서히 적가하여 혼합하였다. In a glass reactor, 100 g of acrylic acid, 0.2 g of 4-methylpentane-1,4-diyl diacrylate as an internal crosslinking agent, and 0.1 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), Irgacure TPO (diphenyl (2,4,6- Trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.008 g, and water 55 g were injected. Then, to the glass reactor, 123.5 g of a 45 wt% caustic soda solution was slowly added dropwise and mixed.

상기 가성소다 용액의 적가 시에는 중화열에 의해 혼합 용액의 온도가 상승하여 혼합 용액이 냉각되기를 기다렸다. 상기 혼합 용액의 온도가 약 45℃로 냉각되면, 혼합 용액에 과황산나트륨 0.2 g을 첨가하여 단량체 혼합물을 제조하였다. When the caustic soda solution was added dropwise, the temperature of the mixed solution was increased by the heat of neutralization, and the mixed solution was waited for cooling. When the temperature of the mixed solution was cooled to about 45° C., 0.2 g of sodium persulfate was added to the mixed solution to prepare a monomer mixture.

폭 10 cm, 길이 2 m의 벨트가 50 cm/min의 속도로 회전하는 컨베이어 벨트 상에 단량체 혼합물을 500 ~ 2000 mL/min의 속도로 공급하였다. 그리고, 단량체 혼합물의 공급과 동시에 10 mW/cm2의 세기를 갖는 자외선을 조사하여 60 초 동안 중합 반응을 진행하였다. The monomer mixture was fed at a rate of 500 to 2000 mL/min on a conveyor belt in which a 10 cm wide and 2 m long belt rotated at a speed of 50 cm/min. And, at the same time as the supply of the monomer mixture, the polymerization reaction was carried out for 60 seconds by irradiating ultraviolet rays having an intensity of 10 mW/cm 2 .

그리고, 상기 중합 반응을 통해 얻은 함수겔 중합체를 미트 쵸퍼(meat chopper)를 이용해 직경이 16 mm인 홀을 통과시켜 가루(crump)로 제조하였다. 이어서, 상하로 풍량 전이가 가능한 오븐을 이용하여 190℃의 핫 에어(hot air)를 20 분간 하방에서 상방으로 흐르게 하고, 다시 20 분간 상방에서 하방으로 흐르게 하여 상기 가루(crump)를 균일하게 건조시켰다. 건조된 가루를 분쇄기로 분쇄한 다음 ASTM 규격의 표준망체로 분급하여 분급하여 150 내지 850 ㎛ 크기의 제 1 베이스 수지와, 150 ㎛ 미만의 미분으로 분류하였다. Then, the hydrogel polymer obtained through the polymerization reaction was passed through a hole having a diameter of 16 mm using a meat chopper to prepare a crumb. Then, using an oven capable of transferring the air volume up and down, hot air at 190° C. was flowed from the bottom to the top for 20 minutes, and then flowed from the top to the bottom for 20 minutes to dry the powder uniformly. . The dried powder was pulverized with a pulverizer and classified into a standard mesh sieve of ASTM standard to classify the first base resin having a size of 150 to 850 μm and fine powder less than 150 μm.

상기 미분 160g과 물 160g을 고속 회전 교반기를 사용하여 1000rpm으로 혼합하여 입경이 150μm 내지 1500μm 인 미분 재조립체를 만들었다.160 g of the fine powder and 160 g of water were mixed at 1000 rpm using a high-speed rotary stirrer to prepare a fine powder re-assembly having a particle size of 150 μm to 1500 μm.

상기 미분 재조립체 320g을, 상기 함수겔 중합체 1,280g를 미트 쵸퍼로 투입할 때 함께 투입하여 직경이 16 mm인 홀을 통과시켜 가루(crump)로 제조하였다. 이어서, 상하로 풍량 전이가 가능한 오븐을 이용하여 190℃의 핫 에어(hot air)를 20 분간 하방에서 상방으로 흐르게 하고, 다시 20 분간 상방에서 하방으로 흐르게 하여 상기 가루(crump)를 균일하게 건조시켰다. 건조된 가루를 분쇄기로 분쇄한 다음 ASTM 규격의 표준망체로 분급하여 분급하여 150 내지 850 ㎛ 크기의 제 2 베이스 수지와, 150 ㎛ 미만의 미분으로 분류하였다.320 g of the fine powder reassembly and 1,280 g of the hydrogel polymer were added together with a meat chopper, and passed through a hole having a diameter of 16 mm to prepare a crumb. Then, using an oven capable of transferring the air volume up and down, hot air at 190° C. was flowed from the bottom to the top for 20 minutes, and then flowed from the top to the bottom for 20 minutes to dry the powder uniformly. . The dried powder was pulverized with a pulverizer and classified into a standard mesh sieve of ASTM standard to classify the second base resin having a size of 150 to 850 μm and fine powder less than 150 μm.

상기에서 제조한 제 2 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. A solution of 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate was added to 100 g of the second base resin prepared above, mixed for 1 minute, and then surface cross-linked at 198° C. for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(A)를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (A) having a particle size of 150 to 850 µm.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(A')를 얻었다. Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (A') having a particle size of 150 to 850 µm.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서 내부 가교제로 4-메틸펜탄-1,4-디일 디아크릴레이트 0.3 g, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA) 0.1 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지(B)를 제조하였다. In Example 1, the superabsorbent polymer resin was used in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of 4-methylpentane-1,4-diyl diacrylate and 0.1 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) were used as internal crosslinking agents. (B) was prepared.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(B')를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (B') having a particle size of 150 to 850 µm.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서, 내부 가교제로 4-메틸펜탄-1,4-디일 디아크릴레이트 0.4 g, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA) 0.1 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지(C)를 제조하였다. In Example 1, in the same manner as in Example 1, except that 0.4 g of 4-methylpentane-1,4-diyl diacrylate and 0.1 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) were used as the internal crosslinking agent, the superabsorbent properties were performed in the same manner as in Example 1. Resin (C) was prepared.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(C')를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (C') having a particle size of 150 to 850 µm.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1에서, 내부 가교제로 4-메틸펜탄-1,4-디일 디아크릴레이트 0.4 g, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA) 0.15 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지(D)를 제조하였다. In Example 1, in the same manner as in Example 1, except that 0.4 g of 4-methylpentane-1,4-diyl diacrylate and 0.15 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) were used as internal crosslinking agents, the superabsorbent properties were performed in the same manner as in Example 1. Resin (D) was prepared.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(D')를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (D') having a particle size of 150 to 850 µm.

비교예 1Comparative Example 1

유리 반응기에 아크릴산 100 g, 내부 가교제로 4-메틸펜탄-1,4-디일 디아크릴레이트 0.2 g, 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA) 0.1 g, Irgacure TPO (디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드) 0.008 g, 라포나이트 0.18 g 및 물 55 g을 주입하였다. 그리고, 상기 유리 반응기에, 45 중량% 가성소다 용액 123.5 g을 서서히 적가하여 혼합하였다. In a glass reactor, 100 g of acrylic acid, 0.2 g of 4-methylpentane-1,4-diyl diacrylate as an internal crosslinking agent, and 0.1 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), Irgacure TPO (diphenyl (2,4,6- Trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 0.008 g, laponite 0.18 g and water 55 g were injected. Then, to the glass reactor, 123.5 g of a 45 wt% caustic soda solution was slowly added dropwise and mixed.

이후 공정은 실시예 1과 동일하게 하여 고흡수성 수지(E)를 제조하였다.Thereafter, the superabsorbent polymer (E) was prepared in the same manner as in Example 1.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(E')를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (E') having a particle size of 150 to 850 µm.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 1에서, 내부 가교제로 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)만을 0.3 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지(F)를 제조하였다. In Example 1, a superabsorbent polymer (F) was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) alone was used as an internal crosslinking agent.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(F')를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (F') having a particle size of 150 to 850 µm.

비교예 3Comparative Example 3

상기 실시예 1에서, 내부 가교제로 4-메틸펜탄-1,4-디일 디아크릴레이트만을 0.2 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지(G)를 제조하였다. In Example 1, a superabsorbent polymer (G) was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.2 g of only 4-methylpentane-1,4-diyl diacrylate was used as an internal crosslinking agent.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(G')를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (G') having a particle size of 150 to 850 µm.

비교예 4Comparative Example 4

상기 실시예 1에서, 내부 가교제로 4-메틸펜탄-1,4-디일 디아크릴레이트만을 0.4 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 고흡수성 수지(H)를 제조하였다. In Example 1, a super absorbent polymer (H) was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.4 g of only 4-methylpentane-1,4-diyl diacrylate was used as an internal crosslinking agent.

별도로, 가압 흡수능의 비교를 위해 미분 재조립체 제조 및 혼합 공정을 수행하지 않고 제 1 베이스 수지 100 g에 초순수 3.0 g, 메탄올 3.5 g, 에틸렌 카보네이트 0.15g을 혼합한 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60분 동안 표면 가교 반응을 시켰다. Separately, for comparison of absorbency under pressure, a solution obtained by mixing 3.0 g of ultrapure water, 3.5 g of methanol, and 0.15 g of ethylene carbonate in 100 g of the first base resin without performing the process of preparing and mixing the fine powder reassembly was administered and mixed for 1 minute. The surface crosslinking reaction was carried out at 198°C for 60 minutes.

그리고, 얻어진 생성물을 분쇄하고 분급하여 입경이 150 내지 850 ㎛인 고흡수성 수지(H')를 얻었다.Then, the obtained product was pulverized and classified to obtain a super absorbent polymer (H') having a particle size of 150 to 850 µm.

<실험예><Experimental example>

고흡수성 수지의 물성 평가Evaluation of physical properties of super absorbent polymers

하기와 같은 방법으로 실시예 및 비교예에 따라 제조한 고흡수성 수지의 특성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. The properties of the superabsorbent polymers prepared according to Examples and Comparative Examples were evaluated in the following manner, and are shown in Table 1 below.

(1) 원심분리 보수능(CRC: Centrifuge Retention Capacity)(1) Centrifuge Retention Capacity (CRC)

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

구체적으로, 고흡수성 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 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, the superabsorbent polymer W 0 (g) (about 0.2 g) was uniformly put in a non-woven bag and sealed, and then immersed in physiological saline (0.9 wt %) at room temperature. After 30 minutes, the mass W 2 (g) of the envelope was measured using a centrifuge under the condition of 250 G. Moreover, after performing the same operation without using resin, the mass W1 (g) at that time was measured. Using each obtained mass, CRC (g/g) was calculated according to the following formula.

[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 흡수능 (AUP: Absorbtion Under Pressure)(2) Absorbtion Under Pressure (AUP)

각 수지의 0.7 psi의 가압 흡수능을, EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정하였다. The absorbency under pressure of 0.7 psi of each resin was measured according to the EDANA method WSP 242.3.

구체적으로, 내경 60 mm의 플라스틱의 원통 바닥에 스테인레스제 400 mesh 철망을 장착시켰다. 상온 및 습도 50%의 조건 하에서 철망 상에 고흡수성 수지 W0(g) (0.90 g)을 균일하게 살포하고, 그 위에 0.7 psi의 하중을 균일하게 더 부여할 수 있는 피스톤은 외경 60 mm 보다 약간 작고 원통의 내벽과 틈이 없고 상하 움직임이 방해받지 않게 하였다. 이때 상기 장치의 중량 W3(g)을 측정하였다.Specifically, a stainless steel 400 mesh wire mesh was mounted on the bottom of a plastic cylinder having an inner diameter of 60 mm. Under the conditions of room temperature and humidity of 50%, the super absorbent polymer W 0 (g) (0.90 g) is uniformly sprayed on the wire mesh, and the piston that can apply a load of 0.7 psi more uniformly thereon is slightly more than 60 mm in outer diameter. It is small and there is no gap with the inner wall of the cylinder, and the vertical movement is 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 on the inside of a 150 mm diameter petro dish, and physiological saline composed of 0.9 wt% sodium chloride was placed at the same level as the upper surface of the glass filter. One filter paper having a diameter of 90 mm was loaded thereon. The measuring device was placed on the filter paper, and the liquid was absorbed under load for 1 hour. 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 obtained mass, 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) = [W 4 (g) - W 3 (g)]/W 0 (g)

(3) 가압 흡수능 감소도(%)(3) Decrease in absorbency under pressure (%)

가압 흡수능 감소도(%)는 미분 재조립체를 혼합하지 않고 수득한 각 고흡수성 수지(A' 내지 H')에 대하여 (2)에 따라 0.7 psi의 가압 흡수능을 측정하고, 미분 재조립체를 혼합하여 수득한 각 고흡수성 수지(A 내지 H)에 대해 별도로 (2)에 따라 0.7 psi의 가압 흡수능을 측정하여, 가압 흡수능의 저하 정도를 하기와 같은 식 에 따라 계산하였다. The decrease in absorbency under pressure (%) was measured by measuring the absorbency under pressure of 0.7 psi according to (2) for each superabsorbent polymer (A' to H') obtained without mixing the fine powder re-assembly, and mixing the fine powder re-assembly. For each of the obtained superabsorbent polymers (A to H), the absorbency under pressure of 0.7 psi was separately measured according to (2), and the degree of decrease in the absorbency under pressure was calculated according to the following formula.

[수학식 3][Equation 3]

가압 흡수능 감소도(%) = [{1- (미분 재조립체를 혼합했을 경우의 0.7 psi의 가압 흡수능) / (미분 재조립체를 혼합하지 않았을 때 0.7 psi의 가압 흡수능)}*100]Decrease in absorbency under pressure (%) = [{1- (absorbency under pressure of 0.7 psi with pulverized reassembled) / (absorbed under pressure of 0.7 psi without pulverized reassembled)}*100]

구분division 열분해가교제 사용량
(중량부)
Amount of thermal decomposition crosslinking agent
(parts by weight)
PEGDA
사용량
(중량부)
PEGDA
usage
(parts by weight)
중합시 무기물 사용Use of inorganic substances during polymerization CRC
(g/g)
CRC
(g/g)
0.7psi AUP (g/g)0.7psi AUP (g/g) 가압
흡수능
감소(%)
Pressure
absorbency
decrease(%)
실시예1Example 1 0.20.2 0.10.1 XX 43.743.7 22.322.3 1111 실시예2Example 2 0.30.3 0.10.1 XX 42.142.1 23.023.0 1010 실시예3Example 3 0.40.4 0.10.1 XX 40.140.1 23.723.7 1010 실시예4Example 4 0.40.4 0.150.15 XX 37.637.6 24.124.1 99 비교예1Comparative Example 1 0.20.2 0.10.1 OO 41.441.4 21.321.3 1616 비교예2Comparative Example 2 00 0.20.2 XX 36.436.4 22.322.3 1515 비교예3Comparative Example 3 0.20.2 00 XX 4141 14.914.9 2525 비교예4Comparative Example 4 0.40.4 00 XX 37.337.3 16.616.6 2525

표 1을 참고하면, 열분해성 내부 가교제만을 사용한 비교예 3 및 4의 경우 미분 재조립 공정시 가압 흡수능의 급격한 감소를 확인할 수 있다. 이는, 건조 및 표면 가교 단계의 고온 공정에서 열분해성 내부 가교제의 분해에 의해 내부 가교 구조가 쉽게 붕괴되어 가압 흡수능을 발현하는데 필요한 최소한의 가교 밀도를 유지하지 못했기 때문인 것으로 볼 수 있다. 또한 열분해성 가교제를 포함하지 않고 일반적인 PEGDA 가교제만을 사용한 비교예 2의 경우에는 내부 가교 구조의 분해가 거의 없어 보수능 증가 효과 없이 가압 흡수능만 감소되었다. Referring to Table 1, in the case of Comparative Examples 3 and 4 using only the thermally decomposable internal crosslinking agent, it can be seen that the absorbency under pressure is rapidly reduced during the fine powder reassembly process. This is considered to be because the internal cross-linked structure easily collapsed due to the decomposition of the thermally decomposable internal cross-linking agent in the high-temperature process of the drying and surface cross-linking steps, and thus the minimum cross-linking density required to express absorbency under pressure was not maintained. In addition, in Comparative Example 2 using only a general PEGDA crosslinking agent without a thermally decomposable crosslinking agent, there was almost no decomposition of the internal crosslinked structure, and only the absorbency under pressure was reduced without an effect of increasing water holding capacity.

한편, 실시예 1 내지 4의 경우, 열분해성이 없는 PEGDA를 일정량 혼합하여 중합을 진행하고, 이로부터 유래된 미분 재조립체를 사용함에 따라 내부 가교 밀도가 유지되어 보수능 증가 효과를 보이면서 동시에 가압 흡수능의 저하 정도가 적었다. On the other hand, in the case of Examples 1 to 4, polymerization is carried out by mixing a certain amount of PEGDA without thermal decomposition property, and by using the fine powder re-assembly derived therefrom, the internal crosslinking density is maintained to show the effect of increasing water holding capacity and at the same time absorbency under pressure The degree of deterioration was small.

한편, 중합시 라포나이트를 더 포함하여 중합을 실시한 비교예 1의 경우, 최종 고흡수성 수지는 오히려 더 낮은 물성을 발현하는 것으로 나타났다. 이는 미분 재조립체 내에 라포나이트와 같은 무기 미립자가 존재할 경우 가교 구조를 약화시켜 고온 공정에서 내부 가교 구조가 붕괴되기 더 쉽기 때문인 것으로 추측된다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1, in which polymerization was carried out by further including laponite during polymerization, the final superabsorbent polymer exhibited lower physical properties. This is presumed to be because, when inorganic fine particles such as laponite exist in the fine powder re-assembly, the cross-linked structure is weakened and the internal cross-linked structure is more likely to collapse in a high-temperature process.

Claims (9)

적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제 1 함수겔 중합체를 형성하는 단계;
상기 제 1 함수겔 중합체를 조분쇄, 건조 및 분쇄하여 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 미분 및 150 ㎛ 내지 850 ㎛ 의 입경을 갖는 제 1 베이스 수지로 분급하는 단계;
상기 미분을 물과 혼합하고, 재조립하여 미분 재조립체를 제조하는 단계;
적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 내부 가교제의 존재 하에 가교 중합하여 제 2 함수겔 중합체를 형성하는 단계;
상기 미분 재조립체를 상기 제 2 함수겔 중합체와 혼합하여 조분쇄하는 단계;
상기 조분쇄된 제 2 함수겔 중합체와 미분 재조립체의 혼합물을 건조 및 분쇄하여 제 2 베이스 수지를 형성하는 단계; 및
표면 가교제의 존재 하에 상기 제 2 베이스 수지의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 내부 가교제는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)을 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법:
[화학식 1]
Figure pat00004

상기 화학식 1에서,
R1은 탄소수 1 내지 10의 알케인 유래의 2가 유기기이고, R2는 수소 또는 메틸기이다.
forming a first hydrogel polymer by cross-linking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acid group at least partially neutralized in the presence of an internal cross-linking agent;
classifying the first hydrogel polymer into fine powder having a particle diameter of less than 150 μm and a first base resin having a particle diameter of 150 μm to 850 μm by coarsely pulverizing, drying and pulverizing the first hydrogel polymer;
mixing the fine powder with water and re-assembling to prepare a fine powder re-assembly;
forming a second hydrogel polymer by cross-linking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least a partially neutralized acidic group in the presence of an internal crosslinking agent;
coarsely pulverizing the fine powder re-assembly by mixing with the second hydrogel polymer;
drying and pulverizing a mixture of the coarsely pulverized second hydrogel polymer and the fine powder re-assembly to form a second base resin; and
Further crosslinking the surface of the second base resin in the presence of a surface crosslinking agent to form a surface crosslinking layer,
The internal crosslinking agent, comprising a compound represented by the following formula (1) and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA),
Method for preparing super absorbent polymer:
[Formula 1]
Figure pat00004

In Formula 1,
R 1 is a divalent organic group derived from an alkane having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is hydrogen or a methyl group.
제 1 항에 있어서,
상기 화학식 1에서 R1이 메탄-1,1-디일, 프로판-1,3-디일, 프로판-1,2-디일, 프로판-1,1-디일, n-부탄-1,4-디일, n-부탄-1,3-디일, n-부탄-1,2-디일, n-부탄-1,1-디일, 2-메틸프로판-1,3-디일, 2-메틸프로판-1,2-디일, 2-메틸프로판-1,1-디일, 2-메틸부탄-1,4-디일, 2-메틸부탄-2,4-디일, 2-메틸부탄-3,4-디일, 2-메틸부탄-4,4-디일, 2-메틸부탄-1,3-디일, 2-메틸부탄-1,2-디일, 2-메틸부탄-1,1-디일 또는 2-메틸부탄-2,3-디일인 화합물을 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
In Formula 1, R 1 is methane-1,1-diyl, propane-1,3-diyl, propane-1,2-diyl, propane-1,1-diyl, n-butane-1,4-diyl, n -Butane-1,3-diyl, n-butane-1,2-diyl, n-butane-1,1-diyl, 2-methylpropane-1,3-diyl, 2-methylpropane-1,2-diyl , 2-methylpropane-1,1-diyl, 2-methylbutane-1,4-diyl, 2-methylbutane-2,4-diyl, 2-methylbutane-3,4-diyl, 2-methylbutane- which is 4,4-diyl, 2-methylbutane-1,3-diyl, 2-methylbutane-1,2-diyl, 2-methylbutane-1,1-diyl or 2-methylbutane-2,3-diyl A method for producing a superabsorbent polymer, comprising the compound.
제 1 항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부 대비 0.01 내지 1 중량부로 포함되는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a superabsorbent polymer, wherein the compound represented by Formula 1 is included in an amount of 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
제 1 항에 있어서,
상기 PEGDA는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부 대비 0.01 내지 0.2 중량부로 포함되는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The PEGDA is included in an amount of 0.01 to 0.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 가교제는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)을 2:1 내지 5:1의 중량비로 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a superabsorbent polymer, wherein the internal crosslinking agent includes the compound represented by Formula 1 and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) in a weight ratio of 2:1 to 5:1.
제 1 항에 있어서,
상기 미분 재조립체는 입경이 150㎛ 초과 50mm 인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a superabsorbent polymer, wherein the fine powder re-assembly has a particle diameter of more than 150 μm and 50 mm.
제 1 항에 있어서,
상기 미분 재조립체는 상기 제 2 함수겔 중합체 100 중량부에 대하여, 1 내지 50 중량부로 혼합하는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a super absorbent polymer, wherein the fine powder re-assembly is mixed in an amount of 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the second hydrogel polymer.
제 1 항에 있어서,
상기 고흡수성 수지는 EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 생리 식염수에 대한 원심분리 보수능(CRC)이 35 내지 60 g/g 인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a superabsorbent polymer, wherein the superabsorbent polymer has a centrifugation retention capacity (CRC) of 35 to 60 g/g for physiological saline measured according to WSP 241.3 of the EDANA method.
제 1 항에 있어서,
상기 고흡수성 수지는 EDANA 법 WSP 242.3에 따라 측정한 생리 식염수에 대한 0.7 psi의 가압 흡수능(AUP)이 20 내지 30 g/g인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a superabsorbent polymer, wherein the superabsorbent polymer has an absorbency under pressure (AUP) of 20 to 30 g/g of 0.7 psi with respect to physiological saline, measured according to the EDANA method WSP 242.3.
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