專利名稱：用于再潤(rùn)濕表面后交聯(lián)吸水性聚合物顆粒的方法
用于再潤(rùn)濕表面后交聯(lián)吸水性聚合物顆粒的方法本發(fā)明涉及一種制備吸水性聚合物顆粒的方法，其中表面后交聯(lián)吸水性聚合物顆粒被再潤(rùn)濕和分級(jí)，并且其中再潤(rùn)濕和分級(jí)之間的時(shí)間為至少15分鐘。吸水性聚合物顆粒用來(lái)制造尿布、棉塞、衛(wèi)生巾和其它衛(wèi)生用品，還可用作商品園藝中的保水劑。該吸水性聚合物顆粒也被稱作超吸收劑。吸水性聚合物顆粒的制備記載于專著“Modern Superabsorbent PolymerTechnology”，F(xiàn). L. Buchholz 和 Α. Τ. Graham, ffiley-VCH, 1998，第 71 至 103 頁(yè)。吸水性聚合物顆粒的性質(zhì)可例如通過(guò)所用交聯(lián)劑的量來(lái)調(diào)節(jié)。隨著交聯(lián)劑用量的增加，離心保留容量(centrifuge retention capacity, CRC)下降且21. Og/cm2壓力下的吸收(AULO. 3psi)經(jīng)過(guò)一個(gè)極大值。為了改善應(yīng)用特性，例如尿布中溶脹凝膠床的滲透性(SFC)以及在49. 2g/cm2的壓力下的吸收量(AULO. 7psi)，通常對(duì)吸水性聚合物顆粒進(jìn)行表面后交聯(lián)。這增加了顆粒表面的交聯(lián)度，使49. 2g/cm2壓力下的吸收量(AUL0.7psi)與離心保留容量(CRC)間的相互影響至少部分消除(decouple)。這種表面后交聯(lián)可在水性凝膠相中進(jìn)行。然而，優(yōu)選地將經(jīng)干燥、研磨并過(guò)篩的聚合物顆粒(原料聚合物)用表面后交聯(lián)劑進(jìn)行表面涂覆并進(jìn)行熱表面后交聯(lián)。適于此目的的交聯(lián)劑是能與吸水性聚合物顆粒的至少兩個(gè)羧基形成共價(jià)鍵的化合物。在所述熱表面后交聯(lián)后，所述吸水性聚合物顆粒一般具有小于1重量％的水分含量。這會(huì)增加所述聚合物顆粒起靜電的傾向。所述聚合物顆粒起靜電會(huì)影響用量準(zhǔn)確度，例如在尿布生產(chǎn)中。該問(wèn)題一般通過(guò)如下途徑解決通過(guò)加入水或水性溶液(再潤(rùn)濕)建立確定的水分含量。用于再潤(rùn)濕的方法公開在例如WO 98/49221A1和EP 0780424A1中。吸水性聚合物顆?？梢越柚鷼鈩?dòng)輸送系統(tǒng)運(yùn)送。用于氣動(dòng)輸送的方法記載于例如WO 2007/104657A2、W02007/104673A2和WO2007/104676A1 中。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于制備吸水性聚合物顆粒的改良方法，尤其是防止和/或改善過(guò)小聚合物顆粒的去除。此目的通過(guò)制備吸水性聚合物顆粒的方法實(shí)現(xiàn)，該方法通過(guò)聚合包含以下物質(zhì)的單體溶液或懸浮液而實(shí)施a)至少一種具有酸基團(tuán)且可至少被部分中和的烯鍵式不飽和單體，b)至少一種交聯(lián)劑，c)至少一種引發(fā)劑，d)任選地一種或多種可與a)中提及的單體共聚合的烯鍵式不飽和單體，以及e)任選地一種或多種水溶性聚合物，該方法包含干燥、研磨、分級(jí)和表面后交聯(lián)，其中i)將所述表面后交聯(lián)聚合物顆粒再潤(rùn)濕，ii)任選地，將所述再潤(rùn)濕的聚合物顆粒氣動(dòng)輸送，并且
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iii)將所述再潤(rùn)濕的聚合物顆粒分級(jí)，其中所述再潤(rùn)濕i)和所述分級(jí)iii)之間的時(shí)間是至少15分鐘。所述再潤(rùn)濕i) 一般通過(guò)在合適的混合單元中加入水性液體進(jìn)行。合適的水性液體有水、水性溶液和水性分散體。使用具有高速混合元件的混合器是有利的，因?yàn)檫@會(huì)使所述吸水性聚合物顆粒形成團(tuán)塊的傾向最小化。影響形成團(tuán)塊傾向的其他參數(shù)有所述吸水性聚合物顆粒的溫度和用于再潤(rùn)濕的水性溶液的離子強(qiáng)度。形成團(tuán)塊的傾向隨溫度升高和離子強(qiáng)度增加而降低。因此，提供給所述再潤(rùn)濕i)的吸水性聚合物顆粒的溫度優(yōu)選為40至80°C，更優(yōu)選45至75°C，最優(yōu)選50至70°C?？捎糜谠贊?rùn)濕i)的混合器不受任何限制。優(yōu)選使用具有旋轉(zhuǎn)混合元件的混合器。根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于所述產(chǎn)品流方向的位置，具有旋轉(zhuǎn)混合元件的混合器分成立式混合器和臥式混合器。用臥式混合器進(jìn)行再潤(rùn)濕是有利的。合適的具有活動(dòng)混合元件的臥式混合器有例如螺桿式混合器、圓盤式混合器、槳式混合器、螺旋帶式混合器和連續(xù)流式混合器。所述水性液體可在高速混合器中或具有低攪拌器速度的混合器中噴涂。優(yōu)選的臥式混合器有連續(xù)流式混合器。合適的連續(xù)流式混合器可獲自例如 Gebrder Ruberg GmbH&Co KG，Nieheim，Germany。臥式混合器的內(nèi)壁具有，相對(duì)于水，優(yōu)選小于80°、更優(yōu)選小于65°、最優(yōu)選小于50°的接觸角。所述接觸角是潤(rùn)濕行為的量度，根據(jù)DIN 53900測(cè)量。使用其接觸產(chǎn)品的內(nèi)壁由不銹鋼制成的臥式混合器是有利的。不銹鋼的鉻含量一般是10. 5至13重量％鉻。高鉻含量會(huì)導(dǎo)致由二氧化鉻在鋼表面組成的保護(hù)性鈍化膜。其他合金組分可增加耐腐蝕性并改善機(jī)械性能。特別合適的鋼有奧氏體鋼，其具有例如至少0.08重量％的碳。有利地，所述奧氏體鋼，除了包含鐵、碳、鉻、鎳和任選的鉬之外，還包含其它合金組分，優(yōu)選鈮或鈦。優(yōu)選的不銹鋼是根據(jù)DIN EN 10020材料號(hào)為1. 45xx的鋼，其中xx可以是0至99的自然數(shù)。特別優(yōu)選的材料有材料號(hào)1. 4541和1. 4571的鋼，特別是材料號(hào)1. 4571的鋼。有利地，將與產(chǎn)品接觸的臥式混合器的內(nèi)壁拋光。與無(wú)光澤或粗糙的鋼表面相比，拋光的不銹鋼表面具有較低的粗糙度和與水較小的接觸角。在臥式混合器中的停留時(shí)間優(yōu)選1至180分鐘，更優(yōu)選2至60分鐘，最優(yōu)選5至20分鐘。臥式混合器中混合元件的圓周速度優(yōu)選0. 1至lOm/s，更優(yōu)選0. 5至5m/s，最優(yōu)選0. 75 至 2. 5m/s ο表面后交聯(lián)吸水性聚合物顆粒以相當(dāng)于優(yōu)選0. 01至6、更優(yōu)選0. 05至3、最優(yōu)選0. 1至0. 7的夫勞德數(shù)(Froude number)的速度移進(jìn)臥式混合器。對(duì)于具有水平安裝的混合元件的混合器，所述夫勞德數(shù)定義如下
權(quán)利要求
1.一種制備吸水性聚合物顆粒的方法，該方法通過(guò)聚合包含以下物質(zhì)的單體溶液或懸浮液而實(shí)施a)至少一種具有酸基團(tuán)且可至少被部分中和的烯鍵式不飽和單體，b)至少一種交聯(lián)劑，c)至少一種引發(fā)劑，d)任選地一種或多種可與a)中提及的單體共聚合的烯鍵式不飽和單體，以及e)任選地一種或多種水溶性聚合物，所述方法包括干燥、研磨、分級(jí)和表面后交聯(lián)，其中i)將所述表面后交聯(lián)聚合物顆粒再潤(rùn)濕， )任選地，將所述再潤(rùn)濕的聚合物顆粒氣動(dòng)輸送，并且iii)將所述再潤(rùn)濕的聚合物顆粒分級(jí)，其中所述再潤(rùn)濕i)和所述分級(jí)iii)之間的時(shí)間是至少15分鐘。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述吸水性聚合物顆粒通過(guò)形成共價(jià)鍵進(jìn)行表面后交聯(lián)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中將多價(jià)陽(yáng)離子另外用于所述表面后交聯(lián)。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述提供給所述再潤(rùn)濕i)的吸水性聚合物顆粒具有40至80°C的溫度。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中再潤(rùn)濕i)用包含以下物質(zhì)的水性溶液或水性分散體實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)顆粒物質(zhì)、膠態(tài)溶解的無(wú)機(jī)物質(zhì)、有機(jī)聚合物、陽(yáng)離子聚合物和/或多價(jià)陽(yáng)離子的鹽。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所述提供給所述分級(jí)iii)的吸水性聚合物顆粒具有40至80°C的溫度。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中所述分級(jí)iii)借助平行滾筒篩選機(jī)進(jìn)行。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中至少95重量％的所述吸水性聚合物顆粒具有至少150 μ m的粒度。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中至少95重量％的所述吸水性聚合物顆粒具有最大600 μ m的粒度。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其中所述吸水性聚合物顆粒具有至少15g/g的離心保留容量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備吸水性聚合物顆粒的方法，其中將表面后交聯(lián)吸水性聚合物顆粒再潤(rùn)濕和分級(jí)，并且其中再潤(rùn)濕和分級(jí)之間的時(shí)間間隔為至少15分鐘。
文檔編號(hào)C08J3/24GK102574941SQ201080045490
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者J·施羅德, M·威斯曼特爾, R·芬克, T·法伊弗 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司