高吸水性聚合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高吸水性聚合物。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，提供了一種高吸水性聚合物，由于在所述高吸水性聚合物的表面交聯(lián)層內(nèi)的內(nèi)交聯(lián)的交聯(lián)聚合物上存在(甲基)丙烯酰化的聚亞烷基二醇，所述高吸水性聚合物顯示更好的吸水性和保水能力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種高吸水性聚合物。
技術(shù)介紹
高吸水性聚合物（SAP)是一種能夠吸收約500至1000倍其自身重量水分的合成 聚合材料。不同的制造商已將其命名為不同的名字，如SAM(超吸水性材料）、AGM(吸水性 凝膠材料）等。自從在清潔產(chǎn)品中開始實(shí)際應(yīng)用高吸水性聚合物，其已經(jīng)在衛(wèi)生產(chǎn)品（如 一次性嬰兒尿布、園藝用釋水劑、土木工程和建筑用防潮材料、運(yùn)輸期間血液或食品用冷卻 劑）中被廣泛使用。 這種高吸水性聚合物的已知的制備方法包括反相懸浮聚合法以及溶液聚合法。所 述溶液聚合法進(jìn)一步包括：熱聚合方法，在該方法中，將含水凝膠聚合物在裝備有多個(gè)軸的 攪拌機(jī)中破碎和冷卻的同時(shí)進(jìn)行聚合；以及光聚合方法，在該方法中，在一條帶上對(duì)高濃度 水溶液照射紫外線等從而同時(shí)進(jìn)行聚合和干燥。 同時(shí)，已嘗試對(duì)聚合、粉碎、干燥和最終粉碎中得到的聚合物粉末進(jìn)行表面處理以 獲得具有更加優(yōu)秀的物理性質(zhì)的含水凝膠聚合物，或者已嘗試在不同的過(guò)程中進(jìn)行改性以 增加聚合、粉碎和干燥步驟的效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問題 本專利技術(shù)提供了一種顯示更好的吸水率和吸水性的高吸水性聚合物。 技術(shù)方案 根據(jù)本專利技術(shù)，提供了一種高吸水性聚合物，包含： 由聚合和內(nèi)交聯(lián)具有至少部分被中和的酸性基團(tuán)的基于丙烯酸的單體得到的交 聯(lián)聚合物，以及 在所述交聯(lián)聚合物上存在的（甲基）丙稀酰化的聚亞烷基二醇（(meth)acrylated polyalkylene glycol)〇 此處，可通過(guò)交聯(lián)在所述交聯(lián)聚合物的表面上形成表面改性層，并且所述（甲基） 丙烯酰化的聚亞烷基二醇可存在于所述表面改性層內(nèi)的交聯(lián)聚合物上。 對(duì)此，所述（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇的至少一部分可與所述交聯(lián)聚合物 或所述表面改性層交聯(lián)。 所述（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇可具有200至50000的重均分子量。 進(jìn)一步地，所述（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇可為選自（甲基）丙烯酰化的 聚乙二醇、（甲基）丙烯酰化的聚丙二醇和（甲基）丙烯酰化的聚丁二醇中的一種或多種。 另一方面，所述基于丙烯酸的單體可由以下化學(xué)式1所示。 f-COOM1 (其中，R1為含有不飽和鍵且含有2至5個(gè)碳原子的烷基，以及M 1為氫原子、一價(jià) 或二價(jià)金屬、銨基或有機(jī)胺鹽。） 進(jìn)一步地，根據(jù)本專利技術(shù)的高吸水性聚合物可為具有150至850 ym的粒徑的顆粒。 有益效果 根據(jù)本專利技術(shù)的高吸水性聚合物包含存在于表面改性層內(nèi)的內(nèi)交聯(lián)聚合物上的 (甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇，從而顯示出更好的吸水性和保留能力。【附圖說(shuō)明】 圖1為顯示在本專利技術(shù)的一個(gè)對(duì)比例中使用的聚亞烷基二醇的質(zhì)子核磁共振的結(jié) 果的圖；以及 圖2為顯示在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中使用的（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇的 質(zhì)子核磁共振的結(jié)果的圖。【具體實(shí)施方式】 以下將描述根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方式的高吸水性聚合物及其制備方法。 除非在本說(shuō)明書中另有明確說(shuō)明，否則此處使用的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)如下定義。 首先，"高吸水性聚合物"為一種能夠吸收約500至1000倍其自身重量水分的合成 聚合材料。例如，其可通過(guò)干燥并粉碎含水凝膠聚合物以形成聚合物顆粒然后交聯(lián)所述顆 粒的表面來(lái)制備。這種高吸水性聚合物可具有的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)內(nèi)部"交聯(lián)聚合物"的表面改 性形成"表面改性層"。 可以理解的是，當(dāng)稱一個(gè)組分在另一個(gè)上"存在"時(shí)，其能夠在另一個(gè)組分的表面 上或內(nèi)部存在。例如，可以理解的是，當(dāng)稱一個(gè)組分在交聯(lián)聚合物上"存在"時(shí)，其能夠存在 于所述交聯(lián)聚合物的表面（表面改性層）上或貫穿存在于所述表面改性層內(nèi)部的內(nèi)交聯(lián)聚 合物。 進(jìn)一步地，術(shù)語(yǔ)"（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇"指通過(guò)取代反應(yīng)向分子中引 入了丙烯酰基或甲基丙酰烯基的聚亞烷基二醇。 當(dāng)使用包含如"第一"、"第二"等的序數(shù)的術(shù)語(yǔ)時(shí)，此處可用于描述不同的組分，這 樣的組分并不限于那些術(shù)語(yǔ)。所述術(shù)語(yǔ)僅區(qū)分一個(gè)組分和另一個(gè)組分。例如，第一組分可 以命名為第二組分，反之亦然，而不脫離本專利技術(shù)的范圍。 進(jìn)一步地，術(shù)語(yǔ)"含水率"意為基于含水凝膠聚合物的總重量，水占有的量，且能夠 通過(guò)從所述含水凝膠聚合物的重量中減去干聚合物的重量來(lái)計(jì)算。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施 方式，所述含水率可被定義為一個(gè)值，該值通過(guò)測(cè)量在通過(guò)紅外線加熱使所述含水凝膠聚 合物的溫度升高的干燥過(guò)程中由于所述聚合物的水分蒸發(fā)造成的重量損失來(lái)計(jì)算。 進(jìn)一步地，術(shù)語(yǔ)"和/或"包含所列出的相關(guān)項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任意一種以及全 部組合。 另一方面，本專利技術(shù)人繼續(xù)研宄了所述高吸水性聚合物，并且他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在所述高 吸水性聚合物表面改性層內(nèi)的內(nèi)交聯(lián)聚合物上存在（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇（作 為優(yōu)選，（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇的至少一部分與所述交聯(lián)聚合物交聯(lián)，或與所述 表面改性層交聯(lián)，或與所述交聯(lián)聚合物和所述表面改性層交聯(lián)）時(shí)，所述高吸水性聚合物 能夠顯示更好的吸水率和吸水性，從而完成了本專利技術(shù)。 1.高吸水件聚合物 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本專利技術(shù)提供了一種高吸水性聚合物，包含： 由聚合和內(nèi)交聯(lián)具有至少部分被中和的酸性基團(tuán)的基于丙烯酸的單體得到的交 聯(lián)聚合物，以及 在所述交聯(lián)聚合物上存在的（甲基）丙烯酰化的聚亞烷基二醇。 在根據(jù)本專利技術(shù)的高吸水性聚合物中，所述交聯(lián)聚合物是由聚合和交聯(lián)含有基于丙 烯酸的單體的單體組合物得到的，并且對(duì)其表面進(jìn)行交聯(lián)處理從而進(jìn)一步形成表面改性 層。 此處，用于交聯(lián)聚合物的聚合材料的基于丙烯酸的單體可由以下化學(xué)式1表示。 Ri-COOM1 其中，R1為含有不飽和鍵且含有2至5個(gè)碳原子的烷基，以及M 1為氫原子、一價(jià)金 屬、二價(jià)金屬、銨基或有機(jī)胺鹽。 作為優(yōu)選，所述基于丙烯酸的單體可以為選自丙烯酸，甲基丙烯酸，及其一價(jià)金屬 鹽、二價(jià)金屬鹽、銨鹽和有機(jī)胺鹽中的一種或多種。 進(jìn)一步地，所述基于丙烯酸的單體具有至少部分被中和的酸性基團(tuán)。作為優(yōu)選，可 使用那些用堿性物質(zhì)（如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨等）部分中和的酸性基團(tuán)。對(duì)此，所述基于丙烯酸的單體可具有在約40至95摩爾％，優(yōu)選約40至80摩爾％，更優(yōu)選約45至75摩爾％范圍內(nèi)的中和度。特別地，所述酸性基團(tuán)的中和度的范圍可依賴 于最終物理性質(zhì)來(lái)改變。過(guò)高的中和度能夠使大部分制備出的聚合物在水中可溶；而過(guò)低 的中和度不僅降低聚合物的吸水性，而且還使所述聚合物具有難處理性，如彈性橡膠的難 處理性。因此，優(yōu)選的是，所述酸性基團(tuán)控制為具有以上范圍之內(nèi)的中和度。 進(jìn)一步地，在聚合之前，可以水溶液的狀態(tài)提供所述基于丙烯酸的單體。為了在高 濃度水溶液中的聚合反應(yīng)過(guò)程中使用凝膠效應(yīng)來(lái)消除對(duì)在聚合后移除未反應(yīng)單體的需求， 并且也為了在制備過(guò)程中的聚合物粉碎中提高粉碎效率，這樣的水溶液中的所述單體的濃 度優(yōu)選為約20至95重量％，更優(yōu)選約40至65重量％。此時(shí)，優(yōu)選以相對(duì)于所述基于丙烯 酸的單體的含量的1至5倍的重量比使用作為溶劑的水，并且能夠在考慮聚合熱量控制下 決定溶劑的量。 同時(shí)，根據(jù)本專利技術(shù)的高吸水性聚合物可以為由在聚合引發(fā)劑和后述的（甲基）丙 烯酰化的聚亞烷基二醇的存在下聚合所述基于丙烯酸的單體所得到的產(chǎn)物。此處，將在所 述高吸水性聚合物的制備方法中描述所述聚合引發(fā)劑。 同時(shí)，在所述基于丙烯酸的單體的聚合中，需要使用交聯(lián)劑以維持生成的聚合物 的物理性質(zhì)。所述聚合物的交本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高吸水性聚合物，包含：由聚合和內(nèi)交聯(lián)具有至少部分被中和的酸性基團(tuán)的基于丙烯酸的單體得到的交聯(lián)聚合物，以及在所述交聯(lián)聚合物上存在的(甲基)丙烯酰化的聚亞烷基二醇。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李惠民，韓章善，元泰英，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：LG化學(xué)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：韓國(guó);KR