连续制备吸水性聚合物颗粒的方法技术

一种连续制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中用于制备该聚合物颗粒的丙烯酸具有低的纯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连续制备吸水性聚合物颗粒的方法本专利技术涉及一种连续制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中用于制备该聚合物颗粒的丙烯酸具有低的纯度。吸水性聚合物颗粒用于生产尿布、棉塞、卫生棉及其他卫生制品，而且也可用作商品园艺中的保水剂。吸水性聚合物颗粒也被称为超吸收剂。吸水性聚合物颗粒的制备记载于专著“ModernSuperabsorbentPolymerTechnology”，F.L.BuchholzandA.T.Graham,Wiley-VCH,1998,第71-103页。吸水性聚合物颗粒的性能可例如通过所使用交联剂的量来调节。随着交联剂用量的增加，离心保留容量（CRC）降低且在21.0g/cm2压力下的吸收量（AUL0.3psi）经过一个最大值。为了改善使用性能，例如，尿布中溶胀的凝胶床的渗透性（SFC）和在49.2g/cm2的压力下的吸收量（AUL0.3psi），吸水性聚合物颗粒通常进行表面后交联。这增加了颗粒表面的交联度，其可至少部分解除49.2g/cm2的压力下的吸收量（AUL0.3psi）和离心保留容量（CRC）的关联。这种表面后交联可在水性凝胶相中进行。然而，优选地，将干燥、研磨和筛分过的聚合物颗粒（基础聚合物）表面用表面后交联剂涂覆且使其热表面后交联。适于该目的的交联剂是可与吸水性聚合物颗粒的至少两个羧酸根基团形成共价键的化合物。本专利技术的一个目的是提供一种改进的制备吸水性聚合物颗粒的方法，更具体而言，一种其中还可使用相对较高污染的单体的方法。该目的通过一种连续制备吸水性聚合物颗粒的方法而实现，所述方法包括将一种单体溶液或悬浮液聚合以得到聚合物凝胶，所述单体溶液或悬浮液包括：a）可至少部分被中和的丙烯酸，b）至少一种交联剂，c）至少一种引发剂，d）任选地一种或多种可与丙烯酸共聚的烯键式不饱和单体以及e）任选地一种或多种水溶性聚合物，将所得的聚合物凝胶干燥、将干燥的聚合物凝胶粉碎以得到聚合物颗粒并将所得的聚合物颗粒分级，其中丙烯酸连续供应，所连续供应的丙烯酸具有小于99.8重量%的纯度且所连续供应的丙烯酸的纯度在24小时内变化小于2重量%。所连续供应的丙烯酸的纯度优选为80至99.5重量%，更优选90至99重量%且最优选95至98重量%。所连续供应的丙烯酸在24小时内纯度的变化优选低于1重量%，更优选低于0.5重量%且最优选低于0.2重量%。所连续供应的丙烯酸的纯度为100重量%减去在丙烯酸制备过程中残留于丙烯酸中的杂质，并通过气相色谱法测定。为此，从100重量%减去所检测到的杂质。在这里应当注意，存在于丙烯酸中的水不能通过气相色谱法测定。因此，水含量只能单独测量，例如通过KarlFischer滴定法，并同样必须被减去。借助气相色谱法测定丙烯酸的纯度还记载于专著“ModernSuperabsorbentPolymerTechnology”,F.L.BuchholzandA.T.Graham,Wiley-VCH,1998,第121页中。本专利技术基于在制备吸水性聚合物颗粒中单个杂质的作用可通过合适的措施来补偿的发现。为了在连续过程中实现恒定的产品质量，因此仅需要保持杂质的浓度随时间基本恒定。因此在连续制备中不必不断调节补偿杂质的措施。因此根据本专利技术的方法可使用经过不太复杂纯化的丙烯酸，并因此制备吸水性聚合物颗粒更廉价。可能的杂质可被粗略地分为调节杂质、抑制杂质、交联杂质和惰性杂质，这些杂质可在初步试验中基于其作用而分类。调节杂质通过终止聚合物链增长并开始新的聚合链而干预聚合动力学。这导致离心保留容量（CRC）和可提取物的增加。同时，在压力下吸收量（AUL0.3psi）降低。调节杂质的作用可例如通过增加交联剂b）的量而补偿。这种杂质可为，例如，丙烯醛、烯丙醇、异丙醇、呋喃-2-甲醛（2-糠醛）和苯甲醛。抑制杂质阻止或减慢聚合反应。抑制杂质的作用可例如通过增加引发剂c）的量而补偿。这种杂质可为，例如，氢醌和吩噻嗪。交联杂质增加聚合中的交联度。这导致离心保留容量（CRC）和可提取物的降低。同时，在压力下吸收量（AUL0.3psi）增加。交联杂质的作用可例如通过降低交联剂b）的量而补偿。这种杂质可为，例如丙烯酸烯丙酯和甲基丙烯酸烯丙酯。惰性杂质对聚合的影响——如果有的话——仅较小。这种杂质可为，例如，水、乙酸和丙酸。根据本专利技术的方法可使用经过不太复杂纯化的丙烯酸。重要的仅仅是，在所用的丙烯酸中存在的杂质的浓度随时间变化很小。例如，可通过短精馏柱来纯化丙烯酸，且可以一种简单的方式获得具有高含量的丙烯酸烯丙酯和其它杂质的丙烯酸。然后可通过简单的初步试验使聚合适应这种丙烯酸质量。然后，精馏本身可基于导向组分（如乙酸）而监测，其意味着精馏以导向组分含量保持恒定的方式操作。在本专利技术的一个特别优选的实施方案中，所连续供应的丙烯酸包含-至少0.0005重量%，优选至少0.001重量%，更优选至少0.002重量%且最优选至少0.0025重量%的调节杂质和/或-至少0.00005重量%，优选至少0.0001重量%，更优选至少0.0002重量%且最优选至少0.00025重量%的抑制杂质和/或-至少0.005重量%，优选至少0.01重量%，更优选至少0.02重量%且最优选至少0.025重量%的交联杂质。在本专利技术的一个极特别优选的实施方案中，所连续供应的丙烯酸包含-0.0005至0.1重量%，优选0.001至0.05重量%，更优选0.002至0.02重量%且最优选0.0025至0.01重量%的调节杂质和/或-0.00005至0.1重量%，优选0.0001至0.05重量%，更优选0.0002至0.02重量%且最优选0.00025至0.01重量%的抑制杂质和/或-0.005至1重量%，优选0.01至0.5重量%，更优选0.02至0.2重量%且最优选0.025至0.1重量%的交联杂质。所述杂质尤其为水、乙酸、丙烯醛、甲酸、甲醛、丙酸、呋喃-2-甲醛、呋喃-3-甲醛、苯甲醛、原白头翁素（protoanemonin）、马来酸酐、马来酸、二丙烯酸、丙烯酸烯丙酯、苯甲酸、氢醌和/或吩噻嗪。吸水性聚合物颗粒通过将单体溶液或悬浮液聚合而制备，所述聚合物颗粒通常是非水溶性的。丙烯酸和/或其盐在单体总量中的比例优选至少50mol％，更优选至少90mol％且最优选至少95mol％。所用的丙烯酸通常包含阻聚剂，优选氢醌单醚，作为储存稳定剂。因此，单体溶液优选包含最高达250重量ppm，优选最高达130重量ppm，更优选最高达70重量ppm，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，在每种情况下基于未中和的丙烯酸计。例如，可通过使用具有合适量的氢醌单醚的丙烯酸来制备该单体溶液。优选的氢醌单醚为氢醌单甲醚（MEHQ）和/或α-生育酚（维生素E）。合适的交联剂b）为具有至少两个适于交联的基团的化合物。这种基团为，例如，可自由基聚合至聚合物链中的烯键式不饱和基团，以及可与丙烯酸的酸基形成共价键的官能团。此外，可与丙烯酸的至少两个酸基形成配位键的多价金属盐也适合作为交联剂b）。交联剂b）优选为具有至少两个可自由基聚合至聚合物网络的可聚合基团的化合物。合适的交联剂b）为，例如，如EP0530438A1中所记载的乙二醇二甲基丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续制备吸水性聚合物颗粒的方法，包括将一种单体溶液或悬浮液聚合以得到聚合物凝胶，所述单体溶液或悬浮液包括：a）可至少部分被中和的丙烯酸，b）至少一种交联剂，c）至少一种引发剂，d）任选地一种或多种可与丙烯酸共聚的烯键式不饱和单体，以及e）任选地一种或多种吸水性聚合物，将所得的聚合物凝胶干燥、将干燥的聚合物凝胶粉碎以得到聚合物颗粒并将所得的聚合物颗粒分级，其中丙烯酸连续供应，所连续供应的丙烯酸具有小于99.8重量%的纯度且所连续供应的丙烯酸的纯度在24小时内变化小于2重量%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.03 EP 11168678.81.一种连续制备吸水性聚合物颗粒的方法，包括将一种单体溶液或悬浮液聚合以得到聚合物凝胶，所述单体溶液或悬浮液包括：a)可至少部分被中和的丙烯酸，b)至少一种交联剂，c)至少一种引发剂，d)任选地一种或多种可与丙烯酸共聚的烯键式不饱和单体，以及e)任选地一种或多种吸水性聚合物，将所得的聚合物凝胶干燥、将干燥的聚合物凝胶粉碎以得到聚合物颗粒并将所得的聚合物颗粒分级，其中丙烯酸连续供应，所连续供应的丙烯酸具有小于99.8重量％的纯度且所连续供应的丙烯酸的纯度在24小时内变化小于2重量％，所连续供应的丙烯酸包含调节杂质，和/或抑制杂质，和/或交联杂质，并且调节杂质的作用通过增加交联剂b)的量而补偿，和/或抑制杂质的作用通过增加引发剂c)的量而补偿，和/或交联杂质的作用通过降低交联剂b)的量而补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其中所连续供应的丙烯酸具有90至99重量％的纯度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所连续供应的丙烯酸的纯度在24小时内变化小于0.5重量％。4.根据权利要求1所述的方法，其中所连续供应...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·芬克，T·法伊弗，J·施罗德，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：