超吸收性聚合物的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种制备超吸收性聚合物的方法，所述超吸收性聚合物保持优异的基本吸收性能，例如离心保持容量等，同时表现出改善的凝胶强度和吸收速率

【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]相关领域的交叉引用
[0002]本申请基于分别于
2020
年
11
月
18
日和
2021
年
11
月
17
日递交的韩国专利申请
10
‑
2020
‑
0154962
和
10
‑
2021
‑
0158413
号并要求其优先权，其公开内容在此通过引用整体并入本文
。
[0003]本专利技术涉及一种制备超吸收性聚合物的方法，所述超吸收性聚合物具有改善的初始吸收速率，同时保持优异的吸收性能
。

技术介绍

[0004]超吸收性聚合物
(SAP)
是能够吸收其自身重量
500
‑
1000
倍的水分的合成聚合物材料
。
由于这种超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品中，现在它们不仅广泛用于卫生用品
(
例如用于儿童的纸尿布等
)
，而且还广泛用于园艺的保水土壤产品
、
用于土木工程和建筑的阻水材料
、
用于养育秧苗的片材
、
用于食品分配领域的保鲜剂
、
用于膏药的材料等
。
[0005]在大多数情况下，这些超吸收性聚合物广泛用于卫生材料领域，例如尿布
、
卫生垫等r/>。
对于这些应用，超吸收性聚合物需要表现出对于水的高吸收性等，并且表现出优异的吸收特性，例如即使在外部压力等下也不会释放所吸收的水
。
近来，超吸收性聚合物更需要具有更快速吸收和保持目标溶液
(
例如水等
)
的吸收速率
。
基本上，超吸收性聚合物对水溶液的吸收在聚合物的表面上发生，并且为了提高吸收速率，可考虑增加超吸收性聚合物的表面积的方法
。
因此，减小超吸收性聚合物的粒径的方法或形成多孔结构的方法已被认为是提高吸收速率的方法
。
[0006]例如，为了在超吸收性聚合物中形成多孔结构，提出了一种通过加入发泡剂来制备超吸收性聚合物的方法
。
然而，当发泡剂的含量较高时，吸收速率可改善至一定水平，但由于过量的泡沫生成而增加了超吸收性聚合物的细粉末的生成
。
因此，存在凝胶强度变差的问题
。
此外，超吸收性聚合物的基本吸收特性倾向于随着粒径的减小而降低
。
因此，在通过此前已知的方法保持基本吸收容量的同时提高吸收速率的方面存在限制
。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]为了解决现有技术的问题，提供了一种制备超吸收性聚合物的方法，所述超吸收性聚合物具有优异的基本吸收性能，例如保水容量，同时表现出改善的凝胶强度和初始吸收速率
。
[0009]技术方案
[0010]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，所述方法包括以下步骤：
[0011]a)
混合水溶性烯键式不饱和单体
、
内部交联剂和溶剂以制备第一单体混合物；
[0012]b)
在剪切混合第一单体混合物的同时引入宽度为
3nm
至
50nm、
长度为1μ
m
至5μ
m
且
拉伸强度为
2,000MPa
以上的纳米纤维素纤维和表面活性剂，以制备第二单体混合物；
[0013]c)
将聚合引发剂引入第二单体混合物中以制备第三单体混合物；
[0014]d)
使所述第三单体混合物聚合以制备含水凝胶聚合物；
[0015]e)
切碎含水凝胶聚合物；
[0016]f)
将含水凝胶聚合物干燥
、
粉碎并尺寸分选以制备基础聚合物；和
[0017]g)
在表面交联剂存在下，对所述基础聚合物的表面进行额外交联以形成表面交联层
。
[0018]此外，提供了一种凝胶强度为
10,000Pa
以上的超吸收性聚合物，所述超吸收性聚合物包括：
[0019]基础聚合物颗粒，其包含通过在内部交联剂存在下使水溶性烯键式不饱和单体交联聚合而获得的交联聚合物；
[0020]表面交联层，其形成在基础聚合物颗粒的表面上，并且通过对交联聚合物经由表面交联剂进行附加交联而获得；和
[0021]与基础聚合物结合的纳米纤维素纤维，其具有
3nm
至
50nm
的宽度
、1
μ
m
至5μ
m
的长度和
2,000MPa
以上的拉伸强度
。
[0022]专利技术效果
[0023]根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法，可以提供一种超吸收性聚合物，其具有优异的基本吸收性能，例如离心保持容量等，同时表现出改善的凝胶强度和初始吸收速率
。
具体实施方式
[0024]本说明书中使用的术语仅用于解释示例性实施例，并且不旨在限制本专利技术
。
单数形式可以包括复数表达，除非其在上下文上被不同地表达
。
必须理解的是，本说明书中的术语“包括”、“配备”或“具有”仅用于指定所采用的特性
、
步骤
、
部件或其组合的存在，并且不排除预先存在或可能添加一个或多个不同特性
、
步骤
、
部件或其组合
。
[0025]本专利技术可以进行各种修改并且具有各种形式，并且下面详细示出和说明了具体的实例
。
然而，并不旨在将本专利技术限制于具体实例，并且必须理解的是，本专利技术包括本专利技术的精神和技术范围内所含的各种修改
、
等同物或替换物
。
[0026]如本文所用，对于通过使水溶性烯键式不饱和单体聚合而获得的聚合物，进行干燥并粉碎而以颗粒或粉末的形式制备的“基础聚合物”或“基础聚合物粉末”是指没有表面改性或表面交联的聚合物
。
[0027]在下文中，将更详细地描述本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法
。
[0028]根据本专利技术的一个实施方式的制备超吸收性聚合物的方法可以包括以下步骤：
[0029]a)
混合水溶性烯键式不饱和单体
、
内部交联剂和溶剂以制备第一单体混合物；
[0030]b)
在剪切混合所述第一单体混合物的同时引入宽度为
3nm
至
50nm、
长度为1μ
m
至5μ
m
且拉伸强度为
2,000MPa...

【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：
a)
混合水溶性烯键式不饱和单体
、
内部交联剂和溶剂以制备第一单体混合物；
b)
在剪切混合所述第一单体混合物的同时引入宽度为
3nm
至
50nm、
长度为1μ
m
至5μ
m
且拉伸强度为
2,000MPa
以上的纳米纤维素纤维和表面活性剂，以制备第二单体混合物；
c)
将聚合引发剂引入所述第二单体混合物中以制备第三单体混合物；
d)
使所述第三单体混合物聚合以制备含水凝胶聚合物；
e)
切碎所述含水凝胶聚合物；
f)
将所述含水凝胶聚合物干燥
、
粉碎并尺寸分选以制备基础聚合物；和
g)
在表面交联剂存在下，对所述基础聚合物的表面进行额外交联以形成表面交联层
。2.
如权利要求1所述的方法，其中，步骤
b)
的所述剪切混合以
6s
‑1以上的剪切速率进行
。3.
如权利要求1所述的方法，其中，所述纳米纤维素纤维的拉伸强度为
3,000MPa
至
20,000MPa。4.
如权利要求1所述的方法，其中，基于
100
重量份的所述水溶性烯键式不饱和单体，所述纳米纤维素纤维的含量为
0.001
重量份至
10
重量份
。5.
如权利要求1所述的方法，其中，所述表面活性剂为具有
10
至
30
个碳原子的脂肪酸钠
、
磺酸盐或脱水山梨糖醇酯
。6.
如权利要求1所述的方法，其中，基于
100
重量份的所述水溶性烯键式不饱和单体，所述表面活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：元泰英，孙精敏，李惠民，柳智惠，
申请(专利权)人：株式会社，
类型：发明
国别省市：