聚合方法技术

本发明专利技术涉及一种通过将单体溶液与至少一种交联剂混合并使产生的混合物聚合而连续制备吸水性聚合物的方法。所述混合物在加入至少一种交联剂与进入聚合反应器之间的停留时间为小于１８０秒。本发明专利技术还涉及一种用于进行本方法的设备。

【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通过将单体溶液与至少一种交联剂混合并使产生的混 合物聚合而连续制备吸水性聚合物的方法，其中混合物在加入至少 一种交联剂与i^聚合反应器之间的停留时间为小于180秒，以及涉及一种用于进 行本方法的设备。本专利技术的其他实施方案可由权力要求、说明书和实施例中得到。应当 理解不偏离本专利技术的范围上文提到的和将在下文更特别描述的本专利技术的主 题特征不仅可应用于所指出的具体组合，也可应用于其他组合。吸水性聚合物尤其为(共)聚合的亲水性单体的聚合物， 一种或多种亲 水性单体在适合的接枝基上的接枝(共)聚合物，交联纤维素醚或淀粉醚，交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚氧化烯或可溶胀于含水流体的天然产 物例如瓜耳胶衍生物，优选基于部分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。这种 聚合物作为吸收水溶液的产物用于生产尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制 品，还作为保水剂用于商品蔬菜种植业。吸水性聚合物的制备例如描述于专论"Modern Superabsorbent Polymer Technology", F丄.Buchholz and A.T. Graham, Wiley-VCH， 1998，或Ullmaim's Encyclopedia of Industrial Chemistry,第6版，第35巻， 第73-103页中。优选的制备方法为溶液或凝胶聚合。在此技术中，首先制 备单体混合物并分批中和，然后转移至聚合反应器，或首先基本上装入聚合反应器内。在其后的分批或连续方法中，进行反应以得到聚合物凝胶， 该聚合物皿在搅拌聚合的情况下已成磨碎形式。随后将聚合物凝胶干燥， 磨碎并筛分，然后转移至进一步表面处理。连续形成例如WO 01/38402的基础，其中将单体水溶液与引 发剂和惰性气体一起连续供入具有至少两个轴向平行旋转轴的混合捏合机 中。连续凝胶聚合也由WO 03/004237、 WO國A國03/022896和WO 01/016197中已知。本专利技术的目的是提供一种制备交联聚合物的改善的，其中交 联剂转化率应为最大值且未交联聚合物含量应为最小值。该目的通过将单体溶液与至少 一种交联剂混合并使产生的混合物聚合 而连续制备吸水性聚合物的方法实现，其中混合物在加入至少 一种交联剂与进入聚合反应器之间的停留时间为小于180秒。混合物在加入至少 一种交联剂与i^v聚合反应器之间的停留时间优选 小于120秒，优选小于60秒，更优选小于30秒，最优选小于10秒。非常特别 有利的停留时间为l-5秒。当交联剂计量加入与聚合反应器之间至少部分，优选至少至表面的至 少50%程度，更优选尽可能在结构上完全的连接具有与水接触角为至少 60°，优选至少90。，更优选至少100。的材料表面时，聚合倾向可降低。接触角为润湿行为的测量尺度并可通过常规方法，优选根据DIN 53900 测量。适合的具有相应润湿行为的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、 聚四氟乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂和硅酮树脂。非常特别优选聚丙烯。当交联剂取决于类型和量不完全溶于单体溶液且至少部分以分散形式 存在在单体溶液中时，本专利技术方法特别有利。M体的存在可易于通过散 射光测量法测定。在15。C下单体溶液的粘度优选5-200mPas，更优选10-100mPas，最优 选20-50mPas，粘度用布式粘度计(Brookfidd viscometer)(转子2， 100 rpm)测量。单体溶液中单体浓度优选10-80重量％，更优选20-60重量％，最优选 30-50重量％。单体溶液包含至少一种单烯属不饱和单体，优选丙烯酸和/或其盐。单 体总量中丙烯酸和/或其盐的含量优选至少50摩尔％ ，更优选至少90摩尔 %，最优选至少95摩尔％。在本专利技术优选实施方案中，至少一种交联剂经由文丘里(Venturi)管计 量加入。文丘里管为有限长度收缩的管，其中压力降基本可逆地转化成动能。为此，横截面F,经距离Li(变窄区)降至横截面F2，横截面F2经距离L2(收缩区)保持恒定，然后横截面F2经距离L3(扩散体)再次扩展至横截面R。横截面F!大于横截面F2，长度L;j大于长度Lj。交联剂优选在区L!或区L2区域计量加入。图l显示典型的文丘里管，参考符号具有如下含义A:在计量加入交联剂之前的单体溶液B:交联剂进料C:包含交联剂的单体溶液L1:变窄区L2:收缩区L3:扩散体D1:管道直径D2:收缩区直径文丘里管的最佳设计本身为本领域技术人员已知的。文丘里管的优选 设计使得区L2区域中的压力小于环境压力(吸送式输送)和/或区L2区与中的 流动为湍流，雷诺(Reynolds)数应为至少1000，优选至少2000,更优选至 少3000，最优选至少4000，通常为小于IOOOOOOO。至少 一种交联剂可经由 一个或多个加入点计量加入。例如，反应物可经由两个、三个、四个、五个或六个加入点计量加入， 在这种情况下，加入点的优选排列使得它们具有共同轴(对于两个加入点) 或形成对称星(对于至少三个加入点)，以及轴或星对于单体溶液的流动方 向为直角(多个加入点)。分成多个加入点产生更均匀的混合。当使用多种交联剂时，它们可独立或作为混合物计量加入。 也可将至少一种交联剂首先与部分单体溶液混合，然后将此混合物与 大部分单体溶液混合。优选将预中和单体溶液与至少一种交联剂混合，使混合物惰化，使惰 化的混合物与引发剂混合并聚合。6吸水性聚合物例如通过使包含如下組分的单体溶液聚合而得到a) 至少一种烯属不饱和酸官能单体，b) 至少一种交联剂，c) 如果合适的话一种或多种可与单体a)共聚的烯属和/或烯丙属不饱 和单体，和d) 如果合适的话单体a)、 b)和如果合适的话c)可至少部分接枝其上的 一种或多种水溶性聚合物。适合的单体a)例如为烯属不饱和羧酸如丙烯酸、曱基丙烯酸、马来酸、 富马酸和衣康酸，或其矛汙生物如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸酯和甲 基丙烯酸酯。特别优选的单体为丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特别优选丙烯 酸。单体a)，尤其是丙烯酸包含优选至多0.025重量％氢醌单醚。优选的氢 醌单醚为氢醌单甲基醚(MEHQ)和/或生育酚。 生育酚指下式的化合物其中Ri为氢或甲基，W为氢或甲基，W为氢或甲基，W为氢或具有l-20个 碳原子的酰基。优选的W基团为乙酰基、抗坏血酸基、琥珀酰基、烟酰基和其他生理 上可耐受的羧酸。该羧酸可以为单羧酸、二羧酸或三羧酸。优选其中R^R^R^甲基的a-生育酚，尤其是外消旋a-生育酚。W更 优选氢或乙酰基。特别优选RRR-a-生育酚。单体溶液优选包含不大于130重量ppm，更优选不大于70重量ppm，优 选不小于10重量ppm,更优选不小于30重量ppm，尤其是约50重量ppm氢 醌单醚，每种情况下基于丙烯酸，其中丙烯酸盐作为丙烯酸计算。例如， 单体溶液可使用具有适合的氢醌单醚含量的丙烯酸制备。交联剂b)为具有至少两个可自由基聚合入聚合物网络的可聚合基团的 化合物。适合的交联剂b)例如为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二甘醇 酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙氡基乙烷，如EP-A-O 530 438所述，二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，如EP-A-0 547 847、 EP画A-0 559 476、 EP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过将单体溶液与至少一种交联剂混合并使产生的混合物聚合而连续制备吸水性聚合物的方法，其中混合物在加入至少一种交联剂与进入聚合反应器之间的停留时间为小于１８０秒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M魏斯曼特尔，M德马尔科，A戴斯，D范埃斯布洛克，KJ珀瑟米尔斯，R德凯伊，L范米尔特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]