超吸收性聚合物的制备方法与流程

相关申请的交叉引用本申请基于分别2021年1月18日提交的韩国专利申请10-2021-0006720号和2022年1月17日提交的韩国专利申请10-2022-0006530号，并要求其优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。本发明涉及一种超吸收性聚合物及其制备方法，其中通过在聚合时组合使用特定的添加剂而使超吸收性聚合物的高吸收速率和优异的凝胶强度同时得以改善。

背景技术：

1、超吸收性聚合物(sap)是一种能够吸收自身重量500至1000倍的合成聚合物材料。各个制造商用不同的名称将其命名，例如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在卫生用品中得到实际应用，现在不仅广泛用于卫生用品例如儿童的一次性尿布等，还广泛用于园艺用土壤保持产品、土木建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域的保鲜剂或药膏用材料等。

2、在大多数情况下，这些超吸收性聚合物已经广泛应用于卫生材料领域，例如尿布、卫生巾等。对于这些应用而言，超吸收性聚合物必须具有对于水等的高吸收性，且表现出优异的压力下吸收性能，即使在外压下也不释放所吸收的水分。

3、此外，当超吸收性聚合物包含于卫生材料如尿布等时，有必要即使在使用者的体重施压的环境下也尽量广泛地分布尿液。由此，通过将超吸收性聚合物颗粒完全填充于卫生材料吸收层中的整个区域，可以进一步提高卫生材料的吸收性能和吸收速率。进一步地，由于这样的压力下分布特性，可以进一步提高尿布的再润湿特性，进而防止尿液由超吸收性聚合物吸收后再次渗出。此外，可以提高尿布的防漏特性。此前，人们已经尝试通过改变卫生材料如尿布等的设计而提高尿液的广泛分布特性。近来，由于卫生材料开始变得更薄以及卫生材料中的超吸收性聚合物相对增加，通过改变设计而提高卫生材料的自身分布特性受到限制。

4、当超吸收性聚合物包含于卫生材料如尿布等时，其直接与使用者的皮肤接触。因此，在被超吸收性聚合物吸收的尿液被吸收得不够迅速时，残留物会与皮肤长时间接触，会导致如降低穿着舒适度、刺激皮肤等问题。因此，超吸收性聚合物有必要显示出更高的吸收速率。此外，当其实际用于产品如卫生材料等时，超吸收性聚合物中的聚合物链可因尿液中出现的成分如抗坏血酸等断裂。因此，随着穿着时间增加，聚合物的机械性能如凝胶强度显著劣化，导致其整体物理特性也劣化的问题。

5、因此，考虑到产品实际应用的情况，有必要研发一种在实现合适凝胶强度的同时也保持优异吸收特性的超吸收性聚合物。

技术实现思路

1、技术问题

2、提供了一种超吸收性聚合物及其制备方法，其中通过聚合时组合使用三种添加剂，在保持其优异吸收性能的同时，同时改善超吸收性聚合物的高吸收速率和优异的凝胶强度。

3、技术方案

4、为了达到上述目的，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：

5、在环氧基类内部交联剂、螯合剂和胶囊型发泡剂存在下，对具有至少一部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体进行交联聚合以形成包含交联聚合物的含水凝胶聚合物；

6、干燥所述含水凝胶聚合物以形成基础聚合物粉末；和

7、在表面交联剂存在下，通过热处理使所述基础聚合物粉末表面交联；

8、其中，所述环氧基类内部交联剂的重均分子量为200kda至1000kda；并且

9、所述胶囊型发泡剂具有包含核和包围所述核的壳的结构，所述核包含烃，且所述壳由热塑性树脂形成。

10、发明效果

11、根据本发明的超吸收性聚合物的制备方法，可以提供一种在具有优异的吸收性能的同时其高吸收速率和优异的凝胶强度同时得到改善的超吸收性聚合物。

技术特征：

1.一种制备超吸收性聚合物的方法，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其中，分别基于100重量份的所述水溶性烯键式不饱和单体，所述环氧基类内部交联剂的含量为0.01重量份至10重量份，所述螯合剂的含量为0.01重量份至10重量份，且所述胶囊型发泡剂的含量为0.01重量份至10重量份。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述环氧基类内部交联剂的环氧基当量为100g/eq到400g/eq。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述螯合剂为选自由乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、酚酸、柠檬酸、氨基酸和它们的盐组成的组中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在所述胶囊型发泡剂中，所述烃为选自由以下组成的组中的一种或多种：正丙烷、正丁烷、异丁烷、环丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、正己烷、异己烷、环己烷、正庚烷、异庚烷、环庚烷、正辛烷、异辛烷和环辛烷；并且所述热塑性树脂可以为由选自由(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯腈、芳香族乙烯、乙酸乙烯酯、卤代乙烯和偏二卤乙烯组成的组中的一种或多种单体形成的聚合物。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述交联聚合物的交联通过另外加入聚(甲基)丙烯酸的支链聚合物进行，所述支链聚合物在侧链中包含聚亚烷基二醇。

7.如权利要求6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，所述支链聚合物的含量为0.01重量份至5重量份。

8.如权利要求1所述的方法，其中，干燥步骤于150℃至250℃的温度进行10分钟到120分钟。

9.如权利要求1所述的方法，其中，在将2.5g所述超吸收性聚合物浸没于50g抗坏血酸生理盐水中并使所述超吸收性聚合物于40℃的烘箱中溶胀24小时之后使用拉压试验机进行测量时，所述超吸收性聚合物的凝胶强度为0.50n以上。

10.如权利要求1所述的方法，其中，根据涡旋法进行测量时，所述超吸收性聚合物的吸收速率为50秒以下。

11.如权利要求1所述的方法，其中，根据edena法wsp 241.2测量时，所述超吸收性聚合物的离心保持容量(crc)为36.5g/g以上。

12.如权利要求1所述的方法，其中，根据edana法242.3-10测量时，所述超吸收性聚合物在0.7psi的压力下吸收性(aup)为17g/g以上。

技术总结
本发明提供了一种超吸收性聚合物组合物和其制备方法。更具体地，本发明提供了一种超吸收性聚合物及其制备方法，其中通过在聚合时组合使用特定的添加剂而使超吸收性聚合物的高吸收速率和优异的凝胶强度同时得以改善。

技术研发人员：金柱圻,梁承勋,赵俊一,李世隣,李镐溶,李正民
受保护的技术使用者：株式会社LG化学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12