超吸收性聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超吸收性聚合物树脂，同时满足由数学式1表示的RA1的值为0.2或更大和由数学式2表示的RA2的值为0.65或更大。本发明专利技术的超吸收性聚合物树脂在其吸水时表现出粘度和粒间团聚的降低，因此具有在其制备时可加工性充分改善以降低负荷并易于控制物理特性的优点，并且由于其表面疏水性，即使在吸水时表面上的粘度也不增加，使其既不经受团聚也不经受可加工性劣化。

Superabsorbent polymers and their preparation methods

The invention relates to a super absorbent polymer resin, which simultaneously satisfies the value of RA1 expressed by mathematical formula 1 to 0.2 or larger and the value of RA2 expressed by mathematical formula 2 is 0.65 or more. The superabsorbent polymer resin of the invention shows a decrease in viscosity and intergranular reunion when it absorbs water, so it has the advantage that the processability is fully improved to reduce the load and control the physical properties at the time of preparation, and because of its surface hydrophobicity, even the viscosity on the surface surface is not increased, so that it is neither. Reunion will not suffer from deterioration of machinability.

【技术实现步骤摘要】
超吸收性聚合物及其制备方法本申请是申请日为2014年12月3日，申请号为“201480054972.7”，专利技术名称为“超吸收性聚合物及其制备方法”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及超吸收性聚合物树脂及其制备方法。更具体地，本专利技术涉及其表面上引入有多孔超疏水性细颗粒的超吸收性聚合物树脂及其制备方法。
技术介绍
超吸收性聚合物(SuperabsorbentPolymer，SAP)是能够吸收自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物。虽然是为了实际用于卫生物品而开发，但是现在发现SAP应用于除卫生产品如儿童的一次性尿布之外的多个领域，包括园艺用土壤调理剂原料、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域中的保鲜剂、热敷产品等。在SAP的合成中，水起到多种作用，例如，作为聚合反应介质，并在进行表面交联时促进交联剂的扩散。此外，同时充当聚合物的抗静电剂和增塑剂的成品中残留的水在应用过程中抑制形成极小的SAP粉尘并防止SAP颗粒崩解。然而，鉴于水，SAP在树脂表面的粘性增大，并经受其颗粒之间的不可逆团聚。这种粘度增大和团聚导致差的可加工性，例如在制备和应用过程中负荷增大，从而引起SAP颗粒尺寸增大并使其物理特性和生产率降低。迄今为止，针对SAP进行的研究中主要是关于以下的研究：聚合反应过程和由此在吸收性方面的改善，以及用于提高表面特性或压力下溶胀能力的表面交联，以及关于表面特性改变的研究以改善渗透性或解决问题例如在储存期间SAP结块(抗结块性)。就此而言，韩国未审专利申请公开No.2012-0081113公开了一种用于生产包含水不溶性无机颗粒的吸收性聚合物的方法。然而，如上所述，因为SAP表面上增加的含水量导致表面粘度增加，这种技术存在粒间(inter-particular)团聚以及可加工性和生产率变差的弊端。因此需要开发同时满足高含水量和高可加工性的条件的SAP。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术是在鉴于现有技术中发生的上述问题的情况下作出的，并且本专利技术的一个目的是提供一种并入有多孔超疏水性微粒的超吸收性聚合物树脂，其通过将超吸收性聚合物树脂的表面改性成疏水性表面来制备，在超吸收性聚合物树脂吸水时降低粘度和粒间团聚，由此不仅可以充分地改善聚合物树脂在制备过程中的可加工性以降低负荷并易于控制物理特性，而且超吸收性聚合物树脂同时满足高含水量和高可加工性的要求，从而使应用过程中由树脂破裂引起的特性劣化最小化。技术方案为了实现上述目的，本专利技术的一个方面提供了一种超吸收性聚合物树脂，其并入有满足以下特性i)至ii)的颗粒：i)BET比表面积为300m2/g至1500m2/g，ii)孔隙率为50％或更大。本专利技术的另一个方面提供了一种用于制备超吸收性聚合物树脂的方法，其包括：a)通过热或光使包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物聚合以产生水凝胶聚合物；b)干燥所述水凝胶聚合物；c)粉碎经干燥的水凝胶聚合物；d)向经粉碎的水凝胶聚合物中添加表面交联剂以进行表面交联反应；e)使步骤d)的经表面交联的超吸收性聚合物树脂与满足以下特性i)至ii)的颗粒混合：i)BET比表面积为300m2/g至1500m2/g，ii)孔隙率为50％或更大。本专利技术的又一个方面提供了一种超吸收性聚合物树脂，其同时满足由以下数学式1表示的RA1的值为0.2或更大和由以下数学式2表示的RA2的值为0.65或更大：[数学式1]RA1＝Dam(850μm+)/Dbm(850μm+)≥0.2[数学式2]RA2＝Dam(600μm+)/Dbm(600μm+)≥0.65(在数学式1和2中，Dam(xμm+)是研磨之后颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例，并且Dbm(xμm+)是研磨之前颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例。)本专利技术的再一个方面提供了一种超吸收性聚合物树脂，其同时满足由以下数学式2表示的RA2的值为0.65或更大和由以下数学式3表示的RA3的值为4或更小：[数学式2]RA2＝Dam(600μm+)/Dbm(600μm+)≥0.65[数学式3]RA3＝[Dbm(850μm+)/Dbm(150～850μm)]*100≤4.0(在数学式2和3中，Dam(xμm+)是研磨之后颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例，Dbm(xμm+)是研磨之前颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例，Dbm(yμm～zμm)是研磨之前颗粒尺寸为yμm至zμm的超吸收性聚合物树脂的比例。)有益效果根据本专利技术的通过将亲水性表面改性成疏水性表面制备的超吸收性聚合物树脂在其吸水时表现出粘度和粒间团聚的降低，因此具有在其制备时可加工性充分改善以降低负荷并易于控制物理特性的优点，同时满足高含水量和高加工性的要求使得应用过程中由树脂破裂引起的特性劣化能够最小化，并且由于其表面疏水性，即使在吸水时表面上的粘度也不增加，使其既不经受团聚也不经受可加工性劣化。具体实施方式下面，将对本专利技术进行详细说明。本专利技术提出了一种其表面上引入有多孔超疏水性细颗粒的超吸收性聚合物树脂。该颗粒满足以下特性i)至ii)：i)BET比表面积为300m2/g至1500m2/g，ii)孔隙率为50％或更大。通常，超吸收性聚合物树脂具有亲水性表面。当吸水之后进行干燥时，由于颗粒间水的毛细作用、颗粒间氢键、聚合的粒间扩散、或粒间范德华力，超吸收性聚合物树脂颗粒经受不可逆的团聚。因此，在超吸收性聚合物树脂的聚合和表面交联过程中使用水不可避免地引起团聚、内部负荷增加，这可能是设备故障的原因。此外，由于在团聚时超吸收性聚合物树脂颗粒的尺寸对于应用变得太大，所以另外需要进行崩解过程以将颗粒尺寸减小至合适尺寸。此外，在崩解过程中通过强力使团聚体破裂可导致特性劣化。为了解决这些问题，已经对向超吸收性聚合物树脂表面引入多种细颗粒以抑制树脂颗粒之间直接团聚方面进行了很多尝试。然而，细颗粒的过度使用虽然防止了粒间团聚，但是细颗粒使超吸收性聚合物树脂的吸收特性劣化。在本专利技术中，超吸收性聚合物树脂中并入有尺寸为2nm至50μm的细颗粒。此外，细颗粒的BET比表面积可为300m2/g至1500m2/g，优选500m2/g至1500m2/g，并且更优选700m2/g至1500m2/g。此外，细颗粒是疏水的，其水接触角为125°或更大，优选140°或更大，并且更优选145°或更大。另外，细颗粒的孔隙率可为50％或更大，并且优选90％或更大。本专利技术的并入有多孔超疏水性细颗粒的超吸收性聚合物树脂更不易于受其表面上的水的影响，并且更易于显著地减少团聚。即使使用少量的细颗粒，超吸收性聚合物树脂也表现出高水渗透性并且可以吸收和保留大量的水。在制备时，超吸收性聚合物树脂与水接触而变得粘着，并且因此在超吸收性聚合物树脂中出现块状团聚，其充当降低超吸收性聚合物树脂的可加工性的主要因素。在本专利技术中，当由以下数学式1至4表示的参数以适合的组合应用于超吸收性聚合物树脂时，可以协同地发挥使超吸收性聚合物树脂的团聚减少的作用。因此，根据本专利技术，通过在超吸收性聚合物树脂的制备期间减少其水诱导的(water-induced)团聚，改善了超吸收性聚合物树脂的可加工性。就此而言，超吸收性聚合物树脂的减少的团聚可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超吸收性聚合物树脂，同时满足由以下数学式1和数学式2表示的条件：[数学式1]RA1＝Dam(850μm+)/Dbm(850μm+)≥0.2[数学式2]RA2＝Dam(600μm+)/Dbm(600μm+)≥0.65其中，Dam(xμm+)是研磨之后颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例，并且Dbm(xμm+)是研磨之前颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例。

【技术特征摘要】
2013.12.03 KR 10-2013-01494411.一种超吸收性聚合物树脂，同时满足由以下数学式1和数学式2表示的条件：[数学式1]RA1＝Dam(850μm+)/Dbm(850μm+)≥0.2[数学式2]RA2＝Dam(600μm+)/Dbm(600μm+)≥0.65其中，Dam(xμm+)是研磨之后颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例，并且Dbm(xμm+)是研磨之前颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例。2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物树脂，还满足由以下数学式3表示的条件：[数学式3]RA3＝[Dbm(850μm+)/Dbm(150～850μm)]*100≤4.0其中，Dbm(xμm+)是研磨之前颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例，并且Dbm(yμm～zμm)是研磨之前颗粒尺寸为yμm至zμm的超吸收性聚合物树脂的比例。3.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物树脂，还满足由以下数学式4表示的条件：[数学式4]RA4＝[Dbm(850μm+)/Dbm(300～850μm)]*100≤4.5其中，Dbm(xμm+)是研磨之前颗粒尺寸为xμm或更大的超吸收性聚合物树脂的比例，并且Dbm(yμm～zμm)是研磨之前颗粒尺寸为yμm至zμm的超吸收性聚合物树脂的比例。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜模，金永三，吴景实，杨英仁，金礼训，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR