制备超吸收剂颗粒的方法技术

一种用于制备热表面后交联的超吸收剂颗粒的方法，其包含使单体溶液或悬浮液聚合；静态干燥所得的水性聚合物凝胶；粉碎干燥的聚合物凝胶；使所得的聚合物颗粒分级，其中将过小的聚合物颗粒作为筛下料移出；将移出的筛下料与水性溶液混合，其中所述水性溶液包含交联剂；并将由筛下料获得的聚合物凝胶再循环至静态干燥。态干燥。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备超吸收剂颗粒的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于制备热表面后交联的超吸收剂颗粒的方法，其包含使单体溶液或悬浮液聚合；静态干燥所得的水性聚合物凝胶；粉碎干燥的聚合物凝胶；使所得的聚合物颗粒分级，其中将过小的聚合物颗粒作为筛下料移出；将移出的筛下料与水性溶液混合，所述水性溶液包含交联剂；并将由筛下料获得的聚合物凝胶再循环至静态干燥。
[0002]超吸收剂用于生产尿布、卫生棉条、卫生巾和其他卫生用品，还用作市场园艺中的保水剂。超吸收剂也称为吸水性聚合物。
[0003]超吸收剂的制备记载于专著"Modern Superabsorbent Polymer Technology"，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley
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VCH，1998，第71
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103页中。
[0004]为了改善性能，例如凝胶床渗透性(GBP)和49.2g/cm2压力下的吸收(AUL0.7psi)，通常将超吸收剂颗粒进行表面后交联。这增加了颗粒表面的交联水平，其可以至少部分地消除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。该表面后交联可以在水性凝胶相中进行。然而，优选地，将已干燥、研磨和筛分的聚合物颗粒(原料聚合物)用表面后交联剂进行表面涂覆并进行热表面后交联。适用于该目的的交联剂是可以与聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的化合物。
[0005]EP 0 789 047 A1记载了一种用于制备超吸收剂的方法，其中聚合物颗粒使用水性溶液附聚并且所述水性溶液包含交联剂。
[0006]WO 2019/221235 A1和WO 2019/221236 A1记载了用于制备超吸收剂颗粒的方法，其中聚合物颗粒使用水附聚并且将所得聚合物凝胶进行再循环。
[0007]本专利技术的目的是提供一种改进的用于制备超吸收剂颗粒的方法，特别是用于制备具有高吸收速率的超吸收剂颗粒的方法。
[0008]该目的通过一种通过使单体溶液或悬浮液聚合来制备超吸收剂颗粒的方法而实现，所述单体溶液或悬浮液包含：
[0009]a)至少一种带有酸基团并且至少部分被中和的烯键式不饱和单体，
[0010]b)至少一种交联剂1，和
[0011]c)至少一种引发剂，
[0012]所述方法包含以下步骤：
[0013]i)使单体溶液或悬浮液聚合并任选地将所得聚合物凝胶1进行挤出，
[0014]ii)干燥所述聚合物凝胶，
[0015]iii)将干燥的聚合物凝胶粉碎，
[0016]iv)将在步骤iii)中获得的聚合物颗粒分级，其中将过小的聚合物颗粒作为筛下料1移出并任选地将过大的颗粒再循环至步骤iii)，其中将剩余的聚合物颗粒在另一步骤中进行热表面后交联，
[0017]v)将移出的筛下料与水性溶液进行混合并任选地将所得聚合物凝胶2进行挤出，和
[0018]vi)将聚合物凝胶2再循环至步骤ii)，
[0019]其中将聚合物凝胶在步骤ii)中进行静态干燥，在步骤v)中获得的聚合物凝胶2的
含水量为20重量％至80重量％，步骤v)中的水性溶液包含至少一种交联剂2，所述交联剂2可与聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键或离子键。
[0020]本专利技术是基于以下发现：由移出的筛下料制备的附聚物增加了吸收速率。这里重要的是，在交联剂的存在下进行附聚，并且将由此获得的聚合物凝胶2与剩余的聚合物凝胶一起干燥，而不将两种聚合物凝胶进行混合。
[0021]如果将聚合物凝胶进行混合，例如一起挤出，则交联剂将均匀地分布在整个聚合物凝胶上，并且聚合物凝胶2中交联剂的浓度将会降低。这导致不太稳定的附聚物。同时，聚合物凝胶1另外地进行了交联。这导致吸收能力降低。
[0022]在本专利技术的一个优选实施方案中，首先将步骤v)中移出的筛下料与水进行混合并任选地挤出，然后与水性溶液进行混合并任选地挤出。这使得移出的筛下料在实际添加交联剂2之前进行了预溶胀。
[0023]如果将移出的筛下料在加入水性溶液之前用水进行了预溶胀，则将步骤v)中所加入水总量的优选至少50重量％，更优选至少70重量％，最优选至少90重量％用于预溶胀。在这里，步骤v)中所加入水的总量为所加入水的量和所加入水性溶液的水含量。
[0024]筛下料的这种预溶胀的效果是通过水性溶液施用的交联剂不会渗透筛下料太深。这使得筛下料颗粒之间的交联更好，因此获得在湿润状态下更加稳定的附聚物。
[0025]在本专利技术的另一优选的实施方案中，将步骤v)中的移出的筛下料首先与水性碱(aqueous base)进行混合并任选地挤出，然后与水性溶液进行混合并任选地挤出。这使得移出的筛下料在实际添加交联剂2之前进行了预处理。
[0026]如果移出的筛下料在加入水性溶液之前用水性碱进行了预处理，则优选使用0.1重量％至12重量％的碱，基于筛下料计。合适的碱为氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。例如，可使用50重量％的氢氧化钠溶液作为水性碱。
[0027]筛下料的预处理的作用是将筛下料中的交联位点进行水解，增加筛下料的离心保留容量(CRC)。
[0028]步骤v)中的温度优选为20℃至90℃，更优选25℃至75℃，最优选30℃至60℃。
[0029]步骤v)中的水性溶液优选包含0.01重量％至1.0重量％，更优选0.02重量％至0.5重量％，最优选0.05重量％至0.2重量％的交联剂2，在每种情况下基于移出的筛下料的量计。
[0030]可用于步骤v)的合适的交联剂2为可与聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的化合物，例如碳酸亚乙酯和乙二醇二缩水甘油醚。这类化合物还已知为表面后交联剂且本身记载于本文中。
[0031]其他合适的交联剂2为可与聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成离子键的化合物。这类化合物也作为多价阳离子的盐用于表面后交联且本身记载于本文中。
[0032]可用于步骤v)中的特别合适的交联剂为包含至少两个环氧基团的化合物，例如乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚(glycerol polyglycidyl ether)、双甘油多缩水甘油醚(diglycerol polyglycidyl ether)和聚甘油多缩水甘油醚(polyglycerol polyglycidyl ether)。
[0033]步骤v)中获得的聚合物凝胶的含水量优选为30重量％至70重量％，更优选35重
量％至65重量％且最优选40重量％至60重量％，含水量的测定类似于由EDANA推荐的测试方法No.WSP 230.2
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05“Mass Loss Upon Heating”。
[0034]在步骤iv)中移出的90重量％的筛下料具有优选不大于250μm，更优选不大于200μm，最优选150μm的粒径。
[0035]再循环至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过使单体溶液或悬浮液聚合来制备表面后交联的超吸收剂颗粒的方法，所述单体溶液或悬浮液包含：a)至少一种带有酸基团并且至少部分被中和的烯键式不饱和单体，b)至少一种交联剂1，和c)至少一种引发剂，所述方法包含以下步骤：i)使单体溶液或悬浮液聚合并任选地将所得聚合物凝胶1进行挤出，ii)干燥所述聚合物凝胶，iii)将干燥的聚合物凝胶粉碎，iv)将在步骤iii)中获得的聚合物颗粒分级，其中将过小的聚合物颗粒作为筛下料1移出并任选地将过大的颗粒再循环至步骤iii)，并且其中将剩余的聚合物颗粒在另一步骤中进行热表面后交联，v)将移出的筛下料与水性溶液进行混合并任选地将所得聚合物凝胶2进行挤出，和vi)将聚合物凝胶2再循环至步骤ii)，其中将聚合物凝胶在步骤ii)中进行静态干燥，在步骤v)中获得的聚合物凝胶2的含水量为20重量％至80重量％，步骤v)中的水性溶液包含至少一种交联剂2，所述交联剂2可与聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键或离子键。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤v)中，首先将移出的筛下料与水和/或水性碱进行混合并任选地挤出，然后与水性溶液混合并任选地挤出。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤v)中的水性溶液包含0.01重量％至1.0重量％的交联剂2，基于移出的筛下料的量计。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中步骤v)中的水性溶液包含0.05重量％至0.2重量％的交联剂2，基于移出的筛下料的量计。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中步骤v)中使用的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：