[发明专利]聚合方法

说明书

本发明涉及一种制备吸水性聚合物粒子的方法，其包括低稳定性单体溶液的惰化，以及涉及用于进行本方法的设备。

本发明的其他实施方案可由权力要求、说明书和实施例中得到。应当理解不偏离本发明的范围上文提到的和将在下文更特别描述的本发明的主题特征不仅可应用于每种情况下所指出的具体组合，也可应用于其他组合。

吸水性聚合物尤其为(共)聚合的亲水性单体的聚合物，一种或多种亲水性单体在适合的接枝基上的接枝(共)聚合物，交联纤维素醚或淀粉醚，交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚氧化烯或可溶胀于含水流体的天然产物例如瓜耳胶衍生物，优选基于部分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。这种聚合物作为吸收水溶液的产物用于生产尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品，还作为保水剂用于商品蔬菜种植业。

吸水性聚合物的制备例如描述于专论“Modern SuperabsorbentPolymer Technology”，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，或Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，第35卷，第73-103页中。优选的制备方法为溶液或凝胶聚合。在此技术中，首先制备单体混合物并分批中和，然后转移至聚合反应器，或首先基本上装入聚合反应器内。在其后的分批或连续方法中，进行反应以得到聚合物凝胶，该聚合物凝胶在搅拌聚合的情况下已成磨碎形式。随后将聚合物凝胶干燥，磨碎并筛分，然后转移至进一步表面处理。

连续聚合方法形成例如WO 01/38402的基础，其中将单体水溶液与引发剂和惰性气体一起连续供入具有至少两个轴向平行旋转轴的混合捏合机中。

连续凝胶聚合也由WO-A-03/004237、WO-A-03/022896和WO-A-01/016197中已知。

在聚合以前，单体溶液不含残余氧，这是由于氧抑制自由基聚合并影响聚合反应。在聚合之前和期间非常基本除去溶解氧防止抑制或终止聚合反应，以及尤其在连续制备方法中能使它们被引发并使聚合以可控方式进行并因此制备所需的吸水性聚合物。因此过去试图提供可从单体溶液中除去溶解氧的方法和/或设备不存在不足。通常，这些方法基于将单体溶液用惰性气体冲洗和除去富含氧的气相。在惰化中，惰性气体通常逆流穿过单体溶液。良好的混合可例如用喷嘴、静态或动态混合机或泡罩塔实现。

DE-A199 38 574描述了一种用于使单体溶液惰化的典型泡罩塔。根据申请，惰化由泡罩塔中另外的混合机工具支持并且监测惰化的单体溶液的氧含量。

并流惰化的实例描述于DE-A35 40 994中。根据申请，惰性气体通过水喷射泵而吸入单体溶液中。

所有方法的共同特征为要求相对大量的惰性气体和所用设备由于尤其在惰性气体与单体溶液之间的延长接触时间的情况下，惰化单体溶液的高聚合倾向而变得堵塞。根据DE-A-35 40 994，接触时间应因此限制至20秒的最大值(第11页第2段)。

EP-A-1 097 946再次指出富含氧的惰性气体必须在聚合之前除去。为此，申请建议各种方法，例如用超声波脱气(第9页，第34-42行)。

EP-A-0 827 753教导了多孔吸水性聚合物的制备。为制备多孔聚合物，使用大量惰性气体起泡的单体溶液聚合。不可避免的是一些稍稍富含氧的惰性气体在这里进入聚合反应器。

所有由现有技术已知的使单体溶液惰化的方法通常基于比较高水平的设备要求。单体溶液的惰化通常构成专用工艺步骤。此外，它还需要除去稍稍富含氧的气体混合物的废气管线。除高水平的设备要求外，惰性气体的需求量构成费用因素。发现的缺点是设备故障的倾向性，这是由于氧抑制剂的除去易于使得在设备本身或废气管线中发生过早聚合。

WO-A-03/051940公开了特别低脱色的吸水性聚合物粒子的制备。根据申请，使低稳定性部分中和的丙烯酸水溶液聚合。由于相对低稳定性，单体溶液的聚合倾向相应提高。

本发明的目的是提供一种制备如果有的话，仅具有低脱色的吸水性聚合物粒子的方法，聚合倾向在惰化期间降低。

本发明的其他目的是提供一种制备吸水性聚合物粒子的方法，其最佳使用用于惰化的惰性气体且具有低的故障倾向性。

此外，本发明方法还应适于连续聚合。