吸水性聚合物颗粒生产中的多段式研磨制造技术

本发明专利技术大体上涉及一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其包括工艺步骤：(i)制备单体水溶液，其包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；和至少一种交联剂(α3)；(ii)可选择地将吸水性聚合物微粒添加至所述单体水溶液；(iii)向单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分；(iv)可选择地降低所述单体水溶液的含氧量；(v)将所述单体水溶液装入聚合反应器中；(vi)在聚合反应器中使单体水溶液中的单体聚合；(vii)将聚合物凝胶从聚合物反应器中卸走，并可选择地粉碎聚合物凝胶；(viii)干燥聚合物凝胶；(ix)使已干燥的聚合物凝胶在第一研磨设备中进行第一研磨步骤，使第一研磨的吸水性聚合物颗粒在停留设备中进行停留，随后使至少第一部分在另一研磨设备中进行另一研磨步骤，由此获得另一研磨的吸水性聚合物颗粒；(x)分级另一研磨的吸水性聚合物颗粒；并且(il)可选择地处理另一研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面。

Multi stage grinding in the production of water absorbent polymer particles

\u672c\u53d1\u660e\u5927\u4f53\u4e0a\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u7528\u4e8e\u5236\u5907\u5438\u6c34\u6027\u805a\u5408\u7269\u9897\u7c92\u7684\u5de5\u827a\uff0c\u5176\u5305\u62ec\u5de5\u827a\u6b65\u9aa4\uff1a(i)\u5236\u5907\u5355\u4f53\u6c34\u6eb6\u6db2\uff0c\u5176\u5305\u62ec\u81f3\u5c11\u4e00\u79cd\u90e8\u5206\u4e2d\u548c\u7684\u3001\u5e26\u7fa7\u9178\u57fa\u56e2\u7684\u5355\u70ef\u5c5e\u4e0d\u9971\u548c\u5355\u4f53(\u03b11)\uff1b\u548c\u81f3\u5c11\u4e00\u79cd\u4ea4\u8054\u5242(\u03b13)\uff1b(ii)\u53ef\u9009\u62e9\u5730\u5c06\u5438\u6c34\u6027\u805a\u5408\u7269\u5fae\u7c92\u6dfb\u52a0\u81f3\u6240\u8ff0\u5355\u4f53\u6c34\u6eb6\u6db2\uff1b(iii)\u5411\u5355\u4f53\u6c34\u6eb6\u6db2\u6dfb\u52a0\u805a\u5408\u5f15\u53d1\u5242\u3001\u6216\u8005\u5305\u62ec\u4e24\u79cd\u6216\u66f4\u591a\u7ec4\u5206\u7684\u805a\u5408\u5f15\u53d1\u5242\u4f53\u7cfb\u4e2d\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u79cd\u7ec4\u5206\uff1b(iv)\u53ef\u9009\u62e9\u5730\u964d\u4f4e\u6240\u8ff0\u5355\u4f53\u6c34\u6eb6\u6db2\u7684\u542b\u6c27\u91cf\uff1b(v)\u5c06\u6240\u8ff0\u5355\u4f53\u6c34\u6eb6\u6db2\u88c5\u5165\u805a\u5408\u53cd\u5e94\u5668\u4e2d\uff1b(vi)\u5728\u805a\u5408\u53cd\u5e94\u5668\u4e2d\u4f7f\u5355\u4f53\u6c34\u6eb6\u6db2\u4e2d\u7684\u5355\u4f53\u805a\u5408\uff1b(vii)\u5c06\u805a\u5408\u7269\u51dd\u80f6\u4ece\u805a\u5408\u7269\u53cd\u5e94\u5668\u4e2d\u5378\u8d70\uff0c\u5e76\u53ef\u9009\u62e9\u5730\u7c89\u788e\u805a\u5408\u7269\u51dd\u80f6\uff1b(viii)\u5e72\u71e5\u805a\u5408\u7269 Gel; (IX) the polymer gel has dried first grinding process is carried out in the first polishing equipment, to stay in the residence in the equipment of water absorbent polymer particles first grinding, then at least the first part is another step in a grinding grinding equipment, to obtain water absorbent polymer particles by the other grinding; (x) water absorbent polymer particles grading other grinding; and (IL) surface treatment can choose other grinding and classification of water absorbent polymer particles.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺；一种可由这种工艺获得的吸水性聚合物颗粒；一种包括这种吸水性聚合物颗粒的复合材料；一种用于生产复合材料的工艺；一种可由这种工艺获得的复合材料；吸水性聚合物颗粒的应用；一种用于制备吸水性聚合物颗粒的设备；一种用这种设备制备吸水性聚合物颗粒的工艺。
技术介绍
超吸收剂是不溶于水的交联聚合物，其通过膨胀并形成水凝胶，能够吸收大量的水性流体，特别是体液，更特别地是尿或血，并能够在一定压力下保有该流体。由于这些特性，这种聚合物主要用于掺在卫生用品中，比如，例如，婴儿尿布/尿片、失禁用品或卫生巾。通常地，在交联剂存在的情况下通过带酸根单体的自由基聚合，进行超吸收剂的制备。可通过选择单体组成、交联剂、聚合条件，以及选择聚合后所获水凝胶的加工条件，制备具有不同吸收性能的聚合物(具体参照，例如，Modern Superabsorbent Polymer Technology，FL Buchholz，GT Graham，Wiley-VCH，1998)。聚合后获得的聚合物凝胶，也被称为水凝胶，通常被粉碎、干燥并分级，以便获得具有非常精确的粒径分布的颗粒超吸收剂。在进一步的工艺步骤中，通常这些超吸收剂颗粒表面交联，以便改进吸收性能。为了这个目的，将该颗粒与含有表面交联剂的水溶液混合，该水溶液中还可选择性地含有另外的添加剂，对由此获得的混合物进行加热处理，以促进交联反应。在交联剂存在的情况下，带酸根的单体可以间歇过程或连续过程进行聚合。在连续聚合和分批聚合中，一般将部分中和的丙烯酸用作单体。例如，在EP0372706A2、EP0574260A1、WO 2003/051415 A1、EP 1 470 905 A1、WO 2007/028751 A1、WO 2007/028746 A1和WO 2007/028747 A1中公开了适合的中和工艺。
技术实现思路
技术问题为了获得吸水性聚合物颗粒，干燥聚合物凝胶并研磨已干燥的聚合物凝胶。已知在现有技术中，应用两段式研磨是有利的。在第一研磨阶段中，对已干燥的聚合物凝胶进行粗磨并获得颗粒。这些颗粒尽快地供至第二研磨阶段。结果，部分的吸水性材料粘至研磨工具，例如粘至齿轮的齿上，并且有损于研磨结果。此外，吸水性材料的沉积物积聚在研磨设备中。这种沉积物可阻塞研磨设备的移动部件、或通过设备的通道或这两者。如果增长至足够的质量，沉积物可滑落并对设备的内部造成影响或对研磨工艺产生不利影响或这两者。进行本专利技术，出乎意料地发现，在第一研磨阶段之后第二研磨阶段之前存储颗粒改进了研磨结果。对这个效果进行研究，以便相对研磨结果和总体生产工艺的效果，确定相关性以及最佳存储时间。技术方案大体地，本专利技术的一个目的在于：至少部分地克服在超吸收剂生产方面的现有技术中出现的缺点。另一目的在于提供一种用于生产吸水性聚合物的工艺，其中用于研磨已干燥的聚合物凝胶的至少一部分设备的操作寿命或直至需要维护前的作业期或这两者增加。本专利技术的另一目的在于提供一种用于生产吸水性聚合物的工艺，其中优选地，通过研磨已干燥的聚合物凝胶，生产的吸水性聚合物微粒的量减少。本专利技术的另一目的在于提供一种用于生产吸水性聚合物的连续工艺，其中在该工艺中使用的设备尺寸减小，而不减少该工艺的产量。本专利技术的另一目的在于提供一种用于生产吸水性聚合物的连续工艺，其中在该工艺中使用的设备花费减少，而不减少该工艺的产量。本专利技术的另一目的在于提供了一种用于生产吸水性聚合物的工艺，其中该工艺显示上述优点的平衡的组合。另一目的在于提供吸水性聚合物颗粒，该吸水性聚合物颗粒通过一种更便宜的工艺进行生产。本专利技术的另一目的在于提供一种设备，该设备通过具有至少一个上述优点的工艺，用于生产吸水性聚合物颗粒。本专利技术的另一目的在于提供一种复合材料，该复合材料包括由具有至少一个上述优点的工艺所生产的吸水性聚合物颗粒，其中该复合材料没有出现质量的下降。独立权利要求有助于获得至少一个上述目的的方案。从属权利要求提供了本专利技术的优选实施方式，其也能解决至少一个上述目的。有益效果本专利技术具有的效果是至少部分地克服在超吸收剂生产方面的现有技术中出现的缺点。附图说明附图示出：图1为描绘根据本专利技术的工艺步骤的流程图；图2为描绘根据本专利技术的另一工艺步骤的流程图；图3为描绘根据本专利技术的另一工艺步骤的流程图；图4为根据本专利技术的工艺步骤(ix)的流程图；图5为根据本专利技术的另一工艺步骤(ix)的流程图；图6为根据本专利技术用于制备吸水性聚合物颗粒的设备的框图；并且图7为根据本专利技术用于制备吸水性聚合物颗粒的另一设备的框图。附图标记100 根据本专利技术的工艺101 步骤(i)102 步骤(ii)103 步骤(iii)104 步骤(iv)105 步骤(v)106 步骤(vi)107 步骤(vii)108 步骤(viii)109 步骤(ix)110 步骤(x)111 步骤(xi)401 已干燥的聚合物凝胶402 第一研磨设备403 第一研磨的吸水性聚合物颗粒404 停留设备405 第一研磨的吸水性聚合物颗粒的第一部分406 另一研磨设备407 另一研磨的吸水性聚合物颗粒408 第一停留时间409 第二停留时间410 第三停留时间501 另一分级设备502 第一研磨的吸水性聚合物颗粒的另一部分600 用于制备吸水性聚合物颗粒的设备601 第一容器602 另一容器603 混合设备604 聚合反应器605 粉碎设备606 带式干燥机607 第一分级设备608 工艺流程最佳方式用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺有助于获得至少一个这些目的的方案，该工艺包括工艺步骤：(i)制备单体水溶液，其包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；和至少一种交联剂(α3)；(ii)可选择地将吸水性聚合物微粒添加至单体水溶液；(iii)向单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分；(iv)可选择地降低单体水溶液的含氧量；(v)将单体水溶液装入聚合反应器中；(vi)在聚合反应器中使单体水溶液中的单体聚合；(vii)将聚合物凝胶从聚合物反应器中卸走，并可选择地粉碎聚合物凝胶；(viii)干燥聚合物凝胶；(ix)a)使已干燥的聚合物凝胶在第一研磨设备中进行第一研磨步骤，由此获得第一研磨的吸水性聚合物颗粒，b)使第一研磨的吸水性聚合物颗粒在停留设备中进行停留，并且c)随后，使第一研磨的吸水性聚合物颗粒的至少第一部分在另一研磨设备中进行另一研磨步骤，由此获得另一研磨的吸水性聚合物颗粒；(x)分级另一研磨的吸水性聚合物颗粒；并且(xi)可选择地处理另一研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面；其中在工艺步骤(ix)中，已干燥的聚合物凝胶和由该已干燥的聚合物凝胶获得的第一研磨的吸水性聚合物颗粒总共在第一研磨设备中耗费第一停留时间；其中在工艺步骤(ix)中，第一研磨的吸水性聚合物颗粒在停留设备中耗费第二停留时间；其中在工艺步骤(ix)中，第一研磨的吸水性聚合物颗粒的至少第一部分和由第一研磨的吸水性聚合物颗粒的至少第一部分所获得的另一研磨的吸水性聚合物颗粒总共在另一研磨设备中耗费第三停留时间；其中该第二停留时间长于第一停留时间；其中该第二停留时间长于第三停留时间。本文中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺(100)，所述工艺(100)包括工艺步骤：(i)制备单体水溶液，其包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；和至少一种交联剂(α3)；(ii)可选择地将吸水性聚合物微粒添加至所述单体水溶液；(iii)向所述单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分；(iv)可选择地降低所述单体水溶液的含氧量；(v)将所述单体水溶液装入聚合反应器(504)中；(vi)在所述聚合反应器(504)中使所述单体水溶液中的所述单体聚合；(vii)将聚合物凝胶从所述聚合物反应器(504)中取走，并可选择地粉碎所述聚合物凝胶；(viii)干燥所述聚合物凝胶；(ix)a)使已干燥的聚合物凝胶(401)在第一研磨设备(402)中进行第一研磨步骤，由此获得第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)，b)使所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒在停留设备中进行停留，并且c)随后，使所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的至少第一部分(405)在另一研磨设备(406)中进行另一研磨步骤，由此获得另一研磨的吸水性聚合物颗粒(407)；(x)分级所述另一研磨的吸水性聚合物颗粒(407)；并且(xi)可选择地处理另一研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面；其中在工艺步骤(ix)中，已干燥的聚合物凝胶(401)和由所述已干燥的聚合物凝胶(401)获得的第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)总共在第一研磨设备(402)中耗费第一停留时间(408)；其中在工艺步骤(ix)中，第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)在所述停留设备(404)中耗费第二停留时间(409)；其中在工艺步骤(ix)中，第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的至少第一部分(405)和由所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的至少第一部分(405)所获得的另一研磨的吸水性聚合物颗粒(407)总共在另一研磨设备(406)中耗费第三停留时间(410)；其中所述第二停留时间(409)长于所述第一停留时间(408)；其中所述第二停留时间(409)长于所述第三停留时间(410)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺(100)，所述工艺(100)包括工艺步骤：(i)制备单体水溶液，其包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；和至少一种交联剂(α3)；(ii)可选择地将吸水性聚合物微粒添加至所述单体水溶液；(iii)向所述单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分；(iv)可选择地降低所述单体水溶液的含氧量；(v)将所述单体水溶液装入聚合反应器(504)中；(vi)在所述聚合反应器(504)中使所述单体水溶液中的所述单体聚合；(vii)将聚合物凝胶从所述聚合物反应器(504)中取走，并可选择地粉碎所述聚合物凝胶；(viii)干燥所述聚合物凝胶；(ix)a)使已干燥的聚合物凝胶(401)在第一研磨设备(402)中进行第一研磨步骤，由此获得第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)，b)使所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒在停留设备中进行停留，并且c)随后，使所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的至少第一部分(405)在另一研磨设备(406)中进行另一研磨步骤，由此获得另一研磨的吸水性聚合物颗粒(407)；(x)分级所述另一研磨的吸水性聚合物颗粒(407)；并且(xi)可选择地处理另一研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面；其中在工艺步骤(ix)中，已干燥的聚合物凝胶(401)和由所述已干燥的聚合物凝胶(401)获得的第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)总共在第一研磨设备(402)中耗费第一停留时间(408)；其中在工艺步骤(ix)中，第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)在所述停留设备(404)中耗费第二停留时间(409)；其中在工艺步骤(ix)中，第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的至少第一部分(405)和由所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的至少第一部分(405)所获得的另一研磨的吸水性聚合物颗粒(407)总共在另一研磨设备(406)中耗费第三停留时间(410)；其中所述第二停留时间(409)长于所述第一停留时间(408)；其中所述第二停留时间(409)长于所述第三停留时间(410)。2.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，所述第二停留时间(409)在120-180分钟的范围内。3.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，所述另一研磨的吸水性聚合物颗粒(401)的粒径D50乘以第二停留时间(409)的乘积在40·103至100·103μm·分钟的范围内。4.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，所述第一停留时间(408)和所述第二停留时间(409)的总和比上已干燥的聚合物凝胶(401)在工艺步骤(ix)前的含水量的比率在10-100分钟·wt％-1的范围内。5.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的粒径D50与第二停留时间(409)的比率在10-40μm/分钟的范围内。6.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(ix)中，在接着使第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)在停留设备(404)中进行停留之后，并且在使所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒体(403)的第一部分(405)在所述另一研磨设备(406)中进行另一研磨步骤之前，对第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)进行分级，由此将所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的第一部分(405)与所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的另一部分(502)分离；其中所述第一研磨的吸水性聚合物颗粒(403)的另一部分(502)不在另一研磨设备(406)中进行另一研磨步骤。7.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，所述第一研磨设备(402)为冲击磨机。8.根据权利要求1-6中任一项所述的工艺(100)，其特征在于，所述第一研磨设备(402)包括至少一个旋转刀片和至少一个定刀片。9.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，所述停留设备(404)为料斗。10.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，所述另一研磨设备(406)为辊磨机。11.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(vii)中卸出的所述聚合物凝胶包括的水基于所述聚合物凝胶在40-60wt％的范围内。12.根据任一前述权利要求所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(vii)中卸出的聚合物凝胶为聚合物凝胶薄片，其中所述聚合物凝胶薄片的特点...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴政范，
申请(专利权)人：松原产业株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR