本申請要求于2014年8月4日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2014-0099702號和于2015年7月29日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2015-0107452號的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超吸收性聚合物及其制備方法。更具體地，本發(fā)明涉及超吸收性聚合物及其制備方法，所述超吸收性聚合物具有改善的特性，包含源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和改性納米粘土的雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：超吸收性聚合物(SuperabsorbentPolymer，SAP)是一種能夠吸收自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物材料，其開始商業(yè)化是作為衛(wèi)生產(chǎn)品，現(xiàn)在，其被廣泛用作衛(wèi)生物品如一次性尿布、衛(wèi)生保健材料等、園藝用保水材料、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通領(lǐng)域中的保鮮材料以及熱敷材料等。超吸收性聚合物使用水溶性烯鍵式不飽和單體，并且作為水溶性烯鍵式不飽和單體，可使用選自以下中的一種或更多種單體：陰離子單體和其鹽、含親水基團的非離子單體、以及含氨基的不飽和單體和其季銨化產(chǎn)物。其中水溶性烯鍵式不飽和單體被堿金屬鹽如鈉鹽或堿性化合物如苛性鈉中和的溶液(包含交聯(lián)劑和聚合引發(fā)劑并且能夠聚合)被稱作單體組合物。使單體組合物熱聚合或光聚合以制備水凝膠聚合物，然后將水凝膠聚合物干燥、研磨并分級以制備粉末產(chǎn)物。為了改善超吸收性聚合物的離心保留容量(CRC)和壓力下吸收度(AUP)，可將各種交聯(lián)劑添加到超吸收性聚合物的內(nèi)部或外部，通常，使用具有能夠與水溶性烯鍵式不飽和單體的水溶性取代基反應(yīng)的官能團的有機交聯(lián)劑。最近，嘗試使用納米粘土作為超吸收性聚合物的交聯(lián)劑，然而，由于納米粘土的表面羥基與超吸收性聚合物之間的反應(yīng)性低，可交聯(lián)性降低，在將納米粘土引入用于制備超吸收性聚合物的單體組合物中的情況下，由于被引入用于中和的堿金屬鹽或堿性化合物的高離子濃度，納米粘土顆粒易于相互聚集。此外，單體組合物的pH值為5至7，但是已知，在以上pH范圍內(nèi)，納米粘土不穩(wěn)定并且因此引起聚集。這樣，由于單體組合物的高離子濃度和pH，納米粘土在單體組合物中分散性差，并且發(fā)生納米粘土的聚集導(dǎo)致單體組合物不透明且粘度增加。在納米粘土在單體組合物中分散性差并且發(fā)生聚集的情況下，超吸收性聚合物的離心保留容量和壓力下吸收度可能反而減小，并且在單體組合物不透明的情況下，由于低UV透射率，在UV聚合時聚合度可能降低。如果添加經(jīng)分散劑處理的納米粘土以改善分散性，雖然提供了在單體組合物中的分散性，但是由于多余的分散劑漂浮物而難以在超吸收性聚合物中使用。因此，需要新的可以確保在用于制備超吸收性聚合物的單體組合物中的分散性并且可以用作超吸收性聚合物的交聯(lián)劑的內(nèi)交聯(lián)劑?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻(專利文獻1)JP2014-023766A(專利文獻2)US2012-0157622A1(專利文獻3)US2012-0157623A1(專利文獻4)KR10-2013-0018350技術(shù)實現(xiàn)要素：技術(shù)問題為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的是提供具有改善的特性、包含源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和改性納米粘土的雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)的超吸收性聚合物，及其制備方法。技術(shù)方案為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的一個方面提供了超吸收性聚合物，所述超吸收性聚合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體的交聯(lián)聚合物，所述水溶性烯鍵式不飽和單體具有至少部分被中和的酸性基團，其中所述交聯(lián)聚合物包含源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一方面提供了用于制備超吸收性聚合物的方法，包括以下步驟：制備包含水溶性烯鍵式不飽和單體、聚合引發(fā)劑、亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土的單體組合物；以及進行所述單體組合物的熱聚合或光聚合以形成水凝膠聚合物。技術(shù)效果根據(jù)超吸收性聚合物及其制備方法，亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土充當制備超吸收性聚合物的過程中的內(nèi)交聯(lián)劑以形成雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)并且達到適當?shù)慕宦?lián)密度，從而有助于超吸收性聚合的各種特性如離心保留容量、壓力下吸收度、滲透性等的改善。此外，同時，改性納米粘土還可充當填充物以提高超吸收性聚合物的凝膠強度。此外，不像未改性的納米粘土，由于經(jīng)(甲基)丙烯酸酯改性的納米粘土可保持單體組合物中的分散性和透明度，因此其不抑制單體組合物的聚合，并且因此，聚合過程的效率高，從而有助于超吸收性聚合物的特性改善。附圖說明圖1示意性示出了與現(xiàn)有超吸收性聚合物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)相比的本發(fā)明一個實施方案的超吸收性聚合物的雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)。圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的納米粘土的結(jié)構(gòu)。圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的納米粘土的堆疊結(jié)構(gòu)。具體實施方式本說明書中的技術(shù)術(shù)語僅用于提到的特定實施方案，除非特別提及，否則這些術(shù)語并不旨在限制本發(fā)明。本文使用的單數(shù)表達可包括復(fù)數(shù)表達，除非其在上下文中表達有差異。說明書中使用的術(shù)語“包含”、“包括”或“具有”的含義體現(xiàn)了具體特征、區(qū)域、本質(zhì)、步驟、作用、要素和/或組分，并且不排除其他具體特征、區(qū)域、本質(zhì)、步驟、作用、要素、組分和/或組的存在或添加。雖然可以對本發(fā)明進行各種修改并且本發(fā)明可具有多種形式，但是下面將詳細地示出和說明具體實例。然而，應(yīng)理解，這些不旨在將本發(fā)明限于具體公開內(nèi)容，并且在不脫離本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍的情況下，本發(fā)明包括其所有修改、等同或替代方案。雖然可以對本發(fā)明進行各種修改并且本發(fā)明可具有多種形式，但是下面將詳細地示出和說明具體實例。然而，應(yīng)理解，這些不旨在將本發(fā)明限于具體公開內(nèi)容，并且在不脫離本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍的情況下，本發(fā)明包括其所有修改、等同或替代方案。下文中，將更加詳細地說明根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案的超吸收性聚合物及其制備方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的超吸收性聚合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體的交聯(lián)聚合物，所述水溶性烯鍵式不飽和單體具有至少部分被中和的酸性基團，其中所述交聯(lián)聚合物包含源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。作為參考，如本文中使用的“交聯(lián)聚合物”意指水溶性烯鍵式不飽和單體聚合的狀態(tài)，并且可包括所有含水量或直徑范圍。在交聯(lián)聚合物中，聚合之后和干燥之前的具有約40重量％或更大的含水量的交聯(lián)聚合物可以被稱作水凝膠聚合物。此外，“基體樹脂”或“基體樹脂粉末”意指通過干燥并研磨交聯(lián)聚合物以粉末形式制成的那些。此外，“超吸收性聚合物”根據(jù)上下文意指交聯(lián)聚合物或基體樹脂本身，或者其用于包括通過使基體樹脂經(jīng)過另外的過程如表面交聯(lián)、粉末再組裝、干燥、研磨、分級等而適合于產(chǎn)品化的那些。此外，如本文中所使用，基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的描述意指(甲基)丙烯酸酯基團與納米粘土的表面或邊緣化學(xué)鍵合。作為本發(fā)明人的實驗結(jié)果，可確定，若用于形成交聯(lián)聚合物(其為超吸收性聚合物的基體樹脂)的單體組合物中包含亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土，并且進行聚合，則改性納米粘土和亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯可充當內(nèi)交聯(lián)劑以形成雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)并達到適當?shù)慕宦?lián)密度。此外，未改性納米粘土與交聯(lián)聚合物的反應(yīng)性低，因此，其頻繁地從交聯(lián)聚合物上脫落，或者納米粘土顆粒彼此聚集，而改性納米粘土與交聯(lián)聚合物化學(xué)鍵合以防止納米粘土從交聯(lián)聚合物上脫落。因此，可確定，包含源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和改性納米粘土的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚合物可以制備并提供同時具有改善的離心保留容量(CRC)和壓力下吸收度(AUP)，并且表現(xiàn)出改善的滲透性的超吸收性聚合物，從而完成了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的超吸收性聚合物包含含有交聯(lián)聚合物的基體樹脂粉末，其中通過水溶性烯鍵式不飽和單體的聚合形成的聚合物鏈通過改性納米粘土的(甲基)丙烯酸酯官能團與亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯的可交聯(lián)官能團交聯(lián)。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的超吸收性聚合物具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中交聯(lián)聚合物經(jīng)由源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土的鍵化學(xué)連接。這樣，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的超吸收性聚合物具有源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和改性粘土的內(nèi)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可形成雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)并達到適當?shù)慕宦?lián)密度，并且因此，可具有改善的離心保留容量和壓力下吸收度(二者是互相矛盾的性質(zhì))并且表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。此外，由于改性納米粘土在交聯(lián)聚合物之間占據(jù)一定空間，因此超吸收性聚合物表現(xiàn)出改善的吸水速度，并且即使吸水之后處于溶脹狀態(tài)也很好地保持其形狀，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的滲透性。圖1示意性示出了與現(xiàn)有超吸收性聚合物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)相比根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的超吸收性聚合物的新雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)。由于這樣的雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化的交聯(lián)密度，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的超吸收性聚合物具有離心保留容量、壓力下吸收度和滲透性的平衡特性，這是超吸收性聚合物中所需要的，并且可表現(xiàn)出更加改善的性能。一個實施方案的超吸收性聚合物包含其中水溶性烯鍵式不飽和單體交聯(lián)的交聯(lián)聚合物作為基體樹脂粉末。如上所述，由于一個實施方案的超吸收性聚合物使用亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土作為在水溶性烯鍵式不飽和單體聚合過程中的內(nèi)交聯(lián)劑以形成交聯(lián)聚合物，因此納米粘土通過(甲基)丙烯酸酯官能團處的鍵與交聯(lián)聚合物的聚合物鏈化學(xué)鍵合，并且經(jīng)由亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯形成內(nèi)交聯(lián)結(jié)構(gòu)。因此，離心保留容量和壓力下吸收度同時改善，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。在一個實施方案的超吸收性聚合物中，作為水溶性烯鍵式不飽和單體，可使用選自以下中的一種或更多種：陰離子單體，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、富馬酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯?；一撬?、2-甲基丙烯?；一撬?、2-(甲基)丙烯?；撬峄?-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，和其鹽；含親水基團的非離子單體，例如(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；以及含氨基的不飽和單體，例如(N，N)-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯或(N，N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺，和其季銨化產(chǎn)物，其中，可使用丙烯酸或其鹽，例如至少部分被中和的丙烯酸和/或其堿金屬鹽如鈉鹽，通過使用這樣的單體，可制備具有更加優(yōu)異的特性的超吸收性聚合物。在使用丙烯酸的堿金屬鹽的情況下，在使用之前可用堿性化合物如苛性鈉(NaOH)中和丙烯酸。其中，水溶性烯鍵式不飽和單體的中和程度可控制為約50％至約95％或約70％至約85％，在所述范圍內(nèi)，可提供具有優(yōu)異離心保留容量的超吸收性聚合物而不用擔心中和時沉淀。在上述實施方案的超吸收性聚合物中，為了在交聯(lián)聚合物中形成雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)并達到適當?shù)慕宦?lián)密度，使用基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土。改性納米粘土在基面或邊緣上經(jīng)(甲基)丙烯酸酯官能團改性，從而保持用于合成超吸收性聚合物的單體組合物中的分散性和透明度，并且充當超吸收性聚合物的內(nèi)交聯(lián)劑以形成雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)，由此提高聚合物的交聯(lián)度。此外，改性納米粘土還可充當一種填充物，提供交聯(lián)聚合物之間的空間，從而改善滲透性和凝膠強度。圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的納米粘土的結(jié)構(gòu)。參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的納米粘土的結(jié)構(gòu)包含基面和邊緣，其上形成硅醇基團(SiOH)。在將未改性的納米粘土引入用于合成超吸收性聚合物的單體組合物中的情況下，由于納米粘土的基面或邊緣的電荷，顆粒易于彼此聚集，因此，單體組合物的分散性變得更差且不透明度增加，并且單體組合物的粘度增加。此外，若將經(jīng)分散劑處理的納米粘土添加到單體組合物中或者單獨將分散劑添加到單體組合物中以改善問題，則雖然單體組合物的分散性得以改善，但是添加的分散劑可保留或漂浮在單體組合物中，從而使超吸收性聚合物的品質(zhì)劣化。為了克服上述問題，根據(jù)本發(fā)明的超吸收性聚合物及其制備方法中使用的納米粘土特征在于：納米粘土顆粒的基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團用于改性。作為用于將(甲基)丙烯酸酯官能團引入納米粘土的改性劑，可使用例如化合物如3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸、N-羥基琥珀酰亞胺酯等，但本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，優(yōu)選地，可使用其中每一個納米粘土顆粒中引入約2至約200個(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土，并且更優(yōu)選地，可使用其中每一個納米粘土顆粒中引入約10至約100個(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土。若納米粘土用每一個納米粘土顆粒少于2個(甲基)丙烯酸酯官能團改性，則可能不足以發(fā)揮作為交聯(lián)劑的功能，而若其用每一個納米粘土顆粒大于200個(甲基)丙烯酸酯官能團改性，則納米粘土的邊緣可能疏水化，并且可能無法保持單體組合物中的透明度，因此，在光聚合的情況下，透光率可能降低，并且可能無法適當?shù)赝瓿删酆?。此處，透明度定義為在400nm至500nm的短波長可見光區(qū)域，通過厚度為2mm的單體組合物的透光率，并且當透光率為約50％或更大，優(yōu)選約60％或更大，更優(yōu)選約70％或更大時，判斷為透明。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，改性納米粘土可通過在基面或邊緣上另外引入除(甲基)丙烯酸酯官能團之外的親水性官能團來改性。此處，另外引入的親水性官能團沒有特別限制，只要其具有親水性即可，但是優(yōu)選地，可為選自以下中的一種或更多種官能團：羥基、環(huán)氧基、胺基和異氰酸酯基。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，優(yōu)選地，可使用其中每一個納米粘土引入約100至約200個親水性官能團的改性粘土，更優(yōu)選地，可使用其中每一個納米粘土引入約130至約190個親水性官能團的改性粘土，并且最優(yōu)選地，可使用其中每一個納米粘土引入約140至約180個親水性官能團的改性粘土。當親水性官能團在以上范圍內(nèi)時，可確保單體組合物中的透明度和穩(wěn)定性，從而防止納米粘土顆粒聚集。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，作為納米粘土顆粒，可使用可溶脹或不可溶脹的粘土。可溶脹的粘土為具有吸水性的層狀有機物質(zhì)，可使用蒙脫石、皂石、綠脫石、鋰皂石、貝得石、鋰蒙脫石、蛭石或麥羥硅鈉石等，并且作為不可溶脹的粘土，可使用高嶺土、蛇紋石或云母等。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可使用具有板狀結(jié)構(gòu)的納米粘土，直徑為約10nm至約500nm，優(yōu)選約10nm至約100nm，且高度為約0.1nm至約100nm，優(yōu)選約0.1nm至約20nm。若納米粘土的直徑小于10nm且高度小于0.1nm，則對超吸收性聚合物的特性改善的影響可能不顯著，而若其直徑大于500nm且高度大于100nm，則由于納米粘土顆粒之間強的層間吸引力，可能難以在水性體系中實現(xiàn)均勻分散，可能難以均勻地將納米粘土改性，甚至在分散之后，可能難以確保透明度，從而阻礙光聚合。上述改性納米粘土可以通過如下制備：向納米粘土顆粒中添加包含(甲基)丙烯酸酯基團的改性劑以通過溶膠-凝膠反應(yīng)使納米粘土的基面或邊緣上的硅醇基團與(甲基)丙烯酸酯結(jié)合，由此在納米粘土的基面或邊緣上引入(甲基)丙烯酸酯基團。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，在制備改性納米粘土的方法中，當將包含(甲基)丙烯酸酯基團的改性劑添加到納米粘土顆粒中時，可使用水或水和醇的混合溶液作為溶劑。此處，醇沒有特別限制，但是優(yōu)選地，可使用沸點為100℃或更低的那些。此外，在制備改性納米粘土的方法中，在納米粘土的改性步驟中使用水和醇的混合溶液作為溶劑的情況下，還可包括除去醇的步驟。除去醇的步驟沒有特別限制，可以通過本發(fā)明所屬的
技術(shù)領(lǐng)域：
中通常使用的方法除去。例如，可經(jīng)由減壓蒸餾除去混合溶劑中的醇。在制備改性納米粘土的方法中，當將包含(甲基)丙烯酸酯基團的改性劑添加到納米粘土顆粒中時，可進行添加使得基于納米粘土的表面積，可以以約0.04μmol/m2至約4.0μmol/m2的比率，更優(yōu)選約0.21μmol/m2至約2.0μmol/m2的比率引入(改性)(甲基)丙烯酸酯基團。若以小于0.04μmol/m2的(甲基)丙烯酸酯基團進行改性，則可能無法合適地表現(xiàn)出作為交聯(lián)劑的功能，而若以大于4.0μmol/m2的(甲基)丙烯酸酯基團進行改性，則可能無法保持單體組合物的透明度，并且因此，可能無法適當?shù)赝瓿晒饩酆??；谕ㄟ^以下方程式1根據(jù)改性的TGA(熱重分析)損失(理論重量損失)的計算結(jié)果可以看出改性程度。[方程式1]A：改性劑中熱分解的重量比率B：在改性劑和納米粘土的溶膠-凝膠反應(yīng)之后殘留的重量比率C：每100g納米粘土中參與改性的改性劑的重量(g)例如，當使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)作為用于將(甲基)丙烯酸酯官能團引入納米粘土的改性劑時，以上方程式1的TGA損失僅源自甲基丙烯酰氧基丙基。對此進行計算，A為0.516。由于在MPTMS和納米粘土的溶膠-凝膠反應(yīng)中3個CH3基團脫離三甲氧基硅烷基團，B的值為0.818。使用以上方程式1，參與改性的改性劑的重量(C)由以下方程式2表示。[方程式2]A：改性劑中熱分解的重量比率B：在改性劑和納米粘土的溶膠-凝膠反應(yīng)之后殘留的重量比率C：每100g納米粘土中參與改性的改性劑的重量(g)T：TGA損失(％)此外，經(jīng)由BET分析可獲得納米粘土顆粒的比表面積，由于納米粘土強的硅酸鹽層間吸引力，其基本上處于2至3個納米粘土顆粒堆疊的狀態(tài)。圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的納米粘土的堆疊結(jié)構(gòu)。假設(shè)2個納米粘土顆粒堆疊，如圖3中所示，則納米粘土的邊緣的比表面積由下面的方程式3表示。[方程式3]d：納米粘土顆粒的密度(g/cm3)r：納米粘土顆粒的半徑(nm)L：納米粘土的邊緣的比表面積(m2/g)在納米粘土顆粒中，由于主要發(fā)生與改性劑的溶膠-凝膠反應(yīng)的部分是存在很多硅醇基團的納米粘土邊緣，因此在以下方程式3和4中假設(shè)L為納米粘土顆粒的邊緣的比表面積，然而，即使在基面處也可發(fā)生與改性劑的溶膠-凝膠反應(yīng)。此處，每單位面積參與改性的改性劑的量(D)可由以下方程式4計算。[方程式4]M：改性劑的分子重量L：使用的納米粘土顆粒的邊緣的比表面積(m2/g)C：參與每100g納米粘土的改性的改性劑的重量(g)例如，對于密度為2.53g/cm2且半徑為15nm的納米粘土顆粒，當MPTMS(MW＝248.35g/mol)，TGA損失(200℃至800℃階段)為2重量％時，每100g納米粘土中參與改性的改性劑的重量(C)為4.2g，并且邊緣的比表面積(L)為52.7m2/g，每單位面積參與改性的改性劑的量(D)為3.2μmol/m2。在用于制備改性納米粘土的方法中，除了向納米粘土顆粒添加包含(甲基)丙烯酸酯基團的改性劑以進行改性的步驟之外，還可進行向納米粘土顆粒中添加親水性改性劑的步驟。親水性改性劑可與(甲基)丙烯酸酯同時添加，或者可在添加(甲基)丙烯酸酯之后添加。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，在用于制備改性納米粘土的方法中，可使用由以下化學(xué)式1表示的親水性改性劑。[化學(xué)式1]在化學(xué)式1中，R1為OR′或Cl，R2和R3為Cl或R′(R′＝CnH2n+1(n＝1至10))，R4在末端包含選自羥基、環(huán)氧基、胺基和異氰酸酯基中的一個官能團，并且碳數(shù)為3或更大。當添加包含親水性官能團的改性劑時，可進行添加使得基于納米粘土，可以以約2.0μmol/m2或更大的比率進行改性。當周約2.0μmol/m2或更大的親水性官能團進行改性時，可確保單體組合物的透明度和穩(wěn)定性，從而防止納米粘土顆粒聚集。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的超吸收性聚合物還包含交聯(lián)聚合物的源自除改性納米粘土之外的亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯的更多具體實例可包括選自以下中的一種或更多種：聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、未經(jīng)改性的三羥甲基三丙烯酸酯或乙氧基化三羥甲基三丙烯酸酯(TMPTA)、己二醇二丙烯酸酯和三甘醇二丙烯酸酯，但并不限于此。如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的交聯(lián)聚合物具有源自亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和基面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其可表現(xiàn)出優(yōu)異的離心保留容量以及更加改善的溶液滲透性和壓力下吸收度。因此，根據(jù)本發(fā)明的超吸收性聚合物可優(yōu)選應(yīng)用于各種衛(wèi)生產(chǎn)品如尿布并且表現(xiàn)出非常優(yōu)異的整體特性。經(jīng)由干燥、研磨、分級和表面交聯(lián)等過程，可以以直徑為約150μm至約850μm的顆粒形式將交聯(lián)聚合物產(chǎn)品化，以控制最終產(chǎn)品化的超吸收性聚合物粉末的特性。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的超吸收性聚合物可表現(xiàn)出約30g/g至約45g/g，優(yōu)選約35g/g至約40g/g的離心保留容量(CRC)，約20g/g至約35g/g，優(yōu)選約20g/g至約30g/g的0.7psi壓力下吸收度(AUP)，并且因此，可表現(xiàn)出優(yōu)異的離心保留容量和壓力下吸收度。特別地，與未使用本發(fā)明的改性納米粘土的情況相比，在壓力下吸收度的情況下，可表現(xiàn)出壓力下吸收度的約40％或更大，例如約40％至約80％或約40％至約60％的改善效果?？筛鶕?jù)EDANA方法WSP241.2測量離心保留容量(CRC)，并且可根據(jù)EDANA方法WSP242.2測量壓力下吸收度(AUP)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的用于制備超吸收性聚合物的方法包括以下步驟：制備包含水溶性烯鍵式不飽和單體，聚合引發(fā)劑，亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和表面或邊緣上引入有(甲基)丙烯酸酯官能團的改性納米粘土的單體組合物；以及進行所述單體組合物的熱聚合或光聚合以形成水凝膠聚合物。在制備超吸收性聚合物的方法中，作為單體組合物(其為超吸收性聚合物的原料)，制備包含水溶性烯鍵式不飽和單體、聚合引發(fā)劑、改性納米粘土和亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯等的組合物。在制備超吸收性聚合物的方法中，水溶性烯鍵式不飽和單體沒有特別限制，只要其通常用于超吸收性聚合物的制備即可，但是可使用選自以下中的一種或更多種：陰離子單體，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、富馬酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯?；一撬?、2-(甲基)丙烯?；撬峄?-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，和其鹽；含親水基團的非離子單體，例如(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酰胺、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；以及含氨基的不飽和單體，例如(N，N)-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯或(N，N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺，和其季銨化產(chǎn)物。其中，可使用丙烯酸或其鹽，例如至少部分被中和的丙烯酸和/或其堿金屬鹽如鈉鹽，并且通過使用這樣的單體，可改善吸收度，從而使得能夠制備具有更加優(yōu)異的特性的超吸收性聚合物。用于制備超吸收性聚合物的單體組合物還可包括能夠中和水溶性烯鍵式不飽和單體的堿金屬鹽或堿性化合物。作為能夠中和水溶性烯鍵式不飽和單體的堿金屬鹽或堿性化合物，可使用堿金屬鹽如丙烯酸鈉鹽或堿性化合物如苛性鈉(NaOH)。在此，水溶性烯鍵式不飽和單體的中和程度可控制為約50％至約95％或約70％至約85％，在該范圍內(nèi)，可供給具有優(yōu)異的離心保留容量的超吸收性聚合物而不用擔心在中和時發(fā)生沉淀?；?00重量份的包含超吸收性聚合物的原料和溶劑的單體組合物，水溶性烯鍵式不飽和單體的濃度可為約20重量份至約60重量份，優(yōu)選約40重量份至約60重量份，并且考慮到聚合時間和反應(yīng)條件等可控制為適當濃度。若單體的濃度過低，則超吸收性聚合物的產(chǎn)率可能較低并且可能發(fā)生經(jīng)濟問題；而若其濃度過高，則可能發(fā)生工藝方面的問題，例如一部分單體的沉淀，或者在研磨經(jīng)聚合的水凝膠聚合物時研磨效率低，并且可能使超吸收性聚合物的特性降低。并且，水溶性烯鍵式不飽和單體的中和程度可為約50％至約95％，優(yōu)選約70％至約85％。若中和程度低，則吸水率可能降低；而若中和程度高，則單體可能沉淀，使得難以制備超吸收性聚合物。如上所述經(jīng)中和的單體組合物的pH可為約5至約7。用于制備超吸收性聚合物的單體組合物包含作為用于向交聯(lián)聚合物中引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)的內(nèi)交聯(lián)劑的亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯。亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯的更具體實例可包括選自以下中的一種或更多種：聚乙二醇二丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、未經(jīng)改性的三羥甲基三丙烯酸酯或乙氧基化三羥甲基三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯和三甘醇二丙烯酸酯，但并不限于此?；?00重量份的水溶性烯鍵式不飽和單體，亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯的含量可為約0.001重量份至約2重量份，優(yōu)選約0.01重量份至約1重量份，更優(yōu)選約0.1重量份至約1重量份，在該范圍內(nèi)可實現(xiàn)適當?shù)慕宦?lián)密度。在根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的用于制備超吸收性聚合物的方法中，單體組合物包含上述改性納米粘土。改性納米粘土在基面或邊緣上經(jīng)(甲基)丙烯酸酯官能團改性，從而保持用于合成超吸收性聚合物的單體組合物中的透明度和分散性，并且其可充當交聯(lián)聚合物的內(nèi)交聯(lián)劑以形成雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)，由此改善超吸收聚合物的交聯(lián)度。改性納米粘土的更詳細的解釋、具體實例、制備方法等如上所述，并且省略其進一步的解釋。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，基于100重量份的水溶性烯鍵式不飽和單體，單體組合物可包含約0.01重量份至約10重量份，優(yōu)選約0.01重量份至約5重量份，更優(yōu)選約0.01重量份至約1重量份的改性納米粘土。若改性納米粘土的含量小于0.01重量份，則改善超吸收性聚合物的離心保留容量、壓力下吸收度等的效果可能不顯著；而若其大于10重量份，則可能使單體組合物的分散性或透明度降低，從而使特性降低。并且，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，單體組合物可包含重量比為約1∶0.05至約1∶10，優(yōu)選約1∶0.05至約1∶5，更優(yōu)選約1∶1至1∶5的改性納米粘土和亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯。當使包含上述重量比的改性納米粘土和亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯的單體組合物聚合時，可實現(xiàn)適當?shù)碾p交聯(lián)結(jié)構(gòu)和更優(yōu)化的交聯(lián)度，并因此可顯示出更加改善的壓力下吸收度而離心保留容量沒有降低。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，如有必要，單體組合物還可包含除了亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯和改性納米粘土之外的另一些內(nèi)交聯(lián)劑。作為內(nèi)交聯(lián)劑，可使用具有一個或更多個能夠與水溶性烯鍵式不飽和單體的水溶性取代基反應(yīng)的官能團且具有一個或更多個烯鍵式不飽和基團的交聯(lián)劑；或者具有兩個或更多個能夠與單體的水溶性取代基和/或由單體水解形成的水溶性取代基反應(yīng)的官能團的交聯(lián)劑。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，單體組合物包含用于使水溶性烯鍵式不飽和單體聚合的聚合引發(fā)劑。作為聚合引發(fā)劑，可使用光聚合引發(fā)劑用于光聚合，并且可使用熱聚合引發(fā)劑用于熱聚合等。然而，同樣在光聚合的情況下，由于通過例如UV照射等的照射產(chǎn)生一定量的熱，并且隨著作為放熱反應(yīng)的聚合反應(yīng)的進行而產(chǎn)生熱，因此可額外使用熱聚合引發(fā)劑。光聚合引發(fā)劑在構(gòu)成上沒有限制，只要其是能夠通過例如UV的光而形成自由基的化合物即可。作為光聚合引發(fā)劑，例如，可使用選自以下中的一種或更多種：安息香醚、二烷基苯乙酮、羥基烷基酮、乙醛酸苯酯、芐基二甲基縮酮、?；⒑挺?氨基酮。同時，作為酰基膦的具體實例，可使用通常使用的lucirinTPO，即，2，4，6-三甲基-苯甲?；?三甲基氧化膦。ReinholdSchwalm的“UVCoatings：Basics，RecentDevelopmentsandNewApplication(Elsevier，2007)”，第115頁中充分說明了更多不同的光引發(fā)劑，并且光引發(fā)劑不限于上述實例?；?00重量份的單體組合物，光聚合引發(fā)劑可以以約0.01重量份至約1.0重量份的濃度包含在內(nèi)。若光聚合引發(fā)劑的濃度過低，則聚合速度可能變慢，而若太高，則超吸收性聚合物的分子量可能較小，并且特性可能變得不均勻?？捎糜诒景l(fā)明的制備方法的熱聚合引發(fā)劑沒有特別限制，但是優(yōu)選地，可使用選自以下中的一種或更多種引發(fā)劑：過硫酸鹽/酯引發(fā)劑、偶氮引發(fā)劑、過氧化氫和抗壞血酸。具體地，過硫酸鹽/酯引發(fā)劑的實例可包括過硫酸鈉(Na2S2O8)、過硫酸鉀(K2S2O8)、過硫酸銨((NH4)2S2O8)等；偶氮引發(fā)劑的實例可包括2，2-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2，2-偶氮雙-(N，N-二亞甲基)異丁基脒二鹽酸鹽、2-(氨基甲酰偶氮)異丁腈、2，2-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、4，4-偶氮雙-(4-氰基戊酸)等。Odian的“Principle0fPolymerization(Wiley，1981)”，第203頁中充分說明了更多不同的熱聚合引發(fā)劑，并且熱聚合引發(fā)劑不限于上述實例?；?00重量份的單體組合物，熱聚合引發(fā)劑可以以約0.001重量份至約0.5重量份的濃度包含在內(nèi)。若熱聚合引發(fā)劑的濃度過低，則幾乎不發(fā)生另外的熱聚合，并且由熱聚合引發(fā)劑的添加引起的效果可能不顯著；而若熱聚合引發(fā)劑的濃度過高，則超吸收性聚合物的分子量可能小并且特性可能變得不均勻。在本發(fā)明的制備方法中，根據(jù)需要，單體組合物還可包含添加劑，例如增稠劑、增塑劑、保存穩(wěn)定劑、抗氧化劑等。由于用于制備超吸收性聚合物的單體組合物包含上述改性納米粘土，單體組合物的透明度可以為50％或更大，并且所添加的改性納米粘土的沉淀速度可以為5μm/秒或更小。上述原料如水溶性烯鍵式不飽和單體、亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯、改性納米粘土、聚合引發(fā)劑、其他內(nèi)交聯(lián)劑和添加劑可以以溶解于溶劑中的單體組合物溶液的形式制備。在此，可使用的溶劑在構(gòu)成上沒有限制，只要其可以溶解上述組分即可，并且例如，可組合使用選自以下中的一種或更多種：水、乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，4-丁二醇、丙二醇、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、二乙二醇單甲醚、二乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁內(nèi)酯、卡必醇、甲基溶纖劑乙酸酯和N，N-二甲基乙酰胺等。基于單體組合物的總量，溶劑可以以除上述組分之外的剩余量包含在內(nèi)。同時，使單體組合物熱聚合或光聚合以形成水凝膠聚合物的方法在構(gòu)成上沒有特別限制，只要其是通常使用的聚合方法即可。具體地，根據(jù)能源，聚合方法大致分為熱聚合和光聚合，并且通常，熱聚合可在配備有攪拌軸的反應(yīng)器(如捏合機)中進行，而光聚合可在配備有可移動傳送帶的反應(yīng)器中進行。但是，上述聚合方法僅為實例，并且本發(fā)明不限于上述聚合方法。例如，通過向如上所述的配備有攪拌軸的反應(yīng)器(如捏合機)中供給熱空氣或加熱反應(yīng)器獲得的并且被排放至反應(yīng)器出口的水凝膠聚合物可根據(jù)攪拌軸的形狀為數(shù)毫米至數(shù)厘米的形式。具體地，所獲得的水凝膠聚合物的尺寸可根據(jù)引入的單體組合物的濃度和引入速度等而變化，并且通?？色@得重均粒徑為2mm至50mm的水凝膠聚合物。并且，在如上所述的配備有可移動傳送帶的反應(yīng)器中進行光聚合的情況下，通常獲得的水凝膠聚合物可為具有帶的寬度的片形水凝膠聚合物。在此，聚合物片的厚度可根據(jù)引入的單體組合物的濃度和引入速度而變化，但是通常，優(yōu)選的是供給單體組合物使得可獲得厚度為約0.5cm至約5cm的片形聚合物。若供給單體組合物使得片狀聚合物的厚度可能變得過薄，則生產(chǎn)效率低；而若片狀聚合物的厚度大于5cm，則由于厚度過厚，聚合反應(yīng)可能無法在整個厚度上均勻地發(fā)生。其中，通過所述方法獲得的水凝膠聚合物的含水量通?？蔀榧s40重量％至約80重量％。同時，如本文所使用的“含水量”為基于水凝膠聚合物總重量的水分所占的含量，并且其意指通過從水凝膠聚合物的重量中減去干燥狀態(tài)聚合物的重量獲得的值。具體地，其定義為通過如下計算的值：在經(jīng)由紅外線加熱來升高聚合物的溫度以進行干燥時，測量由聚合物中的水分蒸發(fā)引起的重量損失。此時，在將溫度從室溫升高至約180℃，然后維持在180℃，并將總干燥時間設(shè)定為20分鐘(包括升溫步驟的5分鐘)的同時，測量含水量。通過上述方法制備的水凝膠聚合物包含交聯(lián)聚合物，其中水溶性烯鍵式不飽和單體的經(jīng)聚合的聚合物鏈通過改性納米粘土的(甲基)丙烯酸酯官能團與亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯的可交聯(lián)官能團交聯(lián)。接著，進行干燥所獲得的水凝膠聚合物的步驟。此時，如有必要，為了提高干燥步驟的效率，可在干燥之前進行粗粉碎步驟。在此，所使用的粉碎機在構(gòu)成上沒有限制，并且具體地，可包括選自以下中的任一種：立式粉碎機、渦輪切割機、渦輪研磨機、旋轉(zhuǎn)式磨碎機、磨碎機、盤式磨粉機、撕碎機、壓碎機、切碎機、盤式切割機，但不限于上述實例?？蛇M行粉碎步驟使得水凝膠聚合物的粒徑可變?yōu)榧s2mm至約10mm。由于水凝膠聚合物的高含水量，粉碎至小于2mm的粒徑在技術(shù)上不容易，并且可能引起經(jīng)粉碎的顆粒的聚集。同時，若粉碎至大于10mm的粒徑，則提高后續(xù)干燥步驟的效率的效果可能不顯著。對如上所述經(jīng)粉碎的水凝膠聚合物進行干燥或者立即將聚合之后未經(jīng)粉碎的水凝膠聚合物進行干燥。其中，干燥溫度可為約150℃至約250℃。若干燥溫度低于150℃，則干燥時間可能過長，并且最終形成的超吸收性聚合物的特性可能降低；而若干燥溫度高于250℃，則僅聚合物的表面被干燥，從而在隨后的研磨過程中產(chǎn)生粉末，并且最終形成的超吸收性聚合物的特性可能降低。因此，干燥可在約150℃至約200℃，優(yōu)選在約160℃至約180℃的溫度下進行。同時，考慮到工藝效率，干燥可進行約20分鐘至約90分鐘，但并不限于此。干燥步驟中的干燥方法沒有限制，只要其通常用作水凝膠聚合物的干燥過程即可。具體地，干燥步驟可通過以下進行：熱空氣供給、紅外線照射、超高頻波照射、UV照射等。在進行所述干燥步驟之后，聚合物的含水量可為約0.1重量％至約10重量％。接著，對通過進行干燥步驟獲得的經(jīng)干燥的聚合物進行粉碎。粉碎步驟之后獲得的聚合物粉末的粒徑可為約150μm至約850μm。作為用于研磨至所述粒徑的磨機，具體地，可使用針磨機、錘磨機、螺旋式研磨機、輥磨機、盤式磨機或點動式磨機(jogmill)等，但并不限于此。并且，為了控制所述研磨步驟之后最終產(chǎn)品化的超吸收性聚合物粉末的特性，可根據(jù)粒徑對研磨之后獲得的聚合物粉末進行單獨的分級步驟。優(yōu)選地，可將粒徑為約150μm至約850μm的聚合物分級并且可僅使具有如此粒徑的聚合物粉末經(jīng)歷表面交聯(lián)反應(yīng)步驟，并將其產(chǎn)品化。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可將表面交聯(lián)劑添加到經(jīng)研磨的聚合物中，從而另外進行表面交聯(lián)反應(yīng)。表面交聯(lián)是相對于顆粒內(nèi)部的交聯(lián)密度使超吸收性聚合物顆粒表面附近的交聯(lián)密度增加的步驟。通常，將表面交聯(lián)劑涂覆在超吸收性聚合物顆粒的表面上。因此，該反應(yīng)在超吸收性聚合物顆粒的表面上發(fā)生，并且改善了顆粒表面的可交聯(lián)性而基本上不影響顆粒的內(nèi)部。因此，表面交聯(lián)的超吸收性聚合物顆粒在表面附近具有比顆粒內(nèi)部更高的交聯(lián)密度。在此，表面交聯(lián)劑在構(gòu)成上沒有限制，只要其是能夠與聚合物的官能團反應(yīng)的化合物即可。優(yōu)選地，為了改善所生產(chǎn)的超吸收性聚合物的特性，作為表面交聯(lián)劑，可使用選自以下中的一種或更多種：多元醇化合物；環(huán)氧化合物；多胺化合物；鹵代環(huán)氧化合物；鹵代環(huán)氧化合物的縮合產(chǎn)物；唑啉化合物；單唑烷酮化合物、二唑烷酮化合物或多唑烷酮化合物；環(huán)脲化合物；多價金屬鹽；和碳酸亞烴酯化合物。具體地，作為多元醇化合物的實例，可使用選自以下中的一種或更多種：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(huán)己烷二甲醇。并且，作為環(huán)氧化合物，可使用乙二醇二縮水甘油醚和縮水甘油等；并且作為多胺化合物，可使用選自以下中的一種或更多種：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。并且，作為鹵代環(huán)氧化合物，可使用表氯醇、表溴醇和α-甲基表氯醇。并且，作為單唑烷酮化合物、二唑烷酮化合物或多唑烷酮化合物，可使用例如2-唑烷酮等。并且，作為碳酸亞烴酯化合物，可使用碳酸亞乙酯等。它們可單獨使用或組合使用。同時，為了提高表面交聯(lián)過程的效率，優(yōu)選的是使用一種或更多種多元醇化合物，并且更優(yōu)選地，可使用具有2至10個碳原子的多元醇化合物。添加的表面交聯(lián)劑的含量可根據(jù)添加的表面交聯(lián)劑的種類或反應(yīng)條件而適當?shù)剡x擇，但是通常，基于100重量份的聚合物，可使用約0.001重量份至約5重量份，優(yōu)選約0.01重量份至約3重量份，并且更優(yōu)選約0.05重量份至約2重量份。若表面交聯(lián)劑的含量過低，則幾乎不發(fā)生表面交聯(lián)反應(yīng)；而若為基于100重量份的聚合物的大于5重量份，則由于表面交聯(lián)反應(yīng)的過度進行，可能發(fā)生吸收容量和特性的降低。向聚合物中添加表面交聯(lián)劑的方法在構(gòu)成上沒有限制?？墒褂靡韵路椒ǎ簩⒈砻娼宦?lián)劑和聚合物粉末放入反應(yīng)器中并使其混合的方法，將表面交聯(lián)溶液噴灑到聚合物粉末上的方法，將聚合物和表面交聯(lián)劑連續(xù)地供給至連續(xù)運行的混合器中并使其混合的方法等。在添加表面交聯(lián)劑時，可另外混合水并添加。在添加水的情況下，表面交聯(lián)劑可均勻地分散在聚合物中。在此，基于100重量份的聚合物，優(yōu)選的是以約1重量份至約10重量份的比率添加水，以引起表面交聯(lián)劑的均勻分散并防止聚合物粉末的結(jié)塊，同時，以優(yōu)化交聯(lián)劑的滲入深度。通過將添加有表面交聯(lián)劑的聚合物顆粒在約140℃至約220℃，優(yōu)選約160℃至約200℃的溫度下加熱約15分鐘至約90分鐘，優(yōu)選約20分鐘至約80分鐘，可同時實現(xiàn)表面交聯(lián)反應(yīng)和干燥。若交聯(lián)反應(yīng)的溫度低于140℃，則可能不發(fā)生表面交聯(lián)反應(yīng)和鋁硅酸鹽的反應(yīng)；而若高于220℃，則由于碳化可能產(chǎn)生異物和異味，或者由于過度反應(yīng)，特性可能降低并且可能無法保證穩(wěn)定的工藝操作條件。并且，若交聯(lián)反應(yīng)時間過短，小于15分鐘，則可能不發(fā)生充分的交聯(lián)反應(yīng)；而若大于90分鐘，則由于過度的表面交聯(lián)反應(yīng)，聚合物顆粒可能被破壞，從而產(chǎn)生特性降低。用于表面交聯(lián)反應(yīng)的升溫裝置沒有特別限制。可供給加熱介質(zhì)，或者可直接供給加熱源用于加熱。其中，可使用的加熱介質(zhì)的種類可以包括升溫流體如蒸汽、熱風(fēng)、熱油等，但并不限于此，并且所供給的加熱介質(zhì)的溫度可考慮加熱介質(zhì)的裝置、升溫速度和目標溫度而適當選擇。同時，直接供給的加熱源可包括電加熱、氣體加熱，但不限于此。根據(jù)本發(fā)明的制備方法獲得的超吸收性聚合物具有改善的離心保留容量、壓力下吸收度和滲透性。根據(jù)本發(fā)明的制備方法獲得的超吸收性聚合物具有優(yōu)異的離心保留容量(CRC)和壓力下吸收度(AUP)，其中如根據(jù)EDANA方法WSP241.2測量的離心保留容量為約30g/g至約45g/g，優(yōu)選約35g/g至約40g/g，并且根據(jù)EDANA方法WSP242.2測量的壓力下吸收度為約20g/g至約35g/g，優(yōu)選約20g/g至約30g/g。特別地，與不使用本發(fā)明的改性納米粘土的情況相比，在壓力下吸收度的情況下，可顯示出壓力下吸收度的改善效果為約40％或更大，例如約40％至約80％或約40至約60％。本發(fā)明將在以下實施例中進行更詳細地解釋。然而，這些實施例僅用于說明本發(fā)明，并且本發(fā)明的范圍不限于此。<實施例>改性納米粘土和單體組合物的制備制備例11-1改性納米粘土的制備將980g蒸餾水引入20g鋰皂石(粒徑為25nm、顆粒高度為1nm、比表面積為370m2/g的納米粘土)中，隨后使用攪拌器分散2小時，然后引入100gIPA(異丙醇)、0.1g改性劑MPTMS(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)，然后引入500g的1mm珠粒(ZrO2)，并攪拌24小時以進行改性，最終TSC為2.1％。改性之后，用丙酮洗滌反應(yīng)產(chǎn)物以獲得鋰皂石粉末。通過測量TGA損失由以下方程式1來計算改性量。[方程式1]A：改性劑中熱分解的重量比率B：在改性劑和納米粘土的溶膠-凝膠反應(yīng)之后殘留的重量比率C：每100g納米粘土中參與改性的改性劑的重量(g)1-2單體組合物的制備向15g丙烯酸中引入6.83g苛性鈉(NaOH)和20.24g水以中和至82％。然后，基于丙烯酸的重量，向經(jīng)中和的溶液中引入0.14重量％的引發(fā)劑APS(過硫酸銨)和0.18重量％的SMBS(焦亞硫酸鈉)，并引入8.1重量％的制備例1中制備的改性納米粘土以制備單體組合物。制備例2通過與制備例1-1相同的方法制備改性納米粘土，并且通過與制備例1-2相同的方法制備包含該改性納米粘土的單體組合物，不同之處在于在制備改性納米粘土?xí)r引入0.3gMPTMS以進行改性。制備例3通過與制備例1-1相同的方法制備改性納米粘土，并且通過與制備例1-2相同的方法制備包含該改性納米粘土的單體組合物，不同之處在于在制備改性納米粘土?xí)r引入1.0gMPTMS以進行改性。比較制備例1通過與制備例1-2相同的方法制備單體組合物，不同之處在于使用未改性的納米粘土鋰皂石(粒徑為25nm、顆粒高度為1nm且比表面積為370m2/g的納米粘土)。對于上述制備例和比較制備例，通過以下評估方法測量透光率、沉淀速度和改性量。實驗例1：透光率的確定對于制備例1至3和比較制備例1的單體組合物(2mm厚度)，測量對470nm波長的光的透射率。[表1]透光率(％)制備例190制備例290制備例350比較制備例140實驗例2：沉淀速度的確定對于制備例1至3和比較制備例1的單體組合物，通過Lumisizer在1,000rpm下分析對470nm的光的透射率以測量納米粘土的沉淀速度。[表2]沉淀速度(μm/秒)制備例10制備例20制備例32.21比較制備例15.52實驗例3：使用TGA的改性量確定對于制備例1至3和比較制備例1的納米粘土，通過TGA(熱重分析)測量200℃至800℃階段處的重量損失以根據(jù)上述方程式1至4確定TGA損失和改性量。[表3]重量損失(％)改性量(μmol/m2)制備例10.200.31制備例20.630.96制備例32.23.37比較制備例100如表1和2所示，與比較制備例1的包含未改性納米粘土的單體組合物相比，制備例1至3的包含改性納米粘土的單體組合物具有優(yōu)異的透光率和沉淀速度，這源自(甲基)丙烯酸酯基團對納米粘土的改性量的差異，如表3所示。超吸收性聚合物的制備實施例1使100g丙烯酸、121.5g32％苛性鈉(NaOH)、0.2g作為熱聚合引發(fā)劑的過硫酸鈉、0.008g作為光聚合引發(fā)劑的二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?-氧化膦、0.23g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，產(chǎn)品名：Miramer280，可購自MiwonChemical，重均分子量：400g/mol)和36.6g水混合以制備丙烯酸濃度為46重量％的單體組合物，并向單體組合物中添加呈水溶液形式的制備例1-1中獲得的改性納米粘土粉末，使得改性納米粘土的重量變?yōu)榛诒┧嶂亓康?.1重量％。將單體組合物以500mL/分鐘至2000mL/分鐘的進料速度進料至寬度為10cm、長度為2m并以50cm/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)帶上。在單體組合物的進料同時，照射強度為10mW/cm2的UV以進行聚合反應(yīng)60秒。進行聚合反應(yīng)之后，將產(chǎn)物用切肉機切割，并使用對流烘箱在160℃下干燥5小時。實施例2通過與實施例1相同的方法制備超吸收性聚合物，不同之處在于聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的使用量為0.26g。實施例3通過與實施例1相同的方法制備超吸收性聚合物，不同之處在于聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的使用量為0.3g。比較例1通過與實施例1相同的方法進行超吸收性聚合物的聚合，不同之處在于未使用制備例1的改性納米粘土粉末。<實驗例>離心保留容量(CRC)和壓力下吸收度(AUP)的測量根據(jù)EDANA方法WSP241.2測量離心保留容量。更具體地，可在超吸收性聚合物在鹽水溶液中吸收30分鐘之后通過下式1來計算離心保留容量。[式1]CRC(g/g)＝{[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-1在式1中，W0(g)是超吸收性聚合物的初始重量(g)，W1(g)是在不使用超吸收性聚合物的情況下使用離心機在250G下脫水3分鐘之后測量的設(shè)備的重量，W2(g)是在室溫下將超吸收性聚合物浸入0.9重量％的鹽水溶液中30分鐘以吸收鹽水溶液，然后使用離心機在250G下脫水3分鐘之后測量的包括超吸收性聚合物的設(shè)備的重量。并且，0.7psi壓力下吸收度(AUP)可以根據(jù)EDANA方法WSP242.2來測量。更具體地，可在超吸收性聚合物在約0.7psi的壓力下在鹽水溶液中吸收1小時之后根據(jù)下式2來計算壓力下吸收度。[式2]AUP(g/g)＝[W4(g)-W3(g)]/W0(g)在式2中，W0(g)是超吸收性聚合物的初始重量(g)，W3(g)是超吸收性聚合物的重量和能夠向超吸收性聚合物提供負載的設(shè)備的重量總和，W4(g)是在超吸收聚合物在負載(0.7psi)下在鹽水溶液中吸收1小時之后，超吸收性聚合物的重量和能夠向超吸收聚合物提供負載的設(shè)備的重量總和。式1至式2中的W0(g)對應(yīng)于超吸收性聚合物在鹽水溶液中吸收之前的初始重量(g)，并且可以彼此相同或不同。將分級成30目至50目的20g實施例1至3和比較例1的超吸收性聚合物樣品放入茶袋中并在0.9％鹽水溶液中浸泡30分鐘，然后在設(shè)定為250G的離心機中除去水3分鐘，并測量樣品的重量以測量超吸收性聚合物中保留的水的量，從而測量離心保留容量。根據(jù)上述測量方法測量的實施例1至3和比較例1的離心保留容量和壓力下吸收度描述于下表4。[表4]離心保留容量(g/g)壓力下吸收度(g/g)實施例137.225.0實施例237.723.0實施例338.221.7比較例137.015.0如表4所示，在實施例1至3(其中使用經(jīng)(甲基)丙烯酸酯官能團改性的納米粘土和亞烷基二醇多官能(甲基)丙烯酸酯作為內(nèi)交聯(lián)劑來制備超吸收性聚合物)的情況下，與比較例1相比，壓力下吸收度增加了至少44％，最大增加了約66％。當前第1頁1 2 3