包含水溶性盐的超吸收性聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及包含水溶性盐的超吸收性聚合物及其制备方法，并且更具体地，涉及改进的超吸收性聚合物及其制备方法，其中通过在聚合超吸收性聚合物的步骤中添加水溶性金属盐使得降低残留单体(RM)浓度的效果是优异的。

Super absorbent polymer containing water soluble salt and preparation method thereof

The invention relates to a super absorbent polymer and a preparation method comprising a water-soluble salt, and more specifically, relates to a super absorbent polymer and its preparation method improved by adding water, which in the polymerization of super absorbent polymers in steps of soluble metal salt can reduce residual monomer concentration (RM) effect is excellent.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含水溶性盐的超吸收性聚合物及其制备方法，并且更具体地，涉及包含水溶性盐的超吸收性聚合物及其制备方法，其中在超吸收性聚合物的聚合过程中添加水溶性金属盐对减小残留单体(RM)的浓度非常有效。
技术介绍
超吸收性聚合物(SuperabsorbentPolymer，SAP)是能够吸收自身重量的约500倍至1000倍水的合成聚合物。事实上这样的超吸收性聚合物开始用于卫生物品，而现在其不仅广泛地用于卫生产品如婴儿的一次性尿布等，而且还用于园艺土壤修复剂、土木工程用止水剂、苗圃板、食品流通领域中的保鲜剂和泥敷剂材料。与常规吸收性材料相比，超吸收性聚合物具有突出的吸收容量，因此其市场价值随着其应用的更广范围而增大。超吸收性聚合物的吸收机制受控于由于由聚合物电解质的电荷表示的电引力的差引起的渗透压、水与聚合物电解质之间的亲和力、由于聚合物电解质离子之间的排斥力引起的分子膨胀、以及由于交联引起的膨胀抑制的相互作用。简言之，吸收性聚合物的吸收能力取决于上述亲和力和分子膨胀，并且其吸收率受到吸收性聚合物自身渗透压的很大影响。为了使用超吸收性聚合物作为卫生材料，超吸收性聚合物基本上必须具有低浓度的残留单体(RM)。为了降低RM的浓度，从根本上采用具有低二聚物浓度的丙烯酸，并且还可提出其他方法，但是问题是超吸收性聚合物的其他特性可能劣化，或者这样的另外的处理可能是复杂的。因此，对具有高吸收率和高吸收尺度的超吸收性聚合物的制备进行了深入研究。
技术实现思路
专利技术概要因此，本专利技术是在鉴于相关技术中遇到的问题而作出的，并且本专利技术的目的是提供一种超吸收性聚合物及其制备方法，其中在制备超吸收性聚合物的常规方法中另外包括添加水溶性金属盐，从而减小RM的浓度。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供了制备超吸收性聚合物的方法，包括：在水溶性金属盐的存在下使水溶性烯键式不饱和单体、光引发剂、交联剂、和热聚合引发剂反应。此外，制备超吸收性聚合物的方法包括：a)使水溶性烯键式不饱和单体、光引发剂和交联剂混合；b)用水溶性金属盐水溶液稀释氢氧化钠水溶液；c)用b)中获得的经稀释的溶液中和a)中获得的混合物；d)向c)中获得的混合物添加热聚合引发剂，然后使用热聚合或光聚合进行自由基聚合反应，由此形成聚合物片；以及e)向d)中形成的聚合物片添加水，由此形成水凝胶聚合物。此外，本专利技术提供了由上述方法制备的超吸收性聚合物。技术效果由于可以有效地降低残留单体(RM)的浓度，因此与常规超吸收性聚合物相比，根据本专利技术的超吸收性聚合物是有利的。附图说明图1是示出根据本专利技术的一个实施方案残留单体(RM)的浓度根据超吸收性聚合物的金属硫酸盐的种类和量而变化的图。图2A是示出残留单体(RM)的浓度根据作为金属硫酸盐的Na2SO4的含量而变化的图。图2B是示出残留单体(RM)的浓度根据作为金属硫酸盐的Li2SO4的含量而变化的图。图2C是示出残留单体(RM)的浓度根据作为金属硫酸盐的K2SO4的含量而变化的图。图3是示出当过量(15重量％)添加作为金属硫酸盐的Na2SO4时RM的浓度减小的图。最佳实施方式下文中，将给出本专利技术的详细说明。本专利技术提出了制备超吸收性聚合物的方法，其包括在水溶性金属盐的存在下使水溶性烯键式不饱和单体、光引发剂、交联剂、和热聚合引发剂反应。更具体地，水溶性金属盐优选地包括选自以下中的至少一者：硫酸根基团、硝酸根基团、磷酸根基团、氯化物基团、亚硫酸根基团和硫氰酸根基团。特别有用的是金属硫酸盐。水溶性金属盐的金属优选地包括选自以下中的至少一种：钠(Na)、锂(Li)、钾(K)、铝(Al)、锆(Zr)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、铂(Pt)、和金(Au)。特别有用的是钠(Na)、锂(Li)、或钾(K)。根据本专利技术，制备超吸收性聚合物的方法包括：a)使水溶性烯键式不饱和单体、光引发剂、和交联剂混合；b)用水溶性金属盐水溶液稀释氢氧化钠水溶液；c)用b)中获得的经稀释的溶液中和a)中获得的混合物；d)向c)中获得的混合物添加热聚合引发剂，然后使用热聚合或光聚合进行自由基聚合反应，由此形成聚合物片；以及e)向d)中形成的聚合物片添加水，由此形成水凝胶聚合物。所述方法在e)形成水凝胶聚合物之后还包括：f)干燥并粉碎水凝胶聚合物，由此获得超吸收性聚合物颗粒；以及g)根据颗粒尺寸将吸收性聚合物颗粒分级，由此获得颗粒尺寸为150μm至850μm的颗粒。如本文中所用，术语“超吸收性聚合物”是指通过干燥和粉碎水凝胶聚合物获得的颗粒。更具体地，水凝胶聚合物是完成聚合之后具有大量(50％或以上)水且尺寸为1cm或更大的固体胶状物形式的材料。将水凝胶聚合物干燥并粉碎成粉末相，产生吸收性聚合物颗粒。因此，水凝胶聚合物对应于过程中间产物。在根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法的a)中，使水溶性烯键式不饱和单体、光引发剂和交联剂混合。在根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法中，水溶性烯键式不饱和单体没有特别限制，只要是通常用于合成超吸收性聚合物的单体即可，并且优选地包括选自以下中的任一种或更多种：阴离子单体及其盐、非离子亲水性单体、以及含氨基的不饱和单体及其季铵盐。特别有用的是选自以下中的任一种或更多种：阴离子单体及其盐，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸、和2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸；非离子亲水性单体，例如(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、和聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；以及含氨基的不饱和单体及其季铵盐，例如(N,N)-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、和(N,N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺。更优选地，使用丙烯酸或其盐。当使用丙烯酸或其盐作为单体使用时，可有利地获得吸收能力改善的超吸收性聚合物。此外，在根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法中，鉴于聚合时间和反应条件，可适当地确定单体组合物的水溶性烯键式不饱和单体的浓度，并且优选设定为40重量％至55重量％。若水溶性烯键式不饱和单体的浓度低于40重量％，则无经济效益。反之，若其浓度超过55本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备超吸收性聚合物的方法，包括在水溶性金属盐的存在下使水溶性烯键式不饱和单体、光引发剂、交联剂、和热聚合引发剂反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.23 KR 10-2014-0076594;2015.06.09 KR 10-2011.一种制备超吸收性聚合物的方法，包括在水溶性金属盐的存在下
使水溶性烯键式不饱和单体、光引发剂、交联剂、和热聚合引发剂反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶性金属盐包括选自以
下中的至少一者：硫酸根基团、硝酸根基团、磷酸根基团、氯化物基团、
亚硫酸根基团、和硫氰酸根基团。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶性金属盐的金属包括
选自以下中的至少一种：钠(Na)、锂(Li)、钾(K)、铝(Al)、锆(Zr)、
钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、
铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、铂(Pt)、和金(Au)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述水溶性烯键式不饱和
单体的总重量，所述水溶性金属盐的含量为0.001重量％至40.0重量％。
5.根据权利要求1所述的方法，包括：
a)使所述水溶性烯键式不饱和单体、所述光引发剂、和所述交联剂
混合；
b)用水溶性金属盐水溶液稀释碱性水溶液；
c)用b)中获得的经稀释的溶液中和a)中获得的混合物；
d)向c)中获得的混合物中添加所述热聚合引发剂，然后使用热聚
合或光聚合进行自由基聚合反应，由此形成聚合物片；以及
e)向d)中形成的所述聚合物片添加水，由此形成水凝胶聚合物。
6.根据权利要求5所述的方法，在e)形成所述水凝胶聚合物之后还
包括：
f)干燥并粉碎所述水凝胶聚合物，由此获得超吸收性聚合物颗粒；
以及
g)根据颗粒尺寸对所述超吸收性聚合物颗粒进行分级，由此获得颗
粒尺寸为150μm至850μm的颗粒。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述碱性水溶液为氢氧化钠
(NaOH)水溶液或氢氧化钾(KOH)水溶液。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述水溶性烯键式不饱和单体

\t包括选自以下中的至少一种：阴离子单体及其盐，包括丙烯酸、甲基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永三，洪连祐，李显振，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR