超吸收性聚合物的制备方法技术

提供一种制备超吸收性聚合物的方法。更具体而言，提供一种制备超吸收性聚合物的方法，所述聚合物具有减少量的粒径大于850μm的粗颗粒和改进的含水量，并且无偏差地表现出优异的吸收性能。的吸收性能。的吸收性能。

【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


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于分别于2021年6月18日、2021年6月21日和2022年6月20日提交的韩国专利申请号10
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2021
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0079644、10
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2021
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0080233和10
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2022
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0074732，并要求其优先权，其公开内容全部通过引用并入本文。
[0003]本申请涉及制备超吸收性聚合物的方法。更具体而言，本申请涉及制备超吸收性聚合物的方法，该超吸收性聚合物具有减少量的粒径大于850μm的粗颗粒和改进的含水量，并且无偏差地表现出优异的吸收性能。

技术介绍

[0004]超吸收性聚合物(SAP)是一种能够吸收其自身重量的500至1000倍的水分的合成聚合物材料。各种制造商已将其命名为不同的名称，如SAM(超吸收性材料)、AGM(吸收性凝胶材料)等。自从这种超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品以来，现在它们已广泛应用于园艺用保水土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品配送场用保鲜剂、敷剂材料等。
[0005]在大多数情况下，这些超吸收性聚合物已广泛应用于卫生材料领域，如尿布或卫生巾。在卫生材料内部，超吸收性聚合物通常分布在纸浆中。然而，最近不断努力提供卫生材料，如厚度较薄的尿布等，作为其一部分，纸浆含量降低的尿布，以及没有纸浆的尿布(所谓的无纸浆尿布)正在积极开发中。
[0006]如上所述，这种具有减少的纸浆含量或没有纸浆的卫生材料包含相对高比例的超吸收性聚合物，并且超吸收性聚合物颗粒不可避免地作为多层包含在卫生材料中。为了使作为多层包含的整个超吸收性聚合物颗粒更有效地吸收大量液体，如尿液等，超吸收性聚合物必须基本上表现出高吸收性能和高吸收率。
[0007]另一方面，这种超吸收性聚合物通常通过以下步骤制备：聚合丙烯酸基单体以制备含有大量水的含水凝胶聚合物的步骤，干燥含水凝胶聚合物的步骤，以及将含水凝胶聚合物粉碎成具有所需粒径的聚合物颗粒的步骤。为了改进物理性能，可以选择性地进一步进行后续的表面交联反应。
[0008]通常，表面交联反应通过将表面交联溶液(其中将交联剂添加到水中)喷涂至超吸收性聚合物的表面并搅拌该超吸收性聚合物，然后通过加热进行反应。然而，由于通过加热进行的表面交联反应通常在140℃或更高的高温下进行，因此超吸收性聚合物中的大部分水被蒸发，结果，最终制备的超吸收性聚合物的含水量大大降低。这种具有低含水量的超吸收性聚合物由于在运输和储存过程中颗粒之间的摩擦而容易受到表面损伤，这最终导致超吸收性聚合物的物理性能劣化。另外，在使用含水量低的超吸收性聚合物的商业化过程中，细颗粒的产生增加，这降低了工艺稳定性和生产率，导致产品质量劣化。
[0009]因此，已经提出了一种通过在表面交联后进行水合过程来增加超吸收性聚合物的含水量的方法。作为用于增加超吸收性聚合物的含水量的水合方法，主要使用通过管线的
直接注射法和使用喷嘴的注射法。然而，当通过管线注入水时，液滴的尺寸很大，因此存在一个问题，即生成高含水量的大颗粒和低含水量的一般颗粒的团聚体的混合物。另外，当通过喷嘴注入水时，含水量可能会均匀增加，但由于液滴尺寸较小所致而产生流动，这会导致仪器污染和异物生成。特别是，随着喷嘴的直径变小，喷射过程中产生的液滴尺寸变小。当液滴的尺寸过小时，存在散射和导致工艺污染的问题。另外，当喷嘴的直径大且流速低时，喷射困难且形成大液滴。然而，当液滴尺寸增大时，很难均匀且充分地水合超吸收性聚合物，因此，超吸收性聚合物的物理性能会发生变化。另外，液滴在表面交联的聚合物颗粒之间引发团聚，导致最终的超吸收性聚合物中产生大量粒径大于850μm的粗颗粒，从而导致袋式过滤器堵塞，并在过程中发生结块。
[0010]作为在表面交联后增加超吸收性聚合物的含水量的另一种方法，已经提出了与添加剂如二氧化硅等混合的方法。然而，由于添加剂的混合通常通过干法进行，因此很难均匀混合，结果使超吸收性聚合物的物理性能和吸收性能发生变化。
[0011]因此，为了从根本上解决上述问题，需要不断开发这样的技术：该技术能够通过减少粗颗粒的产生和增加含水量来制备表现出优异的吸收性能而不会产生偏差的超吸收性聚合物。

技术实现思路

[0012]技术问题
[0013]因此，提供一种用于制备超吸收性聚合物的方法，该聚合物具有减少量的粒径大于850μm的粗颗粒和改进的含水量，并且无偏差地表现出优异的吸收性能。
[0014]技术方案
[0015]为了实现上述目的，提供了一种制备超吸收性聚合物的方法，该方法包括以下步骤：
[0016]形成含水凝胶聚合物，其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合，
[0017]通过对含水凝胶聚合物进行微粉化来制备含水超吸收性聚合物颗粒，
[0018]通过干燥含水超吸收性聚合物颗粒来制备干燥的超吸收性聚合物颗粒，
[0019]通过向所述干燥的超吸收性聚合物颗粒中添加表面交联剂并使它们彼此反应，在超吸收性聚合物颗粒的至少一部分表面上形成表面交联层，和
[0020]使用铲式冷却器冷却和水合其上形成有所述表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，
[0021]其中铲式冷却器包括：可旋转主体部分，该主体部分包括传送空间，通过该传送空间传送其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；安装在主体部分中的两个喷嘴，每个喷嘴将冷却空气和水注入传送空间；一个或多个铲式刀片，其安装在主体部分的内壁上，可上下操作，并在传送空间中铲起其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒；以及驱动马达，其连接至主体部分并提供驱动力，其中通过用主体部分中的铲式刀片铲起其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒，然后通过主体部分的旋转使被铲起的超吸收性聚合物颗粒沿重力方向下落，以与注入主体部分的传送空间中的冷却空气和水接触来进行其上形成有表面交联层的超吸收性聚合物颗粒的冷却和水合。
[0022]还提供了一种超吸收性聚合物，其通过所述制备超吸收性聚合物的方法制备。
[0023]有益效果
[0024]根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法，可以提供无偏差地表现出优异吸收性能的超吸收性聚合物。
[0025]另外，在制备超吸收性聚合物的过程中，减少了粒径大于850μm的粗颗粒的生成，从而最大程度的减少了制备过程中产生的粉尘量。当使用该材料制造吸收性物品时，可以改进可加工性，如防止袋式过滤器堵塞和防止结块等。
[0026]因此，通过上述制备方法制备的超吸收性聚合物可以适当地用于卫生材料，例如尿布，特别是纸浆含量降低的超薄卫生材料等。
附图说明
[0027]图1显示了用于根据本专利技术的超吸收性聚合物的制备方法中的铲式冷却器的侧截面结构的示意图。
[0028]图2显示了铲式冷却器的前部结构的示意图。
[0029]图3显示了铲式冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备超吸收性聚合物的方法，所述方法包括：形成含水凝胶聚合物，其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂交联聚合，通过对所述含水凝胶聚合物进行微粉化来制备含水超吸收性聚合物颗粒，通过干燥所述含水超吸收性聚合物颗粒来制备干燥的超吸收性聚合物颗粒，通过向所述干燥的超吸收性聚合物颗粒中添加表面交联剂并使它们彼此反应，在所述超吸收性聚合物颗粒的至少一部分表面上形成表面交联层，和使用铲式冷却器冷却和水合其上形成有所述表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒，其中，所述铲式冷却器包括：可旋转主体部分，该主体部分包括传送空间，通过该传送空间传送其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒；安装在所述主体部分中的两个喷嘴，分别将冷却空气和水注入所述传送空间；一个或多个铲式刀片，其安装在所述主体部分的内壁上，以可上下操作，并在所述传送空间中铲起其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒；以及驱动马达，其连接至所述主体部分并提供驱动力，其中通过用所述主体部分中的铲式刀片铲起其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒，然后通过所述主体部分的旋转使被铲起的超吸收性聚合物颗粒沿重力方向下落，以与注入所述主体部分的传送空间中的冷却空气和水接触来进行其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒的冷却和水合。2.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述冷却空气的温度为10℃至60℃，并且基于1kg其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒的进料量，所述冷却空气的引入速度为0.01m3/h/kg至0.25m3/h/kg。3.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述水的温度为10℃至60℃，基于100重量份其上形成有表面交联层的所述超吸收性聚合物颗粒，所述水以2重量份至20重量份的量引入。4.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述主体部分以每分钟5转至50转的速度旋转。5.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，在冷却和水合过程中，进一步混合无机材料，并且所述无机材料通过安装在所述主体部分中用于将添加剂引入主体部分的空间中的添加剂喷嘴引入，或在与所述超吸收性聚合物混合后引入。6.如权利要求5所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述无机材料是选自由二氧化硅、粘土、氧化铝、二氧化硅
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氧化铝复合物、二氧化钛、氧化锌和硫酸铝组成的组的一种或多种。7.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，形成含水凝胶聚合物的步骤通过以下步骤进行：中和所述水溶性烯属不饱和单体中的至少一部分酸性基团的步骤，和通过对单体组合物进行聚合而形成所述含水凝胶聚合物的步骤，所述单体组合物包含具有至少部分中和的酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂，或对包含具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂的单体组合物进行聚合形成其中具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂被交联聚合的
聚合物的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴世烈，金琪哲，闵允栽，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：