KR960008111B1 - Process for producing absorption resin having a high absorptivity - Google Patents

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Abstract

The method includes the steps of; (1) keeping water content of the polymer, obtained by polymerizing carboxyl or carboxylic monomer partially, below 25 wt% by azeotropic distillaltion in lipophilic solvent; (2) dehydrating by azeotropic distillation after the addition of the solution of hydrophilic bridging agent; (3) removing lipophilic solvent, adding hydrophilic solvent and hydrophilic bridging agent, reacting it at above the boiling point of the solvent; (4) drying after removing the solvent by filtration.

Description

고흡인력을 갖는 고흡수성 수지의 제조방법Manufacturing method of super absorbent polymer having superabsorbent force

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

특히, 특수 가교에 의해 고흡인력을 갖는 고흡수성 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a method for producing a superabsorbent polymer having superabsorbent force by special crosslinking.

흡수성 재료로는 스폰지, 펄프 및 종이 등과 같은 천연 재료와 -OH, -NH2, -COOH 등과 같은 친수성기를 가진 재료들을 염으로 부분 중화시켜 만든 합성 재료가 있다. 과거에는 스폰지, 펄프 및 종이 등과 같은 천연재료들이 위생용 재료 및 농업용 재료로 많이 사용되어 왔다. 그러나, 이들은 물리적인 방법에 의해 물을 흡인하는 메카니즘을 갖고 있으므로 낮은 흡수능을 가지며, 또한 이들에 약간만 압력을 가하여도 흡수된 물이 대부분 도로 빠져 나가는 문제점이 있다. 이런 문제점을 보완하기 위하여 물리적 및 화학적 방법에 의해 물을 흡인하는 메카니즘을 가진 합성 물질들이 요구되었으며 그 주류를 이루는 것은 부분 가교시킨 폴리아크릴산 염, 검화시킨 전분-아크릴로니트릴 그래프트 공중합체, 가교시킨 셀룰로오즈-아크릴산염 그래프트 공중합체 등이다. 이렇게 만들어진 합성 물질들은 기저귀 및 위생용 내프킨 등과 같은 위생 분야 및 토목, 원예용 분야에 주로 사용되고 있다. 또한 침적물의 응집, 기름에서의 탈수 및 건축자재의 이슬응축 방지의 목적 등 여러 분야에서 사용되고 있다.Absorbent materials include natural materials such as sponges, pulp and paper, and synthetic materials made by partially neutralizing materials with hydrophilic groups such as -OH, -NH 2 , -COOH, and the like. In the past, natural materials such as sponges, pulp and paper have been widely used as sanitary and agricultural materials. However, since they have a mechanism of sucking water by a physical method, they have a low absorption capacity, and there is a problem that most of the absorbed water escapes even with a slight pressure on them. In order to solve this problem, synthetic materials having a mechanism of sucking water by physical and chemical methods have been required. -Acrylate graft copolymers and the like. The synthetic materials thus made are mainly used in the sanitary field such as diapers and hygienic napkin, and civil engineering and horticultural fields. In addition, it is used in various fields such as flocculation of sediment, dehydration in oil and prevention of dew condensation of building materials.

그중에서도 고흡수성 수지의 가장 큰 용도는 위생 재료 분야이다. 지금까지 위생 재료 분야에서 사용되는 고흡수성 수지의 물성은 탈이온수 및 염수에서의 고흡수속도 및 고흡수능에 주안점을 두고 개발되어 왔으며 대부분의 특허가 이들의 개선을 위한 제조방법에 관한 것이다. 예로는 미합중국 특허 제4, 497, 930호 및 미합중국 특허 제4, 541, 871호가 있다. 그러나 위생 재료 분야, 일회용 흡수제품에서는 분비물을 펌프가 먼저 빨아들이고 다시 흡수성 수지가 펄프로부터 빨아들이므로 펄프로부터 빨아들이는 힘, 즉, 흡인력과 흡수한 후의 보송보송한 상태를 유지하기 위한 흡수된 후의 보수력, 즉, 겔 강도가 무엇보다도 중요하다.Among them, the largest use of the super absorbent polymer is in the field of hygienic materials. Until now, the properties of super absorbent polymers used in the field of hygienic materials have been developed with the focus on high absorption rate and high absorption capacity in deionized water and brine, and most of the patents are related to manufacturing methods for improving them. Examples are US Pat. Nos. 4, 497, 930 and US Pat. Nos. 4, 541, 871. However, in the field of hygienic materials and disposable absorbent products, the secretion of the discharge from the pulp is absorbed by the pump first, and then the absorbent resin is absorbed from the pulp, that is, the suction force and the absorbed force to maintain the soft state after absorption. Water retention, ie gel strength is of utmost importance.

미합중국 특허 제4, 497. 930호에는 중합후 중합체를 기준으로 10 내지 40중량%의 물이 중합체내에 존재하도록 공비증류를 이용해 물을 제거한 다음, 친유성 용매중에서 카르복실기와 카르복실레이트기와 반응할 수 있는 최소한 2개 이상의 반응기를 가진 가교제를 중합체를 기준으로 0.01 내지 5중량% 사용하며 40 내지 150℃에서 환류 반응시키는 방법이 기술되어 있으나, 이 방법은 가교제와 함께 단지 가교제를 용해시킬 수 있을 정도의 물만을 사용했기 때문에 가교제와 함께 첨가한 물의 양이 너무 적어 중합체 표면에만 소량의 가교제가 침투하고 중합체 내부에는 가교제가 침투하지 않아 흡수능 및 흡수 속도만 높고 흡인력 및 겔 강도는 현저히 감소되어 위생 재료로서 사용하기가 곤란하다.U.S. Patent No. 4, 497.930 discloses that water may be removed by azeotropic distillation so that 10 to 40% by weight of water, based on the polymer after polymerization, is present in the polymer and then reacted with the carboxyl and carboxylate groups in a lipophilic solvent. Using a crosslinking agent having at least two reactors at 0.01 to 5% by weight based on the polymer and refluxing at 40 to 150 ° C., but this method can only dissolve the crosslinking agent together with the crosslinking agent. Since only water is used, the amount of water added together with the crosslinking agent is so small that a small amount of the crosslinking agent penetrates into the polymer surface only, and the crosslinking agent does not penetrate into the polymer, so that the absorbency and absorption rate are high and the suction force and gel strength are significantly reduced. Difficult to do

또한, 미합중국 특허 제4, 541,871호에는 중합 후 중합체내의 물의 함량이 0.01 내지 1.3중량부가 되도록 하기 위해서 공비증류를 이용해 물을 제거하거나 혹은 건조 중합체(수분함량 2.5중량% 이하)에 물을 첨가한 후, 중합체를 기준으로 0.1 내지 50중량부의 비극성 용매중에서, 중합체를 기준으로 0.005 내지 5중량%의 가교제를 첨가하여 가교 반응시키는 방법이 기술되어 있으나, 이 방법 역시 가교제만 투입하거나 혹은 중합체내의 물 함량을 맞추기 위해 적당량의 물(중합체를 기준으로 5.6 내지 75.6중량%)을 첨가시킨 후 증발시켜 용매를 제거할 때 첨가한 물의 양을 기준으로 0.5중량부 이하의 물만이 제거되므로 흡인력 및 겔 강도가 높지 않다.In addition, US Pat. No. 4,541,871 discloses that water is removed by azeotropic distillation or water is added to a dry polymer (water content of 2.5% by weight or less) in order to ensure that the water content in the polymer is 0.01 to 1.3 parts by weight after polymerization. However, a method of crosslinking reaction is described by adding 0.005 to 5% by weight of a crosslinking agent based on the polymer in 0.1-50 parts by weight of a nonpolar solvent based on the polymer, but this method also adds only the crosslinking agent or changes the water content in the polymer. When the solvent is added by adding an appropriate amount of water (5.6 to 75.6% by weight based on the polymer) to remove the solvent, only 0.5 parts by weight or less of water is removed based on the amount of water added. .

따라서 이러한 종래 특허의 수지들은 흡수능 및 흡수 속도는 크지만 흡인력 및 겔 강도는 현저히 떨어지므로 위생 재료로서 사용하기가 곤란하다. 따라서, 현재 위생 재료 분야에서는 펄프를 통하여 물을 빨아 들이는 능력(흡인력) 및 물을 흡수한 후의 겔 상태(겔 강도)의 개선이 크게 요구되고 있으며 실제로 적용시에 이들이 가장 중요한 문제이다.Therefore, these conventional patent resins are difficult to use as sanitary materials because they have a high absorption capacity and absorption rate, but a significant drop in suction force and gel strength. Therefore, in the field of sanitary materials, there is a great demand for improving the ability to suck water through pulp (absorption force) and the gel state (gel strength) after absorbing water, and these are the most important problems in practical application.

본 발명에서는 상기 문제를 해결하고자 특수 가교에 의해 고흡인력을 갖는 고흡수성 수지를 제조하는 방법을완성하였다.In the present invention, in order to solve the above problems, a method of producing a superabsorbent polymer having a superabsorbing force by special crosslinking has been completed.

즉, 본 발명은 (1) 카르복실기 혹은 카르복실레이트기-함유 단량체 혹은 중합체를 부분 중화시킨 후 중합시켜 얻은 중합체를 친유성 용매중에서 공비증류시켜 중합체내의 물 함량을 중합체를 기준으로 25중량% 이하로 유지키는 단계, (2) 친수성 가교제의 수용액을 첨가한 후 공비증류시켜 탈수시키는 단계, (3) 친유성 용매를 제거하고 친수성 용매와 친수성 가교제를 섞은 용액을 투입한 후 용매의 비점 이상에서 반응시키는 단계, 및 (4) 여과에 의해 용매를 제거하고 건조시키는 단계를 포함하는, 특수 가교에 의해 고흡인력을 갖는 고흡수성 수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.That is, the present invention (1) partially neutralized a carboxyl group or a carboxylate group-containing monomer or polymer, followed by azeotropic distillation of the polymer obtained in a lipophilic solvent to reduce the water content of the polymer to 25% by weight or less based on the polymer. Maintaining step, (2) adding an aqueous solution of a hydrophilic crosslinking agent and then dehydrating by azeotropic distillation, (3) removing the lipophilic solvent, adding a solution mixed with a hydrophilic solvent and a hydrophilic crosslinking agent, and reacting at a solvent boiling point or higher. It relates to a method for producing a superabsorbent polymer having a superabsorbing force by special crosslinking, comprising the step, and (4) removing the solvent by filtration and drying.

본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail as follows.

본 발명에 사용된 카르복실기 또는 카르복실레이트기-함유 단량체 및 중합체는 아크릴산, 메타크릴산 등과 같은 단량체 및 전분, 셀룰로즈, 아가로즈, 치틴등에 아크릴산을 그래프트시킨 중합체일 수 있으며, 또한 아크릴산 또는 메타크릴산을 말레이산 아크릴아미드, 2-아크릴아미드-2-메틸프로필 술폰산, 2-히드록시 메타크릴레이트 등과 적당한 비율로 공중합시킨 중합체일 수 있다.The carboxyl or carboxylate group-containing monomers and polymers used in the present invention may be monomers such as acrylic acid, methacrylic acid and the like, and polymers grafted acrylic acid to starch, cellulose, agarose, chitin, and the like, or acrylic acid or methacrylic acid. May be a polymer copolymerized with maleic acid acrylamide, 2-acrylamide-2-methylpropyl sulfonic acid, 2-hydroxy methacrylate and the like in an appropriate ratio.

상기 단량체 혹은 중합체의 중화에는 알칼리 금속의 수산화물, 바람직하게는 수산화 나트륨을 사용할 수 있다.An alkali metal hydroxide, preferably sodium hydroxide, may be used for neutralizing the monomer or polymer.

아크릴산의 중화도는 50 내지 100몰%가 적당하며, 60 내지 80몰%가 바람직하다. 중화도가 50몰%이하이면 염의 농도가 적어 물에 대한 전하 밀도가 작으므로 침투압이 적제 발생하여 원하는 고흡수성을 얻을 수 없다. 또한, 상기 단량체 혹은 중합체는 20 내지 70%, 바람직하게는 40 내지 60%의 수용액으로 사용할 수 있다.As for neutralization degree of acrylic acid, 50-100 mol% is suitable, and 60-80 mol% is preferable. If the degree of neutralization is less than 50 mol%, the salt concentration is small and the charge density to the water is small, so that the penetration pressure is appropriately generated and the desired high absorbency cannot be obtained. In addition, the monomer or polymer may be used in an aqueous solution of 20 to 70%, preferably 40 to 60%.

이들 중합에는 역상 현탁 중합 방법이 사용되며, 이때 사용되는 친유성 용매로는 비점이 30 내지 200℃인 지방족 또는 방향족 탄화수소, 예를 들면, n-헥산, n-헵탄, 벤젠, 크실렌, 톨루엔, 시클로펜탄, 시클로헥산 등이 있으며, 시클로헥산이 바람직하다. 중합시 용매의 사용량은 단량체 1중량부에 대해 0.1 내지 50중량부가 바람직하고, 0.5 내지 30중량부가 더욱 바람직하다.In these polymerizations, a reverse phase suspension polymerization method is used, and as the lipophilic solvent used, an aliphatic or aromatic hydrocarbon having a boiling point of 30 to 200 ° C, for example, n-hexane, n-heptane, benzene, xylene, toluene, cyclo Pentane, cyclohexane, and the like, with cyclohexane being preferred. As for the usage-amount of a solvent at the time of superposition | polymerization, 0.1-50 weight part is preferable with respect to 1 weight part of monomers, and 0.5-30 weight part is more preferable.

중합시에 분산제로 HLB(친유친수 밸런스) 값이 8 내지 12인 솔비탄 모노라우레이트, 바람직하게는 로토슈거 에스테르 S-970(HLB 값=9.0)을 사용할 수 있다. 또한, 중합 개시제로 수용성 라디칼 중합 개시제, 예를 들면 과황산 암모늄, 과황산 칼륨 및 과산화 수소, 바람직하게는 과황산 칼륨을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.At the time of polymerization, sorbitan monolaurate having an HLB (lipophilic balance) value of 8 to 12, preferably Rotosugar ester S-970 (HLB value = 9.0), may be used as a dispersant. As the polymerization initiator, a water-soluble radical polymerization initiator such as ammonium persulfate, potassium persulfate and hydrogen peroxide, preferably potassium persulfate, may be used alone or in combination of two or more thereof.

상기 중합체를 공비증류에 의해 중합 중에 또는 중합 후에 탈수시킨다. 중합체내의 물의 함량은 중합체를 기준으로 25중량% 이하가 되도록 조절되어야 본 발명에서 얻고자 하는 효과를 나타내며 이 범위를 벗어나면 흡수능이 급격히 감소된다.The polymer is dehydrated during or after polymerization by azeotropic distillation. The content of water in the polymer should be adjusted to 25% by weight or less based on the polymer to exhibit the effect to be obtained in the present invention, and beyond this range, the water absorption is drastically reduced.

가교제는 친수성 또는 수용성인 것으로서 카르복실기 또는 카르복실레이트와 반응할 수 있는 에폭시기가 2개 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그 예로는 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 트리메틸올 프로판 폴리글리시딜 에테르 및 솔비톨 폴리글리시딜 에테르등이 있으며, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르가 바람직하다. 가교제의 사용량은 사용되는 가교제의 종류와 중합체에 따라 다르나, 보통 중합체를 기준으로 0.005 내지 1.0중량%이다. 가교제의 사용량이 0.005중량% 이하이면 입자 내부의 가교 효과가 없으며 1.0중량% 이상이면 입자 내부의 가교밀도가 너무 커서 흡수능이 급격히 감소된다.The crosslinking agent is preferably hydrophilic or water soluble and has two or more epoxy groups capable of reacting with a carboxyl group or carboxylate. Examples are ethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylol propane polyglycidyl ether and sorbitol polyglycidyl ether and the like, with ethylene glycol diglycidyl ether being preferred. The amount of crosslinking agent used depends on the type of crosslinking agent used and the polymer, but is usually 0.005 to 1.0% by weight based on the polymer. When the amount of the crosslinking agent is 0.005% by weight or less, there is no crosslinking effect inside the particles, and when the amount of the crosslinking agent is 1.0% by weight or more, the crosslinking density inside the particles is too large, so that the water absorption capacity is drastically reduced.

가교제와 함께 사용되는 물의 양은, 흡인력 및 겔 강도가 우수한 고흡수성 수지를 얻기 위해서는 중합체를 기준으로 7.0 내지 25.0중량%가 적합하다. 첨가하는 물의 양이 7.0중량% 이하이면 흡수능은 증가하나 흡인력 및 겔 강도가 급격히 떨어지며, 25.0중량% 이상이면 흡수능이 급격히 떨어진다. 흡인력 및 겔 강도가 우수하면서 흡수능이 적절한 고흡수성 수지를 얻기 위해서는 가교반응 동안 첨가된 물의 양의 60중량% 이상의 물을 제거하여야 한다. 60중량% 이하로 물을 제거하면 흡인력 및 흡수능이 급격히 감소하므로 원하는 흡수성 수지를 얻기가 어렵다.The amount of water used with the crosslinking agent is suitably 7.0 to 25.0% by weight based on the polymer in order to obtain a superabsorbent polymer having excellent suction and gel strength. If the amount of water to be added is 7.0% by weight or less, the absorption capacity is increased, but the suction power and gel strength are sharply decreased, and when the amount of water is more than 25.0% by weight, the absorption capacity is sharply decreased. In order to obtain a superabsorbent polymer having good suction power and gel strength and adequate absorbency, water at least 60% by weight of the amount of water added during the crosslinking reaction should be removed. When water is removed at 60% by weight or less, it is difficult to obtain a desired absorbent resin because the suction force and the absorbency are drastically reduced.

전술한 바와 같이, 카르복실기 혹은 카르복실레이트-함유 단량체 혹은 중합체를 부분 중화시키고 중합하여 얻은 중합체를 친유성 용매중에서 공비증류시켜 중합체내의 물이 중합체를 기준으로 25중량% 이하가 되도록 한 다음 소량의 친수성 가교제를 적당량의 물에 용해시킨 수용액을 첨가하면 물이 중합체내에 침투하면서 가교제도 함께 침투되므로 중합체 내부에는 소량의 가교제가 존재하게 된다. 이어서 적당량의 물이 제거되도록 용매의 비점에서 반응시키면 중합체 내부에서 가교도가 적절히 유지된다.As described above, the polymer obtained by partially neutralizing the carboxyl group or carboxylate-containing monomer or polymer and polymerizing is azeotropically distilled in a lipophilic solvent so that the water in the polymer is 25% by weight or less based on the polymer and then a small amount of hydrophilicity. When an aqueous solution in which a crosslinking agent is dissolved in an appropriate amount of water is added, a small amount of crosslinking agent is present in the polymer since water penetrates into the polymer and the crosslinking agent also penetrates. Subsequently, when the reaction is carried out at the boiling point of the solvent so that an appropriate amount of water is removed, the degree of crosslinking is properly maintained within the polymer.

다음으로, 유기 용매를 제거하고, 내부 가교된 중합체를 표면 가교시키는데, 이때 사용되는 용매는 친수성 용매로서 메탄올 또는 에탄올등이 사용되며, 메탄올이 더 바람직하다. 상기 친수성 용매의 사용량은 중합체 1중량부를 기준으로 1.7 내지 2.7중량부가 적당하며, 1.7중량부 이하로 사용하면 뭉침 현상이 일어나고, 2.7중량부 이상 사용하면 용매에 용해되어 있는 가교제가 중합체와 접촉할 수 있는 기회가 적어 중합체 표면을 가교시키는 효과가 떨어진다.Next, the organic solvent is removed, and the internal crosslinked polymer is surface crosslinked. At this time, methanol or ethanol is used as the hydrophilic solvent, and methanol is more preferable. The amount of the hydrophilic solvent is suitably 1.7 to 2.7 parts by weight based on 1 part by weight of the polymer, and when used at 1.7 parts by weight or less, agglomeration occurs, and when used at 2.7 parts by weight or more, the crosslinking agent dissolved in the solvent may contact the polymer. There is little chance that there is less effect of crosslinking the polymer surface.

상기 표면 가교에 사용되는 가교제는 내부 가교에 사용된 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르와 같은 친수성 가교제일 수 있으며, 사용량은 중합체를 기준으로 0.5 내지 5.0중량%이다. 0.5중량% 이하의 양은 가교효과가 거의 없으며, 5.0중량% 이상은 가교가 너무 많이 되어 흡수능이 급격히 감소한다.The crosslinking agent used for the surface crosslinking may be a hydrophilic crosslinking agent such as ethylene glycol diglycidyl ether used for internal crosslinking, and the amount of the crosslinking agent is 0.5 to 5.0% by weight based on the polymer. The amount of 0.5 wt% or less has almost no crosslinking effect, and the 5.0 wt% or more crosslinks too much, so that the water absorption is drastically reduced.

친수성 용매와 친수성 가교제를 섞은 용액을 미리 내부 가교시킨 중합체에 가하면, 친수성 용매가 중합체 표면에만 팽윤되어 친수성 용매중의 가교제가 중합체 표면에만 다량 존재하게 된다. 이어서, 이 상태의 중합체 용액을 용매의 비점 이상에서 반응시키면, 중합체 내부에서는 가교도가 낮고, 표면에서는 가교도가 높은 중합체가 생성된다.When a solution mixed with a hydrophilic solvent and a hydrophilic crosslinking agent is added to a polymer crosslinked beforehand, the hydrophilic solvent swells only on the polymer surface, and a large amount of the crosslinking agent in the hydrophilic solvent is present only on the polymer surface. Subsequently, when the polymer solution in this state is reacted at the boiling point or more of the solvent, a polymer having a low crosslinking degree inside the polymer and a high crosslinking degree at the surface is produced.

이렇게 하여 수득한 중합체는 여과 및 건조에 의해 회수할 수 있으며, 상기 여과 및 건조는 통상적으로 잘 알려져 있는 방법을 사용할 수 있다.The polymer thus obtained can be recovered by filtration and drying, and the filtration and drying may employ a method which is generally well known.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

실시예에서 흡인력은 컬럼법을 이용한 것으로 흡수성이 수지 1g에 대한 1, 2, 3. 4 및 5분 동안의 흡인량(ml/g)을 생리식염수에 대해 측정한 것이며, 흡수능(배)은 흡수성 수지 1g을 1000g의 탈이온수에 넣은 후 30분뒤에 80메쉬의 체로 여과하여 겔의 무게를 측정한 것이다. 또한, 겔 강도는 탈이온수로 포화 팽윤시킨 흡수성 수지를 손으로 눌러서 다음의 네가지 기준에 따라 평가하였다.In the embodiment, the suction force is a column method, and the absorbency is measured for the saline of 1, 2, 3. 4, and 5 minutes (ml / g) with respect to 1 g of the resin for physiological saline, and the absorbency (fold) is the absorbency. After weighing 1 g of resin in 1000 g of deionized water, the weight of the gel was measured by filtration through an 80 mesh sieve after 30 minutes. In addition, gel strength was evaluated by hand pressing the water absorbent resin saturated and swollen with deionized water according to the following four criteria.

◎ : 강하게 눌러도 잘 파괴되지 않음◎: Hard to press well

○ : 강하게 누르면 파괴됨○: Destroyed if pressed hard

△ : 간단히 파괴됨△: simply destroyed

× : 끈적끈적하며 약간의 힘만 가해도 파괴됨×: Sticky and destroyed with slight force

[실시예 1]Example 1

교반기, 딘 스탁 장치, 응축기, 압력 조정시 깔대기 및 질소 주입기가 부착된 500ml 용량의 4구 둥근 플라스크에, 시클로헥산 160g 및 로토슈거 에스테르 S-970 1.0g을 넣고, 플라스크에 들어 있는 산소를 제거하기 위해 질소 기체를 주입시키고, 중탕 온도를 75℃까지 올렸다. 또 다른 200ml의 플라스크에 아크릴산 30.9g을 넣고, 상온으로 냉각시키면서 수산화 나트륨 수용액 49.1g(수산화 나트륨 9.2g)을 천천히 첨가하여 중화도 60% 및 단량체 농도 45중량%인 나트륨 염 용액을 제조하였다. 아 아크릴산 나트륨 염 용액에, 과황산 칼륨 0.1g을 증류수 3g에 녹인 용액을 첨가하여 잘 교반하였다. 이어서, 이용액을 시클로헥산 160g과 분산제(로토슈거 에스테르 S-970) 1.0g이 들어 있는 플라스크에 압력 조정식 깔대기를 통하여 주입하여 반응시켰다. 중합체가 생성되면 중탕온도를 90℃로 올리고, 생성된 중합체내의 물 함량이 20중량%가 되도록 하기 위해 공비증류에 의해 물 38g을 제거한 후, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 0.2g을 물 3g에 용해시킨 수용액을 첨가하여 가교 반응시켰다. 이때 반응중 딘 스탁 장치를 이용하여 물 5g을 제거하였다. 반응을 완료시킨 후 시클로헥산을 제거하고, 메탄올 100g에 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 0.3g을 섞은 용액을 다시 첨가한 후 90℃에서 2시간 반응시켰다. 반응 완료후 여과에 의해 메탄올을 제거한 다음, 수득된 중합체를 건조시켜 흡인력, 흡수능 및 겔 강도를 측정하였다. 이에 대한 결과를 표 1에 나타내었다.Into a 500 ml four-necked round flask equipped with a stirrer, Dean stocker, condenser, pressure funnel and nitrogen injector, add 160 g of cyclohexane and 1.0 g of Rotosugar ester S-970 to remove oxygen from the flask Nitrogen gas was injected, and the bath temperature was raised to 75 ° C. 30.9 g of acrylic acid was added to another 200 ml flask, and 49.1 g of sodium hydroxide solution (9.2 g of sodium hydroxide) was slowly added while cooling to room temperature to prepare a sodium salt solution having a degree of neutralization of 60% and a monomer concentration of 45% by weight. To the sodium acrylate salt solution, a solution in which 0.1 g of potassium persulfate was dissolved in 3 g of distilled water was added and stirred well. Subsequently, the solution was injected into a flask containing 160 g of cyclohexane and 1.0 g of a dispersant (RotoSugar ester S-970) through a pressure-controlled funnel to react. After the polymer was formed, the bath temperature was raised to 90 ° C., and 38 g of water was removed by azeotropic distillation so that the water content of the polymer was 20% by weight, and then 0.2 g of ethylene glycol diglycidyl ether was dissolved in 3 g of water. The resulting aqueous solution was added and crosslinked. At this time, 5 g of water was removed using a Dean Stark apparatus during the reaction. After the reaction was completed, cyclohexane was removed, and a solution obtained by adding 0.3 g of ethylene glycol diglycidyl ether to 100 g of methanol was added again and reacted at 90 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, methanol was removed by filtration, and then the obtained polymer was dried to measure suction force, water absorption capacity, and gel strength. The results are shown in Table 1.

[실시예 2 내지 4][Examples 2 to 4]

에틸렌 글리콜 디글리시딜에테르 0.2g을 용해시킨 물의 양과 입자 표면 가교시 사용한 메탄올의 양을 다음과 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.It carried out similarly to Example 1 except having changed the quantity of the water which melt | dissolved 0.2 g of ethylene glycol diglycidyl ether, and the quantity of the methanol used at the time of particle surface crosslinking as follows. The results are shown in Table 1.

[실시예 5]Example 5

입자 표면 가교시 메탄올과 함께 0.5g의 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.The same procedure as in Example 2 was carried out except that 0.5 g of ethylene glycol diglycidyl ether was used together with methanol when the particle surface was crosslinked. The results are shown in Table 1.

[실시예 6]Example 6

입자 내면 가교시 물과 함께 0.5g의 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.The same procedure as in Example 2 was carried out except that 0.5 g of ethylene glycol diglycidyl ether was used together with water for crosslinking of the inner surface of the particles. The results are shown in Table 1.

[비교예 1]Comparative Example 1

교반기, 딘 스탁 장치, 응축기, 압력 조정식 깔대기 및 질소 주입기가 부착된 500ml 용량의 4구 둥근 플라스크에, 시클로헥산 160g 및 로토슈거 에스테르 S-970 1.0g을 넣고, 플라스크에 들어 있는 산소를 제거하기 위해 질소 기체를 주입시키고, 중탕 온도를 75℃까지 올렸다. 또 다른 200ml의 플라스크에 아크릴산 30.9g을 넣고, 상온으로 냉각시키면서 수산화 나트륨수용액 49.1g(수산화 나트륨 9.2g)을 천천히 첨가하여 중화도 60% 및 단량체 농도 45중량%인 나트륨 염 용액을 제조하였다. 이 아크릴산 나트륨 염 용액에, 과황산 칼륨 0.1g을 증류수 3g에 녹인 용액을 첨가하여 잘 교반하였다. 이어서, 이 용액을 시클로헥산 160g과 분산제(로토슈거 에스테르 S-970) 1.0g이 들어 있는 플라스크에 압력 조정시 깔대기를 통하여 주입하여 반응시켰다. 중합체가 생성되면 중탕온도를 90℃로 올리고, 생성된 중합체내의 물 함량이 20중량%가 되도록 하기 위해 공비증류에 의해 물 38g을 제거한 다음, 상온으로 냉각시킨 후, 중합체를 여과, 건조시켜 흡인력, 흡수능 및 겔 강도를 측정하였다. 이에 대한 결과를 역시 표 1에 나타내었다.In a 500 ml four-necked round flask equipped with a stirrer, Dean stark unit, condenser, pressure-controlled funnel and nitrogen injector, 160 g of cyclohexane and 1.0 g of Rotosugar ester S-970 were added to remove oxygen from the flask. Nitrogen gas was injected and the bath temperature was raised to 75 ° C. 30.9 g of acrylic acid was added to another 200 ml flask, and 49.1 g of sodium hydroxide solution (9.2 g of sodium hydroxide) was slowly added while cooling to room temperature to prepare a sodium salt solution having a degree of neutralization of 60% and a monomer concentration of 45% by weight. To this sodium acrylate salt solution, a solution in which 0.1 g of potassium persulfate was dissolved in 3 g of distilled water was added and stirred well. Subsequently, the solution was injected into a flask containing 160 g of cyclohexane and 1.0 g of a dispersant (RotoSugar ester S-970) through a funnel to adjust the pressure. When the polymer is formed, the bath temperature is raised to 90 ° C., and 38 g of water is removed by azeotropic distillation so that the water content in the polymer is 20% by weight. After cooling to room temperature, the polymer is filtered and dried to obtain suction, Absorption capacity and gel strength were measured. The results for this are also shown in Table 1.

[비교예 2]Comparative Example 2

중합체내의 물 함량이 20중량%가 되도록 물을 제거한 후, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 0.2g과 물 3g을 섞은 수용액을 첨가하여 2시간 동안 환류시키는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.After the water was removed so that the water content in the polymer was 20% by weight, the same procedure as in Comparative Example 1 was carried out except that the mixture was refluxed for 2 hours by adding an aqueous solution of 0.2 g of ethylene glycol diglycidyl ether and 3 g of water. . The results are shown in Table 1.

[비교예 3]Comparative Example 3

중합체내의 물 함량이 20중량%가 되도록 물을 제거한 후, 시클로헥산을 제거하고 메탄올 100g에 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 0.3g을 녹인 용액을 넣고 2시간 동안 환류시키는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.After the water was removed so that the water content in the polymer was 20% by weight, cyclohexane was removed and a solution of 0.3 g of ethylene glycol diglycidyl ether in 100 g of methanol was added and refluxed for 2 hours. The same was done. The results are shown in Table 1.

[비교예 4][Comparative Example 4]

중합체내의 물 함량이 45중량%가 되도록 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.The same procedure as in Example 1 was conducted except that the water content in the polymer was 45% by weight. The results are shown in Table 1.

[비교예 5][Comparative Example 5]

중합체내의 물 함량이 20중량%가 되도록 물을 제거한 후, 시클로헥산을 제거하고 메탄올 100g을 넣고 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 0.3g과 물 15g을 녹인 용액을 첨가하여 2시간 동안 환류시키는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.After the water was removed so that the water content in the polymer was 20% by weight, cyclohexane was removed, 100 g of methanol was added, and a solution of 0.3 g of ethylene glycol diglycidyl ether and 15 g of water was added to reflux for 2 hours. Was carried out in the same manner as in Comparative Example 1. The results are shown in Table 1.

상기 표에서 알 수 있듯이 흡인력, 흡수량 및 겔-강도는 다음과 같은 방법에 의해 우수한 결과를 얻을 수 있음을 알았다.As can be seen from the table, the suction force, the absorption amount and the gel-strength were found to be excellent by the following method.

(1) 중합 후 중합체내의 물의 함량이 중합체를 기준으로 25.0중량% 이하가 되도록 할 것.(1) The content of water in the polymer after polymerization should be 25.0 wt% or less based on the polymer.

(2) 친유성 용매상에서 1차 가교(입자 내부가교)에 사용되는 물의 양이 중합체를 기준으로 7.0~25.0중량%이며 이때 함께 사용되는 가교제양은 중합체를 기준으로 0.005~1.0중량% 사용함.(2) The amount of water used for the primary crosslinking (crosslinking of the particles) in the lipophilic solvent is 7.0 to 25.0 wt% based on the polymer, and the amount of crosslinking agent used together is 0.005 to 1.0 wt% based on the polymer.

(3) 공비증류를 이용하여 첨가한 물의 양을 기준으로 0.6중량부(60중량%) 이상으로 물을 제거함.(3) Remove water by 0.6 parts by weight (60% by weight) or more based on the amount of water added using azeotropic distillation.

(4) 친수성 용매상에서 중합체를 기준으로 0.5~5.0중량%의 가교제와 친수성 용매를 섞은 용액상에서 2차 가교(입자 표면가교)시킬것.(4) Secondary crosslinking (particle surface crosslinking) on a mixture of 0.5 ~ 5.0 wt% crosslinking agent and hydrophilic solvent based on polymer in hydrophilic solvent.

Claims (5)

(1) 카르복실기나 카르복실레이트기-함유 단량체 혹은 중합체를 중화도 50% 이상으로 부분 중화시킨 후 중합시켜 얻은 중합체를 친유성 용매중에서 공비증류시켜 중합체내의 물 함량이 중합체를 기준으로 25중량% 이하가 되도록 탈수시키는 단계, (2) 상기 단계(1)의 반응 생성물에, 중합체를 기준으로 0.005 내지 1.0중량%의 친수성 가교제를 중합체를 기준으로 7.0 내지 25.0중량%의 물에 용해시킨 친수성 가교제의 수용액을 첨가한 후 공비증류시켜, 첨가한 물의 양을 기준으로 60중량% 이상의 물을 제거하는 단계, (3) 상기 단계(2)의 반응 생성물로부터 상기 단계(1)에 사용된 친유성 용매을 제거하고, 중합체 1중량부를 기준으로 1.7 내지 2.7중량부의 친수성 용매와 중합체를 기준으로 0.5 내지 5.0중량%의 친수성 가교제를 섞은 용액을 투입한 후, 용매의 비점 이상에서 반응시키는 단계, 및 (4) 상기 단계(3)에서 수득한 중합체 용액을 여과하여 용매를 제거하고, 건조시키는 단계를 포함하는, 고흡수성 수지의 제조방법.(1) The polymer obtained by partially neutralizing a carboxyl group or a carboxylate group-containing monomer or polymer with a neutralization degree of 50% or more and then azeotropically distilling in a lipophilic solvent is 25% by weight or less based on the polymer. (2) an aqueous solution of a hydrophilic crosslinker in which 0.005 to 1.0 wt% of a hydrophilic crosslinking agent is dissolved in 7.0 to 25.0 wt% of water based on a polymer in the reaction product of step (1). And azeotropic distillation to remove at least 60% by weight of water based on the amount of water added, (3) removing the lipophilic solvent used in step (1) from the reaction product of step (2), and After the addition of a solution of 1.7 to 2.7 parts by weight of the hydrophilic solvent and 0.5 to 5.0% by weight of the hydrophilic crosslinking agent based on the polymer based on 1 part by weight of the polymer, the boiling point of the solvent or more Standing the reaction step, and (4) a method of producing a super-absorbent resin, comprising the step of removing the solvent by filtration of the polymer solution obtained in the above step (3), dried to. 제1항에 있어서, 상기 부분 중화에 알칼리 금속 수산화물을 사용함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein an alkali metal hydroxide is used for the partial neutralization. 제1항에 있어서, 상기 친유성 용매가 n-헥산, n-헵탄, 벤젠, 크실렌, 톨루엔, 시클로펜탄 또는 시클로헥산임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the lipophilic solvent is n-hexane, n-heptane, benzene, xylene, toluene, cyclopentane or cyclohexane. 제1항에 있어서, 상기 가교제가 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 트리메틸올 프로판 폴리글리시딜 에테르 또는 솔비톨 폴리글리시딜 에테르임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the crosslinker is ethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylol propane polyglycidyl ether or sorbitol polyglycidyl ether. 제1항에 있어서, 상기 친수성 용매가 메탄올임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the hydrophilic solvent is methanol.
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