[发明专利]超吸聚合物的连续制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超吸聚合物的连续制备方法。

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。

因为溶液或凝胶聚合是自由基聚合过程，所以该过程易受氧的存在的影响。在自由基聚合中，已知氧抑制聚合反应。尤其是在连续的聚合过程中，因为存在氧由于抑制和链终结反应而能够使聚合过程受控制地开始和进行，所以会产生许多问题。因此，在存在氧的情况下连续的聚合反应中，非常难以控制自由基聚合及由此控制最终超吸聚合物所期望的特性。此外，已知单体溶液用氧饱和，及通过将单体溶液送入反应器中而使非期望的大量溶解的氧引入聚合过程中。

因此，在现有技术中存在大量尝试在自由基聚合反应开始之前从单体溶液去除溶解的氧。此外，采取措施在惰性气氛中实施自由基聚合反应。

US-A-4,656,232公开了一种使α，β-烯键式不饱和单体聚合的方法，通过将单体水溶液和惰性气体均以连续流的形式输送至聚合位置，两股流或流体中的任一通过喷嘴平行地喷入其他的流，从而产生单体水溶液与惰性气体之间的强制接触，并在单体水溶液到达聚合位置之前从单体水溶液基本上去除溶解的氧，从而生成超吸树脂。然后，已去除溶解氧的单体水溶液与聚合引发剂混合，然后在惰性气体气氛中进行聚合。惰性气体的例子是氮气、二氧化碳、氩气、甲烷和乙烷。通过实施该过程，可以使单体水溶液中溶解氧的浓度从7ppm降低至0.1ppm。

WO-A-01/38402涉及超吸聚合物的连续制备方法。在该方法中，从单体溶液去除溶解的氧，然后通过引导惰性气体同向或逆向通过单体溶液而将单体溶液送入反应器中，从而通过阀门、静态或动态混合器或者通过鼓泡塔可以实现液相与气相之间的适当混合。引导由此惰化的单体溶液连同惰性气体流一起通过反应器。因此，WO-A-01/38402公开了惰性气体在该方法的两个不同阶段中的用途。首先通过施加惰性气体流从单体溶液去除溶解的氧，其次然后引导单体溶液连同惰性气体流一起通过反应器。惰性气体优选为稀有气体如氩气、一氧化碳、二氧化碳、六氟化硫或这些气体的混合物。仅在反应器中产生惰性气体流方面公开了通过反应器中的化学反应部分或完全地产生惰性气体的可能性，即混合捏合机。但是在WO-A-01/38402中，在使单体溶液惰化时使用氮气作为惰性气体以及使用惰性气体流通过反应器。这还可以从WO-A-01/38402的实施例中清楚地看出。

WO-A-03/022896特别是参考实施例公开了利用产生氮气流的鼓泡塔使单体混合物脱氧。仅公开了使用碳酸盐作为中和试剂以调节单体溶液所期望的中和程度。

EP-B-688 340参考实施例公开了一种通过在烧杯中制备单体混合物及因此在环境气氛中制备超吸聚合物的方法。通过添加碳酸钠在水中的溶液在搅拌的情况下进行中和。因此，在制备中和的单体溶液时，水溶液仍然用溶解的氧饱和。在实施例中，为了去除溶解的氧，向单体混合物喷射氮气1小时。因此，仅将碳酸盐用于中和的目的，没有任何去除溶解的氧的作用。

EP-A-827 753公开了一种用于制备能够迅速吸水的吸水树脂的方法。该方法的目的是制备海绵状凝胶以实现迅速的吸水性。这是通过使泡沫即包含分散的惰性气体气泡的单体溶液聚合而实现的。虽然在其说明书的概括部分描述为任选的成分，但是在该参考文献的所有实施例中在单体水溶液中均包含乳化剂以使泡沫稳定化。此外，在实施例中，首先使单体溶液脱氧，然后形成惰性气体，尤其是氮气气泡。因此，在进行聚合的泡沫中的惰性气体气泡基本上不含氧，这与在存在分散的惰性气体气泡的情况下进行聚合的教导是一致的。在分散的惰性气体气泡中存在氧会产生涉及抑制和链终结的上述问题。