WO2016159600A1 - 고 흡수성 수지의 제조방법 - Google Patents

고 흡수성 수지의 제조방법 Download PDF

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WO2016159600A1
WO2016159600A1 PCT/KR2016/003100 KR2016003100W WO2016159600A1 WO 2016159600 A1 WO2016159600 A1 WO 2016159600A1 KR 2016003100 W KR2016003100 W KR 2016003100W WO 2016159600 A1 WO2016159600 A1 WO 2016159600A1
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hydrogen
integer
meth
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PCT/KR2016/003100
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English (en)
French (fr)
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심유진
김의덕
김지연
오석헌
이민호
이혜연
Original Assignee
한화케미칼 주식회사
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/04—Polymerisation in solution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer.
  • Super Absorbent Polymer is a synthetic polymer material capable of absorbing water of 500 to 1,000 times its own weight.As a developer, super absorbent material (SAM) and absorbent gel material (AGM) They are named differently.
  • SAM super absorbent material
  • AGM absorbent gel material
  • Such high-absorbent resins have been put into practical use as sanitary instruments, and now, in addition to sanitary products such as children's paper diapers, horticultural soil repair agents, civil engineering, building index materials, seedling sheets, freshness-retaining agents, and steaming in the food distribution sector. It is widely used as a material for articles.
  • a method for producing such a super absorbent polymer a method by reverse phase suspension polymerization or a method by aqueous solution polymerization is known.
  • Reverse phase suspension polymerization is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-161408, 57-158209, and 57-198714.
  • polymerizes the photopolymerization method which irradiates and superpose
  • water-soluble components and residual monomers which are polymers that are not crosslinked, are produced.
  • the water-soluble component and the residual monomer may show a difference in content depending on the content of the polymerization initiator used during the polymerization, the polymerization temperature, the content of the internal crosslinking agent, the surface crosslinking process conditions, and the like.
  • the surface of the diaper, etc. may become sticky or the liquid permeability may decrease, and may cause skin diseases and odors.
  • An object of the present invention is to provide a method for preparing a super absorbent polymer, which can provide a super absorbent polymer having reduced water-soluble components and residual monomers.
  • the method for preparing a super absorbent polymer may include preparing a hydrogel-like crosslinked polymer by polymerizing a monomer composition including hydrophilic monomers, an internal crosslinking agent, and a polymerization initiator; Grinding the hydrogel-like crosslinked polymer; Drying the pulverized hydrogel-like crosslinked polymer; Grinding the dried hydrogel-like crosslinked polymer to prepare a base resin; And a surface crosslinking step comprising mixing at least one of the compounds represented by the following Formula (1) and a surface crosslinking agent with the base resin.
  • the polymerization initiator may be at least one of a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator, and an oxidation-reduction initiator.
  • the method of preparing the super absorbent polymer further includes preparing a monomer composition; and preparing the monomer composition includes, for example, preparing a first composition including the hydrophilic monomers and a neutralizing agent. Step and mixing the internal crosslinking agent and the polymerization initiator in the first composition may comprise the step of preparing a second composition.
  • the surface crosslinking step may further include drying the surface-treated base resin.
  • X is an unsaturated hydrocarbon group or a derivative thereof
  • Ra and Rb are each independently a C 1-5 alkylene group (— (CH 2 ) m ⁇ , and m is an integer of 1 to 5 .)
  • C 1-4 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) m -O-, m is an integer of 1 to 4)
  • R f , R ' f are each independently a C 1-5 hydrocarbon group or a derivative thereof)
  • p is an integer of 2-10
  • q is an integer of 0-10
  • Y is hydrogen or a hydrophilic group.
  • the hydrophilic group may be, for example, one of a hydroxyl group (-OH), a carboxyl group (-COOH) and an amino group (-NHR h , -NH 2 , -NR h2 , R h is a C 1-5 hydrocarbon group).
  • Y may be hydrogen or hydroxyl group.
  • At least one of the compounds represented by the formula (1) may be, for example, at least one of the compounds represented by the following formula (2):
  • R 1 may be one of hydrogen, a C 1-2 alkyl group and a C 1-2 alkoxy group
  • At least one of the compounds represented by the formula (2) may be, for example, at least one of the compounds represented by the following formulas (3) to (22):
  • the present invention can provide a super absorbent polymer having reduced extractable content (EC) and residual monomer (RM) and improved centrifuge retention capacity (CRC).
  • EC extractable content
  • RM residual monomer
  • CRC centrifuge retention capacity
  • FIG. 1 is a schematic manufacturing process diagram of a manufacturing method of a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention.
  • C AB is defined as having more than A carbon atoms and less than B, for example, "C 1-5 alkyl group” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • C and / or D is defined to include C, D, or C and D.
  • E to F is defined as being equal to or greater than E and equal to or less than F.
  • unsaturated hydrocarbon group is defined as a monovalent atomic group as a residue from which one hydrogen is removed in a hydrocarbon including an unsaturated bond, and may be, for example, a (meth) vinyl group, a (meth) allyl group, or the like. have.
  • an "alkyl group” includes a straight or branched alkyl group and may be, for example, an n-butyl group, a t-butyl group, or the like.
  • alkoxy group is a monovalent atomic group in which an alkyl group is bonded to oxygen, and is a derivative of an alkyl group, and the alkyl group may be a linear or branched alkyl group.
  • alkylene group is a divalent atomic group consisting of carbon and hydrogen, and may be represented by-(CH 2 ) m- , for example, methylene (-CH 2- ), ethylene (-CH 2 CH). 2- ) and the like.
  • an "alkyleneoxy group” is a divalent atomic group in which an alkylene group is bonded to oxygen, and may be represented by-(CH 2 ) m -O-, for example, a methyleneoxy group (-CH 2 O- , -OCH 2- ), an ethyleneoxy group (-CH 2 CH 2 O-, -OCH 2 CH 2- ), and the like.
  • it may be a divalent atomic group of caprolactone (caprolactone).
  • amino group is a residue from which one hydrogen is removed from ammonia, and may be represented by -NHR h , -NH 2 , -NR h2 , and R h may be an alkyl group.
  • FIG. 1 is a schematic manufacturing process diagram of a manufacturing method of a super absorbent polymer according to an embodiment of the present invention.
  • the manufacturing method of the super absorbent polymer the step of preparing a monomer composition (P1), the step of preparing a hydrogel-like crosslinked polymer (P2), the step of grinding the hydrogel-like crosslinked polymer (P3), pulverized Drying the hydrogel-like crosslinked polymer (P4), grinding the dried hydrogel-like crosslinked polymer to prepare a base resin (P5), and the surface crosslinking step (P6) of the base resin.
  • Preparing the monomer composition (P1) includes preparing a first composition including hydrophilic monomers and a neutralizer (P11) and mixing a crosslinking agent and a polymerization initiator with the first composition to prepare a second composition (P12). It may include. In preparing a first composition including hydrophilic monomers and a neutralizing agent (P11), the first composition may include all of the predetermined amounts of the hydrophilic monomers, and includes some of the predetermined contents of the hydrophilic monomers. You may.
  • the remaining part of the predetermined amount of the hydrophilic monomer is mixed with the crosslinking agent and the polymerization initiator in the first composition to prepare a second composition (P12) in the first composition together with the internal crosslinking agent, the polymerization initiator Can be added to.
  • the hydrophilic monomers may be used without limitation as long as the monomers generally used in the production of superabsorbent polymers.
  • the hydrophilic monomers are monomers including a hydrophilic group, and the hydrophilic group is, for example, a hydroxyl group (-OH), a carboxyl group (-COOH), an amino group (amino group: -NHR h , -NH 2 , -NR h2 and R h may be, for example, a C 1-5 alkyl group.) Or the like.
  • the hydrophilic monomer may be a water-soluble ethylenically unsaturated monomer.
  • the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be at least one of an anionic monomer and a salt thereof, a nonionic hydrophilic-containing monomer, and an amino group-containing unsaturated monomer and a quaternized product thereof.
  • the anionic monomers and salts thereof are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2-acryloylethane sulfonic acid, 2-methacryloylethanesulfonic acid, 2- ( Meta) acryloylpropanesulfonic acid and at least one of 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid.
  • nonionic hydrophilic-containing monomer examples include (meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, It may be at least one of methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate and polyethylene glycol (meth) acrylate.
  • the amino group-containing unsaturated monomer and its quaternized substance may be, for example, at least one of (N, N) -dimethylaminoethyl (meth) acrylate and (N, N) -dimethylaminopropyl (meth) acrylamide. have.
  • the concentration of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in the monomer composition may be appropriately selected and used in consideration of polymerization time and reaction conditions (feed rate of the monomer composition, irradiation time of heat and / or light, irradiation range, irradiation intensity, etc.).
  • the weight ratio may be in a range of 30 wt% or more and 60 wt% or less.
  • the neutralizing agent may serve to neutralize the hydrophilic monomer.
  • Representative neutralizing agents include, but are not limited to, sodium hydroxide, sodium bicarbonate, and the like.
  • the neutralizing agent may be used in the range that the degree of neutralization of the monomer composition is 65 mol% to 75 mol%. However, this is not limited only.
  • the internal crosslinking agent includes one or more atomic groups and ethylenically unsaturated groups each capable of reacting with the functional group of the hydrophilic monomer, or an atomic group capable of reacting with the functional group formed by hydrolyzing the functional group of the hydrophilic monomer and the hydrophilic monomer.
  • the compound containing two or more can be used.
  • the internal crosslinking agent is C 8-12 bisacrylamide, C 8-12 bismethacrylamide, poly (meth) acrylate of C 2-12 polyol or poly (meth) of C 2-10 polyol. And allyl ether.
  • the internal crosslinking agent is (poly) ethylene glycol (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylol propane tri (meth) acrylate, ethoxyl (3) -trimethylol Propane tri (meth) acrylate, ethoxyl (6) -trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxyl (9) -trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxyl (15) -trimethylolpropane tree (Meth) acrylate glycerin tri (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate, 2,2-bis [(acryloxy) methyl] butyl acrylate (3EO), N, N'-methylene bis (meth) acrylic Ethylene oxy (meth) acrylate, polyethylene oxy (meth) acrylate, propylene oxy (meth)
  • the internal crosslinking agent may be included in the range of 0.01 parts by weight to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrophilic monomer, but is not limited thereto.
  • the polymerization initiator may be one or more of a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator and an oxidation-reduction initiator.
  • the photopolymerization initiator and the thermal polymerization initiator may be used together as the polymerization initiator.
  • the thermal polymerization initiator and the redox initiator may be used together.
  • the photopolymerization initiator When the photopolymerization initiator is irradiated with ultraviolet light, the photopolymerization of the monomer composition is initiated, or the thermal polymerization initiator initiates thermal polymerization of the monomer composition by heating, and the redox initiator is redox-reducing.
  • the polymerization of the monomer composition can be initiated by the reaction.
  • the photopolymerization initiator and the thermal polymerization initiator are used together, polymerization by the thermal polymerization initiator may occur due to heat generated during photopolymerization.
  • the thermal polymerization initiator When the oxidation-reduction initiator and the thermal polymerization initiator are together, the thermal polymerization initiator may be initiated together with the heat generated during the oxidation-reduction reaction to cause polymerization.
  • the polymerization initiator is diethoxy acetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 4- (2-hydroxy ethoxy) phenyl- (2-hydroxy)- Acetophenone derivatives such as 2-propyl ketone and 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone; Benzoin alkyl ether compounds such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether; benzophenone derivatives such as methyl o-benzoyl benzoate, 4-phenyl benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyl-diphenyl sulfide, and (4-benzoyl benzyl) trimethylammonium chloride; Thioxanthone compounds; Acyl phosphine oxide derivatives such as bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenyl phosphine oxide and
  • the polymerization initiator can exhibit a polymerization initiation effect, its content can be selected and used.
  • the photopolymerization initiator may be included in the range of 0.005 parts by weight to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrophilic monomer, and the thermal polymerization initiator is 0.01 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrophilic monomer. It may be included in the range of more than 0.5 parts by weight or less.
  • Step (P2) of preparing the hydrogel-like crosslinked polymer is a step of performing photopolymerization and / or thermal polymerization by applying light and / or heat to the monomer composition, or performing an oxidation-reduction polymerization method.
  • a photopolymerization reaction may be initiated by the photopolymerization initiator.
  • the thermal polymerization initiator may initiate a thermal polymerization reaction by heat generated during the photopolymerization reaction.
  • the polymerization reaction can be carried out, for example, using a belt type polymerization reactor, and a sheet-like hydrogel-like crosslinked polymer can be obtained by the polymerization reaction.
  • the step of pulverizing the hydrogel-like crosslinked polymer (P3) is a step of transferring the obtained sheet-like hydrogel-like crosslinked polymer to a cutter and pulverizing or pulverizing it to a predetermined size after the polymerization reaction is completed. It may be ground or pulverized into a particulate hydrogel-like crosslinker having a particle diameter of about 1 cm to about 3 cm.
  • the step (P3) of grinding the hydrogel-like crosslinked polymer may be performed using, for example, a cutter type cutter, a chopper type cutter, a kneader type cutter, a vibratory grinder, an impact grinder, a friction grinder, or the like.
  • the particulate hydrogel-like crosslinked polymer may have a water content of, for example, about 40 wt% to about 60 wt%.
  • Drying the pulverized hydrogel-like crosslinker (P4) is drying the pulverized hydrogel-like crosslinker in a range of about 20 minutes to about 60 minutes at a temperature of about 150 ° C to about 200 ° C, for example It may be carried out using a hot air dryer, fluidized bed dryer, airflow dryer, infrared dryer, dielectric heating dryer.
  • the step (P5) of pulverizing the dried hydrogel-like crosslinked polymer to prepare a base resin may include a particle having a particle diameter of micrometer ( ⁇ m), for example, an average particle diameter of 150 ⁇ m or more and 850 ⁇ m or less. It may include pulverizing with.
  • the step (P5) of grinding the dried hydrogel-like crosslinked polymer to prepare a base resin may include, for example, using a cutter type cutter, a chopper type cutter, a kneader type cutter, a vibratory grinder, an impact grinder, a friction grinder, and the like. Can be performed.
  • Surface crosslinking step (P6) of the base resin is a step of mixing the base resin, at least one of the compounds represented by the following formula (1) with a surface crosslinking agent (P61) and drying the surface-treated base resin (P62) It may include.
  • the base resin at least one of the compounds represented by the following formula (1) with a surface crosslinking agent (P61) forms a surface crosslinking layer having a higher crosslinking density than the base resin, and the base resin as a core.
  • the surface-crosslinked base resin having a core-shell structure including a surface crosslinking layer formed on the surface of the base resin may be provided.
  • Mixing the base resin, at least one of the compounds represented by the following formula (1), and the surface crosslinking agent (P61) may be performed several times as necessary.
  • the surface crosslinking agent is not particularly limited, but for example, alkyl diol, alkylene glycol, alkyl diglycidyl ether, polyvalent metals, ethylene glycol digly Cyl ether, alkylene carbonates such as ethylene carbonate, water and ethanol, and the like.
  • At least one of the compounds of the formula (1) may react with the uncrosslinked linear polymer chain to lower the level of the extractable content (EC) of the superabsorbent polymer, and may react with the unreacted monomers. By reacting, the level of residual monomer (RM) of the superabsorbent polymer may be lowered. On the other hand, due to the hydrophilic alkyleneoxy group (alkyleneoxy group), the water retention capacity (Centrifuged Retention Capacity (CRC)) of the superabsorbent polymer may be improved.
  • X is an unsaturated hydrocarbon group or a derivative thereof
  • Ra and Rb are each independently a C 1-5 alkylene group (— (CH 2 ) m ⁇ , and m is an integer of 1 to 5 .)
  • C 1-4 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) m -O-, m is an integer of 1 to 4)
  • R f , R ' f are each independently a C 1-5 hydrocarbon group or a derivative thereof)
  • At least one of the compounds represented by the formula (1) may improve the reactivity with the hydrogel-like crosslinked polymer that is hydrophilic in the numerical range and the p value and the q value of each of the carbon number of Ra and Rb.
  • the carbon number of Ra and Rb increases, or the p value and q value increase, the depth of penetration into the hydrophilic hydrogel-like crosslinked polymer may vary due to hydrophobicity.
  • the range of carbon number of said Ra, the range of carbon number of said Rb, the range of p value, and q value are within said numerical range.
  • p is an integer of 2-10
  • q is an integer of 0-10
  • Y is hydrogen or a hydrophilic group.
  • the hydrophilic group may react with the unreacted monomers and the linear polymer chain to form a hydrogen bond, for example, a hydroxyl group (-OH), a carboxyl group (-COOH) and an amino group (-NHR h , -NH 2 , -NR h2 , R h is a C 1-5 hydrocarbon group.
  • Y may be hydrogen or hydroxyl group.
  • the content of at least one of the compounds represented by the formula (1) may be more than 0.1% by weight to less than 10% by weight relative to the total content of the super absorbent polymer. It is possible to improve the physical properties of the super absorbent polymer within the above content range. For example, a decrease in water retention capacity (CRC) can be minimized.
  • CRC water retention capacity
  • At least one of the compounds represented by the formula (1) may be, for example, at least one of the compounds represented by the following formula (2):
  • R 1 may be one of hydrogen, a C 1-2 alkyl group and a C 1-2 alkoxy group
  • At least one of the compounds represented by the formula (2) may be, for example, at least one of the compounds represented by the following formulas (3) to (22):
  • Drying the surface-treated base resin (P62) may be to heat-treat the surface-treated base resin in a range of about 20 minutes to about 60 minutes at a temperature range of about 150 °C to about 200 °C.
  • the monomer mixture was irradiated with ultraviolet light to undergo photopolymerization to prepare a fine hydrous gel polymer.
  • the prepared hydrogel polymer was made into hydrogel polymer particles through each meat chopper and then dried for 40 minutes in a hot air belt dryer at a temperature of 170 ° C.
  • the dried hydrogel polymer was pulverized using a cutting mill grinder and a sieve was used to obtain a base polymer having an average particle diameter of 150 ⁇ m or more and 850 ⁇ m or less.
  • the obtained base polymer was mixed with a surface crosslinking solution consisting of 1 g of ethylene carbonate, 3 g of water, and 3 g of ethanol, and then reacted in a hot air oven at 180 ° C. for 30 minutes.
  • a surface treated resin having a particle diameter of 150 ⁇ m or more and 850 ⁇ m or less was prepared using a sieve.
  • the surface was cross-linked in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1 g of polyethylene glycol monomethacrylate (Bisomer PEM 6LD, polyethylene glycol monomethacrylate, 6 EO units, manufacturer: Cognis) was added to the surface crosslinking solution. Treated superabsorbent resins were prepared.
  • the surface was cross-linked with the same method as Comparative Example 1 except that 2 g of polyethylene glycol monomethacrylate (Bisomer PEM 6LD, polyethylene glycol monomethacrylate, 6 EO units, manufacturer: Cognis) was added to the surface crosslinking solution. Treated superabsorbent resins were prepared.
  • the superabsorbent polymer was surface-treated in the same manner as in Comparative Example 1 except that 0.5 g of polyethylene glycol methacrylate (average Mn 500, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution. .
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1 g of polyethylene glycol methacrylate (average Mn 500, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 2 g of polyethylene glycol methacrylate (average Mn 500, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.5 g of 2-hydroxyethyl acrylate (2-Hydroxyethyl acrylate, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1 g of 2-hydroxyethyl acrylate (2-Hydroxyethyl acrylate, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 2 g of 2-hydroxyethyl acrylate (manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 0.5 g of hydroxypropyl acrylate (mixture of isomers, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1 g of hydroxypropyl acrylate (mixture of isomers, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 2 g of hydroxypropyl acrylate (mixture of isomers, manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 0.5 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • a surface-treated superabsorbent polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 2 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufacturer: aldrich) was added to the surface crosslinking solution.
  • Example 1 CRC (g / g) 0.7 psi AUP (g / g) 16h EC (%) RM (ppm) Comparative Example 1 30 24 10.8 498 Example 1 32 24 9.5 430 Example 2 31 25 8.1 412 Example 3 34 23 7.4 410 Example 4 31 23 9.6 452 Example 5 31 23 7.4 448 Example 6 33 23 6.8 432 Example 7 30 24 9.7 472 Example 8 31 23 8.2 467 Example 9 32 22 7.4 451 Example 10 33 20 10.1 483 Example 11 32 20 9.8 472 Example 12 33 20 8.1 458 Example 13 32 22 9.9 480 Example 14 32 21 9.1 466 Example 15 33 22 8.8 462

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Abstract

고흡수성 수지의 제조방법은, 친수성 단량체들, 가교제 및 중합개시제를 포함하는 단량체 조성물을 중합시켜 함수겔상 가교중합체를 제조하는 단계; 상기 함수겔상 가교중합체를 분쇄하는 단계; 분쇄된 함수겔상 가교중합체를 건조하는 단계; 건조된 함수겔상 가교중합체를 분쇄하여 베이스 수지를 제조하는 단계; 및 하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나와 표면가교제를 상기 베이스 수지와 혼합하는 것을 포함하는 표면가교 단계;를 포함한다: < 화학식 (1) > X-(Ra)p(Rb)q-Y (상기 화학식 (1)에서, X, Ra, Rb, p, q, Y 는 각각 발명의 상세한 설명에서 정의된 바와 같다.)

Description

고 흡수성 수지의 제조방법
발명은 고 흡수성 수지의 제조방법에 관한 것이다.
고 흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 500 배 내지 1,000 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 고 흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 어린이용 종이 기저귀 등 위생 용품 이외에 원예용 토양 보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품 유통 분야에서의 신선도 유지제, 찜질 용품 등의 재료로 널리 사용되고 있다.
상기와 같은 고 흡수성 수지를 제조하는 방법으로는 역상현탁중합에 의한 방법 또는 수용액 중합에 의한 방법 등이 알려져 있다. 역상현탁중합에 대해서는 예를 들면 일본 특개소 56-161408, 특개소 57-158209, 및 특개소 57-198714 등에 개시되어 있다. 수용액 중합에 의한 방법으로는 또 다시, 수용액에 열을 가하여 중합하는 열 중합법, 및 자외선 등을 조사하여 중합하는 광 중합법 등이 알려져 있다.
고흡수성 수지의 제조 과정에서 가교화되지 아니한 고분자인 수가용성 성분과 잔류 단량체가 생성된다. 상기 수가용성 성분과 잔류 단량체는 중합 시 사용하는 중합개시제의 함량, 증합온도, 내부가교제의 함량， 표면가교 공정조건 등에 따라 함량 등에서 차이를 보이게 된다.
이러한 수가용성 성분과 잔류 단량체의 함량이 높은 경우，기저귀 등의 표면이 끈적끈적해지거나 통액성이 감소할 수 있고, 피부질환 및 악취의 원인이 될 수 있다.
발명은 수가용성 성분과 잔류 단량체를 저감시킨 고흡수성 수지를 제공할 수 있는 고흡수성 수지의 제조방법을 제공하고자 한다.
발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
고흡수성 수지의 제조방법은, 친수성 단량체들, 내부가교제 및 중합개시제를 포함하는 단량체 조성물을 중합시켜 함수겔상 가교중합체를 제조하는 단계; 상기 함수겔상 가교중합체를 분쇄하는 단계; 분쇄된 함수겔상 가교중합체를 건조하는 단계; 건조된 함수겔상 가교중합체를 분쇄하여 베이스 수지를 제조하는 단계; 및 하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나와 표면가교제를 상기 베이스 수지와 혼합하는 것을 포함하는 표면가교 단계;를 포함한다.
상기 중합개시제는 광중합 개시제, 열중합 개시제 및 산화-환원 개시제 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 고흡수성 수지의 제조방법은, 단량체 조성물을 제조하는 단계;를 더 포함하고, 상기 단량체 조성물을 제조하는 단계;는, 예를 들어, 상기 친수성 단량체들과 중화제를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계와 상기 제1 조성물에 상기 내부가교제와 상기 중합개시제를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표면가교 단계는, 표면처리된 베이스 수지를 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
< 화학식 (1) >
X-(Ra)p(Rb)q-Y
상기 화학식 (1)에서, X는 불포화 탄화수소기 또는 이의 유도체이고, Ra, Rb는 각각 독립적으로 C1-5 알킬렌기(alkylene group, -(CH2)m-, m은 1 내지 5 의 정수이다.), C1-4 알킬렌옥시기(alkyleneoxy group, -(CH2)m-O-, m은 1 내지 4 의 정수이다.), C2-6 알케닐렌(alkenylene group, -(CH=CH)m-, m 은 1 내지 3 의 정수이다.), C2-6 알킬렌(옥시)카보닐기(alkylene(oxy)carbonyl group, -(Rf)o-(C=O)-(R'f)p-, o, p는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고, 동시에 0 이 아니며, Rf, R'f 는 각각 독립적으로 C1-5 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C2-5 카보닐옥시기(carbonyloxy group, -(Rg)r-(C=O)-O-, r은 0 내지 2의 정수이고, Rg 는 C1-4 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 및 C2-6 시클릭카보닐옥시기(cyclic carbonyloxy group, -(CH2)s-(C=O)-O-(CH2)t-, s, t는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, s와 t의 합은 1 내지 5 이다.) 중 적어도 하나의 2가 원자단이다.
상기 화학식 (1) 에서, p는 2 내지 10 의 정수이고, q는 0 내지 10 의 정수이며, Y는 수소 또는 친수기이다. 상기 친수기는, 예를 들어, 수산기(-OH), 카르복실기(-COOH) 및 아미노기(-NHRh, -NH2, -NRh2, Rh 는 C1-5 탄화수소기이다.) 중 하나일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 Y는 수소 또는 수산기일 수 있다.
상기 X는 C2-5 (메트)비닐기((meth)vinyl group, CH2=CRa-, Ra는 수소 또는 C1-3 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C3-5 (메트)알릴기((meth)allyl group, CH2=CRb-CH2-, Rb는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C1-5 아실기(acyl group, RcC(=O)-, Rc는 수소 또는 C1-4 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C3-5 (메트)아크릴로일기((meth)acryloyl group, CH2=CRd-C(=O)-, Rd는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 및 C3-5 (메트)아크릴로일옥시기((meth)acryloyloxy group, CH2=CRe-C(=O)-O-, Re는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 중 적어도 하나의 1가 원자단일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 X는 C3-5 (메트)아크릴로일기(CH2=CRd-C(=O)-, Rd는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.)일 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는, 예를 들어, 하기 화학식 (2)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나일 수 있다:
< 화학식 (2) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000001
상기 화학식 (2) 에서, R1은 수소, C1-2 알킬기(alkyl group) 및 C1-2 알콕시기(alkoxy group) 중 하나일 수 있고, R2는 C1-5 알킬렌기(-(CH2)m-, m은 1 내지 5 의 정수이다.), C1-5 알킬렌옥시기(-(CH2)m-O-, m은 1 내지 5 의 정수이다.) 및 C2-6 시클릭카보닐옥시기(cyclic carbonyloxy group, -(CH2)s-(C=O)-O-(CH2)t-, s, t는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, s와 t의 합은 1 내지 5 이다.) 중 하나일 수 있으며, 상기 Y는 수소 또는 수산기(-OH) 중 하나일 수 있고, n 은 1 이상 내지 10 이하일 수 있다.
상기 화학식 (2)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는, 예를 들어, 하기 화학식 (3) 내지 화학식 (22)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나일 수 있다:
< 화학식 (3) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000002
< 화학식 (4) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000003
< 화학식 (5) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000004
< 화학식 (6) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000005
< 화학식 (7) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000006
< 화학식 (8) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000007
< 화학식 (9) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000008
< 화학식 (10) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000009
< 화학식 (11) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000010
< 화학식 (12) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000011
< 화학식 (13) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000012
< 화학식 (14) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000013
< 화학식 (15) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000014
< 화학식 (16) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000015
< 화학식 (17) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000016
< 화학식 (18) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000017
< 화학식 (19) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000018
< 화학식 (20) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000019
< 화학식 (21) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000020
< 화학식 (22) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000021
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
발명은 수가용성 성분(Extractable Content: EC)과 잔류 단량체(Residual Monomer: RM)가 저감되고 보수능(Centrifuge Retention Capacity: CRC)이 향상된 고흡수성 수지를 제공할 수 있다.
발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수지의 제조방법의 모식적인 제조 공정도이다.
발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 발명의 개시가 완전하도록 하며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
본 명세서에서, "CA-B"는 탄소수가 A 이상이고 B 이하인 것으로 정의되고, 예를 들어, "C1-5 알킬기"는 탄소수가 1 내지 5 인 알킬기이다. 본 명세서에서, "C 및/또는 D" 는 C 이거나, D 이거나, C와 D 인 것을 포함하는 것으로 정의된다. 본 명세서에서, "E 내지 F"는 E 이상이고 F 이하인 것으로 정의된다.
본 명세서에서, "불포화 탄화수소기"는 불포화 결합을 포함하는 탄화수소에서, 수소 하나가 제거된 잔기로서, 1가의 원자단으로 정의되며, 예를 들어, (메트)비닐기, (메트)알릴기 등일 수 있다.
본 명세서에서, "알킬기"는 직쇄 또는 분지상의 알킬기를 포함하고, 예를 들어, n-부틸기, t-부틸기 등일 수 있다. 본 명세서에서, "(메트)비닐기"는 말단 이중결합을 가진 1가의 원자단으로서, CH2=CRa-로 표현될 수 있고, 비닐기는 Ra 가 수소이고, 메트비닐기는 Ra가 알킬기 등일 수 있다. 본 명세서에서, "(메트)알릴기"는 말단 이중결합을 가진 1가의 원자단으로서, CH2=CRb-CH2- 로 표현될 수 있고, 알릴기는 Rb 가 수소이고, 메트알릴기는 Rb가 알킬기 등일 수 있다.
본 명세서에서, "G 의 유도체"는 G 에서, 예를 들어, 상기 불포화 탄화수소기, 상기 알킬기 등에서, 수소의 일부 또는 전부가 탄소와 수소 이외의 다른 원자 또는 탄소와 수소 이외의 다른 원자를 포함하고 있는 원자단, 예를 들어, 산소(O), N(질소), 카보닐기(carbonyl group, -(C=O)-), 아실기(acyl group, RcC(=O)-), (메트)아크릴로일기((meth)acryloyl group, CH2=CRd-C(=O)-) 등으로 치환된 것으로 정의된다.
본 명세서에서, "알콕시기"는 알킬기가 산소와 결합된 1가의 원자단으로서, 알킬기의 유도체이며, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지상의 알킬기일 수 있다. 본 명세서에서, "아실기"는 카보닐기와 탄화수소기 또는 이의 유도체가 결합된 1 가의 원자단으로서, RcC(=O)- 로 표현될 수 있고, Rc는 수소이거나 C1-5 탄화수소기 또는 이의 유도체일 수 있다. 본 명세서에서, "(메트)아크릴로일기"는 (메트)비닐기와 카보닐기가 결합된 1 가의 원자단으로서, CH2=CRd-C(=O)- 로 표현될 수 있으며, 아크릴로일기는 Rd가 수소이고, 메트아크로일기는 Rd가 알킬기 등일 수 있다. 본 명세서에서, "(메트)아크릴로일옥시기"는 (메트)아크릴로일기가 산소와 결합된 1 가의 원자단으로서, CH2=CRe-C(=O)-O- 로 표현될 수 있으며, 아크릴로일옥시기는 Re가 수소이고, 메트아크로일옥시기는 Re가 알킬기 등일 수 있다.
본 명세서에서, "알킬렌기"는 탄소와 수소로 이루어진 2가의 원자단으로서, -(CH2)m-으로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 메틸렌(-CH2-), 에틸렌(-CH2CH2-) 등일 수 있다. 본 명세서에서, "알킬렌옥시기"는 알킬렌기가 산소와 결합된 2가의 원자단으로서, -(CH2)m-O-로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 메틸렌옥시기(-CH2O-, -OCH2-), 에틸렌옥시기(-CH2CH2O-, -OCH2CH2-) 등일 수 있다. 본 명세서에서, "알킬렌(옥시)카보닐기"는 알킬렌(옥시)기가 카보닐기와 결합된 2가의 원자단으로서, -(Rf)o-(C=O)-(R'f)p- 로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 메틸렌카보닐기(-CH2-(C=O)-), 디메틸렌카보닐옥시기(-CH2-(C=O)-CH2-), 메틸렌옥시카보닐기(-CH2-O-(C=O)-, -OCH2-(C=O)-), 디메틸렌옥시카보닐기(-CH2-O-(C=O)-OCH2-, -OCH2-(C=O)-CH2-O-) 등일 수 있다. 본 명세서에서, "카보닐옥시기"는 카보닐기가 산소와 결합된 2가의 원자단으로서, -(Rg)r-(C=O)-O- 로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 카보닐옥시기(-(C=O)-O-), 메틸렌카보닐옥시기(-CH2-(C=O)-O-) 등일 수 있다. 본 명세서에서, "시클릭카보닐옥시기"는 시클릭에스터에서 두 개의 수소가 제거된 잔기로서 2가의 원자단이고, -(CH2)s-(C=O)-O-(CH2)t- 으로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 카프로락톤(caprolactone)의 2가 원자단일 수 있다.
본 명세서에서, "아미노기"는 암모니아에서 수소가 하나 제거된 잔기로서, -NHRh, -NH2, -NRh2, 로 표현될 수 있으며, Rh 는 알킬기 등일 수 있다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 고흡수성 수지의 제조방법의 모식적인 제조 공정도이다.
도 1을 참고하면, 고흡수성 수지의 제조방법은, 단량체 조성물을 제조하는 단계(P1), 함수겔상 가교중합체를 제조하는 단계(P2), 함수겔상 가교중합체를 분쇄하는 단계(P3), 분쇄된 함수겔상 가교중합체를 건조하는 단계(P4), 건조된 함수겔상 가교중합체를 분쇄하여 베이스 수지를 제조하는 단계(P5), 베이스 수지의 표면가교 단계(P6)를 포함한다.
단량체 조성물을 제조하는 단계(P1)는 친수성 단량체들과 중화제를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계(P11)와 제1 조성물에 가교제와 중합개시제를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계(P12)를 포함할 수 있다. 친수성 단량체들과 중화제를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계(P11)에서, 상기 제1 조성물은 기 설정된 상기 친수성 단량체들의 함량 전부를 포함할 수도 있고, 기 설정된 상기 친수성 단량체들의 함량 중 일부를 포함할 수도 있다. 후자의 경우, 기 설정된 상기 친수성 단량체들의 함량 중 나머지 일부는 제1 조성물에 가교제와 중합개시제를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계(P12) 에서 상기 내부가교제, 상기 중합개시제와 함께 상기 제1 조성물에 첨가될 수 있다.
상기 친수성 단량체들은 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 단량체이면 어느 것이나 한정없이 사용이 가능하다. 상기 친수성 단량체들은 친수기를 포함하는 단량체이고, 상기 친수기는, 예를 들어, 수산기(hydroxyl group: -OH), 카르복실기(carboxyl group: -COOH), 아미노기(amino group: -NHRh, -NH2, -NRh2, Rh는, 예를 들어, C1-5 알킬기 등일 수 있다.) 등을 들 수 있다.
상기 친수성 단량체는, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체일 수 있다. 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 크게 음이온성 단량체와 그 염, 비이온계 친수성 함유 단량체, 및 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 음이온성 단량체와 그 염은, 예를 들어, 아크릴산, 메타아크릴산, 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-(메타)아크릴로일프로판술폰산 및 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 비이온계 친수성 함유 단량체는, 예를 들어, (메타)아크릴아미드, N-치환(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물은, 예를 들어, (N,N)-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 및 (N,N)-디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 단량체 조성물 중 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 농도는 중합 시간 및 반응 조건(단량체 조성물의 공급 속도, 열 및/또는 빛의 조사 시간, 조사 범위, 및 조사 강도 등)을 고려하여 적절하게 선택하여 사용할 수 있으나, 예시적인 실시예에서, 30 중량% 이상 내지 60 중량% 이하의 범위 내일 수 있다.
상기 중화제는 상기 친수성 단량체를 중화시키는 역할을 할 수 있다. 대표적인 중화제로는 수산화나트륨, 탄산수소나트륨 등을 들 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다. 상기 중화제는 상기 단량체 조성물의 중화도가 65 몰% 내지 75 몰% 인 범위 내에서 사용될 수 있다. 다만, 이것만으로 제한되는 것은 아니다.
상기 내부가교제는 상기 친수성 단량체의 관능기와 반응할 수 있는 원자단과 에틸렌성 불포화기를 각각 1개 이상 포함하거나, 또는 상기 친수성 단량체의 관능기 및 상기 친수성 단량체를 가수분해하여 형성된 관능기와 반응할 수 있는 원자단 등을 2개 이상 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
비제한적인 일례에서, 상기 내부가교제는 C8-12 비스아크릴아미드, C8-12 비스메타아크릴아미드, C2-12 폴리올의 폴리(메타)아크릴레이트 또는 C2-10 폴리올의 폴리(메타)알릴에테르 등을 들 수 있다.
구체적인 예에서, 상기 내부가교제는, (폴리)에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실(3)-트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실(6)-트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실(9)-트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실(15)-트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트글리세린트리(메타)아크릴레이트, 글리세린아크릴레이트메타크릴레이트, 2,2-비스[(아크릴록시)메틸]부틸 아크릴레이트(3EO), N,N'-메틸렌비스(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌옥시(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시(메트)아크릴레이트, 글리세린, 글리세린 디아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메티롤 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 트리아릴시아누레이트, 트리알릴이소시아네이트, 펜타에틸렌이민, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
비제한적인 일례에서, 상기 내부가교제는 친수성 단량체 100 중량부에 대해서 0.01 중량부 내지 0.5 중량부의 범위로 포함될 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 중합 개시제는 광 중합 개시제, 열 중합 개시제 및 산화-환원 개시제 중 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 중합 개시제로서 상기 광 중합 개시제와 상기 열 중합 개시제가 함께 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 중합 개시제로서, 상기 열 중합 개시제와 상기 산화-환원 개시제가 함께 사용될 수 있다.
상기 광 중합 개시제는 자외선이 조사된 때, 상기 단량체 조성물의 광 중합을 개시하게 되고, 또는 상기 열 중합 개시제는 가열에 의해 상기 단량체 조성물의 열 중합을 개시하며, 상기 산화-환원 개시제는 산화-환원 반응에 의해 상기 단량체 조성물의 중합을 개시할 수 있다. 상기 광 중합 개시제와 상기 열 중합 개시제를 함께 사용하는 경우, 광 중합 중에 발생된 열에 의해 상기 열 중합 개시제에 의한 중합이 일어날 수 있다. 산화-환원 개시제와 열 중합 개시제가 함께 있는 경우, 산화-환원 반응 중에 발생한 열에 의해 상기 열 중합 개시제도 함께 개시되어 중합이 일어날 수 있다.
예를 들어, 상기 중합 개시제는 디에톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 4-(2-히드록시 에톡시)페닐-(2-히드록시)-2-프로필 케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 아세토페논 유도체; 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인알킬에테르류 화합물; o-벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐 황화물, (4-벤조일 벤질)트리메틸암모늄 염화물 등의 벤조페논 유도체; 티옥산톤(thioxanthone)계 화합물; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드 등의 아실 포스핀 옥사이드 유도체; 또는 2-히드록시 메틸 프로피온니트릴, 2,2'-(아조비스(2-메틸-N-(1,1'-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸)프로피온 아미드) 등의 아조계 화합물; 아조계(azo) 개시제; 과산화물계 개시제; 레독스(redox) 개시제; 유기 할로겐화물 개시제; 소디움퍼설페이트(Sodium persulfate, Na2S2O8); 포타시움 퍼설페이트(Potassium persulfate, K2S2O8); 또는 이들의 혼합물중 하나일 수 있지만, 이들만으로 제한되는 것은 아니다.
상기 중합 개시제는 중합 개시 효과를 나타낼 수 있으면 그 함량은 선택하여 사용할 수 있다. 비제한적인 일례에서, 상기 광 중합 개시제는 친수성 단량체 100 중량부에 대해서 0.005 중량부 이상 내지 0.5 중량부 이하의 범위 내에서 포함될 수 있고, 상기 열 중합 개시제는 친수성 단량체 100 중량부에 대해서 0.01 중량부 이상 내지 0.5 중량부 이하의 범위 내에서 포함될 수 있다.
함수겔상 가교중합체를 제조하는 단계(P2)는, 상기 단량체 조성물에 빛 및/또는 열을 가하여 광중합반응 및/또는 열중합반응을 수행하거나, 또는 산화-환원 중합법을 수행하는 단계이다. 예를 들어, 상기 단량체 조성물에 상기 자외선이 조사되는 경우, 상기 광중합개시제에 의해 광중합반응이 개시될 수 있다. 상기 단량체 조성물이 상기 광중합개시제와 상기 열중합개시제를 모두 포함하는 경우, 상기 광중합반응 중에 발생된 열에 의해 상기 열중합개시제는 열중합반응을 개시할 수 있다. 중합반응은, 예를 들어, 벨트형 중합반응기를 이용하여 수행될 수 있고, 상기 중합반응에 의해 시트상 함수겔상 가교중합체가 얻어질 수 있다.
함수겔상 가교중합체를 분쇄하는 단계(P3)는, 중합반응이 완료된 후, 얻어진 시트상 함수겔상 가교중합체를 절단기로 이송하여 소정의 크기로 분쇄 내지 조쇄하는 단계로서, 상기 시트상 함수겔상 가교중합체는, 입경이 약 1 cm 내지 약 3 cm 인 입자상 함수겔상 가교중합체로 분쇄 또는 조쇄될 수 있다. 함수겔상 가교중합체를 분쇄하는 단계(P3)는, 예를 들어, 커터형 절단기, 쵸퍼형 절단기, 니더형 절단기, 진동식 분쇄기, 충격식 분쇄기, 마찰형 분쇄기 등을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 입자상 함수겔상 가교중합체는, 함수율이, 예를 들어, 약 40 중량% 내지 약 60 중량%일 수 있다.
분쇄된 함수겔상 가교중합체를 건조하는 단계(P4)는, 분쇄된 함수겔상 가교중합체를 약 150℃ 내지 약 200℃ 의 온도에서 약 20 분 내지 약 60 분의 범위 내에서 건조하는 것으로서, 예를 들어, 열풍 건조기, 유동층 건조기, 기류 건조기, 적외선 건조기, 유전가열 건조기 등을 이용하여 수행될 수 있다.
건조된 함수겔상 가교중합체를 분쇄하여 베이스 수지를 제조하는 단계(P5)는, 건조된 함수겔상 가교중합체를 입경이 마이크로미터(㎛), 예를 들어, 평균 입경이 150 ㎛ 이상 내지 850 ㎛ 이하인 입자로 미분쇄하는 것을 포함할 수 있다. 건조된 함수겔상 가교중합체를 분쇄하여 베이스 수지를 제조하는 단계(P5)는, 예를 들어, 커터형 절단기, 쵸퍼형 절단기, 니더형 절단기, 진동식 분쇄기, 충격식 분쇄기, 마찰형 분쇄기 등을 이용하여 수행될 수 있다.
베이스 수지의 표면가교 단계(P6)는 베이스 수지, 하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나와 표면가교제를 혼합하는 단계(P61)와 표면처리된 베이스 수지를 건조하는 단계(P62)을 포함할 수 있다.
베이스 수지, 하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나와 표면가교제를 혼합하는 단계(P61)는 상기 베이스 수지에 비해 가교밀도가 높은 표면가교층을 형성하는 것으로서, 상기 베이스 수지를 코어로 하고, 상기 베이스 수지의 표면에 형성된 표면가교층을 포함하는 코어-쉘 구조의 표면가교 처리된 베이스 수지를 제공할 수 있다. 베이스 수지, 하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나와 표면가교제를 혼합하는 단계(P61)는, 필요에 따라 여러 차례 수행될 수 있다.
상기 표면 가교제는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 알킬 다이올(alkyl diol), 알킬렌 글리콜(alkylene glycol), 알킬 다이 글리시딜 에테르(alkyl diglycidyl ether), 다가금속류, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 에틸렌 카보네이트과 같은 알킬렌 카보네이트, 물 및 에탄올 등을 포함할 수 있다.
상기 화학식 (1)의 화합물들 중 적어도 하나는 가교되지 않은 선형 고분자 사슬과 반응하여 고흡수성 수지의 수가용성 성분(Extractable content: EC)의 수치를 낮출 수 있고, 미반응 단량체들(Unreacted monomers)와 반응하여 고흡수성 수지의 잔류 단량체(Residual monomer: RM)의 수치를 낮출 수 있다. 한편, 친수성인 알킬렌옥시기(alkyleneoxy group)로 인해 고흡수성 수지의 보수능(Centrifuged Retention Capacity: CRC)이 향상될 수 있다.
< 화학식 (1) >
X-(Ra)p(Rb)q-Y
상기 화학식 (1)에서, X는 불포화 탄화수소기 또는 이의 유도체이고, Ra, Rb는 각각 독립적으로 C1-5 알킬렌기(alkylene group, -(CH2)m-, m은 1 내지 5 의 정수이다.), C1-4 알킬렌옥시기(alkyleneoxy group, -(CH2)m-O-, m은 1 내지 4 의 정수이다.), C2-6 알케닐렌(alkenylene group, -(CH=CH)m-, m 은 1 내지 3 의 정수이다.), C2-6 알킬렌(옥시)카보닐기(alkylene(oxy)carbonyl group, -(Rf)o-(C=O)-(R'f)p-, o, p는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고, 동시에 0 이 아니며, Rf, R'f 는 각각 독립적으로 C1-5 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C2-5 카보닐옥시기(carbonyloxy group, -(Rg)r-(C=O)-O-, r은 0 내지 2의 정수이고, Rg 는 C1-4 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 및 C2-6 시클릭카보닐옥시기(cyclic carbonyloxy group, -(CH2)s-(C=O)-O-(CH2)t-, s, t는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, s와 t의 합은 1 내지 5 이다.) 중 적어도 하나의 2가 원자단이다.
상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는 Ra, Rb 각각의 탄소수의 수치범위 및 p값, q값의 범위 내에서 친수성인 함수겔상 가교중합체와의 반응성을 향상시킬 수 있다. 반면에 Ra, Rb 각각의 탄소수가 증가하거나 p값, q값이 증가하면, 소수성이 증가하여 친수성인 함수겔상 가교중합체에 침투되는 깊이가 달라질 수 있다. 상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는 상기 함수겔상 가교중합체에 침투된 깊이에서 반응이 가능하므로, 상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나가 소수성이 증가되는 경우, 실질적으로 상기 함수겔상 가교중합체의 표면에서만 반응이 일어나게되어, 상기 고흡수성 수지의 수가용성 성분(Extractable Content: EC)과 잔존 모노머(RM)의 감소가 효과적이지 않을 수 있다. 따라서, 상기 Ra의 탄소수의 범위, 상기 Rb 의 탄소수의 범위, p값, q값의 범위는 상기한 수치범위 이내인 것이 바람직하다.
상기 화학식 (1) 에서, p는 2 내지 10 의 정수이고, q는 0 내지 10 의 정수이며, Y는 수소 또는 친수기이다. 상기 친수기는, 상기 미반응 단량체들 및 상기 선형 고분자 사슬과 반응하여 수소결합을 형성할 수 있고, 예를 들어, 수산기(-OH), 카르복실기(-COOH) 및 아미노기(-NHRh, -NH2, -NRh2, Rh 는 C1-5 탄화수소기이다.) 중 하나일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 Y는 수소 또는 수산기일 수 있다.
상기 X는 C2-5 (메트)비닐기((meth)vinyl group, CH2=CRa-, Ra는 수소 또는 C1-3 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C3-5 (메트)알릴기((meth)allyl group, CH2=CRb-CH2-, Rb는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C1-5 아실기(acyl group, RcC(=O)-, Rc는 수소 또는 C1-4 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C3-5 (메트)아크릴로일기((meth)acryloyl group, CH2=CRd-C(=O)-, Rd는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 및 C3-5 (메트)아크릴로일옥시기((meth)acryloyloxy group, CH2=CRe-C(=O)-O-, Re는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 중 적어도 하나의 1가 원자단일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 X는 C3-5 (메트)아크릴로일기(CH2=CRd-C(=O)-, Rd는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.)일 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표현된 화합물들 중 적어도 하나의 함량은 고흡수성 수지의 전체 함량에 대해 0.1 중량% 초과 내지 10 중량% 미만일 수 있다. 상기한 함량 범위 내에서 고흡수성 수지의 물성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 보수능(CRC)의 감소를 최소화시킬 수 있다.
상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는, 예를 들어, 하기 화학식 (2)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나일 수 있다:
< 화학식 (2) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000022
상기 화학식 (2) 에서, R1은 수소, C1-2 알킬기(alkyl group) 및 C1-2 알콕시기(alkoxy group) 중 하나일 수 있고, R2는 C1-5 알킬렌기(-(CH2)m-, m은 1 내지 5 의 정수이다.), C1-5 알킬렌옥시기(-(CH2)m-O-, m은 1 내지 5 의 정수이다.) 및 C2-6 시클릭카보닐옥시기(cyclic carbonyloxy group, -(CH2)s-(C=O)-O-(CH2)t-, s, t는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, s와 t의 합은 1 내지 5 이다.) 중 하나일 수 있으며, 상기 Y는 수소 또는 수산기(-OH) 중 하나일 수 있고, n 은 1 이상 내지 10 이하일 수 있다.
상기 화학식 (2)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는, 예를 들어, 하기 화학식 (3) 내지 화학식 (22)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나일 수 있다:
< 화학식 (3) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000023
< 화학식 (4) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000024
< 화학식 (5) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000025
< 화학식 (6) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000026
< 화학식 (7) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000027
< 화학식 (8) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000028
< 화학식 (9) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000029
< 화학식 (10) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000030
< 화학식 (11) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000031
< 화학식 (12) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000032
< 화학식 (13) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000033
< 화학식 (14) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000034
< 화학식 (15) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000035
< 화학식 (16) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000036
< 화학식 (17) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000037
< 화학식 (18) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000038
< 화학식 (19) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000039
< 화학식 (20) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000040
< 화학식 (21) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000041
< 화학식 (22) >
Figure PCTKR2016003100-appb-I000042
표면처리된 베이스 수지를 건조하는 단계(P62)는 표면처리된 베이스 수지를 약 150℃ 내지 약 200℃ 의 온도범위에서 약 20 분 내지 약 60 분의 범위 내에서 열처리를 수행하는 것일 수 있다.
이하, 실시예 및 실험예 등을 참고하여 상기 고흡수성 수지의 제조방법이 수가용성 성분과 잔류 단량체가 저감되고 보수능이 향상된 고흡수성 수지를 제공할 수 있는 장점이 있음을 상세히 설명하기로 한다.
< 비교예 1 >
아크릴산 500g에 20% 수산화나트륨 수용액 971.4g을 첨가한 후, 내부 가교제로서 에톡실-트리메티롤프로판트리아크릴레이트 1.5g, 광중합 개시제로서 디페닐 (2,4,5-트리메틸벤조일)-포스핀 옥시드 0.165g을 첨가하여 수용성 불포화 단량체 수용액을 제조하였다(아크릴산계 단량체의 중화도: 70몰%).
단량체 혼합물에 자외선 조사하여 광중합을 진행하여 미세 함수 겔 중합체를 제조하였다.
제조된 함수 겔 중합체를 각각의 미트 쵸퍼(meat chopper)를 통해 함수 겔 중합체 입자로 만들고, 이후 170℃ 온도의 열풍 벨트 건조기에서 40분 동안 건조하였다. 건조된 함수 겔 중합체를 컷팅 밀 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후 망체(sieve)를 이용하여 평균입경이 150 ㎛ 이상 내지 850 ㎛ 이하인 베이스 폴리머를 얻었다.
이후, 얻어진 베이스 폴리머 100g에 에틸렌 카보네이트 1g, 물 3g 및 에탄올 3g으로 이루어진 표면가교 용액을 혼합한 후, 180 ℃에서 30분 동안 열풍 오븐에서 반응시킨다. 망체(sieve)를 이용하여 입경이 150 ㎛ 이상 내지 850 ㎛ 이하인 표면 처리된 수지를 제조하였다.
< 실시예 1 >
표면가교 용액에 에틸렌 옥시드 단위가 6물인 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트(Bisomer PEM 6LD, polyethylene glycol monomethacrylate, 6 EO units, manufacturer: Cognis) 를 0.5g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 2 >
표면가교 용액에 에틸렌 옥시드 단위가 6물인 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트(Bisomer PEM 6LD, polyethylene glycol monomethacrylate, 6 EO units, manufacturer: Cognis)를 1g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 3 >
표면가교 용액에 에틸렌 옥시드 단위가 6물인 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트(Bisomer PEM 6LD, polyethylene glycol monomethacrylate, 6 EO units, manufacturer: Cognis)를 2g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 4 >
표면가교 용액에 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 (Poly(ethylene glycol) methacrylate, average Mn 500, manufacturer: aldrich)를 0.5g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 5 >
표면가교 용액에 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 (Poly(ethylene glycol) methacrylate, average Mn 500, manufacturer: aldrich)를 1g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 6 >
표면가교 용액에 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 (Poly(ethylene glycol) methacrylate, average Mn 500, manufacturer: aldrich)를 2g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 7 >
표면가교 용액에 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 (2-Hydroxyethyl acrylate, manufacturer: aldrich)를 0.5g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 8 >
표면가교 용액에 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 (2-Hydroxyethyl acrylate, manufacturer: aldrich)를 1g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 9 >
표면가교 용액에 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 (2-Hydroxyethyl acrylate, manufacturer: aldrich)를 2g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 10 >
표면가교 용액에 하이드록시프로필 아크릴레이트 (Hydroxypropyl acrylate, mixture of isomers, manufacturer: aldrich)를 0.5g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 11 >
표면가교 용액에 하이드록시프로필 아크릴레이트 (Hydroxypropyl acrylate, mixture of isomers, manufacturer: aldrich)를 1g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다
< 실시예 12 >
표면가교 용액에 하이드록시프로필 아크릴레이트 (Hydroxypropyl acrylate, mixture of isomers, manufacturer: aldrich)를 2g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다
< 실시예 13 >
표면가교 용액에 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (2-Hydroxyethyl methacrylate, manufacturer: aldrich)를 0.5g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 14 >
표면가교 용액에 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (2-Hydroxyethyl methacrylate, manufacturer: aldrich)를 1g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실시예 15 >
표면가교 용액에 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (2-Hydroxyethyl methacrylate, manufacturer: aldrich)를 2g 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 표면처리된 고흡수성 수지를 제조하였다.
< 실험예 1 >
비교예 1, 및 실시예 1 내지 15에서 제조된 고 흡수성 수지 분말에 대하여, 각각 보수능(CRC), 수가용 성분(EC), 가압흡수능(AUP) 및 잔류 단량체(RM) 수치를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. CRC(Centrifuge Retention Capacity), AUP(Absorbency Under Pressure), EC(Extractable Content) 및 RM (Residual monomer) 분석은 EDANA(European Disposables and Nonwovens Association) WSP241.2.R3, EDANA WSP242.2.R3, EDANA WSP270.2.R3 및 WSP 210.2.R3 방법에 따라 수행하였다.
CRC (g/g) 0.7 psi AUP (g/g) 16h EC (%) RM (ppm)
비교예 1 30 24 10.8 498
실시예 1 32 24 9.5 430
실시예 2 31 25 8.1 412
실시예 3 34 23 7.4 410
실시예 4 31 23 9.6 452
실시예 5 31 23 7.4 448
실시예 6 33 23 6.8 432
실시예 7 30 24 9.7 472
실시예 8 31 23 8.2 467
실시예 9 32 22 7.4 451
실시예 10 33 20 10.1 483
실시예 11 32 20 9.8 472
실시예 12 33 20 8.1 458
실시예 13 32 22 9.9 480
실시예 14 32 21 9.1 466
실시예 15 33 22 8.8 462
상기 표 1을 참고하면, 표면가교 용액에 상기 화학식 (1) 등으로 표현되는 물질을 첨가하여 제조된 실시예들의 고흡수성 수지의 경우, 상기 첨가 물질을 첨가하지 않은 비교예 1의 수지에 비해 수가용성 성분(EC)과 잔류 단량체(RM)의 수치가 낮아짐을 알 수 있다. 또한, 상기 첨가 물질의 첨가 함량이 증가함에 따라 수가용성 성분(EC)과 잔류 단량체(RM)의 저감 효과가 증대되는 것을 확인할 수 있다.
이상 발명의 실시예들을 설명하였으나, 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (9)

  1. 친수성 단량체들, 가교제 및 중합개시제를 포함하는 단량체 조성물을 중합시켜 함수겔상 가교중합체를 제조하는 단계;
    상기 함수겔상 가교중합체를 분쇄하는 단계;
    분쇄된 함수겔상 가교중합체를 건조하는 단계;
    건조된 함수겔상 가교중합체를 분쇄하여 베이스 수지를 제조하는 단계; 및
    하기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나와 표면가교제를 상기 베이스 수지와 혼합하는 것을 포함하는 표면가교 단계;
    를 포함하는 고흡수성 수지의 제조방법:
    < 화학식 (1) >
    X-(Ra)p(Rb)q-Y
    상기 화학식 (1)에서,
    X는 불포화 탄화수소기 또는 이의 유도체이고,
    Ra, Rb는 각각 독립적으로 C1-5 알킬렌기(alkylene group, -(CH2)m-, m은 1 내지 5 의 정수이다.), C1-4 알킬렌옥시기(alkyleneoxy group, -(CH2)m-O-, m은 1 내지 4 의 정수이다.), C2-6 알케닐렌(alkenylene group, -(CH=CH)m-, m 은 1 내지 3 의 정수이다.), C2-6 알킬렌(옥시)카보닐기(alkylene(oxy)carbonyl group, -(Rf)o-(C=O)-(R'f)p-, o, p는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고, 동시에 0 이 아니며, Rf, R'f 는 각각 독립적으로 C1-5 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C2-5 카보닐옥시기(carbonyloxy group, -(Rg)r-(C=O)-O-, r은 0 내지 2의 정수이고, Rg 는 C1-4 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 및 C2-6 시클릭카보닐옥시기(cyclic carbonyloxy group, -(CH2)s-(C=O)-O-(CH2)t-, s, t는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, s와 t의 합은 1 내지 5 이다.) 중 적어도 하나의 2가 원자단이며, p는 2 내지 10 의 정수이고, q는 0 내지 10 의 정수이며, Y는 수소 또는 친수기이다.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 X는 C2-5 (메트)비닐기((meth)vinyl group, CH2=CRa-, Ra는 수소 또는 C1-3 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C3-5 (메트)알릴기((meth)allyl group, CH2=CRb-CH2-, Rb는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C1-5 아실기(acyl group, RcC(=O)-, Rc는 수소 또는 C1-4 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.), C3-5 (메트)아크릴로일기((meth)acryloyl group, CH2=CRd-C(=O)-, Rd는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 및 C3-5 (메트)아크릴로일옥시기((meth)acryloyloxy group, CH2=CRe-C(=O)-O-, Re는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.) 중 적어도 하나의 1가 원자단인 고흡수성 수지의 제조방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 친수기는 수산기(-OH), 카르복실기(-COOH) 및 아미노기(-NHRh, -NH2, -NRh2, Rh 는 C1-5 탄화수소기이다.) 중 하나인 고흡수성 수지의 제조방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 X는 C3-5 (메트)아크릴로일기(CH2=CRd-C(=O)-, Rd는 수소 또는 C1-2 탄화수소기 또는 이의 유도체이다.)이고, 상기 Y는 수소 또는 수산기인 고흡수성 수지의 제조방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 화학식 (1)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는 하기 화학식 (2)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나인 고흡수성 수지의 제조방법:
    < 화학식 (2) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000043
    상기 화학식 (2) 에서,
    R1은 수소, C1-2 알킬기(alkyl group) 및 C1-2 알콕시기(alkoxy group) 중 하나이고, R2는 C1-5 알킬렌기(-(CH2)m-, m은 1 내지 5 의 정수이다.), C1-5 알킬렌옥시기(-(CH2)m-O-, m은 1 내지 5 의 정수이다.) 및 C2-6 시클릭카보닐옥시기(cyclic carbonyloxy group, -(CH2)s-(C=O)-O-(CH2)t-, s, t는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, s와 t의 합은 1 내지 5 이다.) 중 하나이며, 상기 Y는 수소 또는 수산기(-OH) 중 하나이고, n 은 1 이상 내지 10 이하이다.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 화학식 (2)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나는 하기 화학식 (3) 내지 화학식 (22)로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나인 고흡수성 수지의 제조방법:
    < 화학식 (3) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000044
    < 화학식 (4) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000045
    < 화학식 (5) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000046
    < 화학식 (6) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000047
    < 화학식 (7) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000048
    < 화학식 (8) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000049
    < 화학식 (9) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000050
    < 화학식 (10) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000051
    < 화학식 (11) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000052
    < 화학식 (12) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000053
    < 화학식 (13) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000054
    < 화학식 (14) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000055
    < 화학식 (15) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000056
    < 화학식 (16) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000057
    < 화학식 (17) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000058
    < 화학식 (18) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000059
    < 화학식 (19) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000060
    < 화학식 (20) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000061
    < 화학식 (21) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000062
    < 화학식 (22) >
    Figure PCTKR2016003100-appb-I000063
  7. 제1 항에 있어서,
    단량체 조성물을 제조하는 단계;를 더 포함하고, 상기 단량체 조성물을 제조하는 단계;는,
    상기 친수성 단량체들과 중화제를 포함하는 제1 조성물을 제조하는 단계와 상기 제1 조성물에 상기 가교제와 상기 중합개시제를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 고흡수성 수지의 제조방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 중합개시제는 광중합 개시제, 열중합 개시제 및 산화-환원 개시제 중 적어도 하나인 고흡수성 수지의 제조방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 표면가교 단계는, 표면처리된 베이스 수지를 건조하는 단계;를 더 포함하는 고흡수성 수지의 제조방법.
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