高吸水性树脂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高吸水性树脂的制备方法，更具体地，涉及一种包括以下步骤的高吸水性树脂的制备方法：形成包含水溶性乙烯类不饱和单体及直径为20nm～1mm的非反应性微颗粒的单体组合物；及对所述单体组合物进行热聚合或UV聚合。本发明专利技术通过向单体加入微颗粒，以形成使聚合过程或聚合之后高吸水性树脂内的水分或热量顺利排出的通道，从而可获得呈现低含水量及低温而物理性质优异的高品质高吸水性树脂，并具有干燥过程中的节能效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。更为具体地，本专利技术涉及一种，该方法使高吸水性树脂的水分或热量顺利排出，以便具有低含水量及低温，从而能制备出高品质的高吸水性树脂，且能够节约最后进行的干燥步骤的时间及能量，从而能够提高高吸水性树脂的整体工艺效率的。
技术介绍
高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)是指能吸收自身重量的500 1000倍水分的合成高分子材料，开发商将其分别命名为SAM (SuperAbsorbency Material)、 AGM(Absorbent Gel Material)等不同的名称。如上所述的高吸水性树脂作为生理卫生材料开始实用化到现在除了幼儿用纸尿裤等卫生用品之外，还广泛用作园艺用保养保湿剂、 土木建筑用止水材料、育苗板(sheet)、食品流通领域中的保鲜剂、及热敷用材料等。作为如上所述的，众所周知的有悬浮聚合法或水溶液聚合法等。就悬浮聚合而言，其已在日本专利特开昭56-161408、特开昭57-158209及特开昭 57-198714等公开。作为水溶液聚合法，习知的有热聚合法及光聚合法等，所述热聚合法在具备轴的搅拌机内使聚合凝胶(polymeric gel)破裂并冷却的同时进行聚合，所述光聚合法在带状物上用紫外线等照射高浓度水溶液，从而同时进行聚合及干燥。此外，日本专利公开第2004-250689号公开了一种对包含光聚合引发剂和水溶性乙烯不饱和单体的水溶液间歇地照射光线，以进行聚合的吸水性成型体的制备方法。而且， 韩国授权专利第0330127号公开了一种具有苯甲酰基(benzoyl group)的自由基类光聚合引发剂和过氧化物存在的条件下，对具有交联剂的水溶性乙烯类不饱和单体照射紫外线， 以进行聚合的吸水性树脂的制备方法。经上述聚合反应而得到的水凝胶状聚合物，通常经干燥工序粉碎后，作为粉末状的高吸水性树脂产品予以销售。然而，若通过现有的聚合方式得到水凝胶状聚合物后，将其干燥及粉碎而制备出高吸水性树脂，则由于聚合后得到的水凝胶状聚合物的表面变得坚硬，从而会形成坚固的表层，其导致无法顺利地排出聚合物内部的水分或热量。因此，通过现有的方法难以制备出具有低含水量的高吸水性树脂，而且不易进行干燥工序。此外，如果为了降低含水量而在干燥过程中提高温度，水凝胶状聚合物及高吸水性树脂的温度会进一步升高，对物理性质产生不良影响，即使不提高温度，为了得到所希望的含水量也要进行长时间干燥，因此无法有效地进行干燥。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，该方法使高吸水性树脂中的水分或热量排出顺畅，使得能够得到低含水量及低温度的高吸水性树脂，而且可期待干燥过程中的节能效果。此外，本专利技术提供一种高吸水性树脂的方法，该方法可同时提高高吸水性树脂的基本吸水能力(即持水能力(CRC))及一定压力下的吸水能力(AUP)，使得能够提供物理性质进一步提高。本专利技术提供，该方法包括以下步骤形成包含水溶性乙烯类不饱和单体及直径为20nm Imm的非反应性微颗粒的单体组合物；及对所述单体组合物进行热聚合或UV聚合。下面，说明本专利技术具体实施例的。本专利技术涉及一种，该方法能够容易且有效地获得残留水分的含量低而且温度低的高吸水性树脂，从而具有优异物理性质。而且，本专利技术通过降低最终所得聚合物的含水量，能够提供干燥过程中的节能效果。尤其，通过本专利技术的方法制备出的高吸水性树脂，基本上不仅实际吸水能力即持水能力(CRC)优秀，而且一定压力下的吸水能力(AUP)也高。通常，持水能力及AUP均高时， 可被评价为具有优异物理性质的高吸水性树脂，但是一般情况下持水能力与AUP成反比， 因此难以同时提高。这是由于持水能力是指水分易于被吸收到高吸水性树脂的分子结构之间的性能，相反AUP是指因高吸水性树脂的分子结构牢固且致密，在受到外力的状态下也能够通过体积膨胀易于吸收水的性能。然而，通过本专利技术的方法来制备时，制备出聚合度高且分子结构牢固的高吸水性树脂，在提高其AUP的同时，使该聚合过程中的水分顺利排出，从而也能使高吸水性树脂的持水能力等基本物理性质更加优异。因此，通过所述本专利技术的方法，可获得物理性质更加优异的高吸水性树脂，而且具有节能降本的效果。本专利技术一实施例提供一种，该方法包括以下步骤形成包含水溶性乙烯类不饱和单体及直径为约20nm Imm的非反应性微颗粒的单体组合物；及对所述单体组合物进行热聚合或UV聚合。此时，本专利技术通过向包含所述单体的单体组合物加入非反应性微颗粒，可提供聚合过程或聚合后顺利去除聚合物树脂中残留水分的通道。S卩，本专利技术的主要特征在于提供一种向单体加入预定大小的非反应性微颗粒，并进行聚合及干燥而制备。根据这种制备方法，通过聚合来制备的高吸水性树脂的形成过程或者形成之后，所述微颗粒形成排出水分或热量的通道，借此能使高吸水性树脂的水分或热量顺利排出。其中，所述非反应性微颗粒的直径为约20nm Imm,优选为约30nm 0. 5mm,更优选为约30nm 100 μ m,最优选为30nm 200nm。使用直径小于约20nm的过小的所述非反应性微颗粒时，会产生在微颗粒与高吸水性树脂界面的水分不能顺利排出的现象，如果使用大于约Imm的微颗粒，则由于颗粒尺寸大于高吸水性树脂，去除树脂内部热量的效果会降低。尤其，聚合步骤中不使用所述非反应性微颗粒，而与最终高吸水性树脂只进行混合时，由于高吸水性树脂中的含水量还很多，干燥时需要较高的温度，且微颗粒与高吸水性树脂容易分离，因此不适合采用。此时，本专利技术中所使用的非反应性微颗粒是指在聚合步骤不与单体进行反应，而且不参与聚合反应的颗粒。本专利技术中所使用的非反应性微颗粒可包括纳米粘土颗粒、树脂颗粒或无机颗粒。所述纳米粘土颗粒可使用一般的粘土类化合物，也可使用溶胀或非溶胀性粘土，其种类没有特别限制。溶胀性粘土是具有吸水能力的层状有机物，其可使用蒙脱石 (Montmorilonite，MMT)、皂石(Saponite)、绿脱石(Nontronite)、锂皂石(Laponite)、贝得石(Beidellite)Jja^S (Hectorite)JMS (Vermiculite)、麦羟硅钠石等。作为非溶胀性粘土可使用高岭石(kaolin)、蛇纹石(serpentine)、云母(mica)矿物等。所述树脂颗粒可使用以微小尺寸粉碎的一般线型高分子聚合物、高吸水性树脂等。例如，所述树脂颗粒可使用选自经聚合/干燥/粉碎/分级步骤后的微颗粒；聚合物粉碎后经表面交联步骤的微颗粒；及表面交联后经粉碎及分级后处理等步骤的微颗粒中的至少一种。此时，所述树脂微颗粒的平均直径为约150 μ m以下，优选为约10 μ m 120 μ m，最优选为约50μπι 100 μ m。所述无机颗粒可使用选自氧化硅、氧化铝、氧化镁及其衍生物中的至少一种非结晶无机物。此外，所述非反应性微颗粒相对于总单体组合物使用约0. 1 10重量％，优选为约0. 3 8重量％，更优选约0. 3 5重量％，最优选约0. 4 3重量％。若所述非反应性微颗粒的含量低于约0. 1重量％，干燥效率提高幅度较小，若超过10重量％，则会降低物理性质。此外，本专利技术对所述单体组合物进行热聚合或UV聚合，可获得内部具有微细通道的水凝胶状聚合物。图1是在本专利技术中，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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金琪哲，李相琪，金圭八，元泰英，韩章善，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：