制备超吸收性聚合物的方法技术

提供了制备超吸收性聚合物的方法。更具体地，提供了通过在包封的发泡剂的存在下使具有其部分经包含氢氧化钾的碱性物质中和的酸性基团的单体聚合来制备能够表现出改善的初始吸收率和快速的吸收速率的超吸收性聚合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备超吸收性聚合物的方法
相关申请的交叉引用本申请基于并要求分别于2018年12月10日和2019年12月9日提交的韩国专利申请第10-2018-0158524号和第10-2019-0163106号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。本专利技术涉及制备超吸收性聚合物的方法。更特别地，本专利技术涉及制备表现出高吸收率和快速的吸收速率的超吸收性聚合物的方法。
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500倍至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称，例如SAM(SuperAbsorbencyMaterial，超吸收性材料)、AGM(AbsorbentGelMaterial，吸收性凝胶材料)等。自这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品以来，现在它们被广泛地用于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。这些超吸收性聚合物最广泛用于卫生材料领域，例如尿布、卫生巾等。在卫生材料中，超吸收性聚合物通常分布在整个浆中。近来，进行了持续的努力以提供具有更薄厚度的卫生材料例如尿布等，并且作为其一部分，正在积极开发具有降低的浆含量的尿布以及此外不具有浆的尿布(所谓的无浆尿布)。这样的具有降低的浆含量或不具有浆的卫生材料以相对高的比率包含超吸收性聚合物。在这种情况下，超吸收性聚合物颗粒不可避免地作为多个层包含在卫生材料中。为了使作为多个层包含的全部超吸收性聚合物颗粒更有效地吸收液体例如尿，超吸收性聚合物需要基本上表现出高的吸收性能和吸收速率。为此，报道了使用基于碳酸盐的发泡剂(其为无机发泡剂)的方法。然而，使用基于碳酸盐的发泡剂产生如下问题：表观密度降低以及在制备超吸收性聚合物的过程中所需的粉碎步骤中产生大量细颗粒。因此，一直在开发用于制备同时表现出改善的吸收率和快速的吸收速率的超吸收性聚合物的技术。
技术实现思路
技术问题因此，本公开内容提供了通过在包封的发泡剂的存在下使具有其部分经包含氢氧化钾的碱性物质中和的酸性基团的单体聚合来制备能够表现出改善的1分钟吸收率和快速的吸收速率的超吸收性聚合物的方法。技术方案为了实现以上目的，本公开内容提供了制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：通过将包含(甲基)丙烯酸的水溶性烯键式不饱和单体与包含氢氧化钾的碱性物质、包封的发泡剂、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物，其中水溶性烯键式不饱和单体的至少部分酸性基团经包含氢氧化钾的碱性物质中和；通过对单体组合物进行热聚合或光聚合来形成含水的凝胶聚合物；通过对含水的凝胶聚合物进行干燥和粉碎来形成粉末形式的基础聚合物；以及通过在表面交联剂的存在下使基础聚合物的表面另外交联来形成表面交联层，其中包封的发泡剂具有包括含有烃的核和包围所述核且使用热塑性树脂形成的壳的结构，并且在膨胀之前具有5μm至30μm的平均直径以及在空气中具有5倍至15倍的最大膨胀率。有益效果根据根据本公开内容的制备超吸收性聚合物的方法，在包封的发泡剂的存在下使具有其部分经包含氢氧化钾的碱性物质中和的酸性基团的单体聚合，从而改善超吸收性聚合物的初始吸收率和吸收速率。具体实施方式本专利技术可以进行各种修改并且具有各种形式，并且如下详细地示出并描述了具体实施方案。然而，其不旨在将本专利技术限于所公开的特定形式，并且必须理解，本专利技术包括本专利技术的精神和技术范围内包括的每个修改方案、等同方案或替代方案。下文中，将更详细地描述根据本公开内容的具体实施方案的制备超吸收性聚合物的方法。首先，本文所使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而并不旨在限制本专利技术。除非上下文另外清楚地指出，否则本文所使用的单数形式旨在也包括复数形式。根据本公开内容的一个实施方案，提供了制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：通过将包含(甲基)丙烯酸的水溶性烯键式不饱和单体与包含氢氧化钾的碱性物质、包封的发泡剂、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物，其中水溶性烯键式不饱和单体的至少部分酸性基团经包含氢氧化钾的碱性物质中和；通过对单体组合物进行热聚合或光聚合来形成含水的凝胶聚合物；通过对含水的凝胶聚合物进行干燥和粉碎来形成粉末形式的基础聚合物；以及通过在表面交联剂的存在下使基础聚合物的表面另外交联来形成表面交联层，其中包封的发泡剂具有包括含有烃的核和包围所述核且使用热塑性树脂形成的壳的结构，并且在膨胀之前具有5μm至30μm的平均直径以及在空气中具有5倍至15倍的最大膨胀率。如本文所使用的，术语“聚合物”意指水溶性烯键式不饱和单体的聚合状态，并且可以包括所有水含量范围或颗粒尺寸范围的聚合物。在聚合物中，在聚合之后且在干燥之前水含量(含水量)为约40重量％或更大的聚合物可以被称作含水的凝胶聚合物。此外，根据上下文，“超吸收性聚合物”意指聚合物或基础聚合物本身，或者用于包括通过聚合物或基础聚合物的另外的过程(例如，表面交联、细颗粒的再组装、干燥、粉碎、尺寸分选等)制成的适合于商业化的超吸收性聚合物。近来，已经尝试改善超吸收性聚合物的吸收速率，其中在超吸收性聚合物的聚合期间使用基于碳酸盐的发泡剂作为无机发泡剂向超吸收性聚合物的内部引入孔，并因此，水被允许快速吸收到空间中。然而，当使用过量的基于碳酸盐的发泡剂来改善吸收速率时，存在所制备的超吸收性聚合物的堆积密度降低的问题。因此，本专利技术人发现，当鉴于钾具有比钠更高的电离趋势的事实使用氢氧化钾代替通常使用的氢氧化钠来中和包含(甲基)丙烯酸的水溶性烯键式不饱和单体的部分酸性基团(-COOH)并且使用包封的发泡剂时，即使少量的发泡剂，超吸收性聚合物中的阳离子(K+)和阴离子(-COO-)的比例也增加，因此可以同时改善超吸收性聚合物的吸收率和吸收速率，从而完成了本公开内容。具体地，当超吸收性聚合物中的阳离子(K+)的比例增加时，聚合物内部的渗透压可以增加，因此可以改善初始吸收率，并且当超吸收性聚合物中的阴离子(-COO-)的比例增加时，由于交联结构中的阴离子之间的排斥而使交联结构可以膨胀，因此可以改善吸收速率。此外，本公开内容中用作发泡剂的包封的发泡剂具有核-壳结构，其中核含有可热降解的烃，并且由热塑性树脂构成的壳形成在核上。与诸如碱金属碳酸(氢)盐或碱土金属碳酸(氢)盐的发泡剂或者通过用热塑性树脂包封碳酸盐发泡剂而获得的包封的发泡剂相比，这样的包封的发泡剂具有容易控制发泡温度和发泡之后形成的孔的尺寸的优点。此外，与该包封的发泡剂一起，即使不使用表面活性剂，在水溶性烯键式不饱和单体的聚合期间，核-壳结构的壳也起到使汽化的烃保留在核内的作用，从而使发泡气泡稳定，并因此可以向超吸收性聚合物中引入均匀分布的孔结构。因此，与通过使用基于碳酸盐的发泡剂或通过用热塑性树脂包封碳酸盐发泡剂而获得的包封的发泡剂制备的超吸收性聚合物相比，在不使用表面活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：/n通过将包含(甲基)丙烯酸的水溶性烯键式不饱和单体与包含氢氧化钾的碱性物质、包封的发泡剂、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物，其中所述水溶性烯键式不饱和单体的至少部分酸性基团经所述包含氢氧化钾的碱性物质中和；/n通过对所述单体组合物进行热聚合或光聚合来形成含水的凝胶聚合物；/n通过对所述含水的凝胶聚合物进行干燥和粉碎来形成粉末形式的基础聚合物；以及/n通过在表面交联剂的存在下使所述基础聚合物的表面另外交联来形成表面交联层，/n其中所述包封的发泡剂具有包括含有烃的核和包围所述核且使用热塑性树脂形成的壳的结构，并且在膨胀之前具有5μm至30μm的平均直径以及在空气中具有5倍至15倍的最大膨胀率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 KR 10-2018-0158524;20191209 KR 10-2019-011.一种制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：
通过将包含(甲基)丙烯酸的水溶性烯键式不饱和单体与包含氢氧化钾的碱性物质、包封的发泡剂、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物，其中所述水溶性烯键式不饱和单体的至少部分酸性基团经所述包含氢氧化钾的碱性物质中和；
通过对所述单体组合物进行热聚合或光聚合来形成含水的凝胶聚合物；
通过对所述含水的凝胶聚合物进行干燥和粉碎来形成粉末形式的基础聚合物；以及
通过在表面交联剂的存在下使所述基础聚合物的表面另外交联来形成表面交联层，
其中所述包封的发泡剂具有包括含有烃的核和包围所述核且使用热塑性树脂形成的壳的结构，并且在膨胀之前具有5μm至30μm的平均直径以及在空气中具有5倍至15倍的最大膨胀率。


2.根据权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，
其中所述碱性物质包含50mol％至100mol％的氢氧化钾和0mol％至50mol％的氢氧化钠。


3.根据权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，
其中相对于1摩尔的所述水溶性烯键式不饱和单体，所述碱性物质以0.5摩尔至0.9摩尔的量使用。


4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琗俄，金琪哲，南大祐，金起贤，金俊圭，许荣宰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR