[发明专利]制备超吸收性聚合物的方法

说明书

提供了制备超吸收性聚合物的方法，所述方法使得能够制备在保持优异的吸收性能的同时表现出改善的吸收速率的超吸收性聚合物。制备超吸收性聚合物的方法包括以下步骤：在具有预定化学结构的内交联剂的存在下进行具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合以形成含水的凝胶聚合物；对含水的凝胶聚合物进行凝胶粉碎；对经凝胶粉碎的含水的凝胶聚合物进行干燥、粉碎和尺寸分选以形成基础聚合物粉末；以及在表面交联剂的存在下通过热处理进行基础聚合物粉末的表面交联，其中凝胶粉碎步骤通过使用安装在圆筒形粉碎机内部的螺杆挤出机在切碎指数为28(/秒)或更大的条件下将含水的凝胶聚合物挤出通过具有多个孔的多孔板来进行。

技术领域

本发明涉及制备超吸收性聚合物的方法，所述方法能够制备在保持优异的吸收性能的同时表现出改善的吸收速率的超吸收性聚合物。

背景技术

超吸收性聚合物(Superabsorbent Polymer，SAP)是一种能够吸收其自身重量的约500倍至1000倍的水分的合成聚合物材料，并且也被称为SAM(Super AbsorbencyMaterial，超吸收性材料)、AGM(Absorbent Gel Material，吸收性凝胶材料)等。

自超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品以来，现在其不仅广泛地用于卫生产品如儿童用一次性尿布等，而且还用于园艺用保水性土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂等。

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、卫生护垫等。对于这些应用，要求超吸收性聚合物对水等表现出高的吸收率，即使在外部压力下也不会释放所吸收的水，并且即使在通过吸收水而体积膨胀(溶胀)的状态下也能很好地保持其形状，从而表现出优异的液体渗透率。

近来，随着对薄尿布的需求增加，超吸收性聚合物在尿布中的比例趋于相对增加。因此，超吸收性聚合物需要具有尿布中的纤维材料的性能。此外，为了改善卫生材料的干燥度，越来越需要表现出高吸收速率和高吸收率的超吸收性聚合物。

以前，作为改善超吸收性聚合物的吸收速率的方法，已知的有：通过发泡聚合等将多孔结构引入到超吸收性聚合物中的方法，或者通过在凝胶粉碎步骤期间更强烈地施加机械/物理负荷来增加超吸收性聚合物的表面积的方法。

然而，在通过发泡聚合的方法的情况下，由于发泡剂的过度使用，通常会降低超吸收性聚合物本身的基本吸收性能。此外，在凝胶粉碎步骤期间施加高机械载荷的方法也可能导致超吸收性聚合物内部的交联结构的过度破坏，从而导致超吸收性聚合物的吸收性能例如压力下吸收率下降。此外，当在凝胶粉碎过程期间向具有低内交联度和高吸收性能如保水容量等的聚合物施加高机械负荷时，存在仪器负荷增加以及由于严重的粘性而难以稳定地操作该过程的问题。

由于上述问题，在同时改善超吸收性聚合物的吸收速率和吸收性能方面存在限制，并且持续需要开发能够在保持超吸收性聚合物的优异的吸收性能的同时进一步改善吸收速率的技术。

发明内容

技术问题

因此，本发明提供了制备超吸收性聚合物的方法，该方法使得能够制备在保持优异的吸收性能的同时表现出改善的吸收速率的超吸收性聚合物。

技术方案

本发明提供了制备超吸收性聚合物的方法，该方法包括以下步骤：在由化学式1表示的内交联剂的存在下进行具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合以形成含水的凝胶聚合物；

对含水的凝胶聚合物进行凝胶粉碎；

对经凝胶粉碎的含水的凝胶聚合物进行干燥、粉碎和尺寸分选以形成基础聚合物粉末；以及

在表面交联剂的存在下通过热处理进行基础聚合物粉末的表面交联，