制备超吸收剂的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备超吸收性聚合物颗粒的方法，所述方法包括使单体溶液聚合，其中所述单体溶液包含通过连续混合丙烯酸和碱的水溶液而形成的部分中和的丙烯酸，用于制备所述部分中和的丙烯酸的装置包括容器(B)，并且连至容器(B)的进料管线在容器(B)内部在所述部分中和的丙烯酸的液位以下终止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备超吸收剂的方法本专利技术涉及一种制备超吸收性聚合物颗粒的方法，所述方法包括使单体溶液聚合，其中所述单体溶液包含通过连续混合丙烯酸和碱的水溶液而形成的部分中和的丙烯酸，用于制备所述部分中和的丙烯酸的装置包括容器(B)，并且连至容器(B)的进料管线在容器(B)内部在所述部分中和的丙烯酸的液位以下终止。超吸收性聚合物颗粒不仅用于制备尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品，而且还在市场园艺中用作保水剂。所述超吸收性聚合物颗粒通常也称为“吸收性树脂”、“超吸收剂”、“超吸收性聚合物”、“吸收性聚合物”、“吸收性胶凝材料”、“亲水性聚合物”或“水凝胶”。超吸收性聚合物颗粒的制备记载于专著"ModernSuperabsorbentPolymerTechnology",F.L.Buchholz和A.T.Graham,Wiley-VCH,1998,第71至103页。超吸收性聚合物颗粒的性能可以例如通过所使用的交联剂的量来调节。随着交联剂量的增加，离心保留容量(CRC)下降，并且在21.0g/cm2压力下的吸收(AUL0.3psi)经过一个最大值。为了改善应用性能，例如溶胀凝胶床(SFC)在尿布中的渗透性和在49.2g/cm2压力下的吸收(AUL0.7psi)，通常将超吸收性聚合物颗粒进行表面后交联。这提高了颗粒表面的交联度，其可以至少部分地消除在49.2g/cm2压力下的吸收(AUL0.7psi)和离心保留容量(CRC)间的相互影响。这种表面后交联可以在水凝胶相中进行。然而，优选地，将干燥、研磨和筛分的聚合物颗粒(基础聚合物)用表面后交联剂进行表面涂覆，进行热表面后交联并干燥。适用于此目的的交联剂是可以与超吸收性聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的化合物。US2008/0194863、US2011/0021725和US2012/0189861公开了包括丙烯酸的中和在内的超吸收性聚合物的制备方法。本专利技术的一个目的是提供一种改进的制备超吸收性聚合物颗粒的方法，特别是一种具有改进的中和步骤的方法。该目的通过一种制备超吸收性聚合物颗粒的方法而实现，所述方法包括使单体溶液聚合，所述单体溶液包含：a)部分中和的丙烯酸，b)至少一种交联剂，和c)至少一种引发剂，干燥所得的聚合物凝胶，任选地将所得干燥的聚合物凝胶研磨并分级，以及任选地将所得的聚合物颗粒进行热后交联并冷却，其中所述部分中和的丙烯酸通过连续混合丙烯酸、碱的水溶液和任选的水而形成，用于制备所述部分中和的丙烯酸的装置包括环形管线(R)、容器(B)、热交换器(W)和泵(P)，并且连至容器(B)的进料管线在容器(B)内部在所述部分中和的丙烯酸的液位以下终止。连至容器(B)的进料管线在容器(B)的底部上方优选小于1.5m、更优选小于1m、最优选小于0.5m处终止。容器(B)中较低的进料管线末端改善了不希望的聚合产物的排出。容器(B)的出口在容器(B)底部的中心，并且连至容器(B)的进料管线的中心到容器(B)底部中心的水平距离优选为0.50至1.50m，更优选0.70至1.30m，最优选0.90至1.00m。连至容器(B)的进料管线为圆柱形且直径优选为0.1至0.5m，更优选0.15至0.4m，最优选0.2至0.3m。容器(B)的内部体积优选为10至50m3，更优选15至45m3，最优选20至30m3。容器(B)的填充水平优选为10％至80％，更优选20％至70％，最优选30％至60％，其中所述填充水平为容器(B)中部分中和的丙烯酸的体积与容器(B)的内部体积的商。部分中和的丙烯酸在容器(B)中的停留时间优选为10至80分钟，更优选15至60分钟，最优选20至40分钟，其中所述停留时间为容器(B)中部分中和的丙烯酸的体积与用于制备部分中和的丙烯酸的装置每分钟进料的商。在本专利技术的一个优选的实施方案中，容器(B)为具有直径d和准球形底部的圆柱形，并且所述准球形底部具有一个凹面和一个环形转角，所述凹面的直径r1为0.8至1.2d、优选0.85至1.15d、更优选0.9至1.1d、最优选0.95至1.05d，所述环形转角的直径r2为0.06至0.17d、优选0.07至0.15d、更优选0.08至0.13d、最优选0.09至0.11d。图1示出了示例性的中和装置。附图标记具有以下定义：Z1至Z3反应物进料A出口B容器P泵R环形管线W热交换器图2示出了示例性的准球形底部。附图标记具有以下定义：d容器的圆柱部分的直径r1凹面的直径r2环形转角的直径h底部的高度容器(B)的圆柱部分的直径d优选为1至5m，更优选1.5至4.5m，最优选2至4m。用于中和的碱优选为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸氢钾和/或碳酸钾，更优选氢氧化钠、碳酸氢钠和/或碳酸钠，最优选氢氧化钠。部分中和的丙烯酸的中和度优选为40至85摩尔％，更优选50至80摩尔％，最优选60至75摩尔％。部分中和的丙烯酸的固含量优选为20至60重量％，更优选30至55重量％，最优选40至50重量％。部分中和的丙烯酸的温度优选为20℃至70℃，更优选25℃至60℃，最优选30℃至50℃。部分中和的丙烯酸通过环形管线(R)再循环。再循环的部分中和的丙烯酸的量优选为75％至98％、更优选80％至95％、最优选85％至90％，基于容器(B)中排出的部分中和的丙烯酸的量计。本专利技术基于以下发现：容器(B)中较低的进料管线末端减少了聚合产物在容器(B)底部上的不希望的沉积的量。所形成的聚合产物通过环形管线(R)离开容器(B)，并可以通过环形管线(R)中的过滤器容易地移出。过滤器可位于容器(B)和泵(P)之间。过滤器的孔径优选为50至1000μm，更优选100至700μm，最优选150至400μm。聚合产物的沉积还可以通过将系统中的死区保持在最小程度来减少。为此，环形管线(R)中的泵(P)可以在使容器(B)中的部分中和的丙烯酸保持运动的最小值下运行，并在容器(B)中的环形管线(R)的末端使用喷嘴。在所述喷嘴中的死区可以通过安装合适的排出器(displacer)来减少。下文详细描述了超吸收剂的制备：超吸收剂通过使单体溶液聚合而制备，并且通常不溶于水。丙烯酸通常包含阻聚剂(优选氢醌单醚)作为储存稳定剂。单体溶液优选包含最高达250重量ppm、优选至多150重量ppm、更优选至多100重量ppm并且优选至少10重量ppm、更优选至少30重量ppm且特别是约50重量ppm的氢醌单醚，在每种情况下基于中和之前的丙烯酸计。例如，所述单体溶液可以通过使用具有适当含量的氢醌单醚的丙烯酸来制备。合适的交联剂b)为具有至少两个适合于交联的基团的化合物。所述基团为例如可自由基聚合到聚合物链中的烯键式不饱和基团，以及可与丙烯酸的酸基团形成共价键的官能团。此外，可与丙烯酸的至少两个酸基团形成配位键的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备超吸收性聚合物颗粒的方法，所述方法包括使单体溶液聚合，所述单体溶液包含：/na)部分中和的丙烯酸，/nb)至少一种交联剂，和/nc)至少一种引发剂，/n干燥所得的聚合物凝胶，任选地将所得干燥的聚合物凝胶研磨并分级，以及任选地将所得的聚合物颗粒进行热后交联并冷却，其中所述部分中和的丙烯酸通过连续混合丙烯酸、碱的水溶液和任选的水而形成，用于制备所述部分中和的丙烯酸的装置包括环形管线(R)、容器(B)、热交换器(W)和泵(P)，并且连至容器(B)的进料管线在容器(B)内部在所述部分中和的丙烯酸的液位以下终止。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181114 EP 18206128.31.一种制备超吸收性聚合物颗粒的方法，所述方法包括使单体溶液聚合，所述单体溶液包含：
a)部分中和的丙烯酸，
b)至少一种交联剂，和
c)至少一种引发剂，
干燥所得的聚合物凝胶，任选地将所得干燥的聚合物凝胶研磨并分级，以及任选地将所得的聚合物颗粒进行热后交联并冷却，其中所述部分中和的丙烯酸通过连续混合丙烯酸、碱的水溶液和任选的水而形成，用于制备所述部分中和的丙烯酸的装置包括环形管线(R)、容器(B)、热交换器(W)和泵(P)，并且连至容器(B)的进料管线在容器(B)内部在所述部分中和的丙烯酸的液位以下终止。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述连至容器(B)的进料管线在容器(B)的底部上方0.05至0.5m处终止。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中容器(B)的出口在容器(B)底部的中心，并且连至容器(B)的进料管线的中心到容器(B)底部的中心的水平距离为0.50至1.50m。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述连至容器(B)的进料管线为圆柱形且直径为0.1至0.5m。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述容器(B)的内部体积为10至50m3。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述容器(B)的填充水平为10％至80％，其中所述填充水平为容器(B)中部分中和的丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·彼得森，R·德凯，K·帕森迈尔斯，J·施罗德，R·芬克，M·威斯曼特尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE