超吸收性聚合物及其制备方法技术

提供了超吸收性聚合物及其制备方法。该超吸收性聚合物可有效避免吸收液体之后的再润湿现象，原因是盐溶液几乎不保留在溶胀凝胶颗粒之间的空的空间中。因此，该超吸收性聚合物可用于提供即使在向其排放体液之后也具有蓬松质地的卫生材料，例如尿布、卫生巾等。

Superabsorbent polymers and their preparation methods

A super absorbent polymer and its preparation method are provided. The superabsorbent polymer can effectively avoid the rewetting phenomenon after the absorption of liquid, because the salt solution is almost not retained in the empty space between the swelling gel particles. Therefore, the super absorbent polymer can be used to provide hygienic materials such as diapers, sanitary napkins, and even fluffy material even after discharging body fluids.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超吸收性聚合物及其制备方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2016年11月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0146967号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。本专利技术涉及具有显著改善的抗再润湿作用的超吸收性聚合物及其制备方法。
技术介绍
超吸收性聚合物(SAP)是能够吸收自身重量的约500倍至1000倍水分的合成聚合物材料。不同制造商将其命名为不同的名字，例如SAM(超吸收性材料)、AGM(吸收性凝胶材料)等。自从开始将这样的超吸收性聚合物实际应用于卫生产品，现在其不仅广泛地用于卫生产品(例如，儿童用一次性尿布、卫生巾等)，而且还用于园艺用保水性土产品、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、泥敷剂用材料等。在大多数情况下，这些超吸收性聚合物被广泛用于卫生材料领域，例如尿布、卫生巾等。为了这些应用，超吸收性聚合物需要表现出对水分等的高吸收度，即使在外部压力下也必须不释放所吸收的水，并且还必须在由吸水引起的体积膨胀(溶胀)下保持形状以显示优异的渗透性。据报道，难以同时提高离心保留容量(CRC)(显示超吸收性聚合物的吸水性和保留容量的基本物理特性)和负荷下吸收度(AUL)(即使在外部压力下也保持所吸收的水的特性)。原因在于，当超吸收性聚合物的整体交联密度被控制得低时，离心保留容量变得相对较高，但交联结构变得疏松并且凝胶强度变低，导致负荷下吸收度降低。相反，当交联密度被控制得高并因此负荷下吸收度提高时，水在紧密交联结构之间几乎不被吸收，导致基本离心保留容量降低。由于上述原因，在提供其中离心保留容量和负荷下吸收度同时得到提高的超吸收性聚合物方面存在限制。然而，在近来卫生材料例如尿布、卫生巾等薄化的情况下，超吸收性聚合物需要具有较高的吸收性能。其中，同时增强作为不相容的物理特性的离心保留容量和负荷下吸收度，以及提高液体渗透性正在成为重要问题。此外，由使用者的体重引起的压力可以施加至卫生材料(例如尿布、卫生巾等)。特别地，当液体被卫生材料(例如尿布、卫生巾等)中使用的超吸收性聚合物吸收，然后由使用者的体重向其施加压力时，可能发生再润湿现象，其中再润湿现象导致超吸收性聚合物再次释放部分所吸收的液体。因此，为了避免这种再润湿现象，已经进行了许多尝试以改善负荷下吸收度、液体渗透性等。然而，尚未提出能够有效地避免再润湿现象的特定方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了一种超吸收性聚合物，其能够有效避免吸收液体之后的再润湿现象，从而提供蓬松的质地。此外，本专利技术提供了制备超吸收性聚合物的方法。技术方案根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种超吸收性聚合物，其包含：基础树脂粉末，所述基础树脂粉末包含交联聚合物，所述交联聚合物通过在内交联剂的存在下使具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体交联聚合而制备；和形成在基础树脂粉末上的表面交联层，其中表面交联层通过在表面交联剂的存在下另外使交联聚合物交联而获得，并且超吸收性聚合物的如通过以下方程式1计算的SE(提取的盐水)为0.05％/mm或更小：[方程式1]在方程式1中，h表示超吸收性聚合物的高度，单位为mm，其以这种方式进行测量：将直径为6cm、厚度为5mm的筒放入培养皿中，将2g超吸收性聚合物均匀分布在筒中，在其上放置可均匀提供0.02psi负荷的活塞，向该活塞的入口注入20g生理盐水溶液(0.9重量％的氯化钠水溶液)，15分钟后，在其上另外放置可均匀提供0.40psi负荷的活塞，向该活塞的入口另外注入20g生理盐水溶液，15分钟后，测量溶胀的超吸收性聚合物的高度，wt表示注入超吸收性聚合物中的生理盐水溶液的总重量(g)，以及△w表示提取前后的重量变化(g)，其通过在测量溶胀的超吸收性聚合物的高度之后，使用真空泵在5psi的真空下从溶胀的超吸收性聚合物中提取生理盐水溶液1分钟来计算。超吸收性聚合物在生理盐水溶液中的离心保留容量(CRC)可为31g/g至40g/g。超吸收性聚合物在生理盐水溶液中的0.9psi的负荷下吸收度(AUL)可为19g/g至25g/g。超吸收性聚合物在生理盐水溶液中的自由溶胀凝胶床渗透率(GBP)可为40达西至60达西。超吸收性聚合物的涡旋时间可为40秒至60秒。同时，根据本专利技术的另一个实施方案，提供了制备超吸收性聚合物的方法，其包括以下步骤：在内交联剂的存在下进行包含具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的单体混合物的交联聚合以形成含水的凝胶聚合物；将含水的凝胶聚合物干燥、粉碎并尺寸分选以形成基础树脂粉末；以及在表面交联剂的存在下另外使基础树脂粉末表面交联以形成表面交联层，其中在形成含水的凝胶聚合物的步骤中，基于100重量份的在水溶性烯键式不饱和单体中包含的具有酸性基团的单体的酸性基团中和之前的水溶性烯键式不饱和单体，内交联剂以0.1重量份至0.5重量份的量使用，在形成表面交联层的步骤中，将从60℃至80℃的温度加热至180℃至200℃的温度所用的加热时间控制在5分钟至1小时，在加热基础树脂粉末的同时将温度保持在180℃至200℃下10分钟至40分钟，在形成表面交联层的步骤中添加氧化铝，或在形成表面交联层的步骤之后添加氧化铝，或者在形成表面交联层的步骤中添加氧化铝，并在形成表面交联层的步骤之后进一步添加氧化铝，由此制备如通过方程式1计算的SE为0.05％/mm或更小的超吸收性聚合物。在形成含水的凝胶聚合物的步骤中，单体混合物还可包含选自以下的一种或更多种碳酸盐作为发泡剂：碳酸镁、碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾和碳酸钾。在形成含水的凝胶聚合物的步骤中，单体混合物还可包含选自具有8至24个碳原子的烷基硫酸盐和基于糖酯的表面活性剂中的一者或更多者作为表面活性剂。通过形成基础树脂粉末的步骤制备的基础树脂粉末在生理盐水溶液中的离心保留容量(CRC)可为34g/g至35.8g/g。在形成表面交联层的步骤中，将从60℃至80℃的反应物温度加热至180℃至200℃的反应器温度所用的加热时间控制在5分钟至1小时，并将反应器温度保持在180℃至200℃下10分钟至40分钟。同时，根据本专利技术的又一个实施方案，提供了一种超吸收性聚合物，其包含：基础树脂粉末，所述基础树脂粉末包含交联聚合物，所述交联聚合物通过在内交联剂的存在下使具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体交联聚合而制备；和形成在基础树脂粉末上的表面交联层，其中表面交联层通过在表面交联剂的存在下另外使交联聚合物交联而获得，并且超吸收性聚合物在生理盐水溶液中的0.9psi的负荷下吸收度(AUL)为19g/g至25g/g，如通过以下方程式1计算的SE(提取的盐水)为0.05％/mm或更小：[方程式1]在方程式1中，h表示超吸收性聚合物的高度，单位为mm，其以这种方式进行测量：将直径为6cm、厚度为5mm的筒放入培养皿中，将2g超吸收性聚合物均匀分布在筒中，在其上放置可均匀提供0.02psi负荷的活塞，向该活塞的入口注入20g生理盐水溶液(0.9重量％的氯化钠水溶液)，15分钟后，在其上另外放置可均匀提供0.40psi负荷的活塞，向该活塞的入口另外注入20g生理盐水溶液，15分钟后，测量溶胀的超吸收性聚合物的高度，wt表示注入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超吸收性聚合物，包含：基础树脂粉末，所述基础树脂粉末包含交联聚合物，所述交联聚合物通过在内交联剂的存在下使具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体交联聚合而制备；和形成在所述基础树脂粉末上的表面交联层，其中所述表面交联层通过在表面交联剂的存在下使所述交联聚合物另外交联而获得，并且所述超吸收性聚合物的通过以下方程式1计算的SE(提取的盐水)为0.05％/mm或更小：[方程式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.04 KR 10-2016-01469671.一种超吸收性聚合物，包含：基础树脂粉末，所述基础树脂粉末包含交联聚合物，所述交联聚合物通过在内交联剂的存在下使具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体交联聚合而制备；和形成在所述基础树脂粉末上的表面交联层，其中所述表面交联层通过在表面交联剂的存在下使所述交联聚合物另外交联而获得，并且所述超吸收性聚合物的通过以下方程式1计算的SE(提取的盐水)为0.05％/mm或更小：[方程式1]在所述方程式1中，h表示所述超吸收性聚合物的高度，单位为mm，其以以下方式测量：将直径为6cm、厚度为5mm的筒放入培养皿中，使2g所述超吸收性聚合物均匀分布在所述筒中，在其上放置均匀提供0.02psi负荷的活塞，将20g生理盐水溶液注入到所述活塞的入口中，15分钟后，在其上另外放置均匀提供0.40psi负荷的活塞，将20g生理盐水溶液另外注入到所述活塞的入口中，15分钟后，测量溶胀的超吸收性聚合物的高度，wt表示注入到所述超吸收性聚合物中的所述生理盐水溶液的总重量，单位为g，以及△w表示提取前和提取后的重量变化，单位为g，其通过在测量所述溶胀的超吸收性聚合物的高度之后，通过使用真空泵在5psi的真空下从所述溶胀的超吸收性聚合物中提取所述生理盐水溶液1分钟来计算。2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中在生理盐水溶液中的离心保留容量为31g/g至40g/g。3.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中在生理盐水溶液中的0.9psi负荷下吸收度为19g/g至25g/g。4.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中在生理盐水溶液中的自由溶胀凝胶床渗透率为40达西至60达西。5.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中涡旋时间为40秒至60秒。6.一种制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：在内交联剂的存在下进行包含具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的单体混合物的交联聚合以形成含水的凝胶聚合物；对所述含水的凝胶聚合物进行干燥、粉碎和尺寸分选以形成基础树脂粉末；以及在表面交联剂的存在下使所述基础树脂粉末的表面另外交联以形成表面交联层，其中在形成所述含水的凝胶聚合物的步骤中，基于100重量份的在所述水溶性烯键式不饱和单体中包含的具有所述酸性基团的单体的酸性基团中和之前的所述水溶性烯键式不饱和单体，所述内交联剂以0.1重量份至0.5重量份的量使用，在形成所述表面交联层的步骤中，在加热所述基础树脂粉末时，将从60℃至80℃的温度加热至180℃至200℃的温度所用的加热时间控制在5分钟至1小时，以及将温度保持在180℃至200℃下10分钟至40分钟，在形成所述表面交联层的步骤中添加氧化铝，或者在形成所述表面交联层的步骤之后添加氧化铝，或者在形成所述表面交联层的步骤中添加氧化铝并在形成所述表面交联层的步骤之后进一步添加氧化铝，由此制备通过方程式1计算的SE为0.05％/mm或更小的所述超吸收性聚合物：[方程式1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李水珍，李相琪，南惠美，黄民浩，韩章善，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR