KR20230076766A - Preparation method of super absorbent polymer - Google Patents

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KR20230076766A
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주진혁
윤형기
신광인
안태빈
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 표면 가교제로 양이온성 고분자를 포함하여 우수한 흡수 관련 제반 물성을 구현할 수 있는, 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer, and more particularly, to a method for producing a super absorbent polymer capable of realizing excellent physical properties related to water absorption by including a cationic polymer as a surface crosslinking agent.

Description

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

본 발명은 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a superabsorbent polymer.

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 토양 보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품 유통 분야에서의 신선도 유지제, 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다. Super Absorbent Polymer (SAP) is a synthetic high-molecular substance that has the ability to absorb moisture 500 to 1,000 times its own weight. Material), etc., are named by different names. The superabsorbent polymer as described above has begun to be put into practical use as sanitary utensils, and now, in addition to sanitary products such as paper diapers for children, soil retaining agents for gardening, water retention materials for civil engineering and construction, sheets for raising seedlings, freshness retainers in the field of food distribution, and It is widely used as a material for steaming.

가장 많은 경우에, 이러한 고흡수성 수지는 기저귀나 생리대 등 위생재 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 위생재 내에서, 상기 고흡수성 수지는 펄프 내에 퍼진 상태로 포함되는 것이 일반적이다. 그런데, 최근 들어서는, 보다 얇은 두께의 기저귀 등 위생재를 제공하기 위한 노력이 계속되고 있으며, 그 일환으로서 펄프의 함량이 감소되거나, 더 나아가 펄프가 전혀 사용되지 않는 소위 펄프리스(pulpless) 기저귀 등의 개발이 적극적으로 진행되고 있다. In most cases, these superabsorbent polymers are widely used in sanitary materials such as diapers and sanitary napkins. In such a sanitary material, it is common that the superabsorbent polymer is included in a spread state in the pulp. However, in recent years, efforts have been made to provide sanitary materials such as diapers with a thinner thickness, and as part of this, the content of pulp is reduced or, furthermore, so-called pulpless diapers in which pulp is not used at all. Development is actively progressing.

이와 같이, 펄프의 함량이 감소되거나, 펄프가 사용되지 않은 위생재의 경우, 상대적으로 고흡수성 수지가 높은 비율로 포함되며, 이러한 고흡수성 수지 입자들이 위생재 내에 불가피하게 다층으로 포함된다. 이렇게 다층으로 포함되는 전체적인 고흡수성 수지 입자들이 보다 효율적으로 소변 등의 액체를 흡수하기 위해서는, 상기 고흡수성 수지가 기본적으로 높은 흡수 성능 및 흡수 속도를 나타낼 필요가 있다. 이를 위하여 고흡수성 수지의 표면을 가교하는 방법이 사용되고 있다. As described above, in the case of sanitary materials in which the pulp content is reduced or pulp is not used, the superabsorbent polymer is included in a relatively high ratio, and these superabsorbent polymer particles are inevitably included in multiple layers in the sanitary material. In order for the entire superabsorbent polymer particles included in multiple layers to more efficiently absorb liquid such as urine, the superabsorbent polymer basically needs to exhibit high absorption performance and absorption rate. To this end, a method of crosslinking the surface of the superabsorbent polymer is used.

고흡수성 수지의 표면 가교는, 고흡수성 수지의 표면에 존재하는 카르복시기 등의 작용기를 결합하도록 하여 표면 가교층을 형성하는 것으로, 이를 통하여 고흡수성 수지의 물성을 개선할 수 있다. 그러나, 이러한 방법의 표면 가교층을 형성할 경우 물리적 강도가 증가될 수 있으나 고흡수성 수지의 흡수율이 떨어질 수 있다. 따라서, 고흡수성 수지 본연의 물성을 저해하지 않으면서도 표면 가교층을 형성하는 방법이 요구되고 있다. The surface cross-linking of the super-absorbent polymer is to form a surface cross-linking layer by combining functional groups such as a carboxy group present on the surface of the super-absorbent polymer, and through this, the physical properties of the super-absorbent polymer can be improved. However, when the surface crosslinking layer is formed in this way, physical strength may be increased, but the absorption rate of the superabsorbent polymer may be decreased. Therefore, there is a demand for a method of forming a surface crosslinking layer without impairing the physical properties of the superabsorbent polymer.

본 발명은 고흡수성 수지의 표면 가교층을 형성함에 있어, 특정한 성분의 고분자 물질을 사용함으로써, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for preparing a super absorbent polymer capable of solving the above problems by using a specific component of a polymer material in forming a surface crosslinking layer of the super absorbent polymer.

본 발명은 중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수 겔 중합체를 형성하는 단계; 상기 함수 겔 중합체를 건조, 분쇄, 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및 표면 가교제 및 양이온성 고분자의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말의 표면을 가교하여 표면 가교층을 형성하는 표면 가교 단계를 포함하며; 상기 양이온성 고분자는 반복 단위 내 4급 암모늄 이온을 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다.Forming a hydrogel polymer by cross-linking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of a polymerization initiator and an internal cross-linking agent; forming a base resin powder by drying, pulverizing, and classifying the hydrogel polymer; and a surface crosslinking step of forming a surface crosslinking layer by crosslinking the surface of the base resin powder in the presence of a surface crosslinking agent and a cationic polymer; The cationic polymer provides a method for preparing a superabsorbent polymer including quaternary ammonium ions in repeating units.

또한, 본 발명은 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함하는 베이스 수지 분말; 및 표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하고, 상기 표면 가교층은 반복 단위 내 4급 암모늄 이온을 포함하는 양이온성 고분자를 포함하는, 고흡수성 수지를 제공한다.In addition, the present invention is a base resin powder comprising a crosslinked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized; and a surface cross-linking layer formed on the base resin powder by further cross-linking the cross-linking polymer with a surface cross-linking agent, wherein the surface cross-linking layer comprises a cationic polymer containing quaternary ammonium ions in repeating units. A superabsorbent polymer is provided.

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

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

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly 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 "comprise", "comprise" or "having" are used to describe an implemented feature, number, step, component, or combination thereof, and 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 each layer or element is referred to as being formed “on” or “above” each layer or element, it means that each layer or element is formed directly on each layer or element, or other This means that layers or elements may be additionally formed between each layer or on the object or substrate.

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

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

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

본 발명의 일 측면에 따르면, 중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수 겔 중합체를 형성하는 단계; 상기 함수 겔 중합체를 건조, 분쇄, 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및 표면 가교제 및 양이온성 고분자의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말의 표면을 가교하여 표면 가교층을 형성하는 표면 가교 단계를 포함하며; 상기 양이온성 고분자는 반복 단위 내 4급 암모늄 이온을 포함하는, 고흡수성 수지의 제조 방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, cross-linking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of a polymerization initiator and an internal cross-linking agent to form a hydrogel polymer; forming a base resin powder by drying, pulverizing, and classifying the hydrogel polymer; and a surface crosslinking step of forming a surface crosslinking layer by crosslinking the surface of the base resin powder in the presence of a surface crosslinking agent and a cationic polymer; The cationic polymer includes a quaternary ammonium ion in a repeating unit, and a method for preparing a superabsorbent polymer is provided.

본 발명의 발명자들은, 고흡수성 수지 제조의 일 공정인, 표면 가교 시, 기존에 일반적으로 사용되던 표면 가교제 외에 양이온성 고분자를 포함하는 경우, 긴 고분자 사슬 및 분자 내 양이온을 가지는 물리적, 화학적 특성을 통해 기존의 표면 가교제의 표면 가교층 형성에 기여하여, 제조된 고흡수성 수지의 보수능 및 흡수 속도를 유지하면서 동시에 고 가압 흡수능과 통액성을 개선할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention, in the case of surface crosslinking, which is a process of manufacturing superabsorbent polymer, when a cationic polymer is included in addition to a surface crosslinking agent that has been generally used in the past, physical and chemical properties having a long polymer chain and cations in the molecule are improved. The present invention was completed by discovering that a conventional surface crosslinking agent contributes to the formation of a surface crosslinking layer through the use of the present surface crosslinking agent, thereby maintaining the water retention capacity and absorption rate of the prepared superabsorbent polymer while simultaneously improving the high absorbency and liquid permeability under high pressure.

이하, 일 구현예의 고흡수성 수지의 제조 방법을 각 단계별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the superabsorbent polymer of one embodiment will be described in more detail for each step.

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

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

(중합)(polymerization)

먼저, 함수 겔 중합체를 형성하는 단계로서, 중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수 겔 중합체를 형성하는 단계이다.First, a step of forming a hydrogel polymer is a step of crosslinking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of a polymerization initiator and an internal crosslinking agent to form a hydrogel polymer.

상기 고흡수성 수지의 원료 물질인 단량체 혼합물은 산성 기를 가지며 상기 산성 기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 보다 구체적으로, 아크릴산계 단량체 및 중합 개시제를 포함할 수 있다.The monomer mixture, which is a raw material of the superabsorbent polymer, may include a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group and at least a portion of the acidic group neutralized, more specifically, an acrylic acid-based monomer and a polymerization initiator.

(단량체)(monomer)

상기 아크릴산계 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다:The acrylic acid-based monomer is a compound represented by Formula 1 below:

[화학식 1][Formula 1]

R1-COOM1 R 1 -COOM 1

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1은 불포화 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 5의 알킬 그룹이고, R 1 is an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms including an unsaturated bond;

M1은 수소원자, 1가 또는 2가 금속, 암모늄기 또는 유기 아민염이다.M 1 is a hydrogen atom, a monovalent or divalent metal, an ammonium group, or an organic amine salt.

상기 아크릴산계 단량체는, 구체적으로 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 1가 금속염, 2가 금속염, 암모늄염 및 유기 아민염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The acrylic acid-based monomer may include, for example, at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic amine salts thereof.

여기서, 상기 아크릴산계 단량체는 산성 기를 가지며 상기 산성 기의 적어도 일부가 중화된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 단량체를 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 등과 같은 염기성 물질로 부분적으로 중화시킨 것이 사용될 수 있다. 이때, 상기 아크릴산계 단량체의 중화도는, 약 70 몰% 미만, 혹은 약 40 내지 약 69 몰%, 혹은 약 50 내지 약 65 몰%로 조절될 수 있다. Here, the acrylic acid-based monomer may have an acidic group and at least a portion of the acidic group may be neutralized. Preferably, those obtained by partially neutralizing the monomers with a basic material such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or ammonium hydroxide may be used. At this time, the degree of neutralization of the acrylic acid-based monomer may be adjusted to less than about 70 mol%, or about 40 to about 69 mol%, or about 50 to about 65 mol%.

상기 중화도가 지나치게 높으면 중화된 단량체가 석출되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 더 나아가, 표면 가교 개시 이후의 추가 중화에 따른 효과가 실질적으로 없어져, 표면 가교 층의 가교 정도가 최적화되지 못하고, 고흡수성 수지의 통액성 등이 충분치 못하게 될 수 있다. 반대로 중화도가 지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 뿐만 아니라 취급하기 곤란한 탄성 고무와 같은 성질을 나타낼 수 있다.If the degree of neutralization is too high, neutralized monomers may precipitate, making it difficult for the polymerization to proceed smoothly, and furthermore, the effect of additional neutralization after the start of surface crosslinking is substantially lost, so that the degree of crosslinking of the surface crosslinking layer is not optimized. , the liquid permeability of the superabsorbent polymer may not be sufficient. Conversely, if the degree of neutralization is too low, not only the absorbency of the polymer is greatly reduced, but also exhibits properties such as elastic rubber that are difficult to handle.

상기 단량체의 농도는, 상기 고흡수성 수지의 원료 물질 및 용매를 포함하는 단량체 혼합물에 대해 약 20 내지 약 60 중량%, 혹은 약 30 내지 약 55 중량%, 혹은 약 40 내지 약 50 중량%로 될 수 있으며, 중합 시간 및 반응 조건 등을 고려해 적절하게 조절될 수 있다. The concentration of the monomer may be about 20 to about 60% by weight, or about 30 to about 55% by weight, or about 40 to about 50% by weight based on the monomer mixture including the raw material of the superabsorbent polymer and the solvent. It can be appropriately adjusted in consideration of polymerization time and reaction conditions.

상기 단량체의 농도가 지나치게 낮아지면, 고흡수성 수지의 수율이 낮아져 경제성에 문제가 생길 수 있고, 반대로 단량체의 농도가 지나치게 높아지면, 단량체의 일부가 석출되거나 중합된 함수 겔 중합체의 분쇄 시, 분쇄 효율이 낮아지는 등 공정상 문제가 생길 수 있으며 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다.If the concentration of the monomer is too low, the yield of the superabsorbent polymer may be lowered, resulting in problems with economic feasibility. On the contrary, if the concentration of the monomer is too high, a part of the monomer is precipitated or the polymerized water-containing gel polymer is pulverized, the pulverization efficiency Problems in the process, such as lowering the water content, may occur, and physical properties of the superabsorbent polymer may be deteriorated.

(중합 개시제)(Polymerization initiator)

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

구체적으로, 상기 중합 개시제는 중합 방법에 따라 열 중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광 중합 개시제를 사용할 수 있다. 다만 광 중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등에 의해 일정량의 열이 발생할 수 있고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생할 수 있으므로, 추가적으로 열 중합 개시제를 포함할 수도 있다.Specifically, the polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator or a photo polymerization initiator according to UV irradiation according to a polymerization method. However, even with the photopolymerization method, a certain amount of heat may be generated by ultraviolet irradiation or the like, and since a certain amount of heat may be generated according to the progress of the polymerization reaction, which is an exothermic reaction, a thermal polymerization initiator may be additionally included.

상기 광 중합 개시제는 자외선과 같은 광에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 화합물이면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. As the photopolymerization initiator, any compound capable of forming radicals by light such as ultraviolet rays may be used without limitation in its configuration.

상기 광 중합 개시제로는 예를 들어, 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체예로, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6-트리메틸-벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)를 사용할 수 있다. 보다 다양한 광개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 'UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application(Elsevier 2007년)' p115에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.Examples of the photopolymerization initiator include benzoin ether, dialkyl acetophenone, hydroxyl alkylketone, phenyl glyoxylate, and benzyl dimethyl ketal. Dimethyl Ketal), acyl phosphine, and alpha-aminoketone (α-aminoketone) may be used at least one selected from the group consisting of. On the other hand, as a specific example of acylphosphine, commercially available lucirin TPO, that is, 2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide (2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide) can be used. . More various photoinitiators are well described in 'UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Applications (Elsevier 2007)' p115, a book by Reinhold Schwalm, and are not limited to the above examples.

또한, 상기 열 중합개시제로는 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(A mmonium persulfate;(NH4)2S2O8) 등이 있으며, 아조(Azo)계 개시제의 예로는 2, 2-아조비스-(2-아미디노프로판)이염산염(2, 2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2, 2-아조비스-(N, N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드(2,2-azobis-(N, N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴(2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2, 2-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 디하이드로클로라이드(2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스-(4-시아노발레릭 산)(4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) 등이 있다. 보다 다양한 열 중합개시제에 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 persulfate-based initiators include sodium persulfate (Na2S2O8), potassium persulfate (K2S2O8), ammonium persulfate ((NH4)2S2O8), and the like, and azo (Azo) Examples of the based initiator include 2, 2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2, 2-azobis- (N, N-dimethylene) Isobutyramidine dihydrochloride (2,2-azobis-(N, N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(carbamoylazo)isobutylonitril, 2,2-azo Bis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride (2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride), 4,4-azobis- (4-cyanovaleric acid) (4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) and the like. More various thermal polymerization initiators are well described in Odian's 'Principle of Polymerization (Wiley, 1981)', p203, and are not limited to the above examples.

이러한 중합 개시제는 상기 단량체 혼합물 전체 중량에 대하여 약 0.001 내지 1 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.9 중량%의 농도로 첨가될 수 있다. 상기 중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고 최종 제품에 잔존 모노머가 다량으로 추출될 수 있어 바람직하지 않다. 반대로, 상기 중합 개시제의 농도가 상기 범위 보다 높을 경우 네트워크를 이루는 고분자 체인이 짧아져 수가용 성분의 함량이 높아지고 가압 흡수능이 낮아지는 등 수지의 물성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The polymerization initiator may be added in a concentration of about 0.001 to about 1% by weight, preferably about 0.1 to about 0.9% by weight, based on the total weight of the monomer mixture. If the concentration of the polymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slowed and a large amount of residual monomer may be extracted into the final product, which is not preferable. Conversely, when the concentration of the polymerization initiator is higher than the above range, the polymer chain constituting the network is shortened, which is not preferable because the physical properties of the resin may be deteriorated, such as an increase in the content of water-soluble components and a decrease in absorbency under pressure.

(내부 가교제)(internal cross-linking agent)

발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단량체 혼합물은 고흡수성 수지의 원료 물질로서 내부 가교제를 포함한다. 이러한 내부 가교제는 아크릴산계 단량체가 중합된 중합체, 즉, 베이스 수지의 내부를 가교시키기 위한 것으로서, 상기 중합체의 표면을 가교시키기 위한 표면 가교제와 구분된다.According to one embodiment of the invention, the monomer mixture includes an internal crosslinking agent as a raw material of the superabsorbent polymer. Such an internal crosslinking agent is for crosslinking the inside of a polymer in which acrylic acid-based monomers are polymerized, that is, a base resin, and is distinguished from a surface crosslinking agent for crosslinking the surface of the polymer.

이러한 내부 가교제의 종류는 특히 한정되지 않으며, 이전부터 고흡수성 수지의 제조에 사용 가능한 것으로 임의의 내부 가교제를 사용할 수 있다. 이러한 내부 가교제의 구체적인 예로는, 탄소수 2 내지 20의 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 화합물, 탄소수 2 내지 20의 폴리올의 폴리글리시딜 에테르계 화합물 또는 탄소수 2 내지 20의 알릴 (메트)아크릴레이트계 화합물 등을 들 수 있다. The type of internal cross-linking agent is not particularly limited, and any internal cross-linking agent that can be previously used in the preparation of the superabsorbent polymer may be used. Specific examples of such an internal crosslinking agent include a poly(meth)acrylate-based compound of a polyol having 2 to 20 carbon atoms, a polyglycidyl ether-based compound of a polyol having 2 to 20 carbon atoms, or an allyl (meth)acrylate having 2 to 20 carbon atoms. system compounds etc. are mentioned.

이들 내부 가교제의 보다 구체적인 예로는, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨 테트라아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(ethyleneglycol diglycidyl ether), 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르 또는 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르 등을 들 수 있고, 이외에도 다양한 다관능 화합물을 내부 가교제로서 사용할 수 있다.More specific examples of these internal crosslinking agents include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, and polypropylene glycol di(meth)acrylate. (meth)acrylate, butanediol di(meth)acrylate, butylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate Acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, glycerin tri(meth)acrylate, pentaerythol tetraacrylate, ethylene glycol deglycy Dill ether (ethyleneglycol diglycidyl ether), polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether or polypropylene glycol diglycidyl ether, and the like, and various other polyfunctional compounds can be used as an internal crosslinking agent.

이러한 내부 가교제는 상기 단량체 혼합물 전체 중량에 대하여 약 0.01 내지 약 1 중량%, 혹은 약 0.05 내지 약 0.8 중량%, 혹은 약 0.2 내지 약 0.7 중량%의 농도로 포함되어, 함수 겔 중합체 및 이로부터 형성되는 베이스 수지 분말 내부에 가교 구조를 도입할 수 있다. The internal crosslinking agent is included in a concentration of about 0.01 to about 1% by weight, or about 0.05 to about 0.8% by weight, or about 0.2 to about 0.7% by weight based on the total weight of the monomer mixture, and the hydrogel polymer and the resulting product therefrom A cross-linked structure can be introduced into the base resin powder.

상기 내부 가교제의 농도가 지나치게 낮을 경우, 고흡수성 수지의 흡수 속도가 낮아지고 겔 강도가 약해질 수 있어 바람직하지 않다. 반대로, 상기 내부 가교제의 농도가 지나치게 높을 경우, 고흡수성 수지의 흡수력이 낮아져 흡수체로서는 바람직하지 않게 될 수 있다.If the concentration of the internal crosslinking agent is too low, the absorption rate of the superabsorbent polymer may be lowered and the gel strength may be weakened, which is undesirable. Conversely, if the concentration of the internal cross-linking agent is too high, the absorbency of the superabsorbent polymer is lowered, making it undesirable as an absorbent.

(기타 첨가제 및 단량체 혼합물)(other additives and monomer mixtures)

그리고, 상기 단량체 혼합물은, 그 외에, 발포제 및 기포 안정제 등을, 경우에 따라, 더 포함할 수도 있다. In addition, the monomer mixture may further include, in some cases, a foaming agent and a foam stabilizer.

상기 발포제는, 중합 시 단량체 혼합물 내에서, 발포에 의해 함수 겔 중합체 내 기공을 형성하고, 이에 따라 함수 겔 중합체의 표면적을 늘리는 역할을 한다. The foaming agent serves to form pores in the hydrogel polymer by foaming in the monomer mixture during polymerization, thereby increasing the surface area of the hydrogel polymer.

상기 발포제는 탄산염을 사용할 수 있으며, 일례로 소디움 비카보네이트(sodium bicarbonate), 소디움 카보네이트(sodium carbonate), 포타슘 비카보네이트(potassium bicarbonate), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate), 칼슘 비카보네이트(calcium bicarbonate), 칼슘 카보네이트(calcium bicarbonate), 마그네슘 비카보네이트(magnesiumbicarbonate) 또는 마그네슘 카보네이트(magnesium carbonate) 등을 사용할 수 있다.Carbonate may be used as the foaming agent, for example, sodium bicarbonate, sodium carbonate, potassium bicarbonate, potassium carbonate, calcium bicarbonate, calcium Calcium bicarbonate, magnesium bicarbonate, or magnesium carbonate may be used.

또한, 상기 발포제는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량 대비 1500 ppmw 이하, 또는 약 1300 ppmw 이하로 사용하는 것이 바람직하다. 발포제의 사용량이 너무 많을 경우, 기공이 너무 많아져 고흡수성 수지의 겔 강도가 떨어지고 밀도가 작아져 유통과 보관에 문제를 초래할 수 있다. 또한, 상기 발포제는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량 대비 500 ppmw 이상, 또는 1000 ppmw 이상으로 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the foaming agent is preferably used in an amount of 1500 ppmw or less, or about 1300 ppmw or less, based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. If the amount of the foaming agent is too large, pores may be too large, resulting in a decrease in gel strength and a low density of the superabsorbent polymer, which may cause problems in distribution and storage. In addition, the foaming agent is preferably used in an amount of 500 ppmw or more, or 1000 ppmw or more, based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.

한편, 상술한 일 구현예의 제조 방법에서, 상기 단량체 혼합물은 필요에 따라 증점제(thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the manufacturing method of the above-described embodiment, the monomer mixture may further include additives such as a thickener, a plasticizer, a storage stabilizer, and an antioxidant, if necessary.

상술한 단량체 혼합물, 중합 개시제, 내부 가교제, 및 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체와, 선태적으로, 그 외 첨가제를 포함하는 단량체 혼합물은, 용매에 용해된 단량체 혼합물 용액의 형태로 준비될 수 있다.The monomer mixture comprising the aforementioned monomer mixture, a polymerization initiator, an internal crosslinking agent, and a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least a partially neutralized acidic group and, optionally, other additives, is in the form of a monomer mixture solution dissolved in a solvent can be prepared with

이 때 사용할 수 있는 상기 용매는 상술한 성분들을 용해할 수 있으면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 물, 에탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 부틸로락톤, 카르비톨, 메틸셀로솔브아세테이트 및 N,N-디메틸아세트아미드 등에서 선택된 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.The solvent that can be used at this time can be used without limitation in composition as long as it can dissolve the above-mentioned components, and 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, 각 성분이 상술한 농도 범위로 조절되도록, 잔량으로 포함될 수 있다.The solvent may be included in a residual amount so that each component is adjusted to the above-described concentration range with respect to the total content of the monomer mixture.

(중합)(polymerization)

한편, 이와 같은 단량체 혼합물을 열 중합 또는 광 중합하여 함수 겔 중합체를 형성하는 방법 또한 통상 사용되는 중합 방법이면, 특별히 구성의 한정이 없다. Meanwhile, a method of forming a hydrogel polymer by thermal polymerization or photopolymerization of such a monomer mixture is also not particularly limited as long as it is a commonly used polymerization method.

구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지원에 따라 크게 열 중합 및 광 중합으로 나뉠 수 있다. Specifically, the polymerization method can be largely divided into thermal polymerization and photopolymerization according to the polymerization energy source.

통상 열 중합을 진행하는 경우, 니더(kneader)와 같은 교반 축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광 중합을 진행하는 경우, 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은 일 예이며, 본 발명이 반드시 상술한 중합 방법에 한정되지는 않는다.In general, when thermal polymerization is performed, it may be performed in a reactor having an agitation shaft such as a kneader, and when light polymerization is performed, it may be performed in a reactor equipped with a movable conveyor belt. And, the present invention is not necessarily limited to the polymerization method described above.

일 예로, 상술한 바와 같이 교반 축을 구비한 니더(kneader)와 같은 반응기에, 열풍을 공급하거나 반응기를 가열하는 방법으로, 열 중합을 하여 얻어진 함수 겔 중합체는, 반응기에 구비된 교반 축의 형태에 따라, 수 센티미터 내지 수 밀리미터 형태일 수 있다. 구체적으로, 얻어지는 함수 겔 중합체의 크기는 주입되는 단량체 혼합물의 농도 및 주입 속도 등에 따라 다양하게 나타날 수 있는데, 통상 중량 평균 입경이 2 내지 50 mm, 혹은 3 내지 30 mm 인 함수 겔 중합체가 얻어질 수 있다. For example, as described above, the hydrogel polymer obtained by thermal polymerization by supplying hot air to a reactor such as a kneader equipped with an agitation shaft or heating the reactor may be obtained according to the shape of the agitation shaft provided in the reactor. , can be in the form of a few centimeters to a few millimeters. Specifically, the size of the obtained hydrogel polymer may vary depending on the concentration and injection speed of the monomer mixture to be injected, and a hydrogel polymer having a weight average particle diameter of 2 to 50 mm or 3 to 30 mm may be obtained. there is.

또한, 상술한 바와 같이 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 광 중합을 진행하는 경우, 통상 얻어지는 함수 겔 중합체의 형태는 벨트의 너비를 가진 시트 상일 수 있다. 이 때, 중합체 시트의 두께는 주입되는 단량체 혼합물의 농도 및 주입 속도에 따라 달라질 수 있고, 통상 0.5 내지 5cm, 혹은 1 내지 3cm의 두께를 가진 시트 상의 함수 겔 중합체가 얻어질 수 있도록 단량체 혼합물을 공급하는 것이 바람직하다. In addition, as described above, when photopolymerization is performed in a reactor equipped with a movable conveyor belt, the form of a hydrogel polymer usually obtained may be in the form of a sheet having the width of a belt. At this time, the thickness of the polymer sheet may vary depending on the concentration and injection speed of the injected monomer mixture, and the monomer mixture is supplied so that a hydrogel polymer on a sheet having a thickness of usually 0.5 to 5 cm or 1 to 3 cm can be obtained. It is desirable to do

시트 상의 중합체의 두께가 지나치게 얇을 정도로 단량체 혼합물을 공급하는 경우, 생산 효율이 낮아 바람직하지 않으며, 시트 상의 중합체 두께가 5cm를 초과하는 경우에는 지나치게 두꺼운 두께로 인해, 중합 반응이 전 두께에 걸쳐 고르게 일어나지 않을 수가 있다.When the monomer mixture is supplied to such an extent that the thickness of the polymer on the sheet is too thin, production efficiency is low, which is undesirable, and when the thickness of the polymer on the sheet exceeds 5 cm, the polymerization reaction does not occur evenly over the entire thickness due to the excessively thick thickness. may not be

이와 같은 방법으로 얻어진 함수 겔 중합체의 통상 함수율은 약 40 내지 약 80 중량%, 혹은 약 50 내지 약 70 중량%일 수 있다. 한편, 본 명세서 전체에서 "함수율"은 전체 함수 겔 중합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수 겔 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. A typical moisture content of the hydrogel polymer obtained in this way may be about 40 to about 80% by weight, or about 50 to about 70% by weight. Meanwhile, throughout the present specification, "moisture content" refers to a value obtained by subtracting the weight of the dry polymer from the weight of the hydrogel polymer as the content of moisture with respect to the total weight of the hydrogel polymer.

구체적으로는, 적외선 가열을 통해 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분 증발에 따른 무게 감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 180 ℃까지 온도를 상승시킨 뒤 약 180 ℃에서 유지하는 방식으로, 총 건조 시간은 온도 상승 단계 약 5 분을 포함하여 약 20 분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.Specifically, it is defined as a value calculated by measuring the weight loss due to evaporation of water in the polymer in the process of raising the temperature of the polymer through infrared heating and drying. At this time, the drying condition is a method in which the temperature is raised from room temperature to about 180 ° C and then maintained at about 180 ° C, the total drying time is set to about 20 minutes including about 5 minutes of the temperature raising step, and the moisture content is measured.

(건조)(dry)

다음에, 얻어진 함수 겔 중합체를 건조하는 단계를 수행한다.Next, a step of drying the obtained hydrogel polymer is performed.

이때, 필요에 따라서 상기 건조 단계의 효율을 높이기 위해 건조 전에 조분쇄하는 단계를 더 거칠 수 있다.In this case, if necessary, a step of coarsely pulverizing may be further performed before drying to increase the efficiency of the drying step.

이때, 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 is not limited in configuration, but specifically, a vertical pulverizer, a turbo cutter, a turbo grinder, a rotary cutter mill, a cutting Includes any one selected from the group of crushing devices consisting of a cutter mill, a disc mill, a shred crusher, a crusher, a chopper, and a disc cutter However, it is not limited to the above example.

이때 분쇄 단계는 함수 겔 중합체의 입경이 약 2 내지 약 10 mm, 혹은 약 3 내지 약 8 mm로 되도록 분쇄할 수 있다. 이러한 함수 겔 중합체의 입경은 함수 겔 중합체 표면의 임의의 점을 이은 직선 거리 중 최장 거리로 정의될 수 있다. At this time, in the pulverization step, the hydrogel polymer may be pulverized so that the particle size is about 2 to about 10 mm, or about 3 to about 8 mm. The particle size of the hydrogel polymer may be defined as the longest distance among straight line distances connecting arbitrary points on the surface of the hydrogel polymer.

입경이 약 2 mm 미만으로 분쇄하는 것은 함수 겔 중합체의 높은 함수율로 인해 기술적으로 용이하지 않으며, 또한 분쇄된 입자 간에 서로 응집되는 현상이 나타날 수도 있다. 한편, 입경이 약 10 mm초과로 분쇄하는 경우, 추후 이루어지는 건조 단계의 효율 증대 효과가 미미하다.Grinding to a particle diameter of less than about 2 mm is not technically easy due to the high water content of the hydrogel polymer, and also may cause agglomeration of the pulverized particles. On the other hand, when the particle diameter is greater than about 10 mm, the effect of increasing the efficiency of the subsequent drying step is insignificant.

상기와 같이 분쇄되거나, 혹은 분쇄 단계를 거치지 않은 중합 직후의 함수 겔 중합체에 대해 건조를 수행한다. Drying is performed on the hydrogel polymer immediately after polymerization that has been pulverized or not subjected to the pulverization step as described above.

이때 상기 건조 단계의 건조 온도는 약 150 내지 약 250 ℃일 수 있다. 건조 온도가 약 150 ℃ 미만인 경우, 건조 시간이 지나치게 길어지고 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 건조 온도가 약 250 ℃를 초과하는 경우, 지나치게 중합체 표면만 건조되어, 추후 이루어지는 분쇄 공정에서 미분이 발생할 수도 있고, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 건조는 약 150 내지 약 200 ℃의 온도에서, 더욱 바람직하게는 약 160 내지 180 ℃의 온도에서 진행될 수 있다.At this time, the drying temperature of the drying step may be about 150 to about 250 ℃. When the drying temperature is less than about 150° C., the drying time may be excessively long and the physical properties of the superabsorbent polymer finally formed may deteriorate. When the drying temperature exceeds about 250 °C, only the surface of the polymer is excessively dried, and fine particles may be generated in a subsequent pulverization process, and physical properties of the finally formed superabsorbent polymer may be deteriorated. Accordingly, the drying may be performed at a temperature of about 150 to about 200 °C, more preferably at about 160 to 180 °C.

한편, 건조 시간의 경우에는 공정 효율 등을 고려하여, 약 20 내지 약 90 분, 혹은 약 30 내지 약 70 분 동안 진행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. Meanwhile, the drying time may be about 20 to about 90 minutes, or about 30 to about 70 minutes in consideration of process efficiency, but is not limited thereto.

상기 건조 단계의 건조 방법 역시 함수 겔 중합체의 건조 공정으로 통상 사용되는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. 구체적으로, 열풍 공급, 적외선 조사, 극초단파 조사, 또는 자외선 조사 등의 방법으로 건조 단계를 진행할 수 있다. As long as the drying method of the drying step is also commonly used as a drying process for hydrogel polymers, the composition may be used without limitation. Specifically, the drying step may be performed by a method such as hot air supply, infrared ray irradiation, microwave irradiation, or ultraviolet ray irradiation.

이와 같은 건조 단계 진행 후의 중합체의 함수율은 약 0.1 내지 약 10 중량%, 혹은 약 1 내지 약 8 중량%일 수 있다. 건조 후의 함수율이 지나치게 낮아지면 건조 과정에서 함수 겔 중합체가 열화되어 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있고, 반대로 함수율이 지나치게 높아지면 고흡수성 수지 내의 다량의 수분으로 인해 흡수 성능이 저하되거나, 이후 공정의 진행이 어려워질 수 있다. The moisture content of the polymer after such a drying step may be about 0.1 to about 10% by weight, or about 1 to about 8% by weight. If the moisture content after drying is too low, the hydrogel polymer may deteriorate during the drying process and the physical properties of the super absorbent polymer may deteriorate. progress can be difficult.

다음에, 이와 같은 건조 단계를 거쳐 얻어진 건조된 중합체를 분쇄하는 단계를 수행한다. Next, a step of pulverizing the dried polymer obtained through such a drying step is performed.

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(ha mmer 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 size 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 mill or the like may be used, but the invention is not limited to the above example.

그리고, 이와 같은 분쇄 단계 이후 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리하기 위해, 분쇄 후 얻어지는 중합체 분말을 입경에 따라 분급하는 별도의 과정을 거칠 수 있으며, 상기 중합체 분말을 입경 범위에 따라 일정 중량비가 되도록 분급할 수 있다.In addition, in order to manage the physical properties of the superabsorbent polymer powder to be finalized after the pulverization step, a separate process of classifying the polymer powder obtained after pulverization according to the particle size may be performed, and the polymer powder is prepared at a certain weight ratio according to the particle size range. can be classified so that

(표면 가교)(surface cross-linking)

상기 표면 가교 단계는 표면 가교제를 포함하는 표면 가교액의 존재 하에 상기 분쇄된 중합체의 표면에 가교 반응을 유도함으로써, 보다 향상된 물성을 갖는 고흡수성 수지를 형성시키는 단계이다. 이러한 표면 가교를 통해 상기 분쇄 및 분급된 베이스 수지 분말의 표면에는 표면 가교 층이 형성된다.The surface crosslinking step is a step of forming a superabsorbent polymer having more improved physical properties by inducing a crosslinking reaction on the surface of the pulverized polymer in the presence of a surface crosslinking solution containing a surface crosslinking agent. Through this surface cross-linking, a surface cross-linking layer is formed on the surface of the pulverized and classified base resin powder.

일반적으로, 표면 가교제는 베이스 수지 분말 표면에 도포되므로 표면 가교 반응은 베이스 수지 분말 표면에서 일어나며, 이는 입자 내부에는 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 입자의 표면 상에서의 가교 결합성은 개선시킨다. 따라서 표면 가교된 고흡수성 수지 입자는 베이스 수지 분말 표면의 가교 중합체가 추가 가교되어 내부에서보다 표면 부근에서 더 높은 가교도를 갖는다.Generally, since a surface crosslinking agent is applied to the surface of the base resin powder, a surface crosslinking reaction takes place on the surface of the base resin powder, which improves the crosslinkability on the surface of the particle without substantially affecting the inside of the particle. Therefore, the surface-crosslinked superabsorbent polymer particles have a higher degree of crosslinking near the surface than inside because the crosslinked polymer on the surface of the base resin powder is additionally crosslinked.

한편, 상기 표면 가교제로는 베이스 수지가 갖는 관능기와 반응 가능한 화합물을 사용하며, 일례로 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 할로에폭시 화합물, 또는 알킬렌 카보네이트계 화합물 등을 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. On the other hand, as the surface crosslinking agent, a compound capable of reacting with a functional group of the base resin is used, and for example, polyhydric alcohol-based compounds, polyvalent epoxy-based compounds, haloepoxy compounds, or alkylene carbonate-based compounds can be used without any particular limitation. there is.

구체적으로, 다가 알코올계 화합물의 예로는 디-, 트리-, 테트라- 또는 폴리에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 2,3,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 폴리프로필렌 글리콜, 글리세롤, 폴리글리세롤, 2-부텐-1,4-디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 및 1,2-사이클로헥산디메탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.Specifically, examples of the polyhydric alcohol compound include di-, tri-, tetra- or polyethylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,3,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene glycol, glycerol, polyglycerol, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,2-cyclohexane At least one selected from the group consisting of dimethanol may be used.

또한, 다가 에폭시계 화합물로는 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(ethyleneglycol diglycidyl ether), 디에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(diethyleneglycol diglycidyl ether), 트리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(triethyleneglycol diglycidyl ether), 테트라에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(tetraethyleneglycol diglycidyl ether), 글리세린 폴리글리시딜 에테르(glycerin polyglycidyl ether), 및 소르비톨 폴리글리시딜 에테르(sorbitol polyglycidyl ether)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.In addition, polyvalent epoxy-based compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, triethylene glycol diglycidyl ether, tetra At least one selected from the group consisting of ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, and sorbitol polyglycidyl ether may be used. .

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

그리고, 알킬렌 카보네이트계 화합물로는 에틸렌 카보네이트 또는 프로필렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다. 이들을 각각 단독으로 사용하거나 서로 조합하여 사용할 수도 있다. In addition, ethylene carbonate or propylene carbonate may be used as the alkylene carbonate-based compound. These may be used alone or in combination with each other.

본 발명의 고흡수성 수지 제조 방법은, 상술한 일반적인 표면 가교제 외에 양이온성 고분자를 더 포함한다. 상기 양이온성 고분자는 분자의 주쇄 또는 측쇄에 양이온을 가지는 물질을 의미한다. 양이온성 고분자를 표면 가교제와 함께 첨가하여 표면 가교 반응을 진행할 경우, 고분자 내 존재하는 이온과 기존의 표면 가교제와의 상호 작용으로, 높은 가교 밀도에서도 보수능을 가지면서도 고 가압 흡수능을 유지할 수 있다. 또한, 베이스 수지의 표면을 고르게 표면 처리하여 통액성 또한 개선될 수 있다. The superabsorbent polymer manufacturing method of the present invention further includes a cationic polymer in addition to the general surface crosslinking agent described above. The cationic polymer means a material having a cation in the main chain or side chain of the molecule. When a surface crosslinking reaction is performed by adding a cationic polymer together with a surface crosslinking agent, it is possible to maintain high absorbency under pressure while maintaining water retention even at a high crosslinking density due to the interaction between ions present in the polymer and the existing surface crosslinking agent. In addition, liquid permeability may also be improved by evenly surface-treating the surface of the base resin.

한편, 상기 양이온성 고분자는 암모늄, 이미다졸륨, 피리디늄, 포스포늄, 및 술포늄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 양이온을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 양이온성 고분자는 반복 단위 내 양이온을 포함하며, 보다 바람직하게는, 반복 단위 내 암모늄 이온 그룹을 포함한다. 상기 암모늄 이온은 암모늄 이온 내 수소가 유기기로 치환된 수에 따라 1급 내지 4급 암모늄 이온으로 분류할 수 있다. 일례로, 양이온성 고분자는 반복 단위 내 4급 암모늄 이온을 포함할 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the cationic polymer may have one or more cations selected from the group consisting of ammonium, imidazolium, pyridinium, phosphonium, and sulfonium. Preferably, the cationic polymer contains cations in repeating units, more preferably, ammonium ion groups in repeating units. The ammonium ion may be classified into primary to quaternary ammonium ions according to the number of hydrogens in the ammonium ion substituted with organic groups. For example, the cationic polymer may include quaternary ammonium ions in repeating units, but the present invention is not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 양이온성 고분자는 암모늄 이온이 연결된 에틸렌성 불포화 단량체 유래 반복 단위를 포함할 수 있다. 일례로, 에틸렌성 불포화 단량체로는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 비닐 아세테이트, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 및 스타이렌일 수 있다. 또한, 상기 암모늄 이온은 에틸렌성 불포화 단량체 유래 반복 단위와 직접 결합하거나, 또는 C1-10 알킬렌을 통해 결합할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cationic polymer may include repeating units derived from ethylenically unsaturated monomers to which ammonium ions are linked. For example, the ethylenically unsaturated monomers may be (meth)acrylic acid, (meth)acrylates, (meth)acrylamides, vinyl acetate, ethylene, propylene, butadiene, and styrene. In addition, the ammonium ion may be directly bonded to the ethylenically unsaturated monomer-derived repeating unit or bonded through C 1-10 alkylene.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 양이온성 고분자는 반복 단위내 고리형 암모늄 이온을 포함할 수 있다. 고리형 암모늄 이온이란, 암모늄 이온에 치환된 적어도 둘 이상의 유기기가 서로 결합하여 고리 형태를 이루는 구조를 의미한다. 또한, 상기 고리형 암모늄 이온은, 양이온성 고분자의 단량체가 중합 과정에서 고리 형태로 전환된 형태일 수도 있고, 양이온성 고분자의 단량체가 고리형 암모늄 이온을 포함할 수도 있다. Also, according to one embodiment of the present invention, the cationic polymer may include cyclic ammonium ions in repeating units. The cyclic ammonium ion refers to a structure in which at least two or more organic groups substituted for ammonium ions are bonded to each other to form a ring. In addition, the cyclic ammonium ion may be a form in which a monomer of a cationic polymer is converted to a cyclic form during polymerization, or a monomer of the cationic polymer may include a cyclic ammonium ion.

상기 양이온성 고분자는, 구체적으로 예를 들어, 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트), 폴리(2-디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 4급 염), 및 폴리(아크릴아미드-디메틸아미노에틸아크릴레이트 4급 염)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함한다. 한편, 상기 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드)는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하고, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트)는 하기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물이다.The cationic polymer is specifically, for example, poly(diallyldimethylammonium chloride), poly(2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methylsulfate), poly(2-dimethylamino)ethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt), and poly(acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate quaternary salt). Meanwhile, the poly(diallyldimethylammonium chloride) includes a repeating unit represented by Formula 1, and the poly(2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate) is a repeating unit represented by Formula 2 below It is a compound containing

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

바람직하게는, 상기 양이온성 고분자는 중량 평균 분자량이 50,000 g/mol 내지 700,000 g/mol, 보다 바람직하게는, 80,000 g/mol 내지 600,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 500,000 g/mol일 수 있다. 양이온성 고분자의 중량 평균 분자량이 상기 범위를 만족할 경우, 기존 표면 가교제와 상호 작용을 통해 베이스 수지를 코팅하는데 적절하여 흡수 제반 물성을 향상시킬 수 있다.Preferably, the cationic polymer may have a weight average molecular weight of 50,000 g/mol to 700,000 g/mol, more preferably 80,000 g/mol to 600,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 500,000 g/mol. there is. When the weight average molecular weight of the cationic polymer satisfies the above range, it is suitable for coating the base resin through interaction with an existing surface crosslinking agent, and thus various physical properties of absorption can be improved.

바람직하게는, 상기 양이온성 고분자는 베이스 수지 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 0.9 중량부로 포함될 수 있다. 보다 바람직하게는, 베이스 수지 100 중량부 대비 0.3 중량부 내지 0.8 중량부, 또는 0.05 중량부 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다. 양이온성 고분자가 상기 범위로 포함될 경우, 베이스 수지의 표면 처리에 적합하여 고가압 흡수능 및 통액성을 동시에 향상시킬 수 있다.Preferably, the cationic polymer may be included in an amount of 0.01 to 0.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. More preferably, it may be included in 0.3 parts by weight to 0.8 parts by weight, or 0.05 parts by weight to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. When the cationic polymer is included in the above range, it is suitable for surface treatment of the base resin and can improve high pressure absorption capacity and liquid permeability at the same time.

한편, 상기 표면 가교제의 함량은 구체적으로 추가되는 표면 가교제의 종류나 반응 조건에 따라 적절히 선택될 수 있지만, 통상 베이스 수지 분말 약 100 중량부에 대해, 약 0.001 중량부 내지 약 5 중량부, 혹은 약 0.005 중량부 내지 약 2 중량부, 혹은 약 0.01 중량부 내지 약 1 중량부, 혹은 약 0.02 중량부 내지 약 0.5 중량부를 사용할 수 있다. 표면 가교제의 함량이 지나치게 적으면, 표면 가교 반응이 거의 일어나지 않으며, 표면 가교제의 함량이 지나치게 많은 경우, 과도한 표면 가교 반응의 진행으로 인해 보수능 등의 기본적인 흡수 특성 저하가 나타날 수 있다. Meanwhile, the content of the surface crosslinking agent may be appropriately selected depending on the type of the surface crosslinking agent added or reaction conditions, but is usually about 0.001 part by weight to about 5 parts by weight, or about 100 parts by weight of the base resin powder. 0.005 parts by weight to about 2 parts by weight, or about 0.01 parts by weight to about 1 parts by weight, or about 0.02 parts by weight to about 0.5 parts by weight may be used. If the content of the surface crosslinking agent is too small, the surface crosslinking reaction hardly occurs, and if the content of the surface crosslinking agent is too large, basic absorption properties such as water retention may be deteriorated due to excessive progress of the surface crosslinking reaction.

상기 표면 가교제 첨가 시, 추가로 물을 함께 혼합하여 표면 가교액의 형태로 첨가할 수 있다. 물을 첨가하는 경우, 표면 가교제가 베이스 수지에 골고루 분산될 수 있는 이점이 있다. 이때, 추가되는 물의 함량은 표면 가교제의 고른 분산을 유도하고 베이스 수지 분말의 뭉침 현상을 방지함과 동시에 표면 가교제의 표면 침투 깊이를 최적화하기 위한 목적으로, 베이스 수지 100 중량부에 대해, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다.When adding the surface crosslinking agent, water may be additionally mixed together and added in the form of a surface crosslinking solution. When water is added, there is an advantage in that the surface crosslinking agent can be evenly dispersed in the base resin. At this time, the amount of water added is about 1 weight based on 100 parts by weight of the base resin for the purpose of inducing uniform dispersion of the surface crosslinking agent, preventing aggregation of the base resin powder, and at the same time optimizing the surface penetration depth of the surface crosslinking agent It is preferably added in a proportion of about 1 part to about 10 parts by weight.

한편, 상술한 표면 가교액은, 상기 양이온성 고분자 외에 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 100 중량부에 대하여 약 0.05 중량부 내지 약 2 중량부의 함량으로 사용될 수 있다.On the other hand, the above-described surface crosslinking liquid, in addition to the cationic polymer, includes at least one inorganic material selected from the group consisting of silica, clay, alumina, silica-alumina composite, titania, zinc oxide, and aluminum sulfate. A surface cross-linking reaction may be performed by further addition. The inorganic material may be used in a powder form or a liquid form, and in particular, may be used as an alumina powder, a silica-alumina powder, a titania powder, or a nano-silica solution. In addition, the inorganic material may be used in an amount of about 0.05 parts by weight to about 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.

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 can 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 carboxy group (COOH) of the superabsorbent polymer.

또한, 필요에 따라 상기 무기 물질 및/또는 다가의 금속 양이온을 베이스 수지 분말에 첨가하는 방법에 대해서는 그 구성의 한정은 없다. 예를 들어, 표면 가교제와 베이스 수지 분말 등을 반응조에 넣고 혼합하거나, 베이스 수지 분말에 표면 가교제 등을 분사하는 방법, 연속적으로 운전되는 믹서에 베이스 수지 분말과 표면 가교제 등을 연속적으로 공급하여 혼합하는 방법 등을 사용할 수 있다.In addition, there is no limitation on the configuration of the method for adding the inorganic material and/or polyvalent metal cation to the base resin powder as necessary. For example, a method of mixing the surface crosslinking agent and base resin powder in a reaction tank, spraying the surface crosslinking agent, etc. on the base resin powder, continuously supplying and mixing the base resin powder and surface crosslinking agent, etc. to a continuously operated mixer method, etc. can be used.

상기 표면 가교제의 첨가 시, 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 표면 가교제의 표면 침투 깊이를 최적화하기 위해 적절하게 조절될 수 있다When adding the surface crosslinking agent, water and methanol may be further mixed together and added. When water and methanol are added, there is an advantage in that the surface crosslinking agent can be evenly dispersed in the base resin powder. At this time, the content of added water and methanol can be appropriately adjusted to induce uniform dispersion of the surface crosslinking agent, prevent aggregation of the base resin powder, and optimize the surface penetration depth of the surface crosslinking agent.

한편, 상기 베이스 수지 분말, 및 표면 가교액의 혼합물에 열을 가하여 승온함으로써 상기 베이스 수지 분말에 대해 표면 개질 단계를 수행한다. Meanwhile, a surface modification step is performed on the base resin powder by applying heat to a mixture of the base resin powder and the surface crosslinking liquid to raise the temperature.

상기 표면 가교 단계는 표면 가교제의 종류에 따라 잘 알려진 조건 하에 진행할 수 있으며, 예를 들어, 약 140 ℃ 내지 약 200 ℃의 온도에서 약 20 분 내지 약 60 분 동안 진행할 수 있다. 보다 구체적인 일 예에서, 상기 표면 가교 단계는 약 20 ℃ 내지 약 80 ℃의 초기 온도를 갖는 베이스 수지 분말에 대해, 표면 가교제 등을 부가하고, 약 10분 내지 약 30 분에 걸쳐 약 140 ℃ 내지 약 200 ℃, 혹은 약 175 ℃ 내지 약 195 ℃의 최고 온도로 승온하고, 상기 최고 온도를 약 5 분 내지 약 60 분 동안 유지하여 열 처리함으로써 진행될 수 있다. The surface crosslinking step may be performed under well-known conditions depending on the type of surface crosslinking agent, for example, at a temperature of about 140 °C to about 200 °C for about 20 minutes to about 60 minutes. In a more specific example, the surface crosslinking step is performed by adding a surface crosslinking agent and the like to the base resin powder having an initial temperature of about 20 ° C to about 80 ° C, and then about 140 ° C to about 140 ° C over about 30 minutes. Heat treatment may be performed by raising the temperature to a maximum temperature of 200 °C, or about 175 °C to about 195 °C, and maintaining the maximum temperature for about 5 minutes to about 60 minutes.

상기 표면 가교 조건에 따라, 고흡수성 수지의 보수능 등 기본적인 흡수 특성과, 통액성 및/또는 가압 흡수능이 함께 최적화될 수 있다. Depending on the surface cross-linking conditions, the basic absorption characteristics of the superabsorbent polymer, such as water retention capacity, and liquid permeability and/or absorbency under pressure may be optimized together.

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

(고흡수성 수지)(super absorbent polymer)

한편, 상기 제조 방법은 상기 표면 가교층이 형성된 가교 중합체로 이루어진 베이스 수지를 분급하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the manufacturing method may further include a step of classifying a base resin made of a crosslinked polymer having the surface crosslinked layer formed thereon.

상기 표면 가교층이 형성된 가교 중합체로 이루어진 베이스 수지를 입경에 따라 분급하는 단계를 거쳐 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리할 수 있다. 이러한 분쇄 및 분급 등의 공정을 통해, 이로부터 얻어지는 고흡수성 수지는 약 150 내지 850 ㎛의 입경을 갖도록 제조 및 제공됨이 적절하다. 보다 구체적으로, 상기 표면 가교층이 형성된 베이스 수지의 약 90 중량%, 바람직하게는 95 중량% 이상이 약 150 내지 850 ㎛의 입경을 가지며, 약 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 미분이 약 3 중량% 미만으로 될 수 있다.The physical properties of the superabsorbent polymer powder to be finalized can be managed through the step of classifying the base resin made of the crosslinked polymer on which the surface crosslinking layer is formed according to the particle size. Through such processes such as pulverization and classification, it is appropriate to manufacture and provide the superabsorbent polymer obtained therefrom to have a particle size of about 150 to 850 μm. More specifically, about 90% by weight, preferably at least 95% by weight of the base resin on which the surface crosslinking layer is formed has a particle diameter of about 150 to 850 μm, and about 3% by weight of fine powder having a particle diameter of less than about 150 μm can be less than

이와 같이 상기 고흡수성 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, 제품화할 수 있다.As the particle size distribution of the super absorbent polymer is adjusted within a desirable range, the finally prepared super absorbent polymer may exhibit excellent water absorption properties. Therefore, in the classification step, a polymer having a particle diameter of about 150 to about 850 μm may be classified and commercialized.

한편, 본 발명은 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함하는 베이스 수지 분말; 및 표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하고, 상기 표면 가교층은 반복 단위 내 4급 암모늄 이온을 포함하는 양이온성 고분자를 포함하는, 고흡수성 수지를 제공한다. On the other hand, the present invention is a base resin powder comprising a crosslinked polymer of water-soluble ethylenically unsaturated monomers having an acidic group at least partially neutralized; and a surface cross-linking layer formed on the base resin powder by further cross-linking the cross-linking polymer with a surface cross-linking agent, wherein the surface cross-linking layer comprises a cationic polymer containing quaternary ammonium ions in repeating units. A superabsorbent polymer is provided.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 따른 고흡수성 수지는, 표면 가교 단계에서 양이온성 고분자를 첨가하여, 베이스 수지의 표면의 표면 가교 구조 내에 양이온성 고분자가 분포한 표면 가교층을 포함한다. 표면 가교층을 이루는 양이온성 고분자를 포함하는 표면 가교제에 대한 설명은 상술한 바와 같다.As described above, the superabsorbent polymer according to the manufacturing method of the present invention includes a surface crosslinking layer in which the cationic polymer is distributed in the surface crosslinking structure of the surface of the base resin by adding the cationic polymer in the surface crosslinking step. Description of the surface cross-linking agent including the cationic polymer constituting the surface cross-linking layer is as described above.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 양이온성 고분자는 암모늄 이온이 연결된 에틸렌성 불포화 단량체 유래 반복 단위를 포함할 수 있다. 일례로, 에틸렌성 불포화 단량체로는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 비닐 아세테이트, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 및 스타이렌일 수 있다. 또한, 상기 암모늄 이온은 에틸렌성 불포화 단량체 유래 반복 단위와 직접 결합하거나, 또는 C1-10 알킬렌을 통해 결합할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cationic polymer may include repeating units derived from ethylenically unsaturated monomers to which ammonium ions are linked. For example, the ethylenically unsaturated monomers may be (meth)acrylic acid, (meth)acrylates, (meth)acrylamides, vinyl acetate, ethylene, propylene, butadiene, and styrene. In addition, the ammonium ion may be directly bonded to the ethylenically unsaturated monomer-derived repeating unit or bonded through C 1-10 alkylene.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 양이온성 고분자는 반복 단위내 고리형 암모늄 이온을 포함할 수 있다. 고리형 암모늄 이온이란, 암모늄 이온에 치환된 적어도 둘 이상의 유기기가 서로 결합하여 고리 형태를 이루는 구조를 의미한다. 또한, 상기 고리형 암모늄 이온은, 양이온성 고분자의 단량체가 중합 과정에서 고리 형태로 전환된 형태일 수도 있고, 양이온성 고분자의 단량체가 고리형 암모늄 이온을 포함할 수도 있다. Also, according to one embodiment of the present invention, the cationic polymer may include cyclic ammonium ions in repeating units. The cyclic ammonium ion refers to a structure in which at least two or more organic groups substituted for ammonium ions are bonded to each other to form a ring. In addition, the cyclic ammonium ion may be a form in which a monomer of a cationic polymer is converted to a cyclic form during polymerization, or a monomer of the cationic polymer may include a cyclic ammonium ion.

바람직하게는, 상기 양이온성 고분자는 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트), 폴리(2-디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 4급 염), 및 폴리(아크릴아미드-디메틸아미노에틸아크릴레이트 4급 염)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Preferably, the cationic polymer is poly(diallyldimethylammonium chloride), poly(2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate), poly(2-dimethylamino)ethyl methacrylate methylchloride 4 grade salt), and poly (acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate quaternary salt) may include any one or more selected from the group consisting of.

바람직하게는, 상기 표면 가교제로는 베이스 수지가 갖는 관능기와 반응 가능한 화합물을 사용하며, 일례로 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 할로에폭시 화합물, 또는 알킬렌 카보네이트계 화합물 등을 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. Preferably, as the surface crosslinking agent, a compound capable of reacting with a functional group of a base resin is used, and for example, polyhydric alcohol-based compounds, polyvalent epoxy-based compounds, haloepoxy compounds, or alkylene carbonate-based compounds are all without particular limitation. can be used

구체적인 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 할로에폭시 화합물, 또는 알킬렌 카보네이트계 화합물의 예는 상술한 바와 같으며, 일례로 디-, 트리-, 테트라- 또는 폴리에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 2,3,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 폴리프로필렌 글리콜, 글리세롤, 폴리글리세롤, 2-부텐-1,4-디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 트리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 테트라에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 폴리글리시딜 에테르, 소르비톨 폴리글리시딜 에테르, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 폴리에틸렌이민, 폴리아미드폴리아민, 에피클로로히드린, 에피브로모히드린 및 α-메틸에피클로로히드린, 2-옥사졸리디논, 에틸렌 카보네이트, 및 프로필렌 카보네이트 등일 수 있다.Examples of specific polyhydric alcohol-based compounds, polyhydric epoxy-based compounds, haloepoxy compounds, or alkylene carbonate-based compounds are as described above, and examples include di-, tri-, tetra- or polyethylene glycol, 1,3-propanediol , dipropylene glycol, 2,3,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene glycol, glycerol, polyglycerol, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol , 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, triethylene glycol diglycidyl ether, Tetraethylene glycol diglycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, polyethyleneimine, poly amide polyamine, epichlorohydrin, epibromohydrin and α-methylepichlorohydrin, 2-oxazolidinone, ethylene carbonate, and propylene carbonate.

이를 바탕으로, 본 발명 고흡수성 수지는, 이러한 베이스 수지 상에 형성되는 표면 가교층으로 인해, 보수능을 유지하면서 가압 흡수능을 향상시킬 수 있었고, 높은 가교 밀도에서도 우수한 고 가압 흡수능 및 통액성을 구현할 수 있다.Based on this, the superabsorbent polymer of the present invention, due to the surface crosslinked layer formed on the base resin, was able to improve the absorbency under pressure while maintaining the water retention capacity, and could realize excellent high absorbency under pressure and liquid permeability even at a high crosslinking density. can

본 발명에서 사용하는 용어 “CRC(Centrifugal Retention Capacity)”는 원심 분리 보수능이라고도 하며, 무하중하에서 흡수할 수 있는 용액의 양을 의미한다. 상기 CRC는 EDANA WSP 241.3에 따라 측정할 수 있으며, 구체적인 측정 방법은 이하 실시예에 상술하였다. 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 CRC는 25 g/g 내지 40 g/g, 또는 30 g/g 내지 35 g/g이다. The term "CRC (Centrifugal Retention Capacity)" used in the present invention is also called centrifugal retention capacity, and means the amount of solution that can be absorbed under no load. The CRC can be measured according to EDANA WSP 241.3, and a specific measurement method is described in detail in the following examples. Preferably, the CRC of the superabsorbent polymer is 25 g/g to 40 g/g, or 30 g/g to 35 g/g.

본 발명에서 사용하는 용어 “AUP(Absorbency Under Pressure)”는 가압하 흡수능이라고도 하며, 일정 압력(0.7 psi) 하에서 흡수할 수 있는 용액의 양을 의미한다. 상기 AUP는 EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정할 수 있으며, 구체적인 측정 방법은 이하 실시예에 상술하였다. 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 AUP는 10 g/g 내지 30 g/g이다. 보다 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 AUP는 13 g/g 내지 25 g/g이다. The term "AUP (Absorbency Under Pressure)" used in the present invention is also referred to as absorbency under pressure, and means the amount of a solution that can be absorbed under a certain pressure (0.7 psi). The AUP can be measured according to the EDANA method WSP 242.3, and the specific measurement method is described in detail in the following examples. Preferably, the AUP of the superabsorbent polymer is 10 g/g to 30 g/g. More preferably, the AUP of the superabsorbent polymer is 13 g/g to 25 g/g.

본 발명에서 사용하는 용어 “EFFC”는 유효 흡수능이라고도 하며, 상기 보수능(CRC)과 0.7 psi 가압 흡수능(AUP)을 하기 계산식 3에 대입하여 유효 흡수능(EFFC)을 구할 수 있다:The term “EFFC” used in the present invention is also referred to as effective absorption capacity, and the effective absorption capacity (EFFC) can be obtained by substituting the water retention capacity (CRC) and the 0.7 psi absorbency under pressure (AUP) into the following formula 3:

[계산식 3][Calculation 3]

유효 흡수능 = {보수능(CRC) + 0.7 psi 가압 흡수능(AUP)}/2Effective Absorption Capacity = {Retaining Capacity (CRC) + 0.7 psi Absorbency Under Pressure (AUP)}/2

바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 EFFC는 22 g/g 내지 30 g/g이다. 보다 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 EFFC는 23 g/g 내지 28 g/g, 또는 25 g/g 내지 28 g/g이다.Preferably, the EFFC of the superabsorbent polymer is 22 g/g to 30 g/g. More preferably, the superabsorbent polymer has an EFFC of 23 g/g to 28 g/g, or 25 g/g to 28 g/g.

본 발명에서 사용하는 용어 “Vortex”는 흡수 속도라고도 하며, 용액을 고흡수성 수지 내로 흡수하는 속도를 의미한다. 상기 Vortex의 구체적인 측정 방법은 이하 실시예에 상술하였다. 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 Vortex는 40초 이하이다. 보다 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 Vortex는 35초 이하, 30초 이하, 또는 25초 이하이다. 한편, 상기 vortex는 그 값이 작을수록 우수하여 이론적인 하한은 0초이나, 일례로 상기 고흡수성 수지의 vortex는 10초 이상, 15초 이상, 또는 20초 이상이다. The term "Vortex" used in the present invention is also called absorption rate, and means the rate at which a solution is absorbed into the superabsorbent polymer. The specific measurement method of the vortex is described in detail in the following examples. Preferably, the vortex of the superabsorbent polymer is 40 seconds or less. More preferably, the Vortex of the superabsorbent polymer is 35 seconds or less, 30 seconds or less, or 25 seconds or less. On the other hand, the lower the value of the vortex is, the better it is, and the theoretical lower limit is 0 seconds. For example, the vortex of the superabsorbent polymer is 10 seconds or more, 15 seconds or more, or 20 seconds or more.

본 발명에서 사용하는 용어 “통액성(permeability)”은, 고흡수성 수지에 흡수된 용액을 다른 고흡수성 수지로 신속히 전달하는 능력을 의미하며, 다시 말해 고흡수성 수지 내에서 용액의 이동성을 의미한다. 한편, 통액성의 구체적인 측정 방법은 이하 실시예에 상술하였다. 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 통액성(permeability)는 18초 이하이다. 보다 바람직하게는, 상기 고흡수성 수지의 통액성(permeability)는 17초 이하, 16초 이하, 또는 15초 이하이다. 한편, 상기 통액성(permeability)는 그 값이 작을수록 우수하여 이론적인 하한은 0 초이나, 일례로 상기 고흡수성 수지의 통액성(permeability)는 3초 이상, 5초 이상, 또는 10초 이상이다. The term "permeability" used in the present invention means the ability to rapidly transfer a solution absorbed in a super absorbent polymer to another super absorbent polymer, that is, the mobility of a solution within the super absorbent polymer. On the other hand, the specific measuring method of liquid permeability is described in detail in the following examples. Preferably, the permeability of the superabsorbent polymer is 18 seconds or less. More preferably, the permeability of the superabsorbent polymer is 17 seconds or less, 16 seconds or less, or 15 seconds or less. Meanwhile, the lower the value, the better the permeability, so the theoretical lower limit is 0 seconds. For example, the permeability of the superabsorbent polymer is 3 seconds or more, 5 seconds or more, or 10 seconds or more. .

또한, 본 발명의 고흡수성 수지는, 앞서 설명한 보수능(CRC), 가압 흡수능(AUP), 유효 흡수능(EFFC), 흡수 속도(vortex), 및 통액성(permeability)의 물성 범위 중 적어도 하나 이상, 바람직하게는 두 개 이상을 만족하며, 보다 바람직하게는 모든 물성 범위를 동시에 만족할 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer of the present invention includes at least one or more of the physical property ranges of water retention capacity (CRC), absorbency under pressure (AUP), effective absorption capacity (EFFC), absorption rate (vortex), and permeability described above, Preferably, two or more are satisfied, and more preferably, all physical property ranges may be satisfied simultaneously.

상술한 본 발명의 고흡수성 수지의 제조 방법에 따르면, 표면 가교 시 양이온성 고분자를 첨가하여 높은 가교 밀도에서도 우수한 흡수 제반 물성을 가지는 고흡수성 수지를 제조할 수 있다. According to the manufacturing method of the superabsorbent polymer of the present invention described above, a cationic polymer may be added during surface crosslinking to prepare a superabsorbent polymer having excellent water absorption properties even at a high crosslinking density.

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

<베이스 수지의 제조><Preparation of base resin>

제조예manufacturing example

아크릴산 100 g, 가교제로 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA, MW = 523) 3.0 g, 광개시제로 페닐비스(2, 4, 6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드 0.008 g, 열개시제로 소디움 퍼설페이트(sodium persulfate; SPS) 0.08 g, 31.5% 가성 소다(NaOH) 128 g, 물 63.5 g을 혼합하여 모노머 수용액 조성물을 제조하였다. 100 g of acrylic acid, 3.0 g of polyethylene glycol diacrylate (PEGDA, MW = 523) as a crosslinking agent, 0.008 g of phenylbis (2, 4, 6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide as a photoinitiator, sodium persulfate as a thermal initiator A monomer aqueous solution composition was prepared by mixing 0.08 g of SPS), 128 g of 31.5% caustic soda (NaOH), and 63.5 g of water.

상기 모노머 수용액 조성물을 광중합 반응을 진행하여 중합된 시트를 얻었다. 중합된 시트를 꺼내어 3 cm X 3 cm의 크기로 자른 후, 미트 쵸퍼(meat chopper)를 이용하여 다지기 공정(chopping)을 실시하여 가루(crumb)를 제조하였다. 상기 가루(crumb)를 상하로 풍량 전이가 가능한 오븐에서 건조하였다. 185 ℃의 핫 에어(hot air)를 15분은 하방에서 상방으로, 15분은 상방에서 하방으로 흐르게 하여 균일하게 건조하였으며, 건조 후 건조체의 함수량은 2% 이하가 되도록 하였다.A photopolymerization reaction was performed on the monomer aqueous solution composition to obtain a polymerized sheet. After taking out the polymerized sheet and cutting it into a size of 3 cm X 3 cm, a chopping process was performed using a meat chopper to prepare crumbs. The crumb was dried in an oven capable of transferring air volume up and down. Hot air at 185 ° C. was flowed from the bottom to the top for 15 minutes and from the top to the bottom for 15 minutes to uniformly dry, and after drying, the water content of the dried body was set to 2% or less.

건조 후, 분쇄기로 분쇄한 다음, Amplitude 1.5 mm로 10분 분급(분급 mesh 조합: #20#30#50#100) 하였으며, 각 분급분(10%/65%/22%/3%)을 수집하여 입경 약 150 ㎛ 내지 850 ㎛인 베이스 수지 분말을 얻었다.After drying, it was pulverized with a grinder, and then classified at an Amplitude of 1.5 mm for 10 minutes (classification mesh combination: #20#30#50#100), and each classification (10%/65%/22%/3%) was collected. Thus, a base resin powder having a particle size of about 150 μm to 850 μm was obtained.

<고흡수성 수지의 제조><Manufacture of superabsorbent polymer>

비교예 1Comparative Example 1

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 5 중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.06 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.A surface crosslinking solution (5 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.06 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1)) was evenly mixed with 100 parts by weight of the base resin powder prepared in the above Preparation Example. After that, a surface crosslinking reaction was performed at 140 °C for 30 minutes. Then, silica (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed. After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실시예 1 Example 1

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 5 중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.06 중량부, 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드)(제조사: SINOFLOC, Mw: 150,000 g/mol) 0.1 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (5 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.06 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), poly(diallyl) Dimethylammonium chloride) (manufacturer: SINOFLOC, Mw: 150,000 g/mol) 0.1 part by weight) was evenly mixed, and then a surface crosslinking reaction was performed at 140° C. for 30 minutes. Then, silica (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed. After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실시예 2Example 2

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 5 중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.06 중량부, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.1 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (5 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.06 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), poly(2- After evenly mixing (methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.1 parts by weight), a surface crosslinking reaction was performed at 140 ° C. for 30 minutes. (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

비교예 2Comparative Example 2

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 7중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.025 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in the above Preparation Example was evenly mixed with a surface crosslinking solution (7 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.025 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1)) After that, a surface crosslinking reaction was performed at 140 °C for 30 minutes. Then, silica (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed. After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실시예 3Example 3

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 7중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.025 중량부, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.05 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (7 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.025 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), poly(2- After evenly mixing (methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.05 parts by weight), a surface crosslinking reaction was performed at 140 ° C. for 30 minutes. (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실시예 4Example 4

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 7중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.025 중량부, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.1 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (7 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.025 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), poly(2- After evenly mixing (methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.1 parts by weight), a surface crosslinking reaction was performed at 140 ° C. for 30 minutes. (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실시예 5Example 5

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 7중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.025 중량부, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.2 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (7 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.025 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), poly(2- After evenly mixing (methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.2 parts by weight), a surface crosslinking reaction was performed at 140 ° C. for 30 minutes. (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실시예 6Example 6

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 7 중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.035 중량부, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.2 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (7 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.035 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), poly(2- After evenly mixing (methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.2 parts by weight), a surface crosslinking reaction was performed at 140 ° C. for 30 minutes. (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실시예 7Example 7

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 7 중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.035 중량부, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.3 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (7 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.035 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), poly(2- After evenly mixing (methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol) 0.3 parts by weight), a surface crosslinking reaction was performed at 140 ° C. for 30 minutes. (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

비교예 3Comparative Example 3

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 5 중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.06 중량부, 폴리에틸렌이민(제조사: Polysciences, Inc., Mw: 100,000 g/mol) 0.1 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.100 parts by weight of the base resin powder prepared in Preparation Example, surface crosslinking solution (5 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.06 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1), polyethyleneimine (manufacturer : Polysciences, Inc., Mw: 100,000 g/mol) 0.1 part by weight) was evenly mixed, and then a surface crosslinking reaction was performed at 140° C. for 30 minutes. Then, silica (Aerosil200, 0.1 part by weight) was added and mixed. After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

비교예 4Comparative Example 4

상기 제조예에서 제조한 베이스 수지 분말 100 중량부에, 표면 가교액(물 7 중량부, 메탄올 3 중량부, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(EJ1030s, n=1) 0.035 중량부)을 고르게 혼합한 후, 140 ℃에서 30분 동안 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후, 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol, 0.3 중량부) 및 실리카(Aerosil200, 0.1 중량부)를 첨가하여 혼합하였다. 상기 표면 처리 완료 후 시브(sieve)를 이용하여 평균 입경 850 ㎛ 이하인 고흡수성 수지를 제조하였다.A surface crosslinking solution (7 parts by weight of water, 3 parts by weight of methanol, 0.035 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EJ1030s, n = 1)) was evenly mixed with 100 parts by weight of the base resin powder prepared in the above Preparation Example. After that, a surface crosslinking reaction was performed at 140 °C for 30 minutes. Then, poly(2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol, 0.3 parts by weight) and silica (Aerosil200, 0.1 parts by weight) were added and mixed. After the surface treatment was completed, a superabsorbent polymer having an average particle diameter of 850 μm or less was prepared using a sieve.

실험예Experimental example

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 고흡수성 수지에 대하여, 하기 방법으로 각 물성을 측정하였다.With respect to the superabsorbent polymer obtained in the above Examples and Comparative Examples, each physical property was measured by the following method.

다르게 표기하지 않는 한, 고흡수성 수지의 물성 평가는 ASTM 규격의 체로 분급한 150㎛ ~ 850㎛의 입경을 갖는 수지에 대해 수행하였다.Unless otherwise indicated, evaluation of the physical properties of the superabsorbent polymer was performed on a resin having a particle size of 150 μm to 850 μm classified through an ASTM standard sieve.

(1) CRC(1) CRC

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

구체적으로, 고흡수성 수지 W0(g) (약 0.2 g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉(seal)한 후, 상온(23 ℃ 내지 25 ℃)에서 생리 식염수(0.9 중량%)에 침수시켰다. 30분 경과 후, 원심 분리기를 이용하여 250 G의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 빼고, 봉투의 질량 W2(g)을 측정하였다. 또, 고흡수성 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) is uniformly placed in a bag made of nonwoven fabric, sealed, and then immersed in physiological saline (0.9% by weight) at room temperature (23 ° C to 25 ° C). made it After 30 minutes, water was drained from the bag for 3 minutes under the condition of 250 G using a centrifuge, and the mass W 2 (g) of the bag was measured. In addition, after performing the same operation without using the superabsorbent polymer, the mass W 1 (g) at that time was measured. Using each obtained mass, CRC (g/g) was calculated according to the following equation.

[계산식 1][Calculation 1]

CRC (g/g) = {[W2(g) - W1(g)]/W0(g)} - 1CRC (g/g) = {[W 2 (g) - W 1 (g)]/W 0 (g)} - 1

(2) 0.7 AUP(2) 0.7 AUP

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

먼저, 가압 흡수능 측정 시에는, 상기 CRC 측정 시의 수지 분급분을 사용하였다.First, in measuring the absorbency under pressure, the resin classification in the CRC measurement was used.

구체적으로, 내경 25 mm의 플라스틱의 원통 바닥에 스테인레스제 400 mesh 철망을 장착시켰다, 상온(23 ℃ 내지 25 ℃)에서 및 습도 50%의 조건 하에서 철망 상에 고흡수성 수지 W0(g) (0.16 g)을 균일하게 살포하고, 그 위에 0.7 psi의 하중을 균일하게 더 부여할 수 있는 피스톤은 외경 25 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 with an inner diameter of 25 mm. Super absorbent polymer W 0 (g) (0.16 g) was uniformly sprayed and the piston, which could further apply a load of 0.7 psi uniformly thereon, had an outer diameter slightly smaller than 25 mm, had no gaps with the inner wall of the cylinder, and did not interfere with vertical movement. At this time, the weight W 3 (g) of the device was measured.

직경 150 mm의 페트로 접시의 내측에 직경 90 mm 및 두께 5 mm의 유리 필터를 두고, 0.9 중량% 염화나트륨으로 구성된 생리 식염수를 유리 필터의 윗면과 동일 레벨이 되도록 하였다. 그 위에 직경 90 mm의 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 petro dish having a diameter of 150 mm, and physiological saline solution composed of 0.9% by weight sodium chloride was leveled with the upper surface of the glass filter. One sheet of filter paper having a diameter of 90 mm was placed thereon. The measuring device was placed on a filter paper, and the liquid was absorbed for 1 hour under a load. After 1 hour, the measuring device was lifted up and its weight W 4 (g) was measured.

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

[계산식 2][Calculation 2]

AUP(g/g) = [W4(g) - W3(g)]/W0(g)AUP(g/g) = [W 4 (g) - W 3 (g)]/W 0 (g)

(3) EFFC(3) EFFCs

상기 (1)에서 측정한 보수능(CRC)과 상기 (2)에서 측정한 0.7 psi 가압 흡수능(AUP)을 하기 계산식 3에 대입하여 유효 흡수능(EFFC)을 구하였다.The effective absorption capacity (EFFC) was obtained by substituting the water retention capacity (CRC) measured in (1) and the 0.7 psi absorbency under load (AUP) measured in (2) above into Equation 3 below.

[계산식 3][Calculation 3]

유효 흡수능 = {보수능(CRC) + 0.7 psi 가압 흡수능(AUP)}/2Effective Absorption Capacity = {Retaining Capacity (CRC) + 0.7 psi Absorbency Under Pressure (AUP)}/2

(4) Vortex(4) Vortex

흡수 속도는 일본 표준 방법(JIS K 7224)에 따라 측정하였다.The absorption rate was measured according to the Japanese standard method (JIS K 7224).

구체적으로, 25 ℃의 50 mL의 생리 식염수에 고흡수성 수지 2 g을 넣고, 마그네틱 바(직경 8 mm, 길이 31.8 mm)를 600 rpm으로 교반하여 와류(vortex)가 사라질 때까지의 시간을 초 단위로 측정하여 산출하였다.Specifically, 2 g of superabsorbent polymer was added to 50 mL of physiological saline at 25 ° C, and the magnetic bar (diameter 8 mm, length 31.8 mm) was stirred at 600 rpm to measure the time until the vortex disappeared in seconds. It was calculated by measuring with .

(5) Permeability(5) Permeability

통액성은 다음과 같은 계산식으로 측정하였다. Liquid permeability was measured by the following formula.

[계산식 4][Calculation 4]

Perm = [20 mL / T1 (초)] * 60 초Perm = [20 mL / T1 (seconds)] * 60 seconds

상기 계산식 4에서,In Equation 4 above,

Perm는 고흡수성 수지의 통액성이고,Perm is the liquid permeability of superabsorbent polymer,

T1은 실린더에 고흡수성 수지 0.2 g을 넣고 상기 고흡수성 수지가 완전히 잠기도록 생리 식염수(0.9 중량%의 염화나트륨 수용액)를 부어 상기 고흡수성 수지를 30 분간 팽윤시킨 다음, 0.3 psi의 압력 하에서 20 mL의 생리 식염수가 팽윤된 고흡수성 수지를 통과하는데 걸린 시간(초)이다. 측정은 상온(23 ℃ 내지 25 ℃)에서 진행하였다.In T1, 0.2 g of super absorbent polymer is placed in a cylinder, physiological saline (0.9% by weight of sodium chloride aqueous solution) is poured so that the super absorbent polymer is completely submerged, the super absorbent polymer is swollen for 30 minutes, and then 20 mL of water is poured under a pressure of 0.3 psi. It is the time (seconds) required for physiological saline to pass through the swollen superabsorbent polymer. Measurements were conducted at room temperature (23 °C to 25 °C).

구체적으로, 실린더와 피스톤을 준비하였다. 상기 실린더로는 내경이 20 mm이고, 하단에 glass filter와 stopcock이 구비된 것이 사용되었다. 상기 피스톤으로는 외경이 20 mm 보다 약간 작아 상기 실린더를 상하로 자유롭게 움직일 수 있는 스크린이 하단에 배치되고, 추(weight)가 상단에 배치되며, 스크린과 추(weight)가 봉에 의해 연결된 것이 사용되었다. 상기 피스톤에는 피스톤의 부가로 인해 0.3 psi의 압력을 가할 수 있는 추(weight)가 설치되었다.Specifically, a cylinder and a piston were prepared. As the cylinder, one having an inner diameter of 20 mm and having a glass filter and a stopcock at the bottom was used. As the piston, a screen that can freely move the cylinder up and down with an outer diameter slightly smaller than 20 mm is disposed at the bottom, a weight is placed at the top, and a screen and a weight are connected by a rod. It became. A weight was installed on the piston to apply a pressure of 0.3 psi due to the addition of the piston.

상기 실린더의 stopcock를 잠근 상태에서 고흡수성 수지 0.2 g을 넣고, 상기 고흡수성 수지가 완전히 잠기도록 과량의 생리 식염수(0.9 중량%의 염화나트륨 수용액)를 부었다. 그리고, 상기 고흡수성 수지를 30 분간 팽윤시켰다. 이후, 팽윤된 고흡수성 수지 위에 0.3 psi의 하중이 균일하게 부여될 수 있도록 피스톤을 부가하였다. While the stopcock of the cylinder was closed, 0.2 g of super absorbent polymer was put thereinto, and an excessive amount of physiological saline solution (0.9% by weight of sodium chloride aqueous solution) was poured so that the super absorbent polymer was completely submerged. Then, the superabsorbent polymer was swollen for 30 minutes. Then, a piston was added so that a load of 0.3 psi could be uniformly applied on the swollen super absorbent polymer.

이어서, 실린더의 stopcock를 열어 생리 식염수 20 mL가 팽윤된 고흡수성 수지를 통과하는데 걸린 시간을 초 단위로 측정하였다. 이때, 실린더에 생리 식염수가 40 mL 채워져 있을 경우의 메니스커스를 마킹해 두고, 실린더에 생리 식염수가 20 mL 채워져 있을 경우의 메니스커스를 마킹해 두면, 40 mL에 해당하는 레벨부터 20 mL에 해당하는 레벨까지 도달하는데 걸리는 시간을 측정하여 상기 계산식 4의 T1을 측정할 수 있다.Next, the stopcock of the cylinder was opened and the time required for 20 mL of physiological saline to pass through the swollen superabsorbent polymer was measured in seconds. At this time, if the meniscus is marked when the cylinder is filled with 40 mL of physiological saline, and the meniscus is marked when the cylinder is filled with 20 mL of physiological saline, the level corresponding to 40 mL is increased to 20 mL. T1 in Equation 4 can be measured by measuring the time taken to reach the corresponding level.

상기 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.The results are shown in Table 1 and Table 2.

단위unit 비교예 1Comparative Example 1 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 표면 가교surface cross-linking WaterWater phrphr 5.05.0 5.05.0 5.05.0 5.05.0 5.05.0 MeOHMeOH 3.03.0 3.03.0 3.03.0 3.03.0 3.03.0 EJ1030sEJ1030s 0.060.06 0.060.06 0.060.06 0.060.06 0.060.06 PDADMACPDADMAC -- Polyethyleneimine
0.1
Polyethyleneimine
0.1
-- 0.10.1 --
PMETAMSPMETAMS -- -- -- 0.10.1 후첨afterword Aerosil200Aerosil200 0.10.1 0.10.1 Aerosil200 0.1 + PMETAMS 0.1Aerosil200 0.1 + PMETAMS 0.1 0.10.1 0.10.1 제품 물성product properties CRCCRC g/gg/g 30.430.4 30.330.3 30.230.2 31.031.0 30.730.7 0.7 AUP0.7 AUP g/gg/g 19.719.7 20.020.0 20.220.2 20.720.7 21.621.6 EEFCEEFC g/gg/g 25.025.0 25.125.1 25.225.2 25.925.9 26.226.2 VortexVortex secsec 2424 2424 2424 2121 2020 Perm.Perm. secsec 2424 1919 1515 1010 77

* PDADMAC: 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드)(제조사: SINOFLOC, Mw: 150,000 g/mol)* PMETAMS: 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트(제조사: Senka, Mw: 400,000 g/mol) * PDADMAC: poly(diallyldimethylammonium chloride) (manufacturer: SINOFLOC, Mw: 150,000 g/mol) * PMETAMS: poly(2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate (manufacturer: Senka, Mw: 400,000 g/mol)

단위unit 비교예 2Comparative Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 표면 가교surface cross-linking WaterWater PhrPhr 77 MeOHMeOH 33 EJ1030sEJ1030s 0.0250.025 0.0350.035 PMETAMSPMETAMS -- 0.050.05 0.10.1 0.20.2 0.20.2 0.30.3 후첨afterword Aerosil200Aerosil200 0.10.1 제품 물성product properties CRCCRC g/gg/g 30.930.9 31.231.2 31.131.1 3131 30.130.1 30.630.6 0.7 AUP0.7 AUP g/gg/g 12.512.5 13.113.1 14.814.8 16.016.0 20.220.2 20.220.2 EEFCEEFC g/gg/g 21.721.7 22.222.2 23.023.0 23.523.5 25.225.2 25.425.4 VortexVortex secsec 2424 2323 2424 2424 2424 2424 Perm.Perm. secsec 2020 1717 1616 1414 1111 1111

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예의 고흡수성 수지는 표면 가교 시 표면 가교액의 조성물로 양이온성 고분자를 더 포함하여 비교예에 비하여 흡수 제반 물성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, the superabsorbent polymers of Examples prepared according to the present invention further included a cationic polymer as a composition of the surface crosslinking liquid during surface crosslinking, so it was confirmed that the water absorption properties were superior to those of Comparative Examples.

또한, 상기 표 2에 나타난 바와 같이, 표면 가교제 함량을 줄여 가교 밀도를 낮춘 조성으로 고흡수성 수지를 제조하였을 경우에도, 본 발명에 따라 제조된 실시예의 고흡수성 수지는 비교예에 비하여 다른 물성은 동등한 수준을 유지하면서도 고가압 흡수능 및 통액성이 월등히 우수한 것을 확인할 수 있었다.In addition, as shown in Table 2, even when the superabsorbent polymer was prepared with a composition in which the crosslinking density was lowered by reducing the content of the surface crosslinking agent, the superabsorbent polymer of Examples prepared according to the present invention had the same physical properties as those of Comparative Examples. It was confirmed that the high pressure absorption capacity and liquid permeability were excellent while maintaining the level.

Claims (17)

중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수 겔 중합체를 형성하는 단계;
상기 함수 겔 중합체를 건조, 분쇄, 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및
표면 가교제 및 양이온성 고분자의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말의 표면을 가교하여 표면 가교층을 형성하는 표면 가교 단계를 포함하며;
상기 양이온성 고분자는 반복 단위 내 4급 암모늄 이온을 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
cross-linking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of a polymerization initiator and an internal cross-linking agent to form a hydrogel polymer;
forming a base resin powder by drying, pulverizing, and classifying the hydrogel polymer; and
a surface crosslinking step of forming a surface crosslinking layer by crosslinking the surface of the base resin powder in the presence of a surface crosslinking agent and a cationic polymer;
The cationic polymer contains a quaternary ammonium ion in the repeating unit,
A method for producing a superabsorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 암모늄 이온이 연결된 에틸렌성 불포화 단량체 유래 반복 단위를 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The cationic polymer includes a repeating unit derived from an ethylenically unsaturated monomer to which ammonium ions are linked.
A method for producing a superabsorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 반복 단위내 고리형 암모늄 이온을 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The cationic polymer contains a cyclic ammonium ion in the repeating unit,
A method for producing a superabsorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트), 폴리(2-디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 4급 염), 및 폴리(아크릴아미드-디메틸아미노에틸아크릴레이트 4급 염)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The cationic polymer is poly(diallyldimethylammonium chloride), poly(2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate), poly(2-dimethylamino)ethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt), And poly (acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate quaternary salt) containing any one or more selected from the group consisting of,
A method for producing a superabsorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 중량 평균 분자량이 50,000 g/mol 내지 700,000 g/mol인,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The cationic polymer has a weight average molecular weight of 50,000 g / mol to 700,000 g / mol,
A method for producing a superabsorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 베이스 수지 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 0.9 중량부로 포함되는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The cationic polymer is included in 0.01 parts by weight to 0.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
A method for producing a superabsorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 표면 가교제는 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 할로에폭시 화합물, 또는 알킬렌 카보네이트계 화합물을 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The surface crosslinking agent includes a polyhydric alcohol-based compound, a polyhydric epoxy-based compound, a haloepoxy compound, or an alkylene carbonate-based compound,
A method for producing a superabsorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 표면 가교제는 베이스 수지 100 중량부 대비 0.001 중량부 내지 5 중량부로 사용되는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The surface crosslinking agent is used in an amount of 0.001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
A method for producing a superabsorbent polymer.
적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체를 포함하는 베이스 수지 분말; 및
표면 가교제를 매개로 상기 가교 중합체가 추가 가교되어, 상기 베이스 수지 분말 상에 형성된 표면 가교층을 포함하고,
상기 표면 가교층은 반복 단위 내 4급 암모늄 이온을 포함하는 양이온성 고분자를 포함하는,
고흡수성 수지.
a base resin powder comprising a cross-linked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized; and
A surface crosslinking layer formed on the base resin powder by further crosslinking the crosslinked polymer with a surface crosslinking agent,
The surface crosslinking layer comprises a cationic polymer containing quaternary ammonium ions in repeating units,
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 암모늄 이온이 연결된 에틸렌성 불포화 단량체 유래 반복 단위를 포함하는,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
The cationic polymer includes a repeating unit derived from an ethylenically unsaturated monomer to which ammonium ions are linked.
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 반복 단위내 고리형 암모늄 이온을 포함하는,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
The cationic polymer contains a cyclic ammonium ion in the repeating unit,
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드), 폴리(2-(메타크릴로일옥시)에틸트리메틸암모늄 메틸설페이트), 폴리(2-디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 메틸클로라이드 4급 염), 및 폴리(아크릴아미드-디메틸아미노에틸아크릴레이트 4급 염)으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
The cationic polymer is poly(diallyldimethylammonium chloride), poly(2-(methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium methyl sulfate), poly(2-dimethylamino)ethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt), And poly (acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate quaternary salt) containing any one or more selected from the group consisting of,
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 표면 가교제는 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 할로에폭시 화합물, 또는 알킬렌 카보네이트계 화합물을 포함하는,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
The surface crosslinking agent includes a polyhydric alcohol-based compound, a polyhydric epoxy-based compound, a haloepoxy compound, or an alkylene carbonate-based compound,
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 고흡수성 수지의 통액성은 18초 이하인,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
The liquid permeability of the superabsorbent polymer is 18 seconds or less,
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 고흡수성 수지의 EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 원심 분리 보수능(CRC)은 25 g/g 내지 40 g/g인,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
The centrifugal retention capacity (CRC) of the superabsorbent polymer measured according to the EDANA method WSP 241.3 is 25 g / g to 40 g / g,
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 고흡수성 수지의 EDANA 법 WSP 242.3에 따라 측정한 0.7 psi의 가압 흡수능(AUP)은 10 g/g 내지 30 g/g인,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
The absorbent capacity under load (AUP) of 0.7 psi measured according to the EDANA method WSP 242.3 of the superabsorbent polymer is 10 g/g to 30 g/g,
super absorbent polymer.
제9항에 있어서,
상기 고흡수성 수지의 Vortex는 40초 이하인,
고흡수성 수지.
According to claim 9,
Vortex of the superabsorbent polymer is 40 seconds or less,
super absorbent polymer.
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