超吸收性聚合物的制备方法和由此的超吸收性聚合物技术

本公开内容涉及通过优化基础树脂粉末和表面交联层的交联度而同时具有优异的基本吸收率和液体渗透率的超吸收性聚合物的制备方法，以及由此制备的超吸收性聚合物。所述超吸收性聚合物的制备方法包括以下步骤：通过使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和内交联剂的单体组合物交联和聚合来形成水凝胶聚合物；对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级以形成基础树脂粉末；以及通过在表面交联剂的存在下使基础树脂粉末的表面进一步交联来形成表面交联层，其中在形成水凝胶聚合物的步骤中水溶性烯键式不饱和单体的中和度小于70mol％，并且所述制备方法还包括以下步骤：通过在形成表面交联层的步骤期间或者在形成表面交联层的步骤之后用碱性溶液对基础树脂粉末进行处理来进一步中和基础树脂粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超吸收性聚合物的制备方法和由此的超吸收性聚合物
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年9月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0116453号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本公开内容涉及通过优化基础树脂粉末和表面交联层的交联度而同时具有优异的基本吸收率和液体渗透率的超吸收性聚合物的制备方法，以及由此制备的超吸收性聚合物。
技术介绍
超吸收性聚合物(SuperAborbentPolymer，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。这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品，而现在他们不仅广泛用于卫生产品(例如儿童用一次性尿布等)，而且还广泛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。在大多数情况下，这些超吸收性聚合物已广泛地用于卫生材料(例如尿布或卫生巾)领域。对于这些应用，超吸收性聚合物应当表现出高水分吸收率，其即使在外部压力下也不应当释放所吸收的水(高的压力下吸收率)，并且另外其即使在通过吸收水而使体积膨胀(溶胀)的状态下也应当很好地保持形状，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，尿布中纤维材料(例如浆)的含量降低，并且尿布中超吸收性聚合物的比例倾向于增加。因此，超吸收性聚合物需要具有尿布的纤维材料的性能。为此，超吸收性聚合物应当具有高吸收率以及高吸收速率和液体渗透率。特别地，当尿布变得更薄时，婴儿的活动增加了尿液从尿布中漏出的风险，并因此对超吸收性聚合物的高吸收速率的需求增加。然而，已知的是由于超吸收性聚合物的结构特性，因此同时改善吸收率和吸收速率以及压力下吸收率和液体渗透率非常困难。为了增加压力下吸收率和液体渗透率，需要增加表面交联层的交联密度和超吸收性聚合物颗粒的凝胶强度。然而，在这种情况下，基础树脂粉末的在表面交联层内部的内交联密度增加，并且吸收率和吸收速率倾向于降低。因此，持续需要开发能够优化基础树脂粉末和表面交联层的交联度，并且同时表现出基本吸收率和吸收速率以及液体渗透率和压力下吸收率的技术。
技术实现思路
技术问题本公开内容旨在提供通过优化基础树脂粉末和表面交联层的交联度而同时具有优异的基本吸收率和液体渗透率的超吸收性聚合物的制备方法。本公开内容还旨在提供通过以上方法制备的超吸收性聚合物，所述超吸收性聚合物同时具有优异的基本吸收率和液体渗透率。技术方案在本公开内容中，提供了超吸收性聚合物的制备方法，其包括以下步骤：通过使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和内交联剂的单体组合物交联和聚合来形成水凝胶聚合物；对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级以形成基础树脂粉末；以及通过在表面交联剂的存在下使基础树脂粉末的表面进一步交联来形成表面交联层，其中在形成水凝胶聚合物的步骤中水溶性烯键式不饱和单体的中和度小于70mol％，以及制备方法还包括以下步骤：通过在形成表面交联层的步骤期间或者在形成表面交联层的步骤之后用碱性溶液对基础树脂粉末进行处理来进一步中和基础树脂粉末。在本公开内容中，还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，其所述表面交联层中第一交联聚合物通过在基础树脂粉末上的表面交联剂另外交联，其中对超吸收性聚合物的可提取组分测量的中和度大于70mol％，对盐水(0.9重量％氯化钠水溶液)持续30分钟的离心保留容量(CRC)为28g/g或更大，以及盐水(0.685重量％氯化钠水溶液)流动传导率(SFC；·10-7cm3·s/g)为30(·10-7cm3·s/g)或更大。在下文中，将详细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制备方法。然而，这仅作为本专利技术的实例提出，并且对于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各种修改。此外，在整个说明书中，除非另有说明，否则术语“包含”、“包括”、或“含有”是指包括任何构成要素(或构成组分)而没有特别限制，并且其不能理解为排除添加其他构成要素(或构成组分)的含义。根据本公开内容的一个实施方案，提供了超吸收性聚合物的制备方法，其包括以下步骤：通过使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和内交联剂的单体组合物交联和聚合来形成水凝胶聚合物；对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级以形成基础树脂粉末；以及通过在表面交联剂的存在下使基础树脂粉末的表面进一步交联来形成表面交联层，其中在形成水凝胶聚合物的步骤中水溶性烯键式不饱和单体的中和度小于70mol％，以及制备方法还包括以下步骤：通过在形成表面交联层的步骤期间或者在形成表面交联层的步骤之后用碱性溶液对基础树脂粉末进行处理来进一步中和基础树脂粉末。一个实施方案的超吸收性聚合物的制备方法通过以下来制备基础树脂粉末：进行用于交联聚合的单体的初始中和过程使得单体的中和度小于70mol％、为40mol％至69mol％或为50mol％至65mol％，然后进行交联聚合。此外，在基础树脂粉末的表面交联中，在形成表面交联层的步骤期间或者在形成表面交联层的步骤之后进一步进行使用碱性溶液的中和步骤。作为本专利技术人的持续实验的结果，发现当在通过将单体的中和度控制成相对低制备基础树脂粉末之后形成表面交联层时，或者当形成表面交联层之后进行另外的中和步骤时，基础树脂粉末和表面交联层的交联度同时得到优化。然后，专利技术人发现可以制备同时具有改善的基本吸收率和吸收速率以及改善的液体渗透率和压力下吸收率的超吸收性聚合物，并完成本专利技术。这是因为用于制备超吸收性聚合物的单体、基础树脂粉末和/或经表面交联的超吸收性聚合物的中和度可能影响交联反应的进行或交联度。然而，由于在常规方法中仅在交联聚合之前对单体进行中和过程，因此难以控制表面交联期间/之后的中和度。然而，在一个实施方案的制备方法中，由于在引发表面交联反应之后进行另外的中和过程，因此可以适当地控制表面交联期间/之后的中和度，结果，可以将经表面交联的超吸收性聚合物中的表面交联层和基础树脂粉末的交联度控制成期望的水平。因此，看起来将不仅基础树脂粉末的中和度/交联度而且通过一个实施方案的方法制备的超吸收性聚合物的表面交联层的中和度/交联度控制成期望的水平，并因此可以同时改善液体渗透率和压力下吸收率以及基本吸收率和吸收速率。因此，与难以同时改善基本吸收率和吸收速率以及液体渗透率和压力下吸收率的常规常识不同，通过一个实施方案的方法制备的超吸收性聚合物可以同时表现出优异的两方面的物理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超吸收性聚合物的制备方法，包括以下步骤：/n通过使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和内交联剂的单体组合物交联和聚合来形成水凝胶聚合物；/n对所述水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级以形成基础树脂粉末；以及/n通过在表面交联剂的存在下使所述基础树脂粉末的表面进一步交联来形成表面交联层，/n其中在形成水凝胶聚合物的步骤中所述水溶性烯键式不饱和单体的中和度小于70mol％，以及/n所述制备方法还包括以下步骤：通过在形成表面交联层的步骤期间或者在形成表面交联层的步骤之后用碱性溶液对所述基础树脂粉末进行处理来进一步中和所述基础树脂粉末。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 KR 10-2018-01164531.一种超吸收性聚合物的制备方法，包括以下步骤：
通过使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和内交联剂的单体组合物交联和聚合来形成水凝胶聚合物；
对所述水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级以形成基础树脂粉末；以及
通过在表面交联剂的存在下使所述基础树脂粉末的表面进一步交联来形成表面交联层，
其中在形成水凝胶聚合物的步骤中所述水溶性烯键式不饱和单体的中和度小于70mol％，以及
所述制备方法还包括以下步骤：通过在形成表面交联层的步骤期间或者在形成表面交联层的步骤之后用碱性溶液对所述基础树脂粉末进行处理来进一步中和所述基础树脂粉末。


2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物的制备方法，
其中另外的中和步骤包括以下步骤：在通过向所述基础树脂粉末中添加表面交联剂并将所述基础树脂粉末加热至100℃或更高的温度引发表面交联反应之后，通过用包含Na+离子的碱性溶液对所述基础树脂粉末进行处理来进一步中和所述基础树脂粉末。


3.根据权利要求2所述的超吸收性聚合物的制备方法，
其中所述碱性溶液为氢氧化钠水溶液、碳酸氢钠水溶液或碳酸钠水溶液。


4.根据权利要求2所述的超吸收性聚合物的制备方法，
其中基于100重量份的所述基础树脂粉末，所述碱性溶液以0.1重量份至20重量份的量使用。


5.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物的制备方法，
其中对在另外的中和步骤之后的所述超吸收性聚合物的可提取组分测量的中和度大于70mol％。


6.根据权利要求1所述的超吸收性...

【专利技术属性】
技术研发人员：元泰英，李惠民，李俊宜，许成范，辛光寅，韩昌薰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR