[发明专利]超吸聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超吸聚合物的制备方法。

背景技术

吸水性聚合物的制备例如汇总于F.L.Buchholz和A.T.Graham的“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，Wiley-VCH，1998或Ullmann’s Encyclopedia Industrial Chemistry，第6版，第35卷，第73-103页。优选的制备方法是溶液或凝胶聚合。若使用该技术，通常将制得的单体混合物以分批式中和，然后转移至聚合反应器中，然后分批或连续地聚合成聚合物凝胶，其在搅拌聚合的情况下进行粉碎。然后对聚合物凝胶进行干燥、研磨和筛选，及任选实施表面处理。

例如WO-A-01/38402、WO-A-03/004237、WO-A-03/022896和WO-A-01/16197描述了连续聚合的方法。

由于保护环境的规定，在超吸聚合物的制备方法中产生的气体流必须在排气之前加以净化。由此产生的废物必须加以处理和处置，这增加了该方法的总成本。此外，在超吸聚合物的制备方法中产生的气体流可包含有价值的成分，如单体或聚合物粉尘或微粒，其在抛弃所述废物流时损失掉。因此，在工业中存在利用该废物流而不损害该方法的总效率尤其是不损害产品品质的需求。

WO-A-03/022896公开了一种在包含至少3个区域的反应器系统中连续制备超吸聚合物的方法，其中第一区域是初始区域，将包含初始系统的含水单体混合物在引发聚合的条件下送入其中，第二区域是凝胶相区域，而第三区域是粒化区域。根据一个优选的实施方案，反应器在真空下运行，任何在真空管线中所含的水发生凝结，及将冷凝物再循环至第三区域以提高聚合物凝胶在第三区域中的流动性。WO-A-03/022896没有提及在冷凝物中包含任何其他的成分。因为该方法是在含水系统中实施的，所以水是该方法中的中性成分。因此，WO-A-03/022896无法给出可以利用包含大量杂质的废物流而不损害该方法的总效率的任何启示。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供超吸聚合物的制备方法，其中可以利用在该方法中产生的废物流而不损害产品品质。

该问题是通过超吸聚合物的制备方法解决的，该方法包括：

(a)制备所选的用于在聚合之后提供超吸聚合物的单体的含水混合物，

(b)将所述单体混合物送至反应器，

(c)含水单体混合物在所述反应器中进行自由基聚合以获得超吸聚合物凝胶，及

(d)从所述反应器取出所述超吸聚合物凝胶，

(e)干燥从所述反应器取出的所述超吸聚合物凝胶，

其中，由该方法的任意阶段排出的至少一股废气流在排气之前用碱性水溶液进行洗气以获得含水洗液，将其至少部分地再循环至该方法的任意步骤(a)至(e)。

优选将含水洗液至少部分地再循环至该方法的任意步骤(a)至(d)。

根据一个实施方案，本发明的方法在步骤d)和e)之间还包括：

(A)若实施至少一个根据(B)的工艺步骤，则将超吸聚合物凝胶传输至根据(B)的后期工艺步骤；

(B)任选实施任一以下的步骤以及它们任意顺序的组合：

(1)对超吸聚合物凝胶定径(sizing)；

(2)对超吸聚合物凝胶粒化；

(3)在凝胶储存罐中保持超吸聚合物凝胶；及

(C)将超吸聚合物凝胶传输至干燥装置；

其中至少部分地将含水洗液再循环至干燥步骤(e)之前的任一工艺步骤。

在本发明方法的过程中产生的任何排气流可以在将其排放至大气之前加以处理以将工厂的排放量限制到所需的标准。该排气流可以是惰性气体流，其用于使单体溶液、来自反应器、来自凝胶定径的排气流和由凝胶干燥操作产生的主气流脱氧。来自储存罐、尤其是来自丙烯酸罐的排气流以及任选来自产品后期处理过程的气流也可以被引导至洗气装置以进行净化。

根据一个实施方案，洗气装置包括用填充料填充的垂直塔，如拉西环，将稀释的苛性碱从顶部喷洒至塔的充填料并向下流动穿过充填料进入洗气装置的底部区域。为了进行净化将排气流送至塔的底部，并以其途径至塔的项部，用充填料细分气流，并由水相吸收杂质。