專利名稱：用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器和使用該聚合反應器的制備方法
技術領域：
本公開涉及一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，和使用該聚合反應器制備高吸水性聚合物的方法。
背景技術：
高吸水性聚合物(SAP)為能夠吸收大約五百倍至一千倍自身重量水分的合成聚合物材料，根據(jù)開發(fā)者的不同其具有不同的名稱高吸水性材料(SAM)、吸水凝膠材料(AGM)等。高吸水性聚合物已經(jīng)開始商業(yè)化地用于衛(wèi)生墊，以及最近，除了個人衛(wèi)生用品(如紙尿褲)之外，其被廣泛地用作園藝輔助物以向土壤提供水，用于土木工程或建筑的防水，用于培育幼苗的板材，在食品銷售領域保持新鮮的媒介物，用于包裝的材料等?！?br> 作為制備高吸水性聚合物的方法，已知反相懸浮聚合法、水溶液聚合法等。在日本公開專利公開昭56-161408、日本公開專利公開昭57-158209、日本公開專利公開昭57-198714等中均公開了反相懸浮聚合法。所述水溶液聚合法包括熱聚合法(其中，水凝膠型聚合物被破碎、冷卻并在裝配有多軸的捏和機中聚合)和光聚合法(其中，使高濃度的水溶液聚合，并同時通過向帶上的水溶液輻照UV等而對其進行干燥)。同時，為了得到具有優(yōu)異性能的水凝膠型聚合物，最近已經(jīng)廣泛使用如下方法向帶上提供預定量的單體組合物，并向其輻照光。然而，在帶上的聚合方法不具有高聚合效率，因為聚合能量源(例如，UV等)僅被傳遞至某些部分，以及由于殘留的單體，其在提高高吸水性聚合物的性能方面存在局限。因此，為了解決低轉化率和高殘留單體含量的問題(其已經(jīng)成為在帶上聚合的常規(guī)方法的問題)，本發(fā)明人研究(使用在帶上的聚合方法以制備具有優(yōu)異性能的高吸水性聚合物，從而完成了本發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其能夠制備具有低殘留單體含量和優(yōu)異性能的高吸水性聚合物，以及提供一種使用該聚合反應器制備高吸水性聚合物的方法。本發(fā)明提供了一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器，其分別包括兩個以上的旋轉軸；在所述軸之間安裝且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶；和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件，其中，設置所述第二帶式聚合反應器從而將聚合能量供給至與片型聚合物凝膠的第一側相反的第二側，其中將來自所述第一帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第一側。本發(fā)明還提供了一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器，其分別包括兩個以上的旋轉軸、安裝在所述軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件；和在所述第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器之間設置的聚合物凝膠粉碎部件，其中，設置所述聚合物凝膠粉碎部件和第二帶式聚合反應器從而在所述第一帶式聚合反應器中聚合的片型聚合物凝膠可以在所述聚合物凝膠粉碎部件中被粉碎，然后在所述第二帶式聚合反應器的傳送帶上被傳送。本發(fā)明還提供了一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括帶式聚合反應器，其包括兩個以上旋轉軸、安裝在所述軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上的第一聚合能量供給部件；第二聚合能量供給部件，安裝所述第二聚合能量供給部件以將聚合能量供給至在所述帶式聚合反應器中聚合且在所述傳送帶的末端跌落的片型聚合物凝膠的兩側。本發(fā)明還提供了一種使用上述用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器制備高吸水性聚合物的方法。


圖I為示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器。圖2為示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器。圖3為示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器。
具體實施例方式在下文中，將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器和使用該聚合反應器制備高吸水性聚合物的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器，其分別包括兩個以上的旋轉軸；在所述軸之間安裝且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶；和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件，其中，設置所述第二帶式聚合反應器從而將聚合能量供給至與片型聚合物凝膠的第一側相反的第二側，其中將來自所述第一帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第一側。如在制備高吸水性聚合物的方法的實施方式中所詳細解釋，上述用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器可以將來自所述第一帶式聚合反應器的聚合能量均勻地傳遞給片型聚合物凝膠(或單體組合物)的第一側和第二側(其為第一側的背面)。因此，聚合反應可以在所述片型聚合物凝膠的兩側同時均勻地進行，以提高聚合效率并使殘留單體含量最小化。此外，通過由聚合能量供給部件供給的聚合能量，交聯(lián)聚合反應可以在單體組合物和/或片型聚合物凝膠的整體體積中均勻地進行，因此，殘留單體含量可以被最小化，以及最終制備的高吸水性聚合物可以顯示優(yōu)異的性能。同時，在根據(jù)上述實施方式的聚合反應器中，將所述第二帶式聚合反應器安裝在所述第一帶反應器的下面。特別地，其可以設計為使得已經(jīng)從所述第一帶式聚合反應器的傳送帶的一個末端前進至另一末端的單體組合物可以跌落到所述第二帶式聚合反應器的傳送帶的一個末端，并前進至所述第二帶式聚合反應器的傳送帶的另一末端。也就是，為了設置所述第二帶式聚合反應器從而將聚合能量供給至與所述片型聚合物凝膠的第一側相反的第二側，其中將來自所述第一帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第一側，所述第二聚合反應器可以被安裝在所述第一帶式聚合反應器的下面。如果第二帶式聚合反應器以平行的方式被安裝在第一聚合反應器的下面，已經(jīng)前進至第一帶式聚合反應器的傳送帶的另一末端的片型聚合物凝膠可以跌落到第二帶式聚合反應器的一個末端而無需分離裝置，而因此，沒有將來自第一帶式聚合反應器的聚合能量直接地供給至片型聚合物凝膠的第二側可以被暴露在表面上并且直接地提供聚合能量。圖I示意性地顯示了所述聚合反應器。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的聚合反應器(100)由第一帶式聚合反應器(10)和第二帶式聚合反應器(20)組成，所述第一帶式聚合反應器包括旋轉軸(12)、傳送帶(14)和聚合能供給部件(16)，所述第二帶式聚 合反應器(20 )包括旋轉軸(22 )、傳送帶(24 )和聚合能量供給部件(26 )?？梢栽O置所述第二帶式聚合反應器從而可以將聚合能量供給至與片型聚合物凝膠的第一側相反的第二側，其中將所述第一帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第一側，因此，如圖I所示，可以將所述第二聚合反應器安裝在所述第一帶的下面。如圖I所示，供給至所述第一帶式聚合反應器的傳送帶(14)上的單體組合物通過所述旋轉軸(12)的旋轉隨著傳送帶(14)的移動從所述傳送帶的一個末端移動至另一末端。因此，在移動過程中，由第一聚合反應器的聚合能量供給部件(16)供給的能量，使所述單體組合物進行聚合反應。此外，已經(jīng)移動至第一帶式聚合反應器的另一末端的片型聚合物凝膠跌落到第二帶式聚合反應器(20)的一個末端，并前進至第二帶式聚合反應器的傳送帶(24)的另一末端。此時，為了使已經(jīng)移動至第一聚合反應器的另一末端的片型聚合物凝膠跌落從而將其供給至安裝在第一聚合反應器下面的第二帶式聚合反應器上，第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器的軸的移動方向可以彼此相反。這樣，所述片型聚合物凝膠可以跌落使得與已經(jīng)前進至第一帶式聚合反應器的另一末端的片型聚合物凝膠的第一側相反的第二側可以暴露在第二帶式聚合反應器的傳送帶的頂側上，以及其可以被傳送至第二帶式聚合反應器中，而無需單獨的操作。因此，聚合能量可以在供給至第二帶式聚合反應器的單體組合物的整個體積內均勻地供給，以及可以得到其中均勻地發(fā)生交聯(lián)聚合反應的聚合物凝膠。同時，根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種聚合反應器，其中，至少一個帶式聚合反應器被額外地安裝在根據(jù)上述實施方式的聚合反應器中的第二聚合反應器的下方，所述帶式聚合反應器包括兩個以上的旋轉軸、安裝在所述軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件。通過在多級中額外地安裝聚合反應器，聚合能量可以均勻地供給至所述片型聚合物凝膠的兩側以進一步提高聚合效率?？紤]到聚合反應條件、生產效率、生產量、生產成本等，可以確定在第二聚合反應器底部額外安裝的聚合反應器的數(shù)目，而不受限制。此外，根據(jù)上述實施方式的聚合反應器可以進一步包括在第一帶式聚合反應器的傳送帶的表面上形成的聚合物保護膜。供給至第一帶式聚合反應器的傳送帶的表面上的單體組合物具有一定程度的粘度，盡管其移動至所述傳送帶的末端，并進行聚合反應而形成片型聚合物凝膠，但是在帶表面與片型聚合物凝膠的接觸部分的帶的表面上保留了聚合物凝膠污染物。因此，如果所述聚合反應器運行一定時間，所述污染物可能與供給的單體組合物混合從而降低聚合效率并使最終制備的高吸水性聚合物的性能劣化。為了解決上述問題，第一帶式聚合反應器的傳送帶的表面在運行一定時間后應該單獨進行清潔。另一方面，在第二帶式聚合反應器的傳送帶表面的情況下，由于聚合反應已經(jīng)進行至一定程度，所以供給的是幾乎沒有粘性的片型聚合物凝膠，而因此已經(jīng)在第一傳送帶表面上出現(xiàn)的問題基本上不會再出現(xiàn)。同時，進一步包括在第一帶式聚合反應器的傳送帶表面上形成的聚合物保護膜的帶式聚合反應器可以克服第一帶式聚合反應器的帶表面污染的問題。特別地，所述聚合保護膜是在所述傳送帶的表面上形成的，從而在運行幾次或一段時間之后容易地被除去。此外，如果在運行一段時間之后除去污染的聚合物保護膜，然后加入新的聚合物保護膜，并運行所述帶式聚合反應器，則可以提高生產效率，并且操作會變得容易。
所述聚合物膜可以包括聚氯乙烯(PVC)膜，聚乙烯(PE)膜，特氟龍(聚四氟乙烯)膜，用特氟龍包覆的膜，選自PVC、PE和特氟龍中的兩種以上的聚合物復合膜，用選自PVC、PE和特氟龍中的兩種以上的聚合物復合膜包覆的膜等，但是不限于此。可以使用任何聚合物膜，只要其由具有高于某一水平的水分含量且聚合物凝膠不會粘附于其上的材料制成即可。同時，為了防止單體組合物粘附在第一聚合反應器的傳送帶的表面上，可以容易除去的聚合物保護膜可以被用作如上所述的保護膜，或者所述第一帶式聚合反應器的傳送帶表面本身可以用所述單體組合物或聚合物凝膠不容易粘附的材料包覆?？梢杂糜诎菜鰝魉蛶П砻娴牟牧喜皇芴貏e限制，只要其可以容易地分離聚合物凝膠，且優(yōu)選地，可以使用特氟龍、硅(或聚酰亞胺等。此外，所述帶表面可以用包含選自特氟龍、硅和聚酰亞胺中的兩種以上的共聚物包覆。而且，根據(jù)上述實施方式的聚合反應器可以進一步包括導引構件(50)，其用于將從第一帶式聚合反應器的傳送帶的另一末端跌落的單體組合物傳送到第二聚合反應器的傳送帶的一個末端上。所述導引構件(50)示于圖I中。盡管在沒有導引構件的情況下，已經(jīng)前進至第一帶式聚合反應器的另一末端的片型聚合物凝膠可以自由跌落在第二帶式聚合反應器的傳送帶上，并可以進行進一步的聚合反應，但是導引構件的安裝使得更容易將所述片型聚合物凝膠傳送至第二帶式聚合反應器上。根據(jù)在第一帶式聚合反應器中聚合的片型單體組合物的粘度、對第一帶式聚合反應器的粘附程度等，可以大致的確定所述導引構件與聚合反應器的內壁之間的角度。優(yōu)選地，可以設置導引構件從而使得其與聚合反應器的內壁之間的角度為約10°至75°，以及在一些情況下，可以設計所述內壁和導引構件的連接部件(joining part)從而控制角度。為了將在第一帶式聚合反應器中聚合的片型聚合物凝膠容易地供給至第二帶式聚合反應器中，所述導引構件與聚合反應器內壁之間的角度可以更優(yōu)選地為約5°至50°，且最優(yōu)選約10°至45°。此外，在根據(jù)上述實施方式的聚合反應器中，所述聚合能量供給部件不受特別限制，只要其可以將聚合能量傳遞給用于制備高吸水性聚合物的單體組合物，以及其可以選自UV輻照部件、熱風供應部件、微波輻射部件和紅外輻射部件。優(yōu)選地，第一帶式聚合反應器的聚合能量供給部件可以為UV輻照部件，以及第二帶式聚合反應器的聚合能量供應部件可以選自UV輻射部件、熱風供給部件、微波輻射部件和紅外輻射部件。如果UV輻射部件被用作第一帶式聚合反應器的聚合能量供給部件，則聚合能量可以被均勻地傳遞給廣泛地供給至第一帶式聚合反應器的片狀單體組合物，而因此可以有效地發(fā)生交聯(lián)聚合反應。此外，如有必要，可以沿著所述傳送帶的長度方向安裝多個聚合能量供給部件。圖I顯示了一種聚合反應器，其中在第一帶式聚合反應器(10)中安裝了一個聚合能量供給部件(16)，但是根據(jù)運行條件可以安裝多個聚合能量供給部件。此外，所述聚合能量供給部件可以優(yōu)選地位于所述傳送帶的一側的上方，傳送帶的這一側是供給單體組合物且為聚合反應開始的地方。此外，所述聚合反應器可以進一步包括位于第一帶式聚合反應器的傳送帶的一個末端上方的單體組合物供給部件(30)。進一步包括單體組合物供給部件(30)的聚合反應·器示于圖I中。所述聚合反應器可以進一步包括位于第二帶式聚合反應器的傳送帶的另一末端的聚合物凝膠排放部件(40)，以及進一步包括聚合物凝膠排放部件(40)的聚合反應器不于圖I中。此外，所述聚合反應器可以進一步包括連接到所述聚合物凝膠排放部件(40)上的聚合物凝膠粉碎部件(70)。然后，將來自第二帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第二側以最終聚合片型聚合物凝膠(60)，其可以通過聚合物凝膠排放部件
(40)從所述聚合反應器中排出，以及在連接的聚合物凝膠粉碎部件(70)中可以進行初步粉碎。所述聚合物凝膠粉碎部件(70)不受特別限制，只要其包括能夠初步地粉碎所述片型聚合物凝膠的粉碎機即可。特別地，所述聚合物凝膠粉碎部件可以包括選自立式粉碎機(verticalpulverizer)、潤輪切碎機(turbo cutter)、潤輪研磨機(turbo grinder)、旋轉切碎機(rotary cutter mill)、切碎機(cutter mill)、盤磨機(disc mill)、碎片壓碎機(shred crusher)、壓碎機(crusher)、切斷機(chopper)和盤形統(tǒng)刀(disccutter)中的至少一種粉碎裝置，但是并不限于此。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器，以及設置在所述第一帶式聚合反應器與第二帶式聚合反應器之間的聚合物凝膠粉碎部件，其中所述第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器分別包括兩個以上的旋轉軸、安裝在所述兩個軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件，其中，設置所述聚合物凝膠粉碎部件和第二帶式聚合反應器從而在第一帶式聚合反應器中聚合的片型聚合物凝膠可以在所述聚合物凝膠粉碎部件中被粉碎，然后在所述第二帶式聚合反應器的傳送帶上被傳送。圖2示意性地顯示了如上所述的進一步包括設置在第一和第二帶式聚合反應器之間的聚合物凝膠粉碎部件(70)的聚合反應器。如圖2所示，已經(jīng)前進至第一帶式聚合反應器(10)的末端的片型聚合物凝膠(60)通過第一帶式聚合反應器的傳送帶的移動跌落到聚合物凝膠粉碎部件(70)中，并且在所述聚合物凝膠粉碎部件中被粉碎為預定的尺寸，然后粉碎的聚合物凝膠(61)跌落至第二帶式聚合反應器的傳送帶的表面上，并且通過由第二帶式聚合反應器的聚合能量供給部件(26)供給的聚合能量沿著帶的前進方向進行聚合。此外，所述聚合反應器可以進一步包括在第二帶式聚合反應器的帶上形成的粒子混合部件(28)。所述粒子混合部件(28)示于圖2中。通過所述粒子混合部件，供給第二帶式聚合反應器的聚合物凝膠粒子可以被均勻地供給來自第二帶式聚合反應器的聚合能量，并聚合而不會團聚。安裝在第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器之間的聚合物凝膠粉碎部件的結構不受特別限制，只要其可以初步地粉碎所述片型聚合物凝膠即可。具體地，其可以包括立式粉碎機、渦輪切碎機、渦輪研磨機、旋轉切碎機、切碎機、盤磨機、碎片壓碎機、壓碎機、切斷機、盤形銑刀或其組合，但是并不限于此。所述聚合反應器可以進一步包括位于所述聚合物凝膠粉碎部件(70)上的添加劑供給部件(72)。進一步包括添加劑供給部件的聚合反應器示于圖2中。
通過所述添加劑供給部件，可以加入用于促進所述片型聚合物凝膠粉碎的多種添加劑，以及可以供給的添加劑的具體實例可以包括用于防止粉末團聚的試劑(例如蒸汽、水)、表面活性劑、無機粉末(例如陶瓷或二氧化硅)等，和過硫酸鹽型引發(fā)劑、偶氮型引發(fā)齊U、熱聚合引發(fā)劑(如過氧化氫和抗壞血酸)、環(huán)氧型交聯(lián)劑、二醇交聯(lián)劑、包含雙官能團或多官能團的丙烯酸酯的交聯(lián)劑和例如包含羥基的單官能團化合物的交聯(lián)劑，但是并不限于此。此外，所述聚合反應器可以進一步包括導引構件，其用于將在第一帶式聚合反應器中聚合的片型聚合物凝膠傳送至聚合物凝膠粉碎部件中，或將在聚合物凝膠粉碎部件中粉碎的聚合物凝膠傳送至第二帶式聚合反應器的傳送帶上。根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，提供了一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括帶式聚合反應器，其包括兩個以上旋轉軸、安裝在所述軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上的第一聚合能量供給部件；和安裝以將來自UV輻照部件(81)的聚合能量供給至片型聚合物凝膠(60)的兩側的第二聚合能量供給部件(80)，其中所述片型聚合物凝膠在所述帶式聚合反應器中聚合，以及在所述傳送帶的末端跌落?？梢詫⒌诙酆夏芰抗┙o部件設計為與跌落的片型聚合物凝膠(60)的兩側平行從而在已經(jīng)前進至帶式聚合反應器末端的片型聚合物凝膠的兩側上供給來自UV輻照部件(81)的聚合能量。如圖3所示，可以設計第二聚合能量供給部件(80)使得其可以被設置在多級的傳送帶的末端的下方，以及所述片型聚合物凝膠(60)被彎曲并且沿著多級的第二聚合能量供給部件移動。根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，提供了一種使用上述聚合反應器制備高吸水性聚合物的方法。具體地，在根據(jù)上述實施方式的聚合反應器中制備高吸水性聚合物的方法包括以下步驟將單體組合物供給至第一帶式聚合反應器的傳送帶上，所述單體組合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體和聚合引發(fā)劑；當通過第一帶式聚合反應器的旋轉軸的旋轉使所述第一帶式聚合反應器的傳送帶和單體組合物前進時，將聚合能量供給至所述單體組合物的第一側，從而形成片型聚合物凝膠；將所述片型聚合物凝膠傳送至第二帶式聚合反應器的傳送帶上從而可以將聚合能量供給至與所述片型聚合物的第一側相反的第二側，其中將來自第一帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第一側；和當通過第二帶式聚合反應器的旋轉軸的旋轉使第二帶式聚合反應器的傳送帶和所述片型聚合物凝膠前進時，將聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第二側，從而使其進行聚合反應。根據(jù)上述制備方法，由于在供給至傳送帶的單體組合物的整個體積內可以供給聚合能量，所以可以提高聚合效率以提高制備效率，以及由于均勻地傳遞聚合能量，可以進行均勻聚合反應以使殘留單體含量最小化，因此制備具有優(yōu)異性能的高吸水性聚合物。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了使用進一步包括位于第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器之間的聚合物凝膠粉碎部件的聚合反應器制備高吸水性聚合物的方法。具體地，所述方法包括以下步驟將單體組合物供給至第一帶式聚合反應器的傳送帶上，所述單體組合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體和聚合引發(fā)劑；當通過第一帶式聚·合反應器的旋轉軸的旋轉使所述第一帶式聚合反應器的傳送帶和單體組合物前進時，將聚合能量供給至所述單體組合物的第一側，從而形成片型聚合物凝膠；將所述片型聚合物凝膠傳送至設置在所述第一和第二聚合反應器之間的聚合物凝膠粉碎部件中；在所述聚合物凝膠粉碎部件中粉碎所述片型聚合物凝膠；將在所述聚合物凝膠粉碎部件中粉碎的聚合物凝膠傳送至第二帶式聚合反應器中；和將聚合能量供給至傳送至第二帶式聚合反應器中的聚合物凝膠，從而使其進行聚合反應。這樣，通過初步粉碎在第一帶式聚合反應器中形成的片型聚合物凝膠，然后將其供給至第二帶式聚合反應器中并進行進一步的聚合，在整個聚合物凝膠粒子中可以均勻地傳遞聚合能量以提高聚合效率。在將片型聚合物凝膠傳送至粉碎部件的步驟中，可以從添加劑供給部件中額外地供給選自熱聚合引發(fā)劑、用于防止粉末團聚的試劑或交聯(lián)劑中的至少一種添加劑。通過加入添加劑，可以提高粉碎效率，并且可以進一步提高在第二帶式聚合反應器中的聚合效率。熱聚合引發(fā)劑、用于防止粉末團聚的試劑和交聯(lián)劑的種類不受特別限制，只要它們通常用于制備高吸水性聚合物即可。 此外，在所述粉碎步驟中，為了提高第二帶式聚合反應器中的聚合效率，所述聚合物凝膠可以優(yōu)選被粉碎成直徑為約Imm至25mm,更優(yōu)選為約5mm至20mm,最優(yōu)選為約7mm至 15mm。根據(jù)本發(fā)明的再一實施方式，提供了一種使用用于制備高吸水聚合物的聚合反應器制備高吸水聚合物的方法，所述聚合反應器包括以如下方式安裝的第二聚合能量供給部件使得聚合能量可以供給至片型聚合物凝膠的兩側，其中所述片型聚合物凝膠在帶式聚合反應器中聚合并且從所述傳送帶的另一末端跌落。具體地，所述方法包括以下步驟將單體組合物供給至所述帶式聚合反應器的傳送帶上，所述單體組合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體和聚合引發(fā)劑；當通過所述帶式聚合反應器的旋轉軸的旋轉使所述帶式聚合反應器的傳送帶和單體組合物前進時，將聚合能量供給至所述單體組合物的第一側，從而形成片型聚合物凝膠；將已經(jīng)前進至所述帶式聚合反應器的末端的片型聚合物凝膠傳送至第二聚合能量供給部件；和將來自第二聚合能量供給部件的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的兩側，從而使其進行聚合反應。所述第二聚合能量供給部件可以具有示于圖3中的形式，其中，從所述帶式聚合反應器中跌落的片型聚合物凝膠被彎曲并在多級的第二聚合能量供給部件之間移動，以及所述聚合能量被均勻地供給至片型聚合物凝膠的兩側以提高聚合效率。在根據(jù)上述述實施方式的制備高吸水性聚合物的方法中，優(yōu)選地，為了便于操作，第一和第二帶式聚合反應器的傳送帶的移動速度是相同的。所述移動速度可以根據(jù)單體組合物的供給速度、帶的長度和寬度等大致地確定，以及考慮到聚合效率，其可以為大約O. 5m/min 至 10m/min,且優(yōu)選約 lm/min 至 9m/min。此外，所述單體組合物包含聚合引發(fā)劑。如果在所述聚合能量供給部件中輻照UV，則其可以包含光聚合引發(fā)劑，以及如果供給熱風，其可以包含熱聚合引發(fā)劑。然而，即使通過UV輻照僅進行光聚合，由于通過UV輻照可能產生一定量的熱，以及通過作為放熱反應的聚合反應的進行可以產生一定程度的熱量，因此，也可以進一步包含熱聚合引發(fā)劑。具體地，所述熱聚合引發(fā)劑可以包括過硫酸鹽型引發(fā)劑、偶氮型引發(fā)劑、過氧化氫、抗壞血酸或其組合。具體地，所述過硫酸鹽型引發(fā)劑的實例可以包括過硫酸鈉(Na2S208)、過硫酸·鉀(K2S208)、過硫酸銨((NH4)2S2O8)等，以及所述偶氮型引發(fā)劑的實例可以包括2，2-偶氮雙(2-脈基丙燒)二鹽酸鹽(2，2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride)、2，2-偶氮雙- (N, N- 二亞甲基)異丁基脒二鹽酸鹽(2，2-azobis-(N, N-dimethylene)isobutyramidinedihydrochloride)、2_(氨基甲?；嫉?異丁腈、2，2~ 偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、4，4-偶氮雙-(4-氰基戊酸)等。更多種熱引發(fā)劑記載在Odian, “Principles of Polymerization (Wiley, 1981)” 第 203 頁中。所述光聚合引發(fā)劑可以包括苯偶姻醚、二烷基苯乙酮、羥基烷基酮、乙醛酸苯酯、芐基二甲基酮、?；ⅰⅵ?氨基酮及其組合。酰基膦的具體實例可以包括通常使用的Lucirin ΤΡ0，即2，4，6-三甲基-苯甲?；?三甲基氧化膦。更多種類的光聚合引發(fā)劑記載在 Reinhold Schwalm, “UV Coatings:Basics, Recent Developments and NewApplications (Elsevier 2007)”第 115 頁中。所述水性烯鍵式不飽和單體不受特別限制，只要其通常用于制備高吸水性聚合物即可。其可以包括陰離子單體及其鹽、包含非離子親水基團的單體、包含氨基的不飽和單體和其季銨化的化合物，及其組合。所述水性烯鍵式不飽和單體的具體實例可以包括陰離子單體及其鹽，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、富馬酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯?；彝榛撬?、2-甲基丙烯?；彝榛撬峄?-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸；包含非離子親水基團的單體，例如，(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；和包含氨基的不飽和單體及其季銨化的化合物，例如，(N, N)- 二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯或(N，N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺；及其組合。更優(yōu)選地，可以使用丙烯酸或其鹽，以及如果將丙烯酸或其鹽用作單體時，可以得到大大提高吸水性的高吸水性聚合物。在所述單體組合物中的水性烯鍵式不飽和單體的濃度可以根據(jù)聚合時間、反應條件等大致地確定，并且其可以優(yōu)選為約25 55wt%，更優(yōu)選約30 52wt%，且最優(yōu)選35 50wt%。如果所述水性烯鍵式不飽和單體的濃度低于25wt%，則就經(jīng)濟效益而言其是不利的，以及如果其超過55wt%時，在所述聚合的聚合片的粉碎過程中的粉碎效率可能較低。所述單體組合物的供給速度可以根據(jù)所述傳送帶的移動速度和在聚合能量供給部件中供給的聚合能量的供給量和強度大致地確定。然而，為了在供給至所述帶的單體組合物的整個體積內有效的交聯(lián)聚合反應和制備效率，所述單體組合物可以以約O. 5cm至5cm的厚度供給至所述傳送帶。更優(yōu)選地，其可以以大約O. 7至4cm的厚度，最優(yōu)選約I至
3.5cm的厚度供給。在根據(jù)上述實施方式的制備方法中，如果在所述能量供給部件中輻照UV，則根據(jù)供給單體組合物的濃度、在所述傳送帶上的供給的厚度、傳送帶的移動速度、傳送帶的總長度等可以大致地確定UV輻照部件的光輻照量。優(yōu)選地，UV可以以約O. lmff/cm2至300mW/cm2,更優(yōu)選約O. 5至200mW/cm2,且最優(yōu)選約O. 8至150mW/cm2的量福照。
此外，如果使用包括第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器的聚合反應器制備高吸水性聚合物，則為了便于操作，可以從與第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器具有相同強度的聚合能量供給部件供給聚合能量。然而，由于供給至第二帶式聚合反應器中的片型聚合物凝膠或粉碎的聚合物凝膠已經(jīng)在第一帶式聚合反應器中被聚合至一定的程度，所以可以以與來自第一帶式聚合反應器的聚合能量供給部件供給的能量相比低100%的強度向第二帶式聚合反應器供給聚合能量。如果第二帶式聚合反應器的聚合能量供給部件為UV輻照部件，其優(yōu)選以約O. lmff/cm2至300mW/cm2的光輻照量輻照，以及與第一帶式聚合反應器的UV輻照部件的光輻照量相比，其可以以25%至100%的光輻照量輻照。此外，在上述實施方式中，在第二帶式聚合反應器中完成第二聚合之后，所述聚合物片的水分含量可以通常為約30wt%至65wt%。所述聚合物片的水分含量為現(xiàn)存的水分相對于總的聚合物重量的含量，以及定義為從所述聚合物的重量中減去干燥狀態(tài)的聚合物的重量得到的值。具體而言，如在下面的實驗實施例I中所述，其定義為在通過紅外輻照加熱而升高所述聚合物的溫度以使其干燥的過程中，通過測量根據(jù)在聚合物中的水分蒸發(fā)的重量損失得到的計算值。如在實驗實施例I中所述，在其中溫度從室溫升高至180°C，然后保持在180°C，包括5分鐘的升溫步驟的總的干燥時間為20分鐘的干燥條件下，測量所述水分含量。此外，可以粉碎所述聚合的片型聚合物凝膠或聚合物凝膠粒子。通過粉碎，可以提高在之后實施的干燥步驟的干燥效率。在所述粉碎過程中，所述聚合物片可以被一般地粉碎為幾個毫米至數(shù)百毫米。優(yōu)選地，考慮到干燥效率，可以將其粉碎使得所述粉碎的聚合物的直徑可以變?yōu)榧s2_至20_。其可以優(yōu)選被粉碎使得在粉碎后的水凝膠型聚合物粒子的直徑可以變?yōu)榧s2_至20_。如果其被粉碎至直徑小于2_，粉碎消耗過量的能量，以及如果超過20_，所述粉碎的聚合物凝膠的表面積會變得過小，而在之后實施的干燥步驟的效率可能不會提高。更優(yōu)選地，其可以被粉碎使得在粉碎后的水凝膠型聚合物粒子的直徑可以變?yōu)榧s3mm至IOmm,最優(yōu)選約3mm至8mm。此外，可以干燥所述粉碎的聚合物粒子以最終地制備粉末形式的高吸水性聚合物?？梢詫嵤┧龈稍锊襟E使得水凝膠型聚合物的水分含量可以變?yōu)榧s1 七％至5被％。在即將干燥之前或剛剛干燥之后，可以將所述水凝膠型聚合物粒子與表面交聯(lián)劑混合以表面處理所述聚合物粒子。通過所述表面處理，如果用于尿布的最終產品，可以制備具有優(yōu)異性能的高吸水性聚合物，所述優(yōu)異性能例如增壓吸收性(pressurized absorption power)和優(yōu)異的傳輸水分性且同時具有低的凝膠阻擋性(gel blocking)。所述表面交聯(lián)劑不受特別限制，只要其為能夠與聚合物的官能團反應的化合物即可，且優(yōu)選地，其可以包括多價醇、多價環(huán)氧化合物、多價胺化合物、碳酸亞烷基酯、多價噁唑啉化合物、鹵帶環(huán)氧化合物、鹵代環(huán)氧化合物和多胺的加成產物、聚酰胺和表鹵代醇的混合物，及其組合。多價醇的具體實例可以包括丙二醇、丙三醇、丁二醇等，多價環(huán)氧化合物的實例可以包括乙二醇二縮水甘油醚，以及所述多價胺的具體實例可以包括聚乙烯亞胺等。加入進行表面處理的聚合物粒子中的表面交聯(lián)劑的含量可以根據(jù)加入的表面交聯(lián)劑的種類或反應條件大致地確定，以及基于100重量份的聚合物，其可以為約O. 001至5重量份，優(yōu)選約O. 01至3重量份，且更優(yōu)選約O. 05至2重量份。水分含量為約lwt%至5wt%的聚合物(其被干燥、用表面交聯(lián)劑表面處理，然后再 干燥，或者其被干燥后接著用表面交聯(lián)劑表面處理)被最終粉碎并以粒徑為約150 μ m至850 μ m的高吸水性聚合物粉末的形式提供。用于制備高吸水性聚合物粉末的粉碎機的結構不受特別限制，只要其可以將聚合物粉碎為聚合物粉末的形式即可。特別地，可以使用球磨機(pin mi 11)、錘磨機、螺旋磨(screw mill )、棍軋機、盤磨機、慢磨機(jog mill)等。在下文中，通過下面的實施例將詳細地解釋本發(fā)明。然而，這些實施例僅用于闡述本發(fā)明，而本發(fā)明的范圍并不限于此。實施例聚合物片的制備實施例I :使用包括設置在兩級之間的帶式聚合反應器的聚合反應器稱量400g的丙烯酸，以及混合IOg的在10%的丙烯酸中稀釋的三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)溶液和2. Ig的在2%的丙烯酸中稀釋的引發(fā)劑(Lucirin TPO :2，4，6-三甲基-苯甲?；?三甲基氧化膦)溶液而制備混合溶液(混合溶液A)。單獨地，將456g的35%的苛性鈉稀釋在250g的水中而制備混合溶液(混合溶液B)。將混合溶液A和B加入到溫度受控的夾套式反應器中，在攪拌它們時充分混合，以及保持混合溶液的溫度從而不超過70°C，從而制備包含丙烯酸和丙烯酸酯的單體組合物。此外，將分別包括由長度為Im和寬度為20cm的硅制成的傳送帶的兩個帶式聚合反應器以上和下兩級的方式安裝，然后將黑光UV燈分別安裝在各傳送帶上方的20cm處，從而制備了聚合反應器。在設置在上級的第一帶式聚合反應器的帶上，供給液態(tài)的單體組合物使得厚度變?yōu)?cm，然后使所述帶以50cm/min的速度移動以及以光量為I. 4mff/cm2的UV輻照從而引發(fā)
壞人
口 O在所述第一帶式聚合反應器中聚合的片型聚合物跌落到第二帶式聚合反應器的傳送帶上，在第一帶式聚合反應器中沒有輻照UV的片型聚合物的背面被輻照以進行聚合。所述第二帶式聚合反應器中的UV輻照部件的輻照量控制為I. 4mW/cm2。將所述帶的移動速度固定為50cm/min的同時，運行所述第二帶式聚合反應器。_2] 實施例2 :聚合物片的制備除了第一和第二帶式聚合反應器的傳送帶為代替硅的不銹鋼網(wǎng)帶之外，使用與實施例I相同的聚合反應器和在與實施例I相同的條件下進行聚合得到聚合物片。
實施例3 :聚合物片的制備除了在完成在第一帶式聚合反應器中的聚合之后，使用切割器粉碎所述聚合物片，然后傳送至第二帶式聚合反應器之外，以與實施例I相同的方法得到聚合片。對比實施例I :在一級的傳送帶中的聚合物片的制備制備長度為2m且寬度為20cm的帶式聚合反應器。將在實施例I中制備的單體組合物供給至以50cm/min的移動速度運行的帶式反應器的帶上至沉積厚度為2cm。在供給所述單體組合物的同時，從安裝在所述帶上方的UV輻照部件以I. 4mff/cm2的輻照量輻照UV而進行光聚合反應，由此得到聚合物片。將在根據(jù)對比實施例I的帶式聚合反應器中的UV輻照部件安裝在所述帶的上方。對比實施例2 :聚合物片的制備
除了以lm/min的移動速度運行所述帶之外，在與對比實施例2相同的條件下聚合而得到聚合物片。對比實施例3 :聚合物片的制備使用其中在所述帶式聚合反應器的末端安裝了一個額外的UV輻照部件的帶式聚合反應器。設計安裝在所述帶式聚合反應器的末端的UV輻照部件使得UV以5. 6mff/cm2的光輻照量輻照所述單體組合物30秒。因此，除了在所述帶的末端進一步強烈且更短地進行UV輻照(其為聚合反應的終點)之外，通過以與對比實施例I相同的方法進行聚合而得到聚合物片。對比實施例4 :在泡沫形成后通過聚合反應制備聚合物除了將供給的單體組合物的溫度控制在約80°C以允許形成泡沫之外，在與對比實施例I相同的條件下進行聚合。在加入溫度控制為約80°C的單體組合物之后，15秒后開始產生泡沫，所述泡沫朝向所述帶的寬度方向和上端(upper stage)發(fā)生，并且觀察到泡沫以初始的單體組合物的體積的50倍以上的體積發(fā)生。在實施例和對比實施例的聚合物初步粉碎之后，最終的干燥和最終的粉碎使用絞肉機(meat chopper)初步粉碎根據(jù)上述實施例和對比實施例制備的聚合物片，并將初步粉碎的聚合物粒子加入到設定為150°C的空氣烘箱(Jeotech)中并干燥3小時。在食物混合機(Hanil Electric，型號FM681)中粉碎干燥的水凝膠型聚合物粒子30秒，然后使用30至50目的網(wǎng)狀網(wǎng)分類為300至600 μ m直徑的聚合物粉末，并評估所述聚合物的性能。實驗實施例水凝膠型聚合物的水分含量和高吸水性聚合物粉末的性能的評估實驗實施例I :水凝膠型聚合物的水分含量的評估根據(jù)上述實施例和對比實施例的聚合物的水分含量測量如下。在通過紅外輻射加熱使聚合物的溫度升高并使其干燥的過程中，通過測量在聚合物中水分蒸發(fā)的重量損失來測量聚合物的水分含量。所述干燥條件包括升溫至180°C并使其保持在180°C，以及將包括5分鐘的溫度升高步驟在內的總的干燥時間設定在20分鐘。實驗實施例2 :殘留單體含量的測量將在實施例I和對比實施例中得到的Ig的各聚合物粉末在包含Ikg的水和裝配有2. 5cm的旋轉棒(spin bar)的燒杯中以500rpm攪拌I小時而萃取未反應的丙烯酸。使用液相色譜(LC)分析所萃取的溶液以確定殘留的丙烯酸的量。
_4] 實驗實施例3 :聚合效率(轉化率)的評估在干燥前,將O. 5g的水凝膠在包含Ikg的水和裝配有2. 5cm的旋轉棒(spin bar)的燒杯中以500rpm攪拌I小時而萃取未反應的丙烯酸。使用液相色譜(LC)分析所述溶液以確定殘留的丙烯酸的量，通過其計算轉化率。為了評估實施例和對比實施例中的高吸水性聚合物粉末的性能，進行下面的實驗。實驗實施例4 :保水能力測量通過上述方法分類的粒子的保水能力。根據(jù)EDANA方法WSP 241. 2測量保水能力。具體而言，將分類為3(Γ50目的O. 2g的樣品置入到茶葉袋中，浸泡在O. 9%的鹽水溶·液中，然后在設定為250G離心機中用3分鐘除去水，測量所述重量而測量由高吸水性聚合物保持水的量。實驗實施例5 :水溶性成分對于由上述方法分類的粒子，測量水溶性成分。根據(jù)EDANA方法WSP270. 2測量水溶性成分。具體而言，將I. Og的分類為3(Γ50目的樣品加入到200g的O. 9%的鹽水溶液中，在500rpm的攪拌下浸泡16小時,然后用濾紙過濾所述水溶液。所述過濾的溶液用pH值為
10.O的苛性鈉溶液初步滴定，然后用pH值為2. 7的鹽酸溶液進行反滴定，并將沒有交聯(lián)的聚合物材料的量計算為水溶性成分。表I
殘留 體含保水能力水溶性成分 水分含MM(轉化率) ，，、 ，
/ rw、/、…、(g/g)(Wt%)
(wt%)(ppm)(%)66
實施例 I49.8120099.34113
實施例 25L42100 42!4
實施例 3542130099Α4012
對比實施例I50535009X23813
對比實施例 245.21300096.14825
對比實施例 348.8270098.33712
對比實施例 44X2210009 84221從上面的實驗結果可以確認在兩級帶式聚合反應器中聚合的高吸水性聚合物具有較低的殘留單體含量和高聚合效率(轉化率)。具體而言，可以確認與其中使用相同長度的帶式聚合反應器的對比實施例I至3相比，如果使用實施例I至3的聚合反應器，UV被均勻地輻照在所述聚合物的兩側，并且在所述聚合物的整個表面上均勻地發(fā)生聚合反應，而因此殘留的單體含量較低并且可以得到具有高聚合效率的高吸水性聚合物。此外，可以確認與對比實施例中的高吸水性聚合物相比，根據(jù)所述實施例制備的高吸水性聚合物具有高保水能力，并且同時具有較低的水溶性成分含量。作為吸水性能的高吸水性聚合物的保水能力涉及高吸水性聚合物基本的性能，以及所述水溶性成分含量為在高吸水性聚合物中可以溶于水中的成分的含量，例如，低分子量聚合物成分的含量。—般而言，保水能力越高，評估高吸水性聚合物的性能越優(yōu)異，以及如果水溶性成分含量越低，評估高吸水性聚合物的性能越優(yōu)異，因為當應用于家庭日用品(例如紙尿布等)時，用戶由于潮濕存在輕微的不愉快。然而，由于已經(jīng)公知水溶性成分的含量隨著保水能力的增加而增加，難以提高高吸水性聚合物的整體性能。然而，與通過常規(guī)方法制備的高吸水性聚合物相比，由于根據(jù)實施例I至3的高吸水性聚合物是在兩級帶式聚合反應器中制備的，均勻地進行所述單體組合物的混合、聚合、 粉碎等，而因此其顯示低水溶性成分含量的優(yōu)異性能，并且還具有高保水能力。
權利要求
1.一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括 第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器，其分別包括兩個以上的旋轉軸；安裝在所述軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶；和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件， 其中，設置所述第二帶式聚合反應器從而將聚合能量供給至與片型聚合物凝膠的第一側相反的第二側，其中將來自所述第一帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第一側。
2.根據(jù)權利要求I所述的聚合反應器，其中，在所述第一帶式聚合反應器的下方安裝所述第二帶式聚合反應器， 以及，已經(jīng)從所述第一帶式聚合反應器的傳送帶的一個末端前進至另一個末端的片型聚合物凝膠跌落至所述第二帶式聚合反應器的傳送帶的一個末端，并前進至所述第二帶式聚合反應器的傳送帶的另一末端。
3.根據(jù)權利要求2所述的聚合反應器，其進一步包括 額外地安裝在所述第二聚合反應器下方的至少一個帶式聚合反應器，該帶式聚合反應器包括兩個以上的旋轉軸、安裝在所述旋轉軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件。
4.根據(jù)權利要求I所述的聚合反應器，其進一步包括在所述第一帶式聚合反應器的傳送帶的表面上形成的聚合物保護膜。
5.根據(jù)權利要求2所述的聚合反應器，其進一步包括導引構件，所述導引構件用于將已經(jīng)前進至所述第一帶式聚合反應器的傳送帶的另一末端的片型聚合物凝膠傳送至所述第二帶式聚合反應器的傳送帶的一個末端。
6.根據(jù)權利要求I所述的聚合反應器，其中，所述第一帶式聚合反應器的聚合能量供給部件為UV輻照部件，以及 所述第二帶式聚合反應器的聚合能量供給部件選自UV輻照部件、熱風供給部件、微波輻照部件和紅外輻射部件。
7.一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括 第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器，其分別包括兩個以上的旋轉軸、安裝在所述軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上方的聚合能量供給部件；和 設置在所述第一帶式聚合反應器和第二帶式聚合反應器之間的聚合物凝膠粉碎部件， 其中，設置所述聚合物凝膠粉碎部件和第二帶式聚合反應器從而使在所述第一帶式聚合反應器中聚合的片型聚合物凝膠在所述聚合物凝膠粉碎部件中被粉碎，然后在所述第二帶式聚合反應器的傳送帶上被傳送。
8.根據(jù)權利要求7所述的聚合反應器，其進一步包括在所述第二帶式聚合反應器的帶上形成的粒子混合部件。
9.根據(jù)權利要求7所述的聚合反應器，其進一步包括在所述聚合物凝膠粉碎部件上的添加劑供給部件。
10.根據(jù)權利要求7所述的聚合反應器，其進一步包括導引構件，所述導引構件用于將在所述第一帶式聚合反應器中聚合的片型聚合物凝膠傳送至所述聚合物凝膠粉碎部件中，或將在所述聚合物凝膠粉碎部件中粉碎的聚合物凝膠傳送至所述第二帶式聚合反應器中的傳送帶上。
11.一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，其包括 帶式聚合反應器，其包括兩個以上的旋轉軸、安裝在所述軸之間且形成通過所述旋轉軸的旋轉以預定方向前進的傳送帶和設置在所述傳送帶上的第一聚合能量供給部件；和 第二聚合能量供給部件，安裝所述第二聚合能量供給部件以將聚合能量供給至在所述帶式聚合反應器中聚合且在所述傳送帶的末端跌落的片型聚合物凝膠的兩側。
12.根據(jù)權利要求11所述的聚合反應器，其中，在所述傳送帶的末端的下方以多級的方式設置所述第二聚合能量供給部件，以及 所述片型聚合物凝膠被彎曲并沿著所述第二聚合能量供給部件的多級移動。
13.—種在權利要求I中所述的聚合反應器中制備高吸水性聚合物的方法，其包括以下步驟 將單體組合物供給至所述第一帶式聚合反應器的傳送帶上，所述單體組合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體和聚合引發(fā)劑； 當通過所述第一帶式聚合反應器的旋轉軸的旋轉使所述單體組合物和第一帶式聚合反應器的傳送帶移動時，將聚合能量供給至所述單體組合物的第一側從而形成片型聚合物凝膠； 將所述片型聚合物凝膠傳送到所述第二帶式聚合反應器的傳送帶上從而將聚合能量供給至與所述片型聚合物凝膠的第一側相反的第二側，其中將來自所述第一帶式聚合反應器的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第一側；和 當通過所述第二帶式聚合反應器的旋轉軸的旋轉使所述第二帶式聚合反應器的傳送帶和片型聚合物凝膠移動時，將聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的第二側，從而使其進行聚合反應。
14.一種在權利要求7中所述的聚合反應器中制備高吸水性聚合物的方法，其包括以下步驟 將單體組合物供給至所述第一帶式聚合反應器的傳送帶上，所述單體組合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體和聚合引發(fā)劑； 當通過所述第一帶式聚合反應器的旋轉軸的旋轉使所述第一帶式聚合反應器的傳送帶和單體組合物移動時，將聚合能量供給至所述單體組合物的第一側，從而形成片型聚合物凝膠； 將所述片型聚合物凝膠傳送至設置在所述第一聚合反應器和第二聚合反應器之間的聚合物凝膠粉碎部件中； 在所述聚合物凝膠粉碎部件中粉碎所述片型聚合物凝膠； 將在所述聚合物凝膠粉碎部件中粉碎的聚合物凝膠傳送至第二帶式聚合反應器中；和 將聚合能量供給至已經(jīng)傳送至所述第二帶式聚合反應器中的聚合物凝膠，從而使其進行聚合反應。
15.一種在權利要求11中所述的聚合反應器中制備高吸水性聚合物的方法，其包括以下步驟 將單體組合物供給至所述帶式聚合反應器的傳送帶上，所述單體組合物包含水溶性烯鍵式不飽和單體和聚合引發(fā)劑； 當通過所述帶式聚合反應器的旋轉軸的旋轉使所述帶式聚合反應器的傳送帶和單體組合物移動時，將聚合能量供給至所述單體組合物的第一側，從而形成片型聚合物凝膠； 將已經(jīng)前進至所述帶式聚合反應器末端的片型聚合物凝膠傳送至所述第二聚合能量供給部件；和 將來自所述第二聚合能量供給部件的聚合能量供給至所述片型聚合物凝膠的兩側，從而使其進行聚合反應。
16.根據(jù)權利要求13至15中任一項所述的方法，其中，所述傳送帶的移動速度為O. 5m/min 至 10m/mino
17.根據(jù)權利要求13至15中任一項所述的方法，其中，在所述傳送帶上以O.5cm至5cm的厚度供給所述單體組合物。
18.根據(jù)權利要求13至15中任一項所述的方法,其中，以O.lmff/cm2至300mW/cm2的光輻照量輻照UV，從而供給聚合能量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備高吸水性聚合物的聚合反應器，和使用該聚合反應器制備高吸水性聚合物的方法。更具體而言，所述聚合反應器可以均勻地將聚合能量供給至片型聚合物的兩側，且更有效地運行以提高產率，以及可以使殘留的單體含量最小化以制備具有優(yōu)異性能的高吸水性聚合物。
文檔編號B01J19/08GK102946991SQ201180030552
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權日2010年6月22日
發(fā)明者李相琪, 金琪哲, 金圭八, 樸晟秀, 元泰英, 林圭, 韓章善 申請人:Lg化學株式會社