超吸收性聚合物及用于生产其的方法技术

本发明专利技术涉及超吸收性聚合物及用于生产其的方法，所述超吸收性聚合物在基本上保持优异的离心保留容量和吸收速率的同时表现出更加改善的压力下吸收和液体渗透率。所述超吸收性聚合物包含：基础聚合物粉末，其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第一交联聚合物；和表面交联层，其形成在基础聚合物粉末上并且包含其中第一交联聚合物经由表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中表面交联剂包含溶解度参数值(σ)为12.5(cal/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超吸收性聚合物及用于生产其的方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2016年12月23日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0178406号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本专利技术涉及超吸收性聚合物及其生产方法，所述超吸收性聚合物在基本上保持优异的离心保留容量和吸收速率的同时表现出更加改善的压力下吸收和液体渗透率。
技术介绍
超吸收性聚合物(SuperAbsorbentPolymer，SAP)是一种能够吸收其自身重量的约500倍至约1,000倍水分的合成聚合物材料，并且各制造商将其命名为不同的名称，例如SAM(SuperAbsorbencyMaterial，超吸收性材料)、AGM(AbsorbentGelMaterial，吸收性凝胶材料)等。这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品，现在其被广泛用于制备卫生产品(例如儿童用纸尿布或卫生巾)、园艺用保水性土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂、泥敷剂用材料等。在大多数情况下，这些超吸收性聚合物已被广泛用于卫生材料例如尿布或卫生巾的领域。在这样的卫生材料中，超吸收性聚合物通常以散布在纸浆中的状态包含在内。然而，近些年，已作出了持续的努力以提供具有更薄厚度的卫生材料例如尿布。作为这样的努力的一部分，正在积极推进其中纸浆含量减少或者根本不使用纸浆的所谓的无纸浆尿布等的开发。如上所述，在其中纸浆含量减少或不使用纸浆的卫生材料的情况下，超吸收性聚合物以相对高的比率包含在内，并且这些超吸收性聚合物颗粒不可避免地包含在卫生材料中的多个层中。为了使包含在多个层中的全部超吸收性聚合物颗粒更有效地吸收液体例如尿，超吸收性聚合物不仅需要基本上表现出高的离心保留容量和吸收速率，而且需要表现出更加改善的液体渗透率和压力下吸收。即，超吸收性聚合物应表现出更加改善的液体渗透率，使得首先与液体例如尿接触的表面层的超吸收性聚合物颗粒吸收并使残留液体快速通过。这些残留液体变得可以被后续层的超吸收性聚合物颗粒有效且快速地吸收。此外，超吸收性聚合物必须表现出进一步改善的压力下吸收，从而即使当穿戴者的重量被施加在较薄的卫生材料时，超吸收性聚合物也可以表现出稳定的离心保留容量。然而，已知超吸收性聚合物的基本离心保留容量和吸收速率与其液体渗透率和压力下吸收彼此具有折衷(trade-off)关系，并因此，同时优异地保持这些特性非常困难。即，超吸收性聚合物的基本离心保留容量和吸收速率随着聚合物的整体交联密度降低而改善，而液体渗透率和压力下吸收倾向于随着聚合物的表面交联密度增加和聚合物颗粒的表面强度增加而改善。事实上，在同时优异地表现出这些特性方面存在限制。常规地，在同时优异地表现出这些特性的尝试中，提出了在赋予多孔性的方向上进行聚合以在降低超吸收性聚合物的内交联密度的同时增加超吸收性聚合物的表面积，并且在增加表面交联厚度和表面交联密度的方向上进行表面交联。然而，由于不容易控制表面交联过程中的表面交联剂的渗透深度，因此存在很难形成具有均匀厚度和/或密度的表面交联层的问题。结果，即使在增加表面交联层的厚度和交联密度的情况下也难以充分地改善液体渗透率和压力下吸收。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供超吸收性聚合物及其生产方法，所述超吸收性聚合物在基本上保持优异的离心保留容量和吸收速率的同时表现出更加改善的压力下吸收和液体渗透率。技术方案本专利技术提供了超吸收性聚合物，其包含：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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第一交联聚合物；和表面交联层，所述表面交联层形成在基础聚合物粉末上并且包含其中第一交联聚合物经由表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中表面交联剂包含溶解度参数值(σ)为12.5(cal/cm3)1/2或更大的至少两种化合物，其中表面交联剂中的至少一者为基于碳酸亚烃酯的化合物，并且余者选自基于碳酸亚烃酯的化合物和基于多元醇的化合物，以及其中通过以下方程式1的方法测量和计算的渗透率为10秒至35秒：[方程式1]渗透率(秒)＝TS-T0其中，TS(单位：秒)意指使0.9％盐水(NaCl)溶液在0.3psi的负荷下渗透已吸收盐水的超吸收性聚合物所需的时间，其中已吸收盐水的超吸收性聚合物通过用0.9％盐水溶液使0.2g超吸收性聚合物溶胀30分钟来制备，以及T0(单位：秒)意指在不存在已吸收盐水的超吸收性聚合物的情况下使0.9％盐水溶液在0.3psi的负荷下渗透所需的时间。本专利技术还提供了用于生产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进行交联聚合以形成包含第一交联聚合物的水凝胶聚合物；将水凝胶聚合物干燥，粉碎和分级以形成基础聚合物粉末；以及在表面交联剂的存在下对基础聚合物粉末进行热处理和表面交联以形成超吸收性聚合物颗粒，其中表面交联剂包含溶解度参数值(σ)为12.5(cal/cm3)1/2或更大的至少两种化合物，其中表面交联剂中的至少一者为基于碳酸亚烃酯的化合物，并且余者选自基于碳酸亚烃酯的化合物和基于多元醇的化合物，以及其中表面交联步骤包括其中在170℃至190℃的最高反应温度下进行反应3分钟至10分钟的第一反应步骤和其中在190℃至220℃的最高反应温度下进行反应20分钟至40分钟的第二反应步骤。下文中，将详细地描述根据本专利技术的具体实施方案的超吸收性聚合物及其生产方法。然而，这仅作为本专利技术的实例而呈现，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术的范围不限于这些实施方案，并且在本专利技术的范围内可以对这些实施方案进行各种修改。另外，除非在整个说明书中另外说明，否则术语“包括”或“包含”是指包括任何构成要素(或构成组分)而没有特别限制，并且其不能被解释为排除添加其他构成要素(或构成组分)的含义。同时，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：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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第一交联聚合物；以及表面交联层，所述表面交联层形成在基础聚合物粉末上并且包含其中第一交联聚合物经由表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中表面交联剂包含溶解度参数值(σ)为12.5(cal/cm3)1/2或更大的至少两种化合物，其中表面交联剂中的至少一者为基于碳酸亚烃酯的化合物，并且余者选自基于碳酸亚烃酯的化合物和基于多元醇的化合物，以及其中通过以下方程式1的方法测量和计算的渗透率为10秒至35秒：[方程式1]渗透率(秒)＝TS-T0其中：TS(单位：秒)意指使一定量的0.9％盐水(NaCl)溶液在0.3psi的负荷下渗透已吸收盐水的超吸收性聚合物所需的时间，其中已吸收盐水的超吸收性聚合物通过用0.9％盐水溶液使0.2g超吸收性聚合物溶胀30分钟来制备，以及T0(单位：秒)意指在不存在已吸收盐水的超吸收性聚合物的情况下使所述量的0.9％盐水溶液在0.3psi的负荷下渗透所需的时间。一个实施方案的超吸收性聚合物例如通过使用满足预定溶解度参数值范围的具有不同反应性的至少两种表面交联剂来制备，所述表面交联剂中的至少一者为基于碳酸亚烃酯的化合物。此外，这样的超吸收性聚合物可以通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超吸收性聚合物，包含：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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第一交联聚合物；以及表面交联层，所述表面交联层形成在所述基础聚合物粉末上并且包含其中所述第一交联聚合物经由表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中所述表面交联剂包含溶解度参数值(σ)为12.5(cal/cm3)1/2或更大的至少两种化合物，其中所述表面交联剂中的至少一者为基于碳酸亚烃酯的化合物，并且余者选自基于碳酸亚烃酯的化合物和基于多元醇的化合物，以及其中通过以下方程式1的方法测量和计算的渗透率为10秒至35秒：[方程式1]渗透率(秒)＝TS‑T0其中：TS(单位：秒)意指使0.9％盐水(NaCl)溶液在0.3psi的负荷下渗透已吸收盐水的超吸收性聚合物所需的时间，其中所述已吸收盐水的超吸收性聚合物通过用0.9％盐水溶液使0.2g超吸收性聚合物溶胀30分钟来制备，以及T0(单位：秒)意指在不存在所述已吸收盐水的超吸收性聚合物的情况下使0.9％盐水溶液在0.3psi的负荷下渗透所需的时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.23 KR 10-2016-01784061.一种超吸收性聚合物，包含：基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末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第一交联聚合物；以及表面交联层，所述表面交联层形成在所述基础聚合物粉末上并且包含其中所述第一交联聚合物经由表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中所述表面交联剂包含溶解度参数值(σ)为12.5(cal/cm3)1/2或更大的至少两种化合物，其中所述表面交联剂中的至少一者为基于碳酸亚烃酯的化合物，并且余者选自基于碳酸亚烃酯的化合物和基于多元醇的化合物，以及其中通过以下方程式1的方法测量和计算的渗透率为10秒至35秒：[方程式1]渗透率(秒)＝TS-T0其中：TS(单位：秒)意指使0.9％盐水(NaCl)溶液在0.3psi的负荷下渗透已吸收盐水的超吸收性聚合物所需的时间，其中所述已吸收盐水的超吸收性聚合物通过用0.9％盐水溶液使0.2g超吸收性聚合物溶胀30分钟来制备，以及T0(单位：秒)意指在不存在所述已吸收盐水的超吸收性聚合物的情况下使0.9％盐水溶液在0.3psi的负荷下渗透所需的时间。2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中溶解度参数值为12.5(cal/cm3)1/2或更大的所述基于碳酸亚烃酯的化合物包括碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯。3.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中溶解度参数值为12.5(cal/cm3)1/2或更大的所述基于多元醇的化合物包括乙二醇、丙二醇、甘油、聚甘油、山梨醇或季戊四醇。4.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述超吸收性聚合物的对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)的30分钟的离心保留容量(CRC)为25g/g至36g/g，以及涡旋除去时间为20秒至50秒。5.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述超吸收性聚合物在负载SAP床的毛细管压力下的固定高度吸收(FHA)为20g/g至30g/g。6.一种用于生产超吸收性聚合物的方法，包括以下步骤：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进行交联聚合以形成包含第一交联聚合物的水凝胶聚合物；将所述水凝胶聚合物干燥、粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇勋，孙精敏，李惠民，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