制备超吸收性聚合物的方法技术

本发明专利技术涉及制备超吸收性聚合物的方法。更具体地，所述制备方法在疏水性颗粒的水性分散体的存在下进行单体的聚合反应，因此能够制备出在吸收性质不劣化的情况下具有改善的吸收速率的超吸收性聚合物。速率的超吸收性聚合物。速率的超吸收性聚合物。

【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


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年12月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10
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2020
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0178432号和于2021年12月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10
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2021
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0180292号的权益，本文通过援引将其公开内容以整体并入。
[0003]本专利技术涉及制备超吸收性聚合物的方法。更具体地，本专利技术涉及制备超吸收性聚合物的方法，该方法能够制备具有高表面张力和提高的吸收速率而不劣化吸收性质的超吸收性聚合物，原因在于通过在疏水性颗粒的水性分散体的存在下进行单体的聚合物反应能使产生的二氧化碳气泡被有效捕获。

技术介绍

[0004]超吸收性聚合物(SAP)是一类合成聚合物材料，其能够吸收自身重量500至1000倍的水分。各个制造商给它冠以不同的名称，例如SAM(超吸收材料)、AGM(吸收性凝胶材料)等等。这种超吸收性聚合物起初在卫生用品中得到实际应用，现在不仅被广泛用于卫生用品，还被广泛用于园艺用保水土壤制品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域的保鲜剂、敷料材料等。
[0005]这些超吸收性聚合物已广泛应用于卫生材料领域如纸尿布或卫生巾等。在这类卫生材料中，超吸收性聚合物通常以散布在纸浆中的状态包含。然而，近年来，一直致力于提供厚度更薄的卫生材料如纸尿布。作为这些努力的一部分，正在积极推进其中减少纸浆含量或根本不使用纸浆的所谓无纸浆尿布等的开发。
[0006]如上所述，在其中降低纸浆含量或不使用纸浆的卫生材料的情况下，包含的超吸收性聚合物的比例相对较高，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层中。为了使包含在多层中的超吸收性聚合物颗粒整体更有效地吸收大量液体如尿液，超吸收性聚合物必须表现出高吸收性能以及快速吸收速率。
[0007]为了制备具有改善的吸收速率的超吸收性聚合物，主要采用通过在聚合步骤中使用发泡剂形成孔来增加比表面积的方法。特别地，从价格和可及性的角度来看，通常使用碳酸酯类发泡剂，并且当聚合步骤在这种碳酸酯类发泡剂的存在下进行时，产生二氧化碳气泡并且交联聚合物中的比表面积增加。此外，使用气泡稳定剂来最大限度地减少所产生的二氧化碳气泡从交联聚合物网络中逸出。然而，气泡稳定剂的使用导致超吸收性聚合物的一般性能劣化的问题。
[0008]因此，持续需求对具有快速吸收速率同时保持离心保留容量(CRC)以及加压吸收率(AUP)的超吸收性聚合物的开发，其中离心保留容量(CRC)是指示超吸收性聚合物的基本吸收性和水保留能力的性质，而加压吸收率(AUP)是即使在外部压力下也能良好保留所吸收的液体的性质。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]因此，本专利技术涉及制备超吸收性聚合物的方法，通过在单体聚合步骤中添加疏水性颗粒的水性分散体后，有效捕获由发泡剂产生的气泡，该方法能够制备具有改善的吸收速率的超吸收性聚合物。
[0011]技术方案
[0012]为了解决上述问题，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：
[0013]制备包含具有至少部分中和的酸性基团的丙烯酸类单体和内部交联剂的单体组合物(步骤1)；
[0014]通过在疏水性颗粒的水性分散体和碳酸酯类发泡剂的存在下将所述单体组合物交联聚合来制备水凝胶聚合物(步骤2)；
[0015]通过将所述水凝胶聚合物干燥和粉碎来形成粉末型基础树脂(步骤3)；和
[0016]在通过在表面交联剂的存在下进一步使所述基础树脂的表面交联来形成表面交联层之后制备超吸收性聚合物(步骤4)，
[0017]其中，所述疏水性颗粒的水性分散体是其中疏水性颗粒经表面活性剂分散的胶体溶液，
[0018]所述疏水性颗粒含有C7至C24脂肪酸的金属盐，并且
[0019]所述超吸收性聚合物满足以下1)和2)：
[0020]1)24.0℃下的涡旋时间为40秒以下；和
[0021]2)一分钟自来水吸收率为90g以上，其定义为当1g所述超吸收性聚合物浸入2L自来水中并溶胀1分钟时，所述超吸收性聚合物在1分钟中吸收的水的重量。
[0022]有益效果
[0023]根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法，当在疏水性颗粒的水性分散体和碳酸酯类发泡剂的存在下通过单体的交联聚合而制备水凝胶聚合物时，产生的二氧化碳能够被有效捕获并且超吸收性聚合物的比表面积能够增加。因此，所制备的超吸收性聚合物的吸收速率可以提高。
附图说明
[0024]图1是实施例6的超吸收性聚合物的FE
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SEM图像。
[0025]图2是比较例2的超吸收性聚合物的FE
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SEM图像。
[0026]图3是比较例3的超吸收性聚合物的FE
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具体实施方式
[0027]本文使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本专利技术。单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“具有”或“拥有”指定所述的特征、步骤、组件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、组件或其组合。
[0028]由于本专利技术可以进行各种修改并具有各种形式，所以其具体实施方式将以示例的
方式示出并详细描述。然而，并非旨在将本专利技术限制于所公开的特定形式，并且应当理解，本专利技术包括在本专利技术的构思和技术范围内的所有修改、等同物和替换。
[0029]此外，所使用的术语仅指代特定的实施方式，而非旨在限制本专利技术。本专利技术的单数表达可以包括复数表达，除非它们在上下文中被不同地表达。
[0030]本专利技术中的术语“聚合物”是处于其中水溶性烯键式不饱和单体聚合的状态，并且可以包括所有水分含量范围，或所有粒径范围。在所述聚合物中，在聚合后和干燥前的水分含量为约40重量％以上的聚合物可称为水凝胶聚合物，而其中水凝胶聚合物经粉碎和干燥的颗粒可称为交联聚合物。
[0031]此外，术语“超吸收性聚合物颗粒”是指包含交联聚合物的颗粒材料，在所述交联聚合物中具有至少部分中和的酸性基团的丙烯酸类单体聚合和通过内部交联剂交联。
[0032]此外，根据上下文，术语“超吸收性聚合物”用于涵盖以下所有材料：其中具有至少部分中和的酸性基团的丙烯酸类单体经聚合的交联聚合物，或由其中所述交联聚合物经粉碎的超吸收性聚合物颗粒构成的粉末形式的基础树脂，以及经进一步加工(例如，表面交联、细粒重组、干燥、粉碎、分级等)成为适合商业化的状态的所述交联聚合物或基础树脂。因此，术语“超吸收性聚合物”可解释为包括多个超吸收性聚合物颗粒。
[0033]为了制备具有快速吸收速率的超吸收性聚合物，需要增加超吸收性聚合物颗粒的比表面积。作为增加超吸收性聚合物颗粒的比表面积的方法，通常使用发泡剂。为了使发泡本文档来自技高网...

【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，所述方法包括以下步骤：制备包含具有至少部分中和的酸性基团的丙烯酸类单体和内部交联剂的单体组合物(步骤1)；通过在疏水性颗粒的水性分散体和碳酸酯类发泡剂的存在下将所述单体组合物交联聚合来制备水凝胶聚合物(步骤2)；通过将所述水凝胶聚合物干燥和粉碎来形成粉末型基础树脂(步骤3)；和在通过在表面交联剂的存在下进一步使所述基础树脂的表面交联来形成表面交联层之后制备超吸收性聚合物(步骤4)，其中，所述疏水性颗粒的水性分散体是其中疏水性颗粒经由表面活性剂分散的胶体溶液，所述疏水性颗粒含有C7至C24脂肪酸的金属盐，并且所述超吸收性聚合物满足以下1)和2)：1)24.0℃下的涡旋时间为40秒以下；和2)一分钟自来水吸收率为90g以上，一分钟自来水吸收率定义为当1g所述超吸收性聚合物浸入2L自来水中并溶胀1分钟时，所述超吸收性聚合物在1分钟中吸收的水的重量。2.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述疏水性颗粒为选自由硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸锌和硬脂酸钾组成的组中的至少一种硬脂酸金属盐。3.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，所述疏水性颗粒的平均粒径为0.5μm至20μm。4.如权利要求1所述的制备超吸收性聚合物的方法，其中，相对于100重量份的所述丙烯酸类单体，所述疏水性颗粒的用量为0.01重量份至0.5重量份。5.如权利要求1所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹亨起，朱镇爀，辛光寅，安泰彬，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：