[发明专利]通过在气相中液滴聚合而生产吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种通过在气相中液滴聚合而生产吸水性聚合物颗粒的方 法，其中在聚合之后将聚合物颗粒在流化床干燥器中干燥，还涉及吸水性 聚合物颗粒本身、包含这些吸水性聚合物颗粒的卫生制品和实施所述方法 的设备。

本发明的其它实施方案可由权利要求、说明书和实施例看出。因此， 应理解的是，在上文所述的以及将在下文更具体描述的本发明主题的特征 不仅可以以所述特定的组合使用，还可以以其它不脱离本发明范围的组合 使用。

吸水性聚合物颗粒的生产描述于专论Modern Superabsorbent Polymer Technology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH， 1998，第71-103页中。

吸水性聚合物作为可吸收水溶液的产品用来生产尿布、棉塞、卫生棉 和其它卫生制品，也作为保水剂用于商品蔬菜种植。

吸水性聚合物的性能可经由交联度控制。随着交联度增加，凝胶强度 增加而吸收能力降低。因此，随着负载下吸收率(Absorbency Under Load (AUL))增加，离心保留能力(Centrifuge Retention Capacity(CRC))降低(尽 管在非常高的交联度下负载下吸收率也降低)。

为改进其性能特征，例如尿布中的盐水导流率(Saline Flow Conductivity(SFC)和负载下吸收率(AUL)，通常将吸水性聚合物颗粒进行 后交联。这仅增加颗粒表面的交联度，使得可至少在某种程度上使负载下 吸收率(AUL)和离心保留能力(CRC)消除相互影响。后交联可在含水凝胶 相中进行。然而，优选用后交联剂表面涂覆研磨并筛分的基础聚合物颗粒， 并将其干燥并热后交联。有用的后交联剂包括包含至少两个可与亲水聚合 物的羧酸根基团形成共价键的基团的化合物。

喷雾聚合是一种组合了聚合与干燥步骤的方法。此外，经由合适的工 序管理可使粒度在一定范围内可控。

通过喷雾聚合生产吸水性聚合物颗粒的方法例如描述于EP-A-0 348 180、WO-A-96/40427、DE-A-103 14 466、DE-A-103 40 253和 DE-A-102004024437中。

US-5,269,980描述了喷雾聚合和液滴聚合。

本发明的目的是提供一种生产吸水性聚合物颗粒的改进方法。

我们发现该目的通过一种在气相中液滴聚合而生产吸水性聚合物颗粒 的方法实现，该方法包括在聚合之后将聚合物颗粒干燥并选择性地聚集和/ 或后交联，其中干燥在流化床中进行。

在液滴聚合中，将单体溶液计量加入气相中以形成液滴。单体的液滴 化例如可使用液滴化板进行。

液滴化板为具有至少一个钻孔的板，其中液体向下通过该钻孔。使该 液滴化板或液体摆动，这在液滴化板的下侧每个钻孔产生了一条理想的单 分散的液滴链。

根据所需能力和液滴尺寸来选择钻孔的数目和尺寸。液滴直径通常为 钻孔直径的1.9倍。重要的是待液滴化的液体不会过快地通过钻孔，即越 过钻孔的压降不太大。否则的话，液体不会液滴化，相反由于高的动能液 体射流裂开(形成喷雾)。单体溶液通过钻孔的速率优选小于0.2m/s，更优 选小于0.1m/s，最优选小于0.05m/s。越过钻孔的压降优选小于1巴，更 优选小于0.5巴，最优选小于0.3巴。

液滴化板通常具有至少1个，优选至少10个，更优选至少50个且通 常至多10000个，优选至多5000个，更优选至多1000个钻孔，其中钻孔 通常在液滴化板上优选以所谓的三角形间距，即三个钻孔同时形成等边三 角形的角的方式形成均匀分布。

钻孔的直径适合所需液滴尺寸。钻孔的直径通常至少50μm，优选至 少75μm，更优选至少100μm且通常至多1000μm，优选至多600μm， 更优选至多300μm。

可优选将液滴化板置于同样具有钻孔的载板上。载板中的钻孔的直径 大于液滴化板中的钻孔的直径并且以使得液滴化板中的各钻孔位于载板中 的同心钻孔上方的方式配置。所述配置允许快速更换液滴化板例如以可产 生具有另一尺寸的液滴。这种液滴化板和载板的系统应被认为是用于本发 明目的的液滴化板，即液滴化板/载板系统的下侧为液滴化板的下侧。

也可使用气动拉伸模具、旋转、切割射流或快速有效的微阀模具进行 液滴化。