用于制备超吸收性聚合物的方法和由此制备的超吸收性聚合物与流程

本申请要求于2015年7月10提交的韩国专利申请第KR10-2015-0098351号的权益，其通过引用整体并入本申请。

本发明涉及一种制备超吸收性聚合物的方法以及由此制备的超吸收性聚合物。

背景技术：

超吸收性聚合物(Superabsorbent Polymer，SAP，或超吸收性树脂)是能够吸收自身重量的约500至1000倍水分的合成聚合物材料。这样的超吸收性聚合物开始实际用于卫生物品应用，而现在不仅广泛地用于卫生产品如一次性婴儿尿布等，而且还用于园艺应用用土壤调节剂、土木工程和建筑应用用止水剂、育苗用板材、食品流通用保鲜剂、热敷材料等。

这样的超吸收性聚合物可通过反相悬浮聚合或水性聚合来制备。通常对通过聚合反应获得的水凝胶聚合物进行干燥，然后粉碎，并且其粉末产品是市售的。在此，在粉碎经干燥的聚合物的过程中，产生了颗粒尺寸为约150μm或更小(落在正常颗粒尺寸范围之外)的细粉。这样的细粉不能作为正常产品出售。当将含有这样的细粉的超吸收性聚合物颗粒应用于产品时，其可能在使用之前移动或者可能表现出劣化的特性。

因此，从最终聚合物产品中除去这样的细粉或者使这样的细粉经受用于聚集细料的再造粒过程以落在正常颗粒尺寸范围内。因此，经再造粒的细粉必须具有高的聚集强度，以免于重新解聚。通常，为了提高聚集强度，在湿态下进行再造粒过程。就此而言，韩国专利申请公开第2014-0063457号公开了一种制备超吸收性聚合物的方法，该方法包括在不使用添加剂的情况下仅使用细粉和水形成细粉再造粒料。

公开内容

技术问题

本发明的目的是提供一种制备超吸收性聚合物的方法以及由此制备的超吸收性聚合物，其中可通过选择水与细粉的比率以及通过添加添加剂来制备具有改善的特性的细粉再造粒料，并且可有效地再循环所述细粉再造粒料从而减少过程成本，而且仅使用所述细粉再造粒料就可维持常规生产过程的特性和效率。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种制备超吸收性聚合物的方法，包括以下步骤：a)干燥并粉碎水凝胶聚合物，然后分级成颗粒尺寸小于150μm的第一细粉和颗粒尺寸为150μm至850μm的基体聚合物；b)将所述第一细粉的一部分、水和添加剂混合，由此制备第一细粉再造粒料；c)使所述第一细粉再造粒料通过切碎机，然后进行干燥并粉碎；以及d)将经粉碎的第一细粉再造粒料分级成颗粒尺寸为150μm至850μm的超吸收性聚合物和颗粒尺寸小于150μm的第二细粉，由此产生所述超吸收性聚合物。

另外，本发明提供了一种制备超吸收性聚合物的方法，包括以下步骤：a)干燥并粉碎水凝胶聚合物，然后分级成颗粒尺寸小于150μm的第一细粉和颗粒尺寸为150μm至850μm的基体聚合物；b)将所述第一细粉的一部分和水混合，由此制备第一细粉再造粒料；c)使所述第一细粉再造粒料通过切碎机，然后进行干燥并粉碎；d)将经粉碎的第一细粉再造粒料分级成颗粒尺寸小于150μm的第二细粉；e)将所述第一细粉的一部分、所述第二细粉的一部分、水和添加剂混合，由此制备第二细粉再造粒料；f)使所述第二细粉再造粒料通过切碎机，然后进行干燥并粉碎；以及g)将经粉碎的第二细粉再造粒料分级，由此产生颗粒尺寸为150μm至850μm的超吸收性聚合物。

此外，本发明提供了通过上述方法制备的超吸收性聚合物。

有益效果

根据本发明，制备超吸收性聚合物的方法使得细粉能够被再循环同时维持常规超吸收性聚合物的特性及其生产效率，因此减少了制备所述超吸收性聚合物的成本，从而产生经济效益。

附图说明

图1是示出预备比较例1的细粉再造粒料的扫描电子显微镜(SEM)图像；

图2是示出预备比较例2的细粉再造粒料的SEM图像；

图3是示出预备比较例3的细粉再造粒料的SEM图像；

图4是示出预备实施例1的细粉再造粒料的SEM图像；以及

图5示意性地示出了用于观察预备比较例1至3和预备实施例1的细粉再造粒料的成粒状态的实验过程。

最佳实施方式

本发明涉及一种制备超吸收性聚合物的方法以及由此制备的超吸收性聚合物。在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，细粉可被再循环，因此减少了过程成本，从而产生经济效益。此外，在细粉再造粒料形成期间使用添加剂，产生了仅由细粉再造粒料产生的超吸收性聚合物。

下文中，将给出本发明的详细描述。

根据本发明，制备超吸收性聚合物的方法包括以下步骤：a)干燥并粉碎水凝胶聚合物，然后分级成颗粒尺寸小于150μm的第一细粉和颗粒尺寸为150μm至850μm的基体聚合物；b)将所述第一细粉的一部分、水和添加剂混合，由此制备第一细粉再造粒料；c)使所述第一细粉再造粒料通过切碎机，然后进行干燥并粉碎；以及d)将经粉碎的第一细粉再造粒料分级成颗粒尺寸为150μm至850μm的超吸收性聚合物和颗粒尺寸小于150μm的第二细粉，由此产生所述超吸收性聚合物。

另外，根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法包括以下步骤：a)干燥并粉碎水凝胶聚合物，然后分级成颗粒尺寸小于150μm的第一细粉和颗粒尺寸为150μm至850μm的基体聚合物；b)将所述第一细粉的一部分和水混合，由此制备第一细粉再造粒料；c)使所述第一细粉再造粒料通过切碎机，然后进行干燥并粉碎；d)将经粉碎的第一细粉再造粒料分级成颗粒尺寸小于150μm的第二细粉；e)将所述第一细粉的一部分、所述第二细粉的一部分、水和添加剂混合，由此制备第二细粉再造粒料；f)使所述第二细粉再造粒料通过切碎机，然后进行干燥并粉碎；以及g)将经粉碎的第二细粉再造粒料分级，由此产生颗粒尺寸为150μm至850μm的超吸收性聚合物。

为了获得根据本发明的超吸收性聚合物，可通过本领域中通常使用的步骤和方法制备水凝胶聚合物。具体地，在根据本发明的超吸收性聚合物制备中，可通过使包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物聚合来制备水凝胶聚合物。

对于单体组合物中包含的聚合引发剂，根据聚合方法，在光聚合时可使用光聚合引发剂，在热聚合时可使用热聚合引发剂。即使在进行光聚合时，由于用UV光照射并且还由于聚合(其为放热反应)而产生了预定量的热，因此也可额外地包含热聚合引发剂。

在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，热聚合引发剂没有特别限制，但是优选地包括选自以下的至少一种：基于过硫酸盐/酯的引发剂、基于偶氮的引发剂、过氧化氢和抗坏血酸。具体地，基于过硫酸盐/酯的引发剂的实例可包括过硫酸钠(Na₂S₂O₈)、过硫酸钾(K₂S₂O₈)和过硫酸铵((NH₄)₂S₂O₈)；并且基于偶氮的引发剂的实例可包括2，2-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2，2-偶氮双-(N，N-二亚甲基)异丁基脒二盐酸盐、2-(氨基甲酰偶氮)异丁腈、2，2-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和4，4-偶氮双-(4-氰基戊酸)。

在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，光聚合引发剂没有特别限制，但是优选地包括选自以下的至少一种：安息香醚、二烷基苯乙酮、羟基烷基酮、乙醛酸苯酯、苄基二甲基缩酮、酰基膦和α-氨基酮。酰基膦的具体实例可包括市售的Lucirin TPO，即，2，4，6-三甲基-苯甲酰基-三甲基氧化膦。

在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，水溶性烯键式不饱和单体没有特别限制，只要其是通常用于合成超吸收性聚合物的单体即可，并且优选地包括选自以下的任一种或更多种：阴离子单体及其盐、非离子亲水性单体、以及含氨基的不饱和单体及其季铵盐。具体可用的为选自以下的至少一种：阴离子单体及其盐，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸和2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸；非离子亲水性单体，例如(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；以及含氨基的不饱和单体及其季铵盐，例如(N，N)-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯和(N，N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺。更优选地，使用丙烯酸或其盐。当使用丙烯酸或其盐作为单体时，可有利地获得吸收性改善的超吸收性聚合物。

在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，单体组合物的水溶性烯键式不饱和单体的浓度可根据聚合时间和反应条件适当地确定，并且优选地设定为40重量％至55重量％。如果水溶性烯键式不饱和单体的浓度低于40重量％，则没有经济效益。另一方面，如果其浓度超过55重量％，则水凝胶聚合物的粉碎效率可能降低。

使用热聚合还是光聚合来由单体组合物制备水凝胶聚合物没有限制，只要其是通常可用的即可。具体地，根据用于聚合的能量源，聚合方法大致分为热聚合和光聚合。通常，热聚合使用具有搅拌轴的反应器(如捏合机)进行，光聚合使用具有可移动传送带的反应器进行。然而，上述聚合方法仅仅是举例说明的，并且本发明不限于这些聚合方法。

例如，向具有搅拌轴的反应器(如捏合机)供给热空气或者加热该反应器以进行热聚合，产生水凝胶聚合物，然后，所述水凝胶聚合物根据反应器的搅拌轴的形状以数毫米至数厘米的尺寸通过反应器的出口排出。具体地，水凝胶聚合物的尺寸可根据所供给的单体组合物的浓度和其供给速率而变化，并且通常可获得颗粒尺寸为2mm至50mm的水凝胶聚合物。

另外，当使用具有可移动传送带的反应器进行光聚合时，可产生宽度与带相同的片状水凝胶聚合物。在此，聚合物片的厚度可根据所供给的单体组合物的浓度和其供给速率而变化，但是优选地供给单体组合物使得形成厚度为0.5cm至5cm的聚合物片。在供给单体组合物以致形成非常薄的聚合物片的程度的情况下，生产效率可能不期望地降低。如果聚合物片的厚度大于5cm，则聚合可能不能在太厚的整个片上均匀地进行。

由此获得的水凝胶聚合物的含水量通常为30重量％至60重量％。如本文中所使用的术语“含水量”是指基于水凝胶聚合物的总重量的水分的量，即，通过从水凝胶聚合物的重量中减去经干燥的聚合物的重量所获得的值。(具体地，其定义为通过测量在通过IR加热在高温下干燥聚合物时由于水分蒸发引起的聚合物的重量损失而计算的值。在此，以如下方式进行干燥：将温度从室温升高至180℃，然后保持在180℃，并将总干燥时间设定为20分钟，包括升高温度所需的5分钟。)

将通过热聚合或光聚合获得的水凝胶聚合物干燥，并且干燥温度优选地设定为150℃至250℃。如本文中所使用的术语“干燥温度”是指提供用于干燥过程的加热介质的温度或者在干燥过程中容纳加热介质和聚合物的干燥反应器的温度。

如果干燥温度低于150℃，则干燥时间可能变得过长，并且最终超吸收性聚合物的特性可能因此劣化。另一方面，如果干燥温度高于250℃，则仅聚合物的表面可能被过度干燥，因此在后续粉碎过程中可能产生细粉，并且最终超吸收性聚合物的特性可能劣化。干燥优选地在150℃至250℃，并且更优选地在160℃至200℃的温度下进行。

干燥时间没有限制，但是考虑到过程效率，可设定为20分钟至90分钟。

此外，干燥过程没有限制，只要其是通常用于干燥水凝胶聚合物的即可。其具体实例可包括热空气供给、IR照射、微波照射和UV照射。干燥过程之后，聚合物的含水量可为0.1重量％至10重量％。

此外，根据需要，根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法在干燥过程之前还可包括简单粉碎过程以提高干燥效率。在干燥过程之前进行简单粉碎过程以使水凝胶聚合物的颗粒尺寸落在1mm至15mm的范围内。由于水凝胶聚合物的高含水量，在技术上难以将聚合物粉碎至小于1mm的颗粒尺寸，并且经粉碎的颗粒可能聚集。另一方面，如果将聚合物粉碎成大于15mm的颗粒尺寸，则通过该粉碎过程提高干燥效率的效果可能变得不显著。

在干燥过程之前的简单粉碎过程中，可没有限制地使用任何粉碎机。其具体实例可包括但不限于选自以下的任一种：立式粉碎机、涡轮切割机、涡轮研磨机、旋转式磨碎机、磨碎机、盘式磨机、碎片破碎机、破碎机、切碎机和盘式切割机。

当在干燥过程之前以这种方式进行粉碎过程以提高干燥效率时，具有高含水量的聚合物可能粘附在粉碎机的表面。因此，为了提高水凝胶聚合物在干燥过程之前的粉碎效率，可在粉碎时额外地使用能够防止粘附的添加剂。

可用的添加剂的具体种类没有限制。其实例可包括但不限于细粉聚集抑制剂，例如蒸汽、水、表面活性剂和无机粉末(如粘土或二氧化硅)；热聚合引发剂，例如基于过硫酸盐/酯的引发剂、基于偶氮的引发剂、过氧化氢和抗坏血酸；以及交联剂，例如基于环氧的交联剂、基于二醇的交联剂、双官能或三官能或更高官能的丙烯酸酯、和具有羟基的单官能化合物。

在干燥过程之后，粉碎经干燥的水凝胶聚合物。由这样的粉碎过程得到的聚合物的颗粒尺寸为150μm至850μm，并且称作基体聚合物。可通过干燥、粉碎、分级和表面交联将所述基体聚合物制备成超吸收性聚合物。

用于将水凝胶聚合物粉碎成这样的颗粒尺寸的粉碎机可包括但不限于针磨机、锤磨机、螺旋式磨机、辊磨机、盘式磨机或点动式磨机。

在根据本发明的制备方法中，用于形成细粉再造粒料的添加剂可包括选自以下的至少一种：氢氧化钠(NaOH)、过硫酸钠(SPS)、以及i)BET比表面积为300m²/g至1500m²/g且ii)孔隙率为50％或更大的颗粒，并且还可包括聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)或聚乙二醇(PEG)。

颗粒没有限制，只要其具有选自以下特性中的任一者即可，所述特性包括：i)BET比表面积为300m²/g至1500m²/g，ii)孔隙率为50％或更大，iii)颗粒尺寸为2nm至50μm，以及iv)水接触角为125°或更大的超疏水性。

颗粒的具体实例可包括但不限于无机氧化物如二氧化硅(SiO₂)、氧化铝、二氧化钛(TiO₂)，和碳，无机化合物，有机聚合物，离子交换树脂，金属，金属盐等，这些颗粒可单独使用或组合使用。优选可用的是二氧化硅(SiO₂)。

根据本发明的另一个实施方案，在第一细粉再造粒料的制备中，第一细粉的一部分优选地以大于水的重量的量混合。

根据本发明的又一个实施方案，在第二细粉再造粒料的制备中，包含第一细粉的一部分和第二细粉的一部分的混合物的重量可等于或大于水的重量。优选地，包含第一细粉的一部分和第二细粉的一部分的混合物的重量与水的重量之比可为1∶1至1∶3。

这是因为在制备细粉再造粒料时当水的重量大于细粉的重量时，细粉再造粒料的成粒状态变得良好。

根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法还可包括使用表面交联剂使超吸收性聚合物表面交联。

表面交联剂可包括选自以下的任一种或更多种：水；醇化合物；环氧化合物；多胺化合物；卤代环氧化合物；卤代环氧化合物的缩合产物；唑啉化合物；单唑烷酮化合物、二唑烷酮化合物或多唑烷酮化合物；环脲化合物；多价金属盐；i)BET比表面积为300m²/g至1500m²/g且ii)孔隙率为50％或更大的颗粒；有机羧酸化合物；以及碳酸亚烃酯化合物。优选可用的是选自以下的至少一种：水、甲醇、颗粒和草酸。

颗粒没有限制，只要其具有选自以下特性中的任一者即可，所述特性包括：i)BET比表面积为300m²/g至1500m²/g，ii)孔隙率为50％或更大，iii)颗粒尺寸为2nm至50μm，以及iv)水接触角为125°或更大的超疏水性。

具体地，颗粒优选地包括选自以下的至少一种：二氧化硅(SiO₂)、氧化铝、碳和二氧化钛(TiO₂)。最优选可用的是二氧化硅(SiO₂)。

具体地，醇化合物可包括选自以下的至少一种：甲醇，乙醇，丙醇，单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或聚乙二醇，单丙二醇，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-环己烷二甲醇。

环氧化合物的实例可包括乙二醇二缩水甘油醚和缩水甘油，并且多胺化合物可包括选自以下的至少一种：乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、聚乙烯亚胺和聚酰胺多胺。

卤代环氧化合物的实例可包括表氯醇、表溴醇和α-甲基表氯醇。单唑烷酮化合物、二唑烷酮化合物或多唑烷酮化合物可由2-唑烷酮来例示。碳酸亚烃酯化合物可包括碳酸亚乙酯。这些化合物可单独使用或组合使用。为了提高表面交联过程的效率，表面交联剂优选地包括但不限于至少一种醇化合物。

在本发明的一个实施方案中，添加用于处理聚合物颗粒表面的表面交联剂的量可根据表面交联剂的种类或反应条件适当地确定，并且基于100重量份聚合物，设定为0.001重量份至5重量份，优选地0.01重量份至3重量份，并且更优选地0.05重量份至2重量份。

如果表面交联剂的量太少，则不能容易地进行表面交联反应。另一方面，如果其量基于100重量份聚合物超过5重量份，则超吸收性聚合物的特性可能由于过度的表面交联反应而劣化。

在此，将表面交联剂添加到聚合物中的方法没有限制。具体地，可将表面交联剂和聚合物粉末放入反应浴中并混合，可将表面交联剂喷洒到聚合物粉末上，或者可连续地供给聚合物和交联剂并使用反应浴(例如，持续运行的混合器)混合。

在添加表面交联剂时，聚合物自身的温度可为20℃至90℃，使温度在1分钟至60分钟内升高至反应温度以在表面交联剂的存在下进行表面交联。为了实现聚合物自身的上述温度，在干燥过程(在相对较高的温度下进行)之后连续地进行该过程，并且可缩短该过程时间。可替代地，在难以缩短该过程时间时可单独加热聚合物。

在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，可加热添加至聚合物的表面交联剂使温度在1分钟至60分钟内升高至反应温度以在表面交联剂的存在下进行表面交联。

在本发明的另一个实施方案中，在添加表面交联剂时，聚合物的表面温度优选地落在60℃至90℃的范围内，并且表面交联剂的温度优选地落在5℃至40℃的范围内，但是本发明并不限于此。

更具体地，在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，当在1分钟至60分钟内将温度升高至反应温度以准备表面交联之后进行表面交联反应时，可提高表面交联过程的效率。最终，可最小化最终超吸收性聚合物的残留单体含量，并且可得到具有优异特性的超吸收性聚合物。在此，将添加的表面交联剂的温度调节为5℃至60℃，并且优选地10℃至40℃。如果表面交联剂的温度低于5℃，则在使用表面交联剂通过加热来实现表面交联反应方面，加热速率减小的影响可能变得不显著。另一方面，如果表面交联剂的温度高于60℃，则表面交联剂可能不能均匀地分散在聚合物中。如本文中所使用的表面交联反应温度可定义为聚合物和添加用于交联反应的表面交联剂的组合温度。

用于表面交联反应的加热元件没有限制。具体地，可供给加热介质，或者可使用电进行直接加热，但是本发明并不限于此。热源的具体实例可包括蒸汽、电、UV光和IR光。另外，可使用经加热的热流体。

在根据本发明的制备超吸收性聚合物的方法中，在加热以进行交联反应之后，交联反应进行1分钟至120分钟，优选地5分钟至40分钟，并且更优选地10分钟至20分钟。如果交联反应时间比1分钟短，则交联反应可能不能充分地进行。另一方面，如果交联时间比60分钟长，则超吸收性聚合物的特性可能由于过度的表面交联反应而劣化，并且由于长时间停留在反应器中而可能发生聚合物磨损。

此外，可进一步粉碎通过使水凝胶聚合物与表面交联剂反应而产生的超吸收性聚合物。由此粉碎的超吸收性聚合物的颗粒尺寸为150μm至850μm。用于获得这样的颗粒尺寸的粉碎机的具体实例可包括但不限于针磨机、锤磨机、螺旋式磨机、辊磨机、盘式磨机和点动式磨机。

此外，本发明涉及通过上述方法制备的超吸收性聚合物。

具体实施方式

通过以下实施例可获得对本发明的更好理解，提出这些实施例是为了举例说明而不应解释为限制本发明的范围。本发明的范围通过权利要求给出，并且还包括在与权利要求等同的含义和范围内的所有修改。除非另外提及，否则以下实施例和比较例中表示量的“％”和“份”基于质量给出。

实施例

制备例

[制备例1]基体聚合物和第一细粉的制备

将100g丙烯酸、0.3g作为交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯、0.033g作为引发剂的二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦、38.9g氢氧化钠(NaOH)和103.9g水混合，由此制备单体混合物。

然后将单体混合物放在连续移动的传送带上并用UV光照射(2mW/cm²)以进行UV聚合2分钟，由此获得水凝胶聚合物。

将由此获得的水凝胶聚合物切成5×5mm的尺寸，在热空气烘箱中在170℃下干燥2小时，使用针磨机粉碎，然后基于ASTM标准使用标准筛进行分级，由此获得颗粒尺寸为150μm至850μm的基体聚合物和颗粒尺寸小于150μm的第一细粉。

[制备例2]第二细粉的制备

将1000g制备例1中获得的第一细粉置于细粉造粒机中，然后通过喷洒1500g水和100g包含3重量％的氢氧化钠(NaOH)、1500ppm过硫酸钠(SPS)和1000ppm二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的添加剂溶液进行造粒1分钟，得到再造粒料，然后使该再造粒料通过切碎机，由此产生第一细粉再造粒料。将该第一细粉再造粒料切成5×5mm的尺寸，在热空气烘箱中在170℃下干燥2小时，并使用针磨机粉碎。

基于ASTM标准使用标准筛将经粉碎的细粉再造粒料分级，由此获得颗粒尺寸为150μm至850μm的超吸收性聚合物和颗粒尺寸小于150μm的第二细粉。

实施例

[预备实施例1]第一细粉再造粒料的制备

为了根据细粉颗粒与水的重量比并根据是否使再造粒料通过切碎机来评估细粉再造粒料的成粒强度，以1∶1.5的重量比使用制备例1中获得的细粉颗粒和水，并将细粉放入细粉造粒机中，然后以喷洒水的方式进行造粒1分钟，由此获得再造粒料，然后使该再造粒料通过切碎机，产生第一细粉再造粒料。

[实施例1]超吸收性聚合物的制备

(1)第一细粉再造粒料的制备

将1000g制备例1中获得的第一细粉放入细粉造粒机中，然后通过喷洒1500g水和100g包含3重量％的氢氧化钠(NaOH)、1500ppm过硫酸钠(SPS)和1000ppm二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的添加剂溶液进行造粒1分钟，得到再造粒料，然后使该再造粒料通过切碎机，由此产生第一细粉再造粒料。

(2)超吸收性聚合物的制备

将第一细粉再造粒料干燥，从而得到粉末相的细粉再造粒料。其后，将100g细粉再造粒料与包含0.3g碳酸亚乙酯、3.5g甲醇、3.0g水、0.22g草酸和0.01g二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的混合物溶液均匀地混合，然后在热空气烘箱中干燥的同时进行反应。基于ASTM标准使用标准筛将经干燥的粉末分级，产生颗粒尺寸为150μm至850μm的最终超吸收性聚合物。

[实施例2]

以与实施例1相同的方式制备细粉再造粒料，不同之处在于：在制备第一细粉再造粒料时使用包含5重量％氢氧化钠(NaOH)、1500ppm过硫酸钠(SPS)和1000ppm二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的添加剂溶液。

[实施例3]

(1)第二细粉再造粒料的制备

以8∶2的比率将制备例1中获得的第一细粉和制备例2中获得的第二细粉混合，其后，将1000g细粉混合物放入细粉造粒机中，然后通过喷洒1500g水和100g包含3重量％的氢氧化钠(NaOH)、1500ppm过硫酸钠(SPS)和1000ppm二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的添加剂溶液进行造粒1分钟，得到再造粒料，然后使该再造粒料通过切碎机，由此产生第二细粉再造粒料。

(2)超吸收性聚合物的制备

将100g第二细粉再造粒料与包含0.3g碳酸亚乙酯、3.5g甲醇、3.0g水、0.22g草酸和0.01g二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的混合物溶液均匀地混合，然后在170℃下干燥的同时进行反应。使用针磨机粉碎反应产物，并基于ASTM标准使用标准筛将经干燥的细粉再造粒料分级，产生颗粒尺寸为150μm至850μm的最终超吸收性聚合物。

[实施例4]

以与实施例3中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于：在制备第二细粉再造粒料时第一细粉与第二细粉的比率设定为9∶1。

[实施例5]

以与实施例3中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于：在制备第二细粉再造粒料时向包含3重量％的氢氧化钠(NaOH)、1500ppm过硫酸钠(SPS)和1000ppm二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的添加剂溶液额外添加3000ppm聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)。

[实施例6]

以与实施例3中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于：在制备第二细粉再造粒料时向包含3重量％的氢氧化钠(NaOH)、1500ppm过硫酸钠(SPS)和1000ppm二氧化硅气凝胶(AeroZel^TM，JIOS制造)的添加剂溶液额外添加2500ppm聚乙二醇(PEG)。

比较例

[预备比较例1]

以与预备实施例1中相同的方式制备第一细粉再造粒料，不同之处在于：制备例1中获得的第一细粉与水的重量比设定为1∶1，并且不使所得的再造粒料通过切碎机。

[预备比较例2]

以与预备实施例1中相同的方式制备第一细粉再造粒料，不同之处在于：不使所得的再造粒料通过切碎机。

[预备比较例3]

以与预备比较例1中相同的方式制备第一细粉再造粒料，不同之处在于：使所得的再造粒料通过切碎机。

[比较例1]

以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于：在制备第一细粉再造粒料时不使用添加剂溶液。

[比较例2]

以与实施例3中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于：在制备第二细粉再造粒料时不使用添加剂溶液。

[比较例3]

以与实施例4中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于：在制备第二细粉再造粒料时不使用添加剂溶液。

测试例：特性评估

为评估预备实施例和预备比较例1至3的细粉再造粒料以及实施例1至6和比较例1至3的超吸收性聚合物的特性，进行以下测试。

[测试例1]扫描电子显微镜(SEM)分析

使用SEM观察预备实施例1和预备比较例1至3的细粉再造粒料的成粒状态(其结果依次示于图1至4中)。如SEM图像中所示，随着水的比例增加，成粒状态变得更好。此外，当进行使再造粒料通过切碎机的步骤时，成粒状态改善。

[测试例2]离心保留容量(CRC)

在表面交联之前和之后测量实施例1至6和比较例1至3的超吸收性聚合物的CRC。使用EDANA方法WSP 241.3测量CRC。具体地，将0.2g所制备的颗粒尺寸为300μm至600μm的超吸收性聚合物样品放入茶袋中，然后浸入0.9％盐水溶液中30分钟。其后，在250G(重力)的离心力下进行脱水3分钟，并测量被吸收的盐水溶液的量。

结果示于下表1和2中。

[测试例3]压力下吸收度(AUP)

测量实施例1至6和比较例1至3的超吸收性聚合物的AUP。使用EDANA方法WSP 241.3测量AUP。具体地，根据EDANA将0.9g所制备的颗粒尺寸为300μm至600μm的超吸收性聚合物样品放入圆筒中，并使用活塞和砝码施加0.7psi的压力。其后，测量60分钟内被吸收的0.9％盐水溶液的量。

结果示于下表1和2中。

[测试例4]吸收速度

测量实施例1至6和比较例1至3的超吸收性聚合物的吸收速度。将50mL盐水和磁棒一起放入100mL烧杯中。使用搅拌器将搅拌速率设定为600rpm。在将2.0g超吸收性聚合物添加到搅拌的盐水中时，测量直至烧杯中的涡旋消失所需的时间。

结果示于下表1和2中。

[测试例5]渗透率

测量实施例1至6和比较例1至3的超吸收性聚合物的渗透率。

为了防止在色谱柱下部中的旋塞与玻璃过滤器之间产生气泡，在反方向上将约10mL水添加到柱中，并用盐水将柱洗涤2次或3次，然后装入至少40mL的0.9％盐水。将活塞放入色谱柱中，打开下部的阀，并记录液面从40mL移动至20mL所需的时间(B：秒)，由此完成空白测试。将0.2g所制备的颗粒尺寸为300μm至600μm的超吸收性聚合物样品放入柱中，然后添加盐水使得所得盐水的总量为50mL，之后，将样品放置30分钟以使超吸收性聚合物充分溶胀。其后，将具有砝码的活塞(0.3psi)放入色谱柱中，然后将其放置1分钟。打开色谱柱底部的旋塞，并记录液面从40mL移动至20mL所需的时间(T1：秒)。根据以下等式1确定渗透率。

[等式1]

渗透率＝T1-B

结果示于下表1和2中。

[表1]

表1中示出了第一细粉再造粒料的特性随添加的添加剂的变化。根据细粉再造粒料的特性测量结果，由于添加了氢氧化钠(NaOH)和过硫酸钠(SPS)，CRC和AUP提高，并且还表现出高的吸收速度。

[表2]

表2中示出了特性随在制备第二细粉再造粒料时混合的第一细粉和第二细粉以及添加的添加剂的变化。

根据细粉再造粒料的特性测量结果，随着第二细粉的量增加，CRC降低。此外，当在对细粉进行再造粒时添加添加剂时，特性改善。