《吸水性树脂颗粒的制造方法和吸水性树脂颗粒.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《吸水性树脂颗粒的制造方法和吸水性树脂颗粒.pdf(24页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103154043 A(43)申请公布日 2013.06.12CN103154043A*CN103154043A*(21)申请号 201080069642.7(22)申请日 2010.11.242010-233906 2010.10.18 JPC08F 2/32(2006.01)(71)申请人住友精化株式会社地址日本兵库县(72)发明人平郡笃 谷村健二 小野田裕一(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司 11127代理人丁香兰 孟伟青(54) 发明名称吸水性树脂颗粒的制造方法和吸水性树脂颗粒(57) 摘要本发明提供吸水性树脂颗粒的制造方法以及由其得到的吸水性树。
2、脂颗粒,所述吸水性树脂颗粒具有优异的吸水速度和高的平衡溶胀性能,并且粒径适度、处理性良好。本发明涉及吸水性树脂颗粒的制造方法,其为对水溶性烯键式不饱和单体进行反相悬浮聚合来制造吸水性树脂颗粒的方法,其具有下述工序:(A)在无内部交联剂存在下、在HLB为812的表面活性剂的存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂,使水溶性烯键式不饱和单体在石油系烃分散介质中进行第一次反相悬浮聚合的工序;(B)进一步添加中间交联剂进行中间交联反应的工序;(C)在上述表面活性剂溶解在石油系烃分散介质中的状态下,添加水溶性烯键式不饱和单体,在无内部交联剂存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂进行第二次反相悬浮聚合,来制作吸水性。
3、树脂前体的工序;以及(D)将上述吸水性树脂前体的含水率调整成相对于构成上述吸水性树脂前体的水溶性烯键式不饱和单体成分为30质量%100质量%,之后进行后交联反应的工序。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2013.04.16(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2010/070905 2010.11.24(87)PCT申请的公布数据WO2012/053121 JA 2012.04.26(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书21页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书21页 附图1页(10)申请公布号 CN 10315404。
4、3 ACN 103154043 A1/1页21.一种吸水性树脂颗粒的制造方法,其为对水溶性烯键式不饱和单体进行反相悬浮聚合来制造吸水性树脂颗粒的方法,其特征在于,该方法具有下述工序:(A)在无内部交联剂存在下、在HLB为812的表面活性剂的存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂,使水溶性烯键式不饱和单体在石油系烃分散介质中进行第一次反相悬浮聚合的工序;(B)进一步添加中间交联剂进行中间交联反应的工序;(C)在所述表面活性剂溶解在石油系烃分散介质中的状态下,添加水溶性烯键式不饱和单体,在无内部交联剂存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂进行第二次反相悬浮聚合,来制作吸水性树脂前体的工序;以及(D)将所述。
5、吸水性树脂前体的含水率调整成相对于构成所述吸水性树脂前体的水溶性烯键式不饱和单体成分为30质量%100质量%,之后进行后交联反应的工序。2.如权利要求1所述的吸水性树脂颗粒的制造方法,其特征在于,HLB为812的表面活性剂为选自由山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯以及蔗糖脂肪酸酯组成的组中的至少一种化合物。3.如权利要求1或2所述的吸水性树脂颗粒的制造方法,其特征在于,中间交联剂为缩水甘油醚化合物。4.如权利要求1、2或3所述的吸水性树脂颗粒的制造方法,其特征在于,相对于水溶性烯键式不饱和单体的总摩尔量,中间交联剂的添加比例为0.0001摩尔%0.026摩尔%。5.一种吸水性树脂颗粒,其特征在。
6、于,该吸水性树脂颗粒是使用权利要求1、2、3或4所述的吸水性树脂颗粒的制造方法而得到的。6.如权利要求5所述的吸水性树脂颗粒,其特征在于,该吸水性树脂颗粒的平衡溶胀性能为12mm28mm,吸水速度为1秒5秒,生理盐水保水能力为20g/g60g/g,并且中位粒径为100m400m。权 利 要 求 书CN 103154043 A1/21页3吸水性树脂颗粒的制造方法和吸水性树脂颗粒技术领域0001 本发明涉及吸水性树脂颗粒的制造方法以及由该制造方法得到的吸水性树脂颗粒。更详细地说,本发明涉及通过经由特定的制造条件来得到下述吸水性树脂颗粒的制造方法、以及由该制造方法得到的止水性能优异的吸水性树脂颗粒,。
7、所述吸水性树脂颗粒具有优异的吸水速度和高的平衡溶胀性能,并且粒径为适度的尺寸、处理性优异。背景技术0002 近年来,吸水性树脂颗粒被广泛用于纸尿片、生理用品等卫生材料用;宠物垫等日用品;保水材料、土壤改良材料等农业园艺材料用;电缆用止水材料、防结露材料等工业物资器材用等各种领域中。作为在这样的用途中进行使用的吸水性树脂颗粒的种类,已知有例如淀粉-丙烯腈接枝共聚物的水解物、淀粉-丙烯酸接枝共聚物的中和物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化物、聚丙烯酸部分中和物等。作为吸水性树脂颗粒所要求的性能,一般可以举出高吸水量、优异的吸水速度、高溶胀性能和对应于用途的适当的中位粒径等。0003 其中,电缆用止。
8、水材料为根据需要使用粘合剂等将吸水性树脂颗粒固定在两片以上的液体透过性片材之间而成的材料,随着电气、通信产业的发展,其需求增大。使用电缆用止水材料对电力电缆或光通信电缆的中心部进行缠绕以保护电力电缆或光通信电缆的中心部,进一步利用橡胶等材料覆盖外周从而形成电缆。在电力电缆或光通信电缆中,当外部材料劣化、从所出现的裂缝中漏进去的水分到达电缆中心部时,会出现电力降低或通信噪音,因而为了防止该现象,电缆用止水材料对水进行吸收、并同时发生溶胀使电缆内具有压力,从而防止水到达电缆中心部。0004 对于作为电力电缆或通信电缆中所用的止水材料用途的吸水性树脂所要求的性能,要求早期防止因电缆破损所致的来自外部。
9、的渗水、长期维持止水效果,此外还要求能够高效地进行制造、在制造时作为粉体的处理性优异等。因而,为了实现这些性能,要求用于止水材料用途的吸水性树脂颗粒具有高溶胀性能、吸水速度快,且粒径为适度尺寸、处理性良好。0005 作为提高吸水性树脂颗粒的溶胀性能的方法,可以考虑控制吸水性树脂颗粒的交联密度的方法。例如有文献提出了下述方法:在HLB为812的表面活性剂共存下使丙烯酸/丙烯酸盐水溶液进行反相悬浮聚合,之后(聚合后立即)加入交联剂进行交联反应(参见专利文献1);等等。0006 另外,作为制造具有高吸水量和高溶胀性能、且粒径小的吸水性树脂颗粒的方法,例如有文献提出了下述方法:在使水溶性烯键式不饱和单。
10、体进行反相悬浮聚合的方法中,在第1段聚合后,在表面活性剂和/或高分子保护胶体溶解在烃系溶剂中的状态下,添加第2段中所用的水溶性烯键式不饱和单体、进行聚合(参见专利文献2)。0007 现有技术文献0008 专利文献说 明 书CN 103154043 A2/21页40009 专利文献1:日本特开昭56-131608号公报0010 专利文献2:国际公开WO2004/083284号小册子发明内容0011 发明所要解决的课题0012 但是,即使利用专利文献1中所公开的方法,还是不能得到具有近年来在止水材料用途中所要求那样的溶胀性能的吸水性树脂颗粒。0013 另外,对于由专利文献2中所公开的方法得到的吸水。
11、性树脂颗粒,由于其粒径小,因而具有处理性低之类的问题。0014 本发明的目的在于提供一种吸水性树脂颗粒的制造方法以及由该制造方法得到的吸水性树脂颗粒,所述吸水性树脂颗粒具有优异的吸水速度和高的平衡溶胀性能,并且粒径为适度尺寸、处理性优异。0015 解决课题的手段0016 本发明涉及如下所示的吸水性树脂颗粒的制造方法、由该制造方法得到的吸水性树脂颗粒。0017 即,本发明涉及下述内容:0018 第1项.一种吸水性树脂颗粒的制造方法,其为对水溶性烯键式不饱和单体进行反相悬浮聚合来制造吸水性树脂颗粒的方法,其特征在于,该方法具有下述工序:(A)在无内部交联剂存在下、在HLB为812的表面活性剂的存在。
12、下,使用水溶性自由基聚合引发剂,使水溶性烯键式不饱和单体在石油系烃分散介质中进行第一次反相悬浮聚合的工序;(B)进一步添加中间交联剂进行中间交联反应的工序;(C)在上述表面活性剂溶解在石油系烃分散介质中的状态下,添加水溶性烯键式不饱和单体,在无内部交联剂存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂进行第二次反相悬浮聚合,来制作吸水性树脂前体的工序;以及(D)将上述吸水性树脂前体的含水率调整成相对于构成上述吸水性树脂前体的水溶性烯键式不饱和单体成分为30质量%100质量%,之后进行后交联反应的工序;0019 第2项.如第1项所述的吸水性树脂颗粒的制造方法,其特征在于,HLB为812的表面活性剂为选自由山梨。
13、糖醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯以及蔗糖脂肪酸酯组成的组中的至少一种化合物;0020 第3项.如第1项或第2项所述的吸水性树脂颗粒的制造方法,其特征在于,中间交联剂为缩水甘油醚化合物;0021 第4项.如第1、2或3项所述的吸水性树脂颗粒的制造方法,其特征在于,相对于水溶性烯键式不饱和单体的总摩尔量,中间交联剂的添加比例为0.0001摩尔%0.026摩尔%;0022 第5项.一种吸水性树脂颗粒,其特征在于,该吸水性树脂颗粒是使用第1、2、3或4项所述的吸水性树脂颗粒的制造方法得到的;0023 第6项.如第5项所述的吸水性树脂颗粒,其特征在于,该颗粒的平衡溶胀性能为12mm28mm、吸水速度为1秒。
14、5秒、生理盐水保水能力为20g/g60g/g、并且中位粒径为100m400m。0024 以下详细说明本发明。说 明 书CN 103154043 A3/21页50025 在本发明的吸水性树脂颗粒的制造方法中,首先进行下述工序:(A)在无内部交联剂存在下、在HLB为812的表面活性剂的存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂,使水溶性烯键式不饱和单体在石油系烃分散介质中进行第一次反相悬浮聚合。0026 作为上述水溶性烯键式不饱和单体,可以举出例如:(甲基)丙烯酸(在本说明书中,将“丙烯”和“甲基丙烯”合并表示为“(甲基)丙烯”。以下相同)、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和/或其碱金属盐、(甲基)。
15、丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺以及聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯等非离子性单体;以及(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基丙酯和二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等含有氨基的不饱和单体或其季化物等,可以使用从它们的组中选出的至少一种。在这些水溶性烯键式不饱和单体中,从工业上容易获得的方面考虑,优选使用(甲基)丙烯酸或其碱金属盐、(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺。0027 上述水溶性烯键式不饱和单体通常可以水溶液的形式使用。上述水溶液中的水溶性烯键式不饱和单体的浓度优选在20质量%饱和浓度的范围。并且。
16、,从W/O型(油包水型)反相悬浮状态良好、容易得到适当粒径、所得到的吸水性树脂颗粒的溶胀性能高的方面考虑,该浓度更优选为30质量%45质量%、进一步优选为35质量%45质量%。0028 对于上述水溶性烯键式不饱和单体,在如(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸那样具有酸基的情况下,可利用碱金属盐等碱性中和剂预先对该酸基进行中和。作为这样的碱性中和剂,可以举出氢氧化钠、氢氧化钾以及氢氧化铵等水溶液。这些碱性中和剂可以单独使用、也可以合用。0029 从通过提高所得到的吸水性树脂颗粒的渗透压来提高溶胀能力、且不会由于剩余碱性中和剂的存在而在安全性等方面产生问题的角度考虑,上述碱性中和。
17、剂对全部酸基的中和度优选为10摩尔%100摩尔%的范围、更优选为30摩尔%90摩尔%的范围、进一步优选为50摩尔%80摩尔%的范围。0030 作为上述水溶性自由基聚合引发剂,可以举出例如:过硫酸钾、过硫酸铵以及过硫酸钠等过硫酸盐类;甲基乙基酮过氧化物、甲基异丁基酮过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯以及过氧化氢等过氧化物类;以及2,2-偶氮双2-(N-苯基脒基)丙烷二盐酸盐、2,2-偶氮双2-(N-烯丙基脒基)丙烷二盐酸盐、2,2-偶氮双2-1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉-2-基丙烷二盐酸盐、2,2-偶氮双2-甲基-N-1,1。
18、-双(羟甲基)-2-羟乙基丙酰胺、2,2-偶氮双2-甲基-N-(2-羟乙基)-丙酰胺及4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)等偶氮化合物等。这些水溶性自由基聚合引发剂可以单独使用,也可以合用两种以上。0031 相对于水溶性烯键式不饱和单体的总摩尔量,上述水溶性自由基聚合引发剂的添加量通常为0.005摩尔%1摩尔%。上述水溶性自由基聚合引发剂的添加量若小于0.005摩尔%,则聚合反应需要大量的时间,因而不优选。添加量大于1摩尔%时,会产生急剧的聚合反应,因而不优选。0032 另外,上述水溶性自由基聚合引发剂也可以合用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁和L-抗坏血酸等还原剂而作为氧化还原聚合引发剂来使用。00。
19、33 此外,为了控制吸水性树脂颗粒的溶胀性能,可以添加链转移剂。作为这样的链转说 明 书CN 103154043 A4/21页6移剂,可以举出例如次磷酸盐类、硫醇类、硫醇酸类、仲醇类、胺类等。0034 本发明的吸水性树脂颗粒的制造方法的第一特征在于,在无内部交联剂存在下、在HLB为812的表面活性剂的存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂,使上述水溶性烯键式不饱和单体在石油系烃分散介质中进行第一次反相悬浮聚合。0035 在水溶液聚合中,若在无内部交联剂存在下进行聚合反应,则能够提高吸水性树脂颗粒的溶胀性能、特别是平衡溶胀性能,但聚合后所得到的吸水性树脂前体非常粘稠、难以裁断,因而在后续工序的干燥工。
20、序或粉碎工序中要施加大量负荷,难以得到溶胀性能良好、且具有适度粒径的吸水性树脂颗粒。0036 并且,在现有的反相悬浮聚合中,尽管在聚合反应时不使用内部交联剂也能得到吸水性树脂前体,但具有部分生成块状物、或干燥工序中颗粒彼此粘合而发生凝集的倾向。0037 本发明人进行了深入研究,结果发现,通过在无内部交联剂存在下使用特定的表面活性剂、石油系烃分散介质、水溶性烯键式不饱和单体水溶液进行反相悬浮聚合,可更为简便地得到适于止水材料用途的形态的颗粒。进一步发现,通过对所得到的颗粒进行特定的交联反应、后交联反应,可得到适于止水材料用途的高性能的吸水性树脂颗粒,从而完成了本发明。0038 另外,在本发明中,。
21、所谓内部交联剂指的是在单体的聚合中有助于形成高分子链间的交联结构的化合物。具体地说,指的是在分子内具有2个以上能够与上述水溶性烯键式不饱和单体发生聚合的聚合性不饱和基团的化合物、在分子内具有2个以上能够与上述水溶性烯键式不饱和单体中所含的官能团(例如上述丙烯酸的情况下为羧基)发生反应的官能团的化合物等。0039 在本发明中,使用HLB为812的表面活性剂。通过使用上述HLB为812的表面活性剂,W/O型反相悬浮的状态良好、可得到具有适当粒径的颗粒。需要说明的是,上述表面活性剂的HLB优选为8.510.5。0040 作为上述表面活性剂,可以举出例如:山梨糖醇酐脂肪酸酯、(聚)甘油脂肪酸酯(聚)是。
22、指有和没有“聚”这一前缀的两种情况。以下相同、蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯固化蓖麻油、烷基烯丙基甲醛缩合聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯聚氧丙基烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯等非离子型表面活性剂;脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基甲基牛磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚的磷酸酯以及聚氧乙烯烷基烯丙基醚的磷酸酯等阴离子型表面活性剂等。这些表面活性剂中,从W/O型反相悬浮状态良好、可得到适当粒径的吸水性树脂颗粒的方面、。
23、工业上易于获得的方面考虑,适于使用山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯和蔗糖脂肪酸酯;其中,从所得到的吸水性树脂颗粒的吸水速度的方面出发,更适于使用山梨糖醇酐脂肪酸酯。这些表面活性剂可以单独使用,也可以合用两种以上。0041 从选择可使W/O型反相悬浮状态稳定、且得到悬浮稳定化效果的有效添加量的方面考虑,相对于供于第一次反相悬浮聚合中的水溶性烯键式不饱和单体的水溶液100质量份,上述表面活性剂的添加量优选为0.1质量份5质量份、更优选为0.2质量份3质量份、进一步优选为0.3质量份2质量份。说 明 书CN 103154043 A5/21页70042 在本发明中,出于稳定W/O型反相悬浮状态的目的。
24、,可以合用上述表面活性剂与高分子保护胶体。作为上述高分子保护胶体,可以举出例如:马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯丙烯共聚物、马来酸酐改性EPDM(乙烯-丙烯-二烯-三元共聚物)、马来酸酐改性聚丁二烯、乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯-马来酸酐共聚物、丁二烯-马来酸酐共聚物、氧化型聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素等。其中,从W/O型反相悬浮的稳定性方面考虑,优选马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物。这些高分子保护胶体可以单独使用,也可以合用两种以上。0043 从选择使W/O型反相悬浮。
25、状态稳定、且可得到悬浮稳定化效果的有效添加量的方面考虑,相对于在第一次反相悬浮聚合中所添加的水溶性烯键式不饱和单体的水溶液100质量份,上述高分子保护胶体的添加量优选为0.1质量份5质量份、更优选为0.2质量份3质量份、进一步优选为0.3质量份2质量份。0044 作为上述石油系烃分散介质,可以举出例如:正己烷、正庚烷、石油醚等脂肪族烃;环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷等脂环族烃;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等,它们可以分别单独使用、也可以2种以上混合使用。这些石油系烃分散介质中,从工业上易于获得的方面考虑,适于使用正己烷、正庚烷和环己烷,其中,从本发明中的W/O型反相悬浮状态良好、可得到适。
26、当粒径的吸水性树脂颗粒的方面、所得到的吸水性树脂颗粒的吸水性能也良好的方面考虑,更适于使用正庚烷。0045 从适度除去聚合热、易于对聚合温度进行控制的方面考虑,相对于供于反相悬浮聚合中的水溶性烯键式不饱和单体100质量份,上述石油系烃分散介质的添加量优选为50质量份600质量份、更优选为100质量份550质量份。0046 在本发明中,进行第一次反相悬浮聚合时的反应温度根据所使用的水溶性自由基聚合引发剂的种类的不同而不同,因而不能一概确定。通常,从通过使聚合迅速进行来缩短聚合时间、且可简单地除去聚合热、并且可顺利进行反应的方面考虑,该反应温度优选为20110、更优选为4090。反应时间通常为0.。
27、5小时4小时。0047 在本发明的吸水性树脂颗粒的制造方法中,接下来进行下述工序:(B)进一步添加中间交联剂来进行中间交联反应。通过进行这样的工序,将由第一次反相悬浮聚合得到的吸水性树脂颗粒交联,从而在后述(C)工序中添加水溶性烯键式不饱和单体时,可以防止聚合成的颗粒吸收所添加的水溶性烯键式不饱和单体,防止由于进行吸收而引起的吸水性树脂颗粒表面状态的变化、吸水性能的恶化。即,可防止吸水速度变慢、溶胀性能降低。0048 需要说明的是,上述(B)工序和后述的(C)工序进行1次以上,可以根据需要进行2次以上。0049 作为上述(B)工序的中间交联反应中所用的中间交联剂,可以举出例如:乙二醇、丙二醇、。
28、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、聚甘油等多元醇类;(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、(聚)甘油二缩水甘油醚等缩水甘油醚化合物;环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、-甲基环氧氯丙烷等含卤环氧化合物;2,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等异氰酸酯化合物等具有2个以上反应性官能团的化合物;3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷甲醇、3-甲基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-乙基-3-氧杂环丁烷乙醇、3-丁基-3-氧杂环丁烷乙醇等说 明 书CN 103154043 A6/21页8氧杂环丁烷化合物;1,2-亚乙基双噁唑啉等噁唑啉化。
29、合物;碳酸亚乙酯等碳酸酯化合物;双N,N-二(-羟基乙基)己二酰胺等羟基烷基酰胺化合物等。0050 这些中间交联剂中,从反应性优异的方面考虑,优选二缩水甘油醚化合物,其中,从水溶性高、作为中间交联剂的处理性良好的方面考虑,更优选乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚,从所得到的吸水性树脂颗粒的吸水性能高的方面考虑,更优选乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚。这些中间交联剂可以分别单独使用、也可以2种以上组合使用。0051 相对于在即将添加上述(B)工序的中间交联剂之前的供于聚合中的水溶性烯键式不饱和单体的摩尔量,上述(B)工序中所用的中间交联剂的添加量。
30、优选为0.0001摩尔%0.026摩尔%、更优选为0.0005摩尔%0.021摩尔%、进一步优选为0.0025摩尔%0.015摩尔%。上述中间交联剂的添加量若小于0.0001摩尔%,则在添加了后述的水溶性烯键式不饱和单体时,聚合成的颗粒以吸收了水溶性烯键式不饱和单体的状态被供于接下来的聚合中,因而所得到的吸水性树脂颗粒的表面状态发生变化、吸水性能可能会恶化。即,有吸水速度变慢、溶胀性能降低的倾向。另外,上述中间交联剂的添加量若超过0.026摩尔%,则交联反应过度进行,所得到的吸水性树脂颗粒的吸水性能可能会降低。0052 需要说明的是,对于“在即将添加上述(B)工序的中间交联剂之前的供于聚合中的。
31、水溶性烯键式不饱和单体的摩尔量”,在(B)工序为第1次的情况下,其是指上述(A)工序中所添加的水溶性烯键式不饱和单体的摩尔量;在(B)工序为第2次以后的情况下,其是指在前1次的(C)工序中所添加的水溶性烯键式不饱和单体。0053 上述(B)工序中,作为在添加中间交联剂的情况下的溶剂,只要可使中间交联剂均匀分散就没有特别限定,可以使用水、也可以使用亲水性有机溶剂。作为上述亲水性有机溶剂,可以举出例如:甲醇、乙醇、异丙醇等低级醇类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;二氧六环、四氢呋喃等醚类;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类;二甲亚砜等亚砜类等。这些溶剂可以分别单独使用、也可以2种以上组合使用。0054 上述(B。
32、)工序中的中间交联反应的反应温度优选为60以上、更优选为70上述聚合中所使用的溶剂的沸点为止。上述反应温度若小于60,则中间交联反应难以进行,所得到的吸水性树脂的吸水性能可能会降低。0055 上述(B)工序中的中间交联反应的反应时间根据反应温度、上述中间交联剂的种类和添加量等的不同而不同,因而不能一概确定,通常优选为1分钟200分钟、更优选为5分钟100分钟、进一步优选为10分钟60分钟。0056 本发明的吸水性树脂颗粒的制造方法中,接下来进行下述工序:(C)在上述表面活性剂溶解在石油系烃分散介质中的状态下,添加水溶性烯键式不饱和单体,在无内部交联剂存在下,使用水溶性自由基聚合引发剂进行第二次。
33、反相悬浮聚合,来制作吸水性树脂前体。0057 需要说明的是,本(C)工序中的在无内部交联剂存在下是指在(C)工序的聚合反应中不添加内部交联剂。0058 本发明中,通过进行2次以上反相悬浮聚合,可以高生产率地制造溶胀性能优异的吸水性树脂颗粒。0059 作为上述(C)工序中所用的水溶性烯键式不饱和单体,可以举出例如:(甲基)丙说 明 书CN 103154043 A7/21页9烯酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和/或其碱金属盐、(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺以及聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯等非离子性单体;以及(甲基)丙烯。
34、酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基丙酯以及二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等含有氨基的不饱和单体或其季化物等,可以使用从它们的组中选出的至少一种。在这些水溶性烯键式不饱和单体中,从工业上容易获得的方面考虑,适于使用(甲基)丙烯酸或其碱金属盐、(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺。0060 上述水溶性烯键式不饱和单体通常可以水溶液的形式使用。上述水溶液中的水溶性烯键式不饱和单体的浓度优选在20质量%饱和浓度的范围。并且,从W/O型(油包水型)反相悬浮状态良好、容易得到适当粒径、所得到的吸水性树脂颗粒的溶胀性能变高的方面考虑,该浓度更优选为30质量%45质量%、进一步优选。
35、为35质量%45质量%。0061 对于上述(C)工序中所用的水溶性烯键式不饱和单体,在如(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸那样具有酸基的情况下,可利用碱金属盐等碱性中和剂预先对该酸基进行中和。作为这样的碱性中和剂,可以举出氢氧化钠、氢氧化钾以及氢氧化铵等水溶液等。这些碱性中和剂可以单独使用、也可以将2种以上组合使用。0062 从通过提高所得到的吸水性树脂颗粒的渗透压来提高溶胀能力、且不会由于剩余的碱性中和剂的存在而在安全性等方面产生问题的角度考虑,上述碱性中和剂对全部酸基的中和度优选为10摩尔%100摩尔%的范围、更优选为30摩尔%90摩尔%的范围、进一步优选为50摩尔%8。
36、0摩尔%的范围。0063 相对于在上述(A)工序中供于聚合的水溶性烯键式不饱和单体100质量份,上述(C)工序中所用的水溶性烯键式不饱和单体的添加量优选为50质量份200质量份、更优选为70质量份180质量份、进一步优选为90质量份150质量份。上述(C)工序中所用的水溶性烯键式不饱和单体的添加量若小于50质量份,则相对于聚合反应时间,生产性会降低。另外,上述(C)工序的聚合反应操作中所用的水溶性烯键式不饱和单体的添加量若超过200质量份,则尽管相对于聚合反应时间来说生产率提高,但聚合反应中所用的水溶性烯键式不饱和单体量增多,可能难以进行聚合反应的控制。0064 对于上述(C)工序中所用的水溶。
37、性烯键式不饱和单体,需要在上述表面活性剂溶解在石油系烃分散介质中的状态下添加到上述(B)工序的中间交联反应终止了的反应混合物中。上述水溶性烯键式不饱和单体若在上述表面活性剂未溶解在石油系烃分散介质中的状态下进行添加,则聚合成的颗粒吸收所添加的水溶性烯键式不饱和单体,发生凝集、呈一体化(块状化)。0065 “上述表面活性剂溶解在石油系烃分散介质中的状态”例如可通过控制上述中间交联反应终止后的反应混合物的温度来制作出。上述反应混合物的温度根据上述表面活性剂种类的不同而不同,因而不能一概确定,例如优选为4065、更优选为5060。反应混合物的温度若小于40,则表面活性剂析出,从而表面活性效果降低,聚。
38、合成的颗粒吸收所添加的水溶性烯键式不饱和单体,有时发生凝集、呈一体化(块状化)。并且,若反应混合物的温度超过65,则在添加有水溶性烯键式不饱和单体时会有发生聚合反应等的危险,因而不优选。0066 作为上述(C)工序中所用的水溶性自由基聚合引发剂,可以举出例如:过硫酸钾、说 明 书CN 103154043 A8/21页10过硫酸铵以及过硫酸钠等过硫酸盐类、甲基乙基酮过氧化物、甲基异丁基酮过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯以及过氧化氢等过氧化物类;以及2,2-偶氮双2-(N-苯基脒基)丙烷二盐酸盐、2,2-偶氮双2-(N-烯丙基。
39、脒基)丙烷二盐酸盐、2,2-偶氮双2-1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基丙烷二盐酸盐、2,2-偶氮双2-甲基-N-1,1-双(羟基甲基)-2-羟基乙基丙酰胺、2,2-偶氮双2-甲基-N-(2-羟基乙基)-丙酰胺及4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)等偶氮化合物等。这些自由基聚合引发剂可以单独使用、也可以2种以上组合使用。0067 上述(C)工序中所用的水溶性自由基聚合引发剂的添加量根据聚合引发剂的种类、反应条件的不同而不同,因而不能一概确定;通常相对于上述(A)工序中添加的水溶性烯键式不饱和单体的摩尔量为0.005摩尔%1摩尔%。水溶性自由基聚合引发剂的添加量若小于0.005摩尔%,则聚合反应。
40、需要大量的时间,因而不优选。水溶性自由基聚合引发剂的添加量若大于1摩尔%,则会产生急剧的聚合反应,因而不优选。0068 另外,上述水溶性自由基聚合引发剂也可以合用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁以及L-抗坏血酸等还原剂而作为氧化还原聚合引发剂来使用。0069 上述(C)工序中,从提高吸水性树脂颗粒的溶胀性能、特别是平衡溶胀性能的方面考虑,在无内部交联剂存在下进行聚合反应。0070 另外,从控制所得到的吸水性树脂颗粒的溶胀性能的方面考虑,可以使用链转移剂。作为这样的链转移剂,可以举出例如次磷酸盐类、硫醇类、硫醇酸类、仲醇类、胺类等。0071 上述(C)工序中,反应温度根据所使用的水溶性自由基聚合引。
41、发剂种类的不同而不同,因而不能一概确定。通常,从通过迅速进行聚合来缩短聚合时间的方面、容易除去聚合热的方面、顺利进行反应的方面考虑,该反应温度优选为20110、更优选为4090。反应时间通常为0.5小时4小时。0072 通常,经上述(A)(C)工序得到的吸水性树脂前体是以球状、颗粒状、破碎状、金平糖状和它们的凝集物等各种形态而得到的,但在本发明中,从在干燥工序中颗粒彼此不易因粘合而凝集、且更为简便地得到适于止水材料用途的形态的颗粒的方面考虑,吸水性树脂前体优选以颗粒状得到,更优选表面具有同样凹凸的颗粒状。0073 另外,从在即将进行后述的(D)工序之前对粒径进行控制的方面考虑,也可以添加非晶态。
42、二氧化硅制成凝集颗粒。作为非晶态二氧化硅,可以举出干式二氧化硅、湿式二氧化硅等,这些非晶态二氧化硅中,优选使用湿式二氧化硅。0074 作为非晶态二氧化硅的添加量,相对于上述(A)工序和(C)工序中供于聚合的水溶性烯键式不饱和单体的总质量100质量份,该添加量优选为0.0001质量份1质量份、更优选为0.001质量份0.5质量份、进一步优选为0.01质量份0.2质量份。0075 需要说明的是,对于构成上述吸水性树脂前体的水溶性烯键式不饱和单体成分的总质量,可以由聚合反应中所用的水溶性烯键式不饱和单体的总质量以理论上聚合物固体成分的形式通过计算来求得。0076 在本发明的吸水性树脂颗粒的制造方法中,接下来进行下述工序:(D)将上述吸水性树脂前体的含水率调整成相对于构成上述吸水性树脂前体的水溶性烯键式不饱和单体成分为30质量%100质量%,之后进行后交联反应。说 明 书CN 103154043 A10。