连续生产吸水性树脂的方法技术

本发明专利技术涉及通过使用具有单体水溶液的加料部分；输送单体和所形成的氢化聚合物的环带；和氢化聚合物的排料部分的连续聚合设备来连续生产吸水性树脂的方法，其中连续聚合设备具有侧壁和顶板，以及由下列等式“设备中的空间比＝Ｂ／Ａ”所表示的在设备中的空间比是１．２－２０。在该等式中，Ａ是在环带的宽度方向上在聚合过程中的氢化聚合物的最大横截面积（ｃｍ↑［２］），和Ｂ是在环带的宽度方向上在连续聚合设备的环带和连续聚合设备的顶板之间的空间的最大横截面积（ｃｍ↑［２］）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其，涉及通过在水溶液中含有的单体的连续聚合来生产吸水性树脂的方法。通过本专利技术的方法获得的吸水性树脂可有效地用作卫生制品，比如一次性尿布和卫生巾，土壤的保水剂等等。
技术介绍
吸水性树脂是具有高吸水能力的树脂，并且被用于利用其性能的各种各样的应用。例如，吸水性树脂应用于卫生制品，比如一次性尿布和卫生巾，土壤的保水剂等等。这种吸水性树脂(还称为高吸水性聚合物(SAP)或吸水性聚合物)例如描述在日本工业标准(JIS)K7223-1996中，早已为人所知。已知的吸水性聚合物包括部分中和和交联的聚丙烯酸，丙烯酸接枝的淀粉的水解产物，乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化产物，丙烯腈或丙烯酰胺共聚物或它们的交联聚合物的水解产物，阳离子单体的交联聚合物等等。吸水性树脂以相对大的量用于一次性尿布和卫生巾或土壤的保水剂。因此，它对用吸水性树脂制备的产品的成本竞争力具有巨大的影响。因而，希望在吸水性树脂的生产中开发成本降低技术。为了通过水溶液聚合生产吸水性树脂，制备含有单体、聚合引发剂和交联剂的单体水溶液。水溶液聚合在水溶液中进行，以获得凝胶状氢化聚合物。在破碎氢化聚合物之后，粒状氢化聚合物进行干燥，获得粒状原料聚合物，随后该原料聚合物进行表面交联，获得吸水性树脂。在这种方法中，需要大量的能量来干燥氢化聚合物。据披露，通过使用具有高单体浓度的水溶液，生产方法生产了具有低水含量的氢化聚合物(例如，参阅US专利4,552,938和US专利4,985,518)。然而，通过这些公开方法生产的吸水性树脂具有需要解决的性能方面的问题，比如由于它们的吸水能力，所得吸水性树脂具有高的可萃取物含量。其中的原因是不清楚的，但据认为，在高浓度下的在聚合阶段早期形成的高分子量组分可以对性能具有坏的影响。因此，为了提高吸水性树脂的性能，开发了通过将温度控制在不高于某一规定水平而使用具有低单体浓度的的水溶液的聚合技术(例如，参阅US专利5,380,808和US专利6,174,978)。通过采用温和的聚合条件，可以获得具有高性能的吸水性树脂。然而，由于在聚合反应过程中的聚合热的产生，需要从聚合反应溶液中除热。还必需大的热量来干燥具有高水含量的氢化聚合物。也就是说，在US专利5,380,808和US专利6,174,978中公开的技术仍然具有生产成本方面的问题，虽然它们有助于改进吸水性树脂的性能。作为同时满足生产成本和质量的技术，公开了一种聚合方法，其中在蒸发水的同时，含有高浓度的丙烯酸或其钠盐的水溶液在高初始温度下聚合(参阅US公开申请2002-40095)。通过使用这种方法，除热的成本可减低，因为不需要在聚合过程中除热。干燥所需的成本也能够减低，因为在所形成的氢化聚合物中的水含量是低的。此外，所生产的吸水性树脂具有高的性能。关于吸水性树脂的生产方法已经公开了各种各样的技术，比如这些。然而，仍然存在开发具有高性能的吸水性树脂的有效生产方法的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供具有高性能的吸水性树脂的有效生产方法。本专利技术提供了通过使用包括含有单体、聚合引发剂和交联剂的单体水溶液的加料部分；输送单体和所形成的氢化聚合物的环带；和氢化聚合物的排料部分的连续聚合设备来，其中该连续聚合设备具有侧壁和顶板，以及由下列等式1所表示的在设备中的空间比是1.2-20设备中的空间比＝B/A其中A是在环带的宽度方向上在聚合过程中的氢化聚合物的最大横截面积(cm2)，和B是在环带的宽度方向上在连续聚合设备的环带和连续聚合设备的顶板之间的空间的最大横截面积(cm2)。通过使用本专利技术的连续生产方法，可以连续而有效地生产具有高性能的吸水性树脂。附图说明图1是在本专利技术的连续生产方法中使用的连续聚合设备的示意图。图2是说明通过使用连续聚合设备由单体的水溶液生产表面交联吸水性树脂的方法的示意图。图3是其中输送氢化聚合物的连续聚合设备的环带的宽度方向的剖视图。由斜线所示的部分对应于。图4是其中没有输送氢化聚合物的连续聚合设备的环带的宽度方向的剖视图。由斜线所示的部分对应于。图5是进给单体水溶液的连续聚合设备的环带的宽度方向的剖视图。由斜线所示的部分对应于“C”。图6是进给单体水溶液的连续聚合设备的环带的宽度方向的剖视图。由箭头所示的部分对应于“D”和“E”。图7是用于改变顶板高度的螺旋式升降原理的示意图。图8是在实施例1、对比实施例2和对比实施例3中使用的连续聚合设备的示意图。图9是在实施例2中使用的连续聚合设备的示意图。图10是在实施例3中使用的连续聚合设备的示意图。图11是在对比实施例1中使用的连续聚合设备的示意图。首先，简要地通过参考附图来说明本专利技术的吸水性树脂的连续生产方法。图1是在本专利技术的连续生产方法中使用的连续聚合设备10的示意图。顺便提一下，连续聚合设备10仅仅是在本专利技术中使用的连续聚合设备的一个实施方案，因此，本专利技术的技术范围决不局限于由图1所示的连续聚合设备。首先，通过单体水溶液的加料部分110将含有单体、聚合引发剂和交联剂的单体水溶液进给至环带120。环带120具有可活动结构和单体水溶液随环带120的移动而输送。单体在环带120上的运输步骤中聚合，同时单体水溶液在沸腾状态汽化，导致了发泡氢化聚合物130的形成。该氢化聚合物是指由单体的聚合形成和在干燥步骤中干燥之前的聚合物。氢化聚合物130收缩，然后该氢化聚合物在环带120的下游侧从排料部分140排出。连续聚合设备的壁150和顶板160都覆盖了诸如不锈钢板等之类的材料。该连续聚合设备可以安装紫外线照射装置170，以便引发聚合反应。该连续聚合设备可以安装紫外线照射装置180，以便除去在氢化聚合物中含有的残留单体。在本专利技术的吸水性树脂的连续生产方法中，聚合条件比如所使用的连续聚合设备的设备结构和由等式1表示的在该设备中的空间比被控制。通过这种控制，连续地生产出具有高性能的吸水性树脂。响应最终通过使用本专利技术的连续生产方法生产的吸水性树脂所需的性能，在连续聚合设备之后可以增加必要的步骤。例如，为了获得表面交联吸水性树脂，如图2所示，将氢化聚合物输送到干燥步骤，分类步骤和表面交联步骤。图2是说明通过使用连续聚合设备10由单体的水溶液生产表面交联吸水性树脂的方法的示意图。通过使用连续聚合设备10生产的氢化聚合物通过破碎机20碎解为适于干燥的粒度，再输送到干燥器30。将通过干燥氢化聚合物产生的原料聚合物输送到分类设备40。这里，原料聚合物是指通过干燥氢化聚合物形成的聚合物。在后续步骤中进行表面交联的情况下，它还可以指在表面交联之前的聚合物。将具有规定粒度的原料聚合物输送到表面交联设备50。具有太大粒度的原料聚合物通过使用粉碎机60比如辊磨机粉碎，再次输送到分类设备40。将具有太小粒度的细粉状原料聚合物输送到造粒机70。该原料聚合物通过使用由喷雾器75喷雾的含水液体造粒，再次作为氢化聚合物输送到破碎机20。在表面交联设备50中，通过使用表面交联剂交联原料聚合物获得了表面交联的吸水性树脂。对表面交联的吸水性树脂加入适合的产品处理工序比如均匀定型(sizing)。顺便提一下，本专利技术的连续生产方法的技术范围不限于具有如由图2所示的后处理步骤的实施方案。由连续地根据本专利技术的叙述生产的氢化聚合物获得的吸水性树脂的生产方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过使用包括含有单体、聚合引发剂和交联剂的单体水溶液的加料部分；输送单体和所形成的氢化聚合物的环带；和氢化聚合物的排料部分的连续聚合设备来连续生产吸水性树脂的方法，其中连续聚合设备具有侧壁和顶板，以及由下列等式１所表示的在设备中的空 间比是１．２－２０：［等式１］设备中的空间比＝Ｂ／Ａ其中Ａ是在环带的宽度方向上在聚合过程中的氢化聚合物的最大横截面积（ｃｍ↑［２］），和Ｂ是在环带的宽度方向上在连续聚合设备的环带和连续聚合设备的顶板之间的空间的最大横 截面积（ｃｍ↑［２］）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大六赖道，入江好夫，藤野真一，藤田康弘，夛田贤治，井上博树，长泽诚，柴田浩史，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：JP[日本]