超吸收性聚合物制造技术

本发明专利技术涉及具有优异的离心保留容量和渗透率的超吸收性聚合物。所述超吸收性聚合物同时表现出优异的离心保留容量和渗透率，因此，可以从根本上解决现有超吸收性聚合物的问题和本领域的技术要求，并且可以提供表现出更优异特性的各种卫生用品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超吸收性聚合物
相关申请的交叉引用本申请要求于2016年10月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0135841号和于2016年12月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0179500号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本专利技术涉及表现出优异的离心保留容量和渗透率的超吸收性聚合物。
技术介绍
超吸收性聚合物(Superabsorbentpolymer，SAP)是可以吸收自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物材料，其根据开发公司还被不同地命名为超吸收性材料(Superabsorbencymaterial，SAM)、吸收性凝胶材料(Absorbentgelmaterial，AGM)等。超吸收性聚合物开始作为卫生物品商业化，目前，其被广泛地用作卫生用品(例如一次性尿布等)、土壤用保水材料、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、热敷材料等。在大多数情况下，这样的超吸收性聚合物被广泛用于卫生用品(例如尿布或卫生巾等)领域，对于这样的用途，其需要对水分等表现出高的吸收能力，并且被吸收的水分即使在外部压力下也不应逸出，此外，其即使在其吸收水并且体积膨胀(溶胀)时也应适当地保持形状，从而表现出优异的渗透率。特别地，近年来，随着为了减小尿布的体积而降低纸浆的量，超吸收性聚合物的渗透率成为重要的特性。超吸收性聚合物的渗透率可以通过将超吸收性聚合物的交联密度控制成较高来改善，从而即使在溶胀状态下也保持其形状。然而，如果将超吸收性聚合物的交联密度控制成较高，则可能在致密结构之间难以吸收水分，因此，离心保留容量可能劣化。由于上述原因，提供具有同时改善的离心保留容量和渗透率的超吸收性聚合物存在限制。为了克服该限制，已进行了各种尝试以通过控制内交联剂或表面交联剂的种类或用量来同时改善这些特性，但这样的尝试受到限制。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了表现出优异的离心保留容量和渗透率的超吸收性聚合物。技术方案在下文中，将说明根据本专利技术的具体实施方案的超吸收性聚合物及其制备方法。根据本专利技术的一个实施方案，提供了超吸收性聚合物，其包含：基础树脂粉末，所述基础树脂粉末包含交联聚合物，所述交联聚合物在内交联剂和无机材料的存在下通过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交联聚合而形成，所述内交联剂包含由以下化学式1表示的化合物；和在基础树脂粉末上的表面交联层，所述表面交联层通过交联聚合物的额外交联而形成，其中通过以下计算式1计算的渗透率等于或大于16mL/1分钟：[化学式1]在化学式1中，R1为衍生自C1-10烷烃的二价有机基团，以及R2为氢或甲基，[计算式1]Perm＝[20mL/T1(秒)]*60秒在计算式1中，Perm为超吸收性聚合物的渗透率，以及T1为在将0.2g超吸收性聚合物放入筒中，并倾倒盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)使得超吸收性聚合物被完全浸没，从而使超吸收性聚合物溶胀30分钟之后，在0.3psi的压力下20mL盐水溶液经过溶胀的超吸收性聚合物所需的时间(秒)。通常，为了改善超吸收性聚合物的渗透率，使用将交联密度控制成较高的方法，但是这样的方法可能使超吸收性聚合物的基本特性离心保留容量劣化。因此，作为实验结果，本专利技术人确定在可热降解内交联剂和无机材料的存在下制备的超吸收性聚合物可以同时表现出优异的离心保留容量和渗透率，并且完成本专利技术。根据一个实施方案的超吸收性聚合物的通过以下计算式1计算的渗透率可以为16mL/1分钟或更大。根据计算式1，渗透率被限定为经1分钟在0.3psi的压力下经过溶胀的超吸收性聚合物的盐水溶液的量。关于渗透率的更具体测量方法，可以参照下面描述的实验例。由于根据一个实施方案的超吸收性聚合物表现出优异的渗透率，因此其有望也表现出优异的负荷下吸收率。通常，如果将超吸收性聚合物的交联密度控制成较低，则交联结构可能松散，因此离心保留容量可能增加，但凝胶强度可能降低，并因此负荷下吸收率可能劣化，而如果将超吸收性聚合物的交联密度控制成较高，则负荷下吸收率和渗透率可能由于致密的交联结构而增加，但离心保留容量可能降低。然而，与离心保留容量和负荷下吸收率彼此成反比的现有知识不同，根据一个实施方案的超吸收性聚合物可以表现出离心保留容量和负荷下吸收率等同时改善的优异特性。例如，根据一个实施方案的超吸收性聚合物对盐水溶液的离心保留容量(CRC)可以为30g/g至50g/g，以及对盐水溶液的0.7psi负荷下吸收率(AUL)可以为15g/g至30g/g。更具体地，根据一个实施方案的超吸收性聚合物对盐水溶液的离心保留容量(CRC)可以为31g/g至40g/g、32g/g至40g/g、32.5g/g至40g/g或33g/g至40g/g，以及对盐水溶液的0.7psi负荷下吸收率(AUL)可以为18g/g至30g/g、20g/g至30g/g、22g/g至30g/g、23g/g至30g/g、24g/g至30g/g或25g/g至30g/g。对盐水溶液的离心保留容量(CRC)可以根据EDANA方法NWSP241.0.R2来测量，以及对盐水溶液的0.7psi负荷下吸收率(AUL)可以根据EDANA方法NWSP242.0.R2来测量。关于CRC和AUL的更具体测量方法，可以参照下面描述的实验例。根据一个实施方案的超吸收性聚合物可以包含基础树脂粉末，所述基础树脂粉末包含交联聚合物，所述交联聚合物在内交联剂和无机材料的存在下通过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交联聚合而形成，所述内交联剂包含由以下化学式1表示的化合物；和在基础树脂粉末上的表面交联层，所述表面交联层通过交联聚合物的额外交联而形成。[化学式1]在化学式1中，R1为衍生自C1-10烷烃的二价有机基团，以及R2为氢或甲基。由化学式1表示的化合物是可热降解的内交联剂，并且其可以通过热而降解。因此，如果使水溶性烯键式不饱和单体在化学式1的化合物的存在下进行交联聚合，然后引入随后的过程，则交联聚合物中的衍生自化学式1的化合物的交联结构的至少一部分可以降解。因此，交联聚合物中的内交联密度可以降低。相反地，交联聚合物的表面通过表面交联剂额外交联，因此外交联密度增加。因此，如果使用化学式1的化合物进行交联聚合并进行随后的过程，则交联聚合物中的内交联结构可以降解，并且交联聚合物的表面可以额外交联，因此可以获得交联密度从内向外增加的超吸收性聚合物。由此制备的超吸收性聚合物可以具有比现有超吸收性聚合物的基础树脂更加降低的内交联密度。因此，超吸收性聚合物与现有超吸收性聚合物相比，可以表现出相对改善的离心保留容量。此外，由于表面交联在内交联降解之前或期间进行，超吸收性聚合物可以具有比现有超吸收性聚合物更厚的表面交联层。因此，超吸收性聚合物即使在溶胀状态下也可以良好地保持其形状，并且表现出优异的负荷下吸收率和渗透率。因此，由于一个实施方案的超吸收性聚合物的交联密度从内向外增加，与离心保留容量和渗透率彼此成反比的现有知识不同，离心保留容量和渗透率同时得到改善，因此表现出二者优异的特性。因此，一个实施方案的超吸收性聚合物可以从根本上解决现有超吸收性聚合物的问题和本领域的技术要求，并表现出更优异本文档来自技高网...

【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，所述交联聚合物在内交联剂和无机材料的存在下通过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交联聚合而形成，所述内交联剂包含由以下化学式1表示的化合物；和在所述基础树脂粉末上的表面交联层，所述表面交联层通过所述交联聚合物的额外交联而形成，其中通过以下计算式1计算的渗透率等于或大于16mL/1分钟：[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.19 KR 10-2016-0135841;2016.12.26 KR 10-2011.一种超吸收性聚合物，包含：基础树脂粉末，所述基础树脂粉末包含交联聚合物，所述交联聚合物在内交联剂和无机材料的存在下通过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交联聚合而形成，所述内交联剂包含由以下化学式1表示的化合物；和在所述基础树脂粉末上的表面交联层，所述表面交联层通过所述交联聚合物的额外交联而形成，其中通过以下计算式1计算的渗透率等于或大于16mL/1分钟：[化学式1]在化学式1中，R1为衍生自C1-10烷烃的二价有机基团，以及R2为氢或甲基，[计算式1]Perm＝[20mL/T1(秒)]*60秒在计算式1中，Perm为超吸收性聚合物的渗透率，以及T1为在将0.2g超吸收性聚合物放入筒中，并倾倒盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)使得所述超吸收性聚合物被完全浸没，从而使所述超吸收性聚合物溶胀30分钟之后，在0.3psi的压力下20mL盐水溶液经过溶胀的超吸收性聚合物所需的时间(秒)。2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中对盐水溶液的离心保留容量(CRC)为30g/g至50g/g，以及对盐水溶液的0.7psi负荷下吸收率(AUL)为15g...

【专利技术属性】
技术研发人员：金柱圻，金琪哲，崔源文，金起贤，李琗俄，林元泽，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR