TW201615702A - 包含水溶性鹽之高吸收性聚合物及製造彼之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種包含水溶性鹽之高吸收性聚合物及製造彼之方法，其中在高吸收性聚合物之聚合程序中添加水溶性金屬鹽對於降低殘餘單體濃度非常有效。

Description

包含水溶性鹽之高吸收性聚合物及製造彼之方法 相關申請案之相互參照
本申請案主張2014年6月23日提出申請案之韓國專利申請案KR 10-2014-0076594號之權益，該案特此以全文引用方式併入本申請案中。
本發明關於一種包含水溶性鹽之高吸收性聚合物及製造彼之方法，及更特別的是，關於一種包含水溶性鹽之高吸收性聚合物及製造彼之方法，其中在高吸收性聚合物之聚合程序中添加水溶性金屬鹽對於降低殘餘單體(RM)濃度非常有效。
高吸收性聚合物(SAP)為能吸收其重量約500至1000倍的水之合成聚合物。此等高吸收性聚合物已實際上開始用於衛生用品，及目前不僅廣泛用於衛生產品(諸如嬰兒紙尿布等)，亦用於園藝土壤修復劑(gardening soil repair agent)、土木建築之止水劑、播種片(seeding sheet)、食品配送部分之保鮮劑、及發酵材料。相較於傳統吸收劑材料，高吸收性聚合物具有傑出吸收能力，因而其市場價值隨著其應用範圍愈廣而提升。
該高吸收性聚合物之吸收機制係由聚合物電解質之電荷所表示的靜電吸引力差異所致的滲透壓、水及聚合物之間的親和性、因聚合物電解質離子之間的排斥力所致的分子膨脹、及因交聯所致之膨脹抑制的交互作用來控制。簡而言之，吸收性聚合物之吸收能力取決於上述親和性及分子膨脹，而其吸收速率大幅受到該吸收性聚合物本身的滲透壓影響。
為了使用該高吸收性聚合物作為衛生材料，該高吸收性聚合物必須基本上具有低RM濃度。為了降低RM濃度，基本上採用使用具有低二聚物濃度之丙烯酸，及亦可提出其他方法，但因該高吸收性聚合物的其他性質會使此種額外加工處理變複雜，故該等其他方法存在問題。
因此，正進行徹底研究以製造具有高吸收速率及高吸收規模(absorption scale)的高吸收性聚合物。
因此，本發明係考慮到相關技術中遭遇的問題而完成，及本發明目的係提供高吸收性聚合物及製造彼之方法，其中將添加水溶性金屬鹽係進一步包括在製造高 吸收性聚合物的傳統方法中，從而降低RM濃度。
為了達成上述目的，本發明提供一種製造高吸收性聚合物之方法，其包括在水溶性金屬鹽之存在下反應水溶性乙烯性不飽和單體、光引發劑、交聯劑、及熱聚合引發劑。
此外，該製造高吸收性聚合物之方法包括：a)混合該水溶性乙烯性不飽和單體、該光引發劑、及該交聯劑；b)以水溶性金屬鹽水溶液稀釋氫氧化鈉水溶液；c)以於b)中獲得之經稀釋溶液中和於a)中獲得之混合物；d)於c)中獲得之混合物添加熱聚合引發劑，然後使用熱聚合或光聚合進行自由基聚合反應，因而形成聚合物薄片；及e)於d)中形成之聚合物薄片添加水，因而形成含水凝膠聚合物。
此外，本發明提供藉由上述方法製造之高吸收性聚合物。
根據本發明，因高吸收性聚合物之RM濃度相較傳統高吸收性聚合物可有效降低，故其較有利。
圖1為圖示根據本發明之實施態樣的高吸收性聚合物之RM濃度視金屬硫酸鹽的種類及量而改變之圖；圖2A至2C為圖示RM濃度視金屬硫酸鹽之種類及量而改變的圖；及 圖3為圖示當添加過量(15重量%)Na2SO4作為金屬硫酸鹽時RM濃度降低之圖。
下文茲提供本發明之詳細描述。
本發明針對一種製造高吸收性聚合物之方法，其包括在水溶性金屬鹽之存在下反應水溶性乙烯性不飽和單體、光引發劑、交聯劑、及熱聚合引發劑。
更特別的是，該水溶性金屬鹽較佳包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、氯化物、亞硫酸鹽、及硫氰酸鹽。特別有用的是硫酸金屬鹽。
該水溶性金屬鹽之金屬較佳包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：鈉(Na)、鋰(Li)、鉀(K)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鉑(Pt)、及金(Au)。特別有用的是鈉(Na)、鋰(Li)、或鉀(K)。
根據本發明，該製造高吸收性聚合物之方法包括：a)混合該水溶性乙烯性不飽和單體、該光引發劑、及該交聯劑；b)以水溶性金屬鹽水溶液稀釋氫氧化鈉水溶液；c)以於b)中獲得之經稀釋溶液中和於a)中獲得之混合物；d)於c)中獲得之混合物添加熱聚合引發劑，然後使用熱聚合或光聚合進行自由基聚合反應，因而形成聚合物薄片；及e)於d)中形成之聚合物薄片添加水，因而形成含水 凝膠聚合物。
該方法可進一步包括，在e)形成含水凝膠聚合物之後，f)乾燥且研磨該含水凝膠聚合物，因而獲得高吸收性聚合物粒子；及g)視粒度分級該等高吸收性聚合物粒子，因而獲得粒度為150至850μm之粒子。
如本文所使用，用語「高吸收性聚合物粒子」係指藉由乾燥及研磨含水凝膠聚合物而獲得之粒子。更明確地說，該含水凝膠聚合物為在聚合完成之後呈大小為1cm或更大且具有大量水(50%或更多)的固態膠凍形式之材料。該含水凝膠聚合物係乾燥及研磨成粉末相，產生高吸收性聚合物粒子。因而，該含水凝膠聚合物相當於製程中間物。
在根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法之a)中，將該水溶性乙烯性不飽和單體、該光引發劑、及該交聯劑混合。
在根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法中，該水溶性乙烯性不飽和單體無特別限制，只要其為通常用於合成高吸收性聚合物的單體即可，及較佳包括選自由下列所組成之群組中的任一或多者：陰離子單體及其鹽、非離子親水性單體、及含胺基之不飽和單體及其四級鹽。特別有用的是選自由下列所組成之群組中的任一或多者：陰離子單體及其鹽，諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸、巴豆酸、伊康酸、2-丙烯醯基乙磺酸、2-甲基丙烯醯基乙磺酸、2-(甲基)丙烯醯基丙磺 酸、及2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸；非離子親水性單體，諸如(甲基)丙烯醯胺、N-取代之(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、及(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯；及含胺基之不飽和單體及其四級鹽，諸如(甲基)丙烯酸(N,N)-二甲胺乙酯、及(N,N)-二甲胺丙基(甲基)丙烯醯胺。更佳地，使用丙烯酸或其鹽。當使用丙烯酸或其鹽作為該單體時，可有利地獲得具有經改良吸收能力之高吸收性聚合物。又，在根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法中，該單體組成物之水溶性乙烯性不飽和單體的濃度可考慮聚合時間及反應條件而適當地決定，及較佳設為40至55重量%。若該水溶性乙烯性不飽和單體之濃度低於40重量%，則無經濟益處。反之，若其濃度超過55重量%，該含水凝膠聚合物之研磨效率會降低。
在根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法中，該光引發劑(光聚合引發劑)無特別限制，但較佳包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：安息香醚、二烷基苯乙酮、羥基烷基酮、乙醛酸苯酯、苯甲基二甲縮酮、醯基膦、及α-胺酮。該醯基膦之特定實例可包括市售lucirin TPO(即，氧化2,4,6-三甲基-苯甲醯基-三甲基膦)，或可使用市售Irgacure系列作為能形成具有相對高滲透性之厚聚合物層的光引發劑。
在根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法中，該交聯劑無特別限制，只要其能與該聚合物之官能 基反應即可。為了改善該高吸收性聚合物之性質，該交聯劑可包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：多元醇化合物；丙烯酸酯系化合物；環氧基化合物；多胺化合物；鹵代環氧基化合物；鹵代環氧基化合物縮合產物；唑啉化合物；一唑啶酮化合物、二唑啶酮化合物或聚唑啶酮化合物；環脲化合物、多羥金屬鹽；及碳酸伸烷酯化合物。
具體而言，該多元醇化合物可包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：單乙醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或聚乙二醇、單丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、2,3,4-三甲基-1,3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-丁-1,4-二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、及1,2-環己二甲醇。
該丙烯酸酯系化合物可以聚(乙二醇)二丙烯酸酯為例。
該環氧基化合物之實例可包括乙二醇二環氧丙醚及去水甘油，而該多胺化合物可包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：乙二胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、聚乙亞胺、及聚醯胺。
該鹵代環氧基化合物之實例可包括表氯醇、表溴醇、及α-甲基表氯醇。該一唑啶酮化合物、二唑啶酮化合物或聚唑啶酮化合物可以2-唑啶酮為例。該碳酸伸烷酯化合物可包括碳酸伸乙酯。該等化合物可單獨 使用或組合使用。為了提高交聯程序之效率，該交聯劑較佳包括至少一種多元醇化合物，及更佳包括具有2至10個碳原子之多元醇化合物。
添加以處理該等聚合物粒子之表面的交聯劑之量可視交聯劑的種類或反應條件而適當地決定，且設為根據100重量份該聚合物計為0.001至5重量份，較佳為0.01至3重量份，及更佳為0.05至2重量份。若該交聯之量太少，交聯反應很少發生。反之，若該量根據100重量份該聚合物計超過5重量份，該高吸收性聚合物之性質會因過度交聯反應而惡化。
在b)中，該鹼性水溶液係以水溶性金屬鹽水溶液稀釋。
該鹼性水溶液較佳為氫氧化鈉(NaOH)水溶液或氫氧化鉀(KOH)水溶液。更佳可用的是氫氧化鈉(NaOH)水溶液。
該水溶性金屬鹽較佳包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、氯化物、亞硫酸鹽、及硫氰酸鹽。特別有用的是硫酸金屬鹽。
該水溶性金屬鹽之金屬較佳包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：鈉(Na)、鋰(Li)、鉀(K)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鉑(Pt)、及金(Au)。特別有用的是鈉(Na)、鋰(Li)、或鉀(K)。
該水溶性金屬鹽較佳係以水溶性乙烯性不飽 和單體計為0.001至40.0重量%，更佳為2.0至20.0重量%，又更佳為2.5至15.0重量%之量使用。若該水溶性金屬鹽之量少於0.001重量%，降低RM濃度的效果會變得不充足。反之，若其量超過40.0重量%，該高吸收性聚合物之主要組分會不當地改變成鹽而非該單體。考慮組分之混合比，決定上述組分之最大量。
該水溶性金屬鹽不直接參與實際化學反應，且對於陽離子轉移具有靜電影響。該水溶性乙烯性不飽和單體係與氫氧化鈉水溶液混合以部分中和，然後進行自由基聚合。如此，可添加該水溶性金屬鹽以降低陰離子單體之間的電互斥。該水溶性金屬鹽之陽離子被視為重要的，且單體之且的互斥可憑藉因陽離子所致的屏蔽效果而降低，因而能有效率聚合。因此，可預期藉由上述方法所製造之高吸收性聚合物展現降低RM濃度的效果。
在c)中，於a)中獲得之該混合物導入於b)中獲得之經稀釋溶液，因而中和之。如此，c)可在30至50℃進行。
在d)中，於c)中所獲得之該混合物係進一步添加熱聚合引發劑，之後使用熱聚合或光聚合進行自由基聚合，因而形成聚合物薄片。
根據本發明之高吸收性聚合物可藉由本技術中通常使用的步驟及方法製造。具體而言，當製造根據本發明之高吸收性聚合物時，該單體組成物包括聚合引發劑。視聚合方法而定，當進行光聚合時，使用光聚合引發 劑，及當進行熱聚合時，使用熱聚合引發劑。即使進行光聚合時，因以UV光照射以及經由是為放熱反應之聚合而產生預定量的熱，因而可額外使用熱聚合引發劑。
在根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法中，該熱聚合引發劑無特別限制，但較佳包括選自由下列所組成之群組中的至少一者：過硫酸鹽系引發劑、偶氮系引發劑、過氧化氫、及抗壞血酸。具體而言，該過硫酸鹽系引發劑之實例可包括過硫酸鈉(Na2S2O8)、過硫酸鉀(K2S2O8)、及過硫酸銨((NH4)2S2O8)；及該偶氮系引發劑可包括2,2-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2-偶氮雙-(N,N-二亞甲基)異丁脒二鹽酸鹽、2-(胺甲醯基偶氮)異丁腈、2,2-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、及4,4-偶氮雙-(4-氰戊酸)。
再者，該聚合方法視聚合能來源而大致分類成熱聚合及光聚合。通常，熱聚合係使用具有攪拌軸之反應器(諸如捏合機)進行，及光聚合係使用具有可移動輸送帶之反應器實施。然而，上述聚合方法僅為舉例說明，且本發明不局限於此種聚合方法。
例如，將熱空氣進料至具有攪拌軸之反應器(諸如捏合機)，或加熱該反應器，因而進行熱聚合，產生含水凝膠聚合物，然後視該反應器之攪拌軸的形狀，通過該反應器出口排放大小在數mm至數cm之含水凝膠聚合物。具體而言，該含水凝膠聚合物之大小可視所供應之單體組成物的濃度以及其供應速率而變化，及通常可獲得粒 度為2至50mm的含水凝膠聚合物。
再者，當光聚合係使用具有可移動輸送帶之反應器進行時，可形成具有帶寬之薄片形式的含水凝膠聚合物。如此，該聚合物薄片的厚度可視所供應之單體組成物的濃度及其供應速率而變化，但較佳係以能獲得具有0.5至5cm之厚度的方式供應該單體組成物。在該單體組成物係供應以形成非常薄之聚合物薄片的程度之情況下，製造效率會不當地降低。若該聚合物薄片之厚度大於5cm，在該過厚的薄片各處之聚合會不均勻進行。
在本發明實施態樣中，於d)中之熱聚合或光聚合可藉由施加至少一種選自由下列所組成之群組的熱源來實施：蒸汽、電力、UV光、及IR光。如此，可施加強度為1至20mW/cm2之UV光。
在e)中，於d)中形成之該聚合物薄片添加水，產生含水凝膠聚合物。
該如此獲得之含水凝膠聚合物通常具有30至60重量%的含水量。如本文所使用，用語「含水量」係指根據該含水凝膠聚合物之總重量計的水量，即，從該含水凝膠聚合物之重量扣除乾燥聚合物之重量所獲得的值(具體而言，其係界定為由測量因經由IR加熱於高溫抑制該聚合物期間從該聚合物水分蒸發所造成的重量減輕所計算之值)。如此，以溫度係從室溫升高至180℃，然後維持在180℃，且總乾燥時間設為20分鐘(包括5分鐘升溫所需要的時間)之方式進行該乾燥。)
於f)中，該含水凝膠聚合物係經乾燥及研磨，因而獲得高吸收性聚合物粒子。
在該乾燥程序中，該乾燥溫度可設為150至250℃。如本文所使用，用語「乾燥溫度」係指供應用於乾燥程序之熱介質的溫度或在乾燥程序中包括熱介質及聚合物之乾燥反應器的溫度。
若該乾燥溫度低於150℃，乾燥時間會變得過長，且最終高吸收性聚合物之性質會因而惡化。反之，若乾燥溫度高於250℃，僅該聚合物的表面會過度乾燥，從而在後續厚度程序中會產生細微粉末，且最終高吸收性聚合物的性質會惡化。該乾燥較佳係在150至250℃，更佳係160至200℃之溫度進行。
該乾燥時間不受限制，但考慮程序效率，可設為20至90分鐘。
再者，該乾燥程序不受限制，只要其通常用以乾燥該含水凝膠聚合物即可。其特定實例可包括熱空氣供應、IR照射、微波照射、及UV照射。該乾燥程序之後的聚合物可具有0.1至10重量%之含水量。
同時，根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法可進一步包括在該乾燥程序之前視需要單簡研磨，以提高該乾燥效率。在該乾燥程序之前進行簡單研磨程序以使該含水凝膠聚合物的粒度為1至15mm。將該聚合物之粒度研磨至小於1mm因該含水凝膠聚合物之高含水量而有技術上的困難，而且該經研磨粒子會黏聚。反之，若 將該聚合物研磨至大於15mm之粒度，經由該研磨程序提高乾燥效率的效應會變得不足。
在該乾燥程序之前的該簡單研磨程序中，可使用任何研磨器而無限制。其特定實例可包括但不局限於選自由下列所組成之群組的任一者：垂直粉碎機、渦輪切斷器、渦輪研磨器、旋轉切斷器磨機、切斷器磨機、盤磨機、碎片壓碎機、壓碎機、斬斷器、及盤形切斷器。
當以此方式在該乾燥程序之前進行該研磨程序以提高乾燥效率時，該聚合物具有高含水量會黏至該研磨器的表面。因而，為了提高該乾燥程序之前的該含水凝膠聚合物之研磨效率，可進一步使用能防止於研磨時膠黏性的添加劑。具體而言，可使用之添加劑的種類無限制。其實例可包括但不局限於粉末黏聚抑制劑，諸如蒸汽、水、界面活性劑及無機粉末(諸如黏土或矽石)；熱聚合引發劑，諸如過硫酸鹽系引發劑、偶氮系引發劑、過氧化氫、及抗壞血酸；及交聯劑，諸如環氧基系交聯劑、二醇系交聯劑、雙官能或三官能或更高官能丙烯酸酯、及具有羥基之單官能化合物。
於g)中，該等高吸收性聚合物粒子係視粒度分類，因而獲得具有150至850μm之粒度。
從該研磨程序形成之高吸收性聚合物粒子具有150至850μm的粒度。在根據本發明之製造該高吸收性聚合物的方法中，用以獲得此種粒度之研磨器可包括但不局限於角柱磨機(pin mill)、鎚磨機、螺旋磨機(screw mill)、輥磨機、盤磨機、或輕搖磨機(jog mill)。
此外，本發明針對以如上述製造方法所製造的高吸收性聚合物。如以EDANA測量方法測量，此種高吸收性聚合物之RM濃度因藉由添加水溶性金屬鹽比不添加該水溶性金屬鹽時降低而較有利。
經由以下描述用以說明之實例可獲得對於本發明之更佳暸解，但該等實例不應視為限制本發明之範疇。本發明範圍係示於主張權項中，且亦將所有修改包含在與該等主張權項等效的意義及範圍內。除非另外提及，否則以下實施例及對照實例中顯示數量之「%」及「份」係指質量基準。
實施例1至7及對照實例1：製造高吸收性聚合物
實施例1
使用192.7g溶解有13.0g(根據丙烯酸計為2.5重量%)之Na2SO4的水溶液稀釋629.6g之32重量%氫氧化鈉水溶液，然後使用泵依序添加丙烯酸、作為光引發劑之Irgacure 819、及作為交聯劑之PEGDA(聚(乙二醇)二丙烯酸酯)。使用冷卻器將所得混合物逐漸冷卻，置於含有作為熱引發劑之過硫酸鈉水溶液的塑膠燒杯中，倒入預安定化UV照射器，然後以UV光(強度10mW/cm2)照射。使用馬錶測量聽到發泡聲時之時間點，當測量時間達到1分鐘時停止UV照射，及使所得產物在該UV照射器 中靜置2分鐘。剪斷該已聚合薄片，與250g水均勻混合以吸收該水，然後使用斬斷器切成小塊。將如此裁切之小塊均勻分布於烘箱中，乾燥然後研磨。然後，使用標準篩獲得粒度為150至850μm之高吸收性聚合物。
實施例2
在192.7g用以稀釋實施例1中之氫氧化鈉的水中溶解25.9g(根據丙烯酸計為5.0重量%)之Na2SO4，然後進行如實施例1之相同製程，產生高吸收性聚合物。
實施例3
在192.7g用以稀釋實施例1中之氫氧化鈉的水中溶解77.7g(根據丙烯酸計為15.0重量%)之Na2SO4，然後進行如實施例1之相同製程，產生高吸收性聚合物。
實施例4
在192.7g用以稀釋實施例1中之氫氧化鈉的水中溶解13.0g(根據丙烯酸計為2.5重量%)之Li2SO4，然後進行如實施例1之相同製程，產生高吸收性聚合物。
實施例5
在192.7g用以稀釋實施例1中之氫氧化鈉的水中溶解25.9g(根據丙烯酸計為5.0重量%)之Li2SO4，然後進行如實施例1之相同製程，產生高吸收性聚合物。
實施例6
在192.7g用以稀釋實施例1中之氫氧化鈉的水中溶解13.0g(根據丙烯酸計為2.5重量%)之K2SO4，然後進行如實施例1之相同製程，產生高吸收性聚合物。
實施例7
在192.7g用以稀釋實施例1中之氫氧化鈉的水中溶解20.7g(根據丙烯酸計為4.0重量%)之K2SO4，然後進行如實施例1之相同製程，產生高吸收性聚合物。
對照實例1
以與實施例1相同方式製造高吸收性聚合物，但不添加該水溶性金屬鹽。
實施例1至7以及對照實例1中之鹽的量係示於下表1。
測試實例：評估高吸收性聚合物之性質
為了評估實施例1至7及對照實例1之高吸收性聚合物的性質，進行以下測試。
殘餘單體(RM)
在實施例1至7及對照實例1之高吸收性聚合物中，根據EDANA方法之WSP 210.3測量RM濃度。將1.000g具有150至850μm粒度之高吸收性聚合物樣本和200g之0.9%鹽水置於250mL錐形瓶中並攪拌1小時。隨後，使用濾紙過濾所得之混合物，並對該溶液取樣及以HPLC測量。
再者，在該等實施例及對照實例之高吸收性聚合物中，測量視硫酸金屬鹽之種類及量的RM濃度變 化。結果示於下表2及圖1。
在上述實施例及對照實例中之RM濃度值為數個測試之平均值。
從表2及圖1明顯看出，當該水溶性金屬鹽(即，金屬硫酸鹽)係添加於高吸收性聚合物之合成程序中時，相較於不添加該金屬硫酸鹽時(對照實例1)，該RM濃度有效降低。
更具體而言，圖2A至2C為圖示RM濃度視金屬硫酸鹽之種類及量而改變的圖。根據RM之平均濃度值，當該水溶性金屬鹽(即，該硫酸金屬鹽)視其種類添加相同量(質量)時，能有效降低RM濃度之鹽係以Li2SO4>Na2SO4>K2SO4之順序表示，或在一些情況中以Li2SO4>K2SO4>Na2SO4之順序表示。雖然降低RM濃度的程序視 該鹽之量而變化，但因存在或不存在該作為水溶性金屬鹽之金屬硫酸鹽所造成的效果有顯著差異。
如圖3所示，當該水溶性金屬鹽(即，該金屬硫酸鹽Na2SO4)係過量添加(15重量%)時，相較於不添加該金屬硫酸鹽時(對照實例1)，RM濃度以負斜率均勻降低。從而，儘管過量使用該金屬硫酸鹽，其對於降低RM濃度的效率優良。
因此，根據本發明之高吸收性聚合物可藉由添加水溶性金屬鹽而比傳統高吸收性聚合物有效地降低RM濃度。

Claims (15)

  1. 一種製造高吸收性聚合物之方法，其包括在水溶性金屬鹽之存在下反應水溶性乙烯性不飽和單體、光引發劑、交聯劑、及熱聚合引發劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶性金屬鹽包含選自由下列所組成之群組中的至少一者：硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、氯化物、亞硫酸鹽、及硫氰酸鹽。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶性金屬鹽之金屬包含選自由下列所組成之群組中的至少一者：鈉(Na)、鋰(Li)、鉀(K)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鉑(Pt)、及金(Au)。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶性金屬鹽之含量根據該水溶性乙烯性不飽和單體總重計為0.001至40.0重量%。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其包括：a)混合該水溶性乙烯性不飽和單體、該光引發劑、及該交聯劑；b)以水溶性金屬鹽水溶液稀釋鹼性水溶液；c)以於b)中獲得之經稀釋溶液中和於a)中獲得之混合物；d)於c)中獲得之混合物添加熱聚合引發劑，然後使用熱聚合或光聚合進行自由基聚合反應，因而形成聚合物薄片；及 e)於d)中形成之聚合物薄片添加水，因而形成含水凝膠聚合物。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其進一步包括在e)形成含水凝膠聚合物之後，f)乾燥且研磨該含水凝膠聚合物，因而獲得高吸收性聚合物粒子；及g)視粒度分級該等高吸收性聚合物粒子，因而獲得粒度為150至850μm之粒子。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該鹼性水溶液為氫氧化鈉(NaOH)水溶液或氫氧化鉀(KOH)水溶液。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶性乙烯性不飽和單體包含選自由下列所組成之群組中的至少一者：陰離子單體及其鹽，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸、巴豆酸、伊康酸、2-丙烯醯基乙磺酸、2-甲基丙烯醯基乙磺酸、2-(甲基)丙烯醯基丙磺酸、及2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸；非離子親水性單體，包括(甲基)丙烯醯胺、N-取代之(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、及(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯；及含胺基之不飽和單體及其四級鹽，包括(甲基)丙烯酸(N,N)-二甲胺乙酯、及(N,N)-二甲胺丙基(甲基)丙烯醯胺。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光引發劑包含選自由下列所組成之群組中的至少一者：安息香醚、二烷基苯乙酮、羥基烷基酮、乙醛酸苯酯、苯甲基二甲縮 酮、醯基膦、及α-胺酮。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該交聯劑包含選自由下列所組成之群組中的至少一者：多元醇化合物；丙烯酸酯系化合物；環氧基化合物；多胺化合物；鹵代環氧基化合物；鹵代環氧基化合物縮合產物；唑啉化合物；一唑啶酮化合物、二唑啶酮化合物或聚唑啶酮化合物；環脲化合物、多羥金屬鹽；及碳酸伸烷酯化合物。
  11. 如申請專利範圍第5項之方法，其中c)係於30至50℃進行。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該熱聚合引發劑包含選自由下列所組成之群組中的至少一者：過硫酸鹽系引發劑，包括過硫酸鈉(Na2S2O8)、過硫酸鉀(K2S2O8)、及過硫酸銨((NH4)2S2O8)；偶氮系引發劑，包括2,2-偶氮雙(2-甲脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2-偶氮雙-(N,N-二亞甲基)異丁脒二鹽酸鹽、2-(胺甲醯基偶氮)異丁腈、2,2-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、及4,4-偶氮雙-(4-氰戊酸)；過氧化氫；及抗壞血酸。
  13. 如申請專利範圍第5項之方法，其中於d)中之熱聚合或光聚合係藉由使用至少一種選自由下列所組成之群組的熱源照射來進行：蒸汽、電力、UV光、及IR光。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中以UV光照射係藉由施加1至20mW/cm2之強度的UV光來進行。
  15. 一種高吸收性聚合物，其係藉由如申請專利範圍 第1項之方法製造。
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