形研磨機、碎片破碎機、破碎機、 切割機和盤式切割機,但不限于此。
[0065] 就此而言,可以進行粉碎步驟使得凝膠聚合物的顆粒尺寸為約2_至約10_。
[0066] 由于水凝膠聚合物的高含水量,將聚合物粉碎成顆粒尺寸低于2mm在技術上是不 易的,并且經粉碎的顆粒之間可發生團聚。如果將聚合物粉碎成顆粒尺寸為l〇mm以上,則在 后續干燥步驟中提高效率的效果可能不顯著。
[0067] 對經如上粉碎或者剛聚合后未經粉碎步驟的水凝膠聚合物進行干燥過程。就此而 言,干燥步驟的干燥溫度可為約150°C至約250°C。當干燥溫度低于150°C時,存在干燥時間 變得過長或者最終形成的超吸收性聚合物的物理特性可劣化的問題;而當干燥溫度高于 250°C時,僅聚合物的表面被干燥,因此存在在后續粉碎過程期間可生成細粉末的問題,并 因此存在最終形成的超吸收性聚合物的物理特性可劣化的問題。因此,干燥過程可以優選 地在約150 °C至約200 °C,并且更優選地約160 °C至約180 °C的溫度下進行。
[0068]同時,考慮到過程效率,干燥過程可以進行約20分鐘至約90分鐘,但不限于此。 [0069]此外,在干燥步驟中可選擇和使用任何已知的干燥步驟而不受構成的限制,只要 其通常可以用于干燥水凝膠聚合物即可。具體地,干燥步驟可以通過以下方法進行:提供熱 空氣、照射紅外線、照射微波、照射紫外線等。當如上所述的干燥步驟完結時,聚合物的含水 量可為按重量計約0.1 %至約10 %。
[0070]接著,對從干燥步驟獲得的經干燥的聚合物進行粉碎步驟。
[0071 ]從粉碎步驟獲得的聚合物粉末的顆粒尺寸可為約150μπι至約850μπι。可以用于獲得 上述顆粒尺寸的研磨裝置的具體實例可包括:針式研磨機、錘式研磨機、螺旋式研磨機、輥 式研磨機、盤式研磨機、動式研磨機等,但本發明不限于此。
[0072] 通過根據從粉碎獲得的聚合物粉末的顆粒尺寸的分選步驟,可以適當控制在粉碎 步驟之后最終制備的超吸收性聚合物粉末的物理特性。僅優選地分選出顆粒尺寸為約150μ m至約850μπι的聚合物,然后將其選擇性地應用于表面交聯反應并最終商業化。
[0073] 接著,通過將經粉碎的聚合物與包含表面交聯劑和水的表面交聯溶液混合進行表 面交聯反應。
[0074] 表面交聯是中對于顆粒的內部交聯密度增加超吸收性聚合物顆粒表面附近的交 聯密度的步驟。通常,向超吸收性聚合物顆粒的表面施加表面交聯劑。因此,該反應發生在 超吸收性聚合物顆粒的表面,其改善顆粒表面的交聯而基本不影響顆粒的內部。因此,經表 面交聯的超吸收性聚合物顆粒在表面附近比內部具有更高水平的交聯。
[0075]就此而言,可以不受構成限制地使用能夠與聚合物的官能團反應的化合物作為表 面交聯劑。
[0076]為了改善產生的超吸收性聚合物的特性,可以優選地使用選自以下的一種或更多 種作為表面交聯劑:多元醇化合物,環氧化合物,聚胺化合物,鹵代環氧化合物,鹵代環氧化 合物的縮合產物,#惡脞啉化合物,單58惡唑烷酮化合物、雙0惡唑烷酮化合物或多?惡·唑烷酮化 合物,環狀脲化合物,多價金屬鹽和碳酸亞烷基酯化合物。
[0077]多元醇化合物的具體實例可為選自以下的一種或更多種:單乙二醇、二乙二醇、三 乙二醇、四乙二醇或聚乙二醇,單丙二醇,1,3-丙二醇,二丙二醇,2,3,4_三甲基-1,3-戊二 醇,聚丙二醇,甘油,聚甘油,2-丁烯-1,4-二醇,1,4-丁二醇,1,3-丁二醇,1,5-戊二醇,1,6-己二醇和1,2_環己烷二甲醇。
[0078] 此外,環氧化合物可為乙二醇二縮水甘油醚、縮水甘油等,并且聚胺化合物可為選 自以下的一種或更多種:乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六 胺、聚乙烯亞胺和聚酰胺多胺。
[0079] 此外,鹵代環氧化合物可為表氯醇、表溴醇或α-甲基表氯醇。同時,單罐挫烷酮化 合物、雙 0惡唑烷酮化合物或多唑烷酮化合物可為例如2-t惡唑烷酮。
[0080] 此外,碳酸亞烷基酯化合物可為碳酸亞乙酯等。這些化合物可以單獨或組合使用。 另一方面,為了增加表面交聯過程的效率,這些表面交聯劑中優選地包含一種或更多種多 元醇。更優選地,可以使用具有2至10個碳原子的多元醇化合物。
[0081] 根據所添加的表面交聯劑的種類或反應條件,可以適當地控制所添加的表面交聯 劑的量,并且基于100重量份的聚合物,其通常可以以約0.001重量份至約5重量份,優選地 約〇. 〇1重量份至約3重量份,并且更優選地約〇. 05重量份至約2重量份的量使用。
[0082] 當所使用的表面交聯劑的量太少時,表面交聯反應幾乎不發生;而當基于100重量 份的聚合物重量使用量大于5重量份的表面交聯劑時,由于過度的表面交聯反應,吸收能力 和物理特性可降低。
[0083] 就此而言,可以通過將表面交聯劑與額外的水混合以表面交聯溶液的形式添加表 面交聯劑。在添加水時,存在的優勢為表面交聯劑可以均勻地分散在聚合物中。就此而言, 添加到其中的水的量可優選地為基于100重量份聚合物的約1重量份至約10重量份,以便引 起表面交聯劑的均勻分散,防止聚合物粉末的團聚并且優化交聯劑的表面滲透深度。
[0084] 此外,表面交聯溶液還可包含諸如金屬鹽、二氧化硅等的物質。
[0085] 關于將表面交聯溶液添加至聚合物的方法,沒有構成限制。可以使用在反應器中 添加并混合表面交聯溶液與聚合物無粉末的方法,將表面交聯溶液噴射到聚合物粉末上的 方法,或者將聚合物和表面交聯溶液連續進料至連續運行的混合器中的方法。
[0086] 如上所述,根據聚合期間引發劑的含量、聚合溫度、交聯劑的含量、表面交聯過程 的條件等,水溶性組分的總含量和水溶性組分的分子量差異很大。根據本發明,通過在表面 交聯過程期間將溫度控制在特定范圍內可以制備具有上述水溶性組分分布的超吸收性聚 合物。
[0087]根據本發明的超吸收性聚合物的制備方法,允許通過在約180°C至約200°C,優選 地在約180°C至約190°C下加熱添加有表面交聯溶液的聚合物顆粒進行表面交聯反應。當反 應溫度在上述范圍內時,可以獲得具有上述水溶性組分特性的超吸收性聚合物。
[0088] 此外,通過加熱約15分鐘至約90分鐘,優選地約20分鐘至約80分鐘的交聯反應時 間,可以同時進行表面交聯反應和干燥。如果交聯反應時間短至小于15分鐘,則可能不能發 生充分的交聯反應;而如果交聯反應時間超過90分鐘,則聚合物顆粒由于過度的表面交聯 反應而受損,導致物理特性劣化。
[0089] 升高表面交聯反應的溫度的方式不受特別限制。加熱可以通過提供加熱介質或通 過直接提供熱源進行。就此而言,可適用加熱介質的類型可為熱流題,如蒸汽、熱空氣、熱油 等。然而,本發明不限于此。根據加熱介質的方式、加熱速率和目標溫度,可以適當地控制所 提供的加熱介質的溫度。同時,可以使用電加熱器或氣體加熱器作為直接提供的熱源,但本 發明不限于這些實例。
[0090] 關于通過本發明的制備方法制備的超吸收性聚合物,當在250mL錐形瓶中添加 lg 超吸收性聚合物并使其在200mL 0.9%NaCl溶液中于25°C下在以500rpm振蕩下溶脹1小時 后進行測量時,被洗脫的水溶性組分的含量為按重量計5%或更低,并且當通過GPC測量時, 水溶性組分中對于100,〇〇〇至300,000的重均分子量(M)的比率(dwt/d(log M))為0.9或更 低。
[0091] 此外,通過本發明的制備方法制備的超吸收性聚合物,根據EDANA WSP 241.2測量 的離心保留容量為約26g/g至約37g/g,并且優選地約28g/g至約35g/g,并且根據EDANA WSP 242.2測量的負載下吸收能力為約20g/g至約26g/g,并且優選地約22g/g至約25g/g,從而顯 示出優異的離心保留容量和負載下吸收能力。
[0092] 根據本發明的制備方法,提供了這樣的超吸收性聚合物:其即使在溶脹時也具有 優異的液體滲透性,并且物理特,如離心保留容量、負載下吸收力等沒有降低。
[0093] 參照下列實施例將更詳細地描述本發明。然而,下列實施例僅為了舉例說明的目 的,并且本發明不旨在由這些實施例限制。
[0094] 〈實施例〉
[0095] 實施例1
[0096]制備包含以下的單體組合物:100重量份的丙烯酸(水溶性乙烯基不飽和單體)、 0.03重量份的鉀igacure 651(光聚合引發劑)和0.3份重量份的聚乙二醇二丙烯酸酯(交聯 劑)。將單體組合物以500mL/分鐘至2,000mL/分鐘的進料速率進料到寬度為10cm且長度為 2m并且以50cm/分鐘的速度旋轉的傳送帶上。
[0097]在進料單體組合物的同時,照射強度為lOmW/cm2的UV,并進行60秒聚合。聚合后, 將反應產物用碎肉機進行切割,然后使用對流爐在160°C下干燥5小時,然后進行粉碎和分 選過程。從而獲得顆粒尺寸為150μηι至850μηι的聚合物。
[0098] 基于100重量份的聚合物,0.4重量份的碳酸亞乙酯、5重量份的甲醇和4重量份的 水彼此混合,然后在對流爐中于190°C下進行40分鐘表面處理反應以制備超吸收性聚合物。
[0099] 實施例2
[0100] 以與實施例1相同的方式制備超吸收性聚合物,不同之處在于:基于100重量份的 實施例1的聚合物,將〇. 4重量份的碳酸亞乙酯、5重量份的