超吸收性聚合物及其生产方法技术

本发明专利技术涉及表现出更加改善的吸收速率和液体渗透率并且具有优异的基本吸收性能的超吸收性聚合物及其生产方法。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基础聚合物粉末上并且包含其中第一交联聚合物通过表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中超吸收性聚合物具有：22.5g/g至29g/g的对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)的固定高度吸收度(FHA)(20cm)，35(·10

Super Absorbable Polymer and Its Production Method

The present invention relates to a superabsorbent polymer with better absorption rate and liquid permeability and excellent basic absorption performance and its production method. A superabsorbent polymer comprises: a basic polymer powder comprising a first crosslinked polymer with a water-soluble olefin-bonded unsaturated monomer having at least a partially neutralized acidic group; and a surface crosslinked layer formed on the basic polymer powder and comprising a first crosslinked polymer further crosslinked through a surface crosslinking agent. The second crosslinked polymer, in which the superabsorbent polymer has a fixed high absorptivity (FHA) (20cm) of 22.5g/g to 29g/g for saline solution (0.9 wt% sodium chloride aqueous solution), 35 (.10).

【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生产方法
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10-2016-0178407号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本专利技术涉及表现出更加改善的吸收速率和液体渗透率并且具有优异的基本吸收性能的超吸收性聚合物及其生产方法。
技术介绍
超吸收性聚合物(SuperAbsorbentPolymer，SAP)是能够吸收其自身重量的约500倍至约1000倍水分的合成聚合物材料，各制造商将其命名为不同的名字，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，而现在其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)领域。对于这些应用，超吸收性聚合物应表现出高的对水分的吸收性能等，即使在外部压力下其也不应释放所吸收的水，此外，即使在体积由于吸收水而膨胀(溶胀)的状态下其也应很好地保持形状，从而表现出优异的液体渗透率。近年来，随着对薄尿布的需求增加，尿布中的吸收性聚合物的比率趋于增加。因此，水吸收性聚合物需要具有尿布的纤维材料的性能。为此，水吸收性聚合物应具有高的水吸收性能以及高的吸收速率和液体渗透率。在生产水吸收性聚合物的过程中，通常需要将通过使水吸收性聚合物的单体聚合而制备的水凝胶粉碎。水凝胶的粉碎是用于生产粉末或颗粒形式的超吸收性聚合物所需的过程，并且该过程大大影响超吸收性聚合物的物理特性。对此，已经进行了各种研究。作为一个实例，日本专利第3415036号公开了在水凝胶的粉碎期间使对水凝胶的损害最小化以减少可能引起水吸收容量降低的可提取的内容物的制备方法。然而，上述方法可以实现高的吸收性能，但是不足以获得近年来尿布所需水平的吸收速率。作为另一个实例，国际申请PCT-JP2011-058829已尝试通过调节凝胶研磨能来实现高的吸收速率，但是在该情况下，存在例如在压力下或在没有压力下的吸收度降低的缺点。出于这些原因，持续需要开发能够提供在保持优异的基本吸收性能的同时具有更加改善的水吸收容量、吸收速率和液体渗透率的超吸收性聚合物的技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供表现出更加改善的吸收速率和液体渗透率并且具有优异的基本吸收性能的超吸收性聚合物及其生产方法。技术方案本专利技术提供了一种超吸收性聚合物，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通过表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中超吸收性聚合物具有以下特征：对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)的固定高度吸收度(fixedheightabsorption，FHA)(20cm)为22.5g/g至29g/g，对生理盐水溶液(0.685重量％氯化钠水溶液)的盐水流动传导率(SFC)为35(·10-7cm3·s/g)或更大，并且T-20为180秒或更短，T-20表示1g超吸收性聚合物在0.3psi的压力下吸收20g的0.9重量％氯化钠和0.01重量％具有12至14个碳原子的醇乙氧基化物的水溶液所需的时间。作为超吸收性聚合物的另一个实例，本专利技术提供了一种超吸收性聚合物，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通过表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中超吸收性聚合物具有以下特征：对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)的固定高度吸收度(FHA)(20cm)为22.5g/g至29g/g，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26g/g至34g/g，对生理盐水溶液(0.685重量％氯化钠水溶液)的盐水流动传导率(SFC)为35(·10-7cm3·s/g)或更大，并且当1g超吸收性聚合物吸收20g的0.9重量％氯化钠水溶液时，自由溶胀速率(freeswellrate，FSR)为0.25g/g/s至0.40g/g/s。此外，本专利技术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并且凝胶强度为10000Pa或更大的水凝胶聚合物；对水凝胶聚合物进行凝胶粉碎使得粉碎之后的凝胶强度变为粉碎之前的凝胶强度的35％至95％；对经凝胶粉碎的水凝胶聚合物进行干燥、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。在下文中，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，其仅作为本专利技术的实例而提出，并且对本领域技术人员明显的是，本专利技术的范围不限于这些实施方案，并且可以在本专利技术的范围内对实施方案做出多种修改。此外，在整个本说明书中，除非另有说明，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。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通过表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中超吸收性聚合物具有以下特征：对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)的固定高度吸收度(FHA)(20cm)为22.5g/g至29g/g，对生理盐水溶液(0.685重量％氯化钠水溶液)的盐水流动传导率(SFC)为35(·10-7cm3·s/g)或更大，并且T-20为180秒或更短，T-20表示1g超吸收性聚合物在0.3psi的压力下吸收20g的0.9重量％氯化钠和0.01重量％具有12至14个碳原子的醇乙氧基化物的水溶液所需的时间。作为持续研究和实验的结果，本专利技术人已经发现，根据后面描述的生产方法，当控制聚合条件以获得具有高凝胶强度的水凝胶聚合物、控制其凝胶粉碎条件使得凝胶粉碎之后的凝胶强度保持在合适的范围内、然后通过后续工艺生产超吸收性聚合物时，可以生产和提供不仅具有优异的基本吸收性能而且具有大大地改善的液体渗透率和吸收速率的超吸收性聚合物，从而完成本专利技术。即，通过基本上获得具有高凝胶强度的水凝胶聚合物并调节凝胶粉碎条件使得水凝胶聚合物的凝胶强度即使在凝胶粉碎之后也可以保持在一定水平或更高水平，可以提供表现出相对高的凝胶强度的基础聚合物粉末和超吸收性聚合物。因此，一个实施方案的超吸收性聚合物可以表现出由相对高的SFC限定的优异的液体渗透率和优异的压力下抽吸力(例如由高FHA限定的压力本文档来自技高网...

【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通过表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中所述超吸收性聚合物具有以下特征：对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)的固定高度吸收度(FHA)(20cm)为22.5g/g至29g/g，对生理盐水溶液(0.685重量％氯化钠水溶液)的盐水流动传导率(SFC)为35(·10‑7cm3·s/g)或更大，以及T‑20为180秒或更短，所述T‑20表示1g所述超吸收性聚合物在0.3psi的压力下吸收20g的0.9重量％氯化钠和0.01重量％具有12至14个碳原子的醇乙氧基化物的水溶液所需的时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.23 KR 10-2016-01784071.一种超吸收性聚合物，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通过表面交联剂进一步交联的第二交联聚合物，其中所述超吸收性聚合物具有以下特征：对生理盐水溶液(0.9重量％氯化钠水溶液)的固定高度吸收度(FHA)(20cm)为22.5g/g至29g/g，对生理盐水溶液(0.685重量％氯化钠水溶液)的盐水流动传导率(SFC)为35(·10-7cm3·s/g)或更大，以及T-20为180秒或更短，所述T-20表示1g所述超吸收性聚合物在0.3psi的压力下吸收20g的0.9重量％氯化钠和0.01重量％具有12至14个碳原子的醇乙氧基化物的水溶液所需的时间。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26g/g至34g/g。3.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中当1g所述超吸收性聚合物吸收20g的0.9重量％氯化钠水溶液时，所述超吸收性聚合物的自由溶胀速率(FSR)为0.25g/g/s或更大。4.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述水溶性烯键式不饱和单体包括选自以下的至少一种：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)丙烯酰基丙磺酸或2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的阴离子单体，及其盐；(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯的非离子亲水性单体；以及(甲基)丙烯酸(N,N)-二甲基氨基乙酯或(N,N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺的含氨基的不饱和单体，及其季化合物。5.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，其中所述第一交联聚合物包括其中所述单体在基于多元醇多(甲基)丙烯酸酯的第一内交联剂和基于烯丙基(甲基)丙烯酸酯的第二交联剂的存在下交联的聚合物，所述第一内交联剂选自：三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯和季戊四...

【专利技术属性】
技术研发人员：安泰彬，金东贤，金娟洙，李玹燮，韩章善，李明汉，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR