[发明专利]除去金属杂质的方法

说明书

本发明涉及从包含吸水聚合物颗粒的产品物质流中除去金属杂质的方法。

吸水聚合物颗粒被用于生产尿布、棉塞、卫生棉或其他卫生用品，也在园艺市场中被用作保水物质。所述吸水聚合物颗粒还被称作超吸收剂(superabsorbent)。

专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，71至103页中描述了吸水聚合物颗粒的生产。

所述吸水聚合物颗粒的特性可通过例如所用交联剂的量来调整。随着交联剂的量增加，离心保持容量(centrifuge retention capacity，CRC)下降并且在21.0g/cm²(AUL0.3psi)压力下的吸收历经最大值。

为了改善应用特性——例如尿布中溶胀凝胶床的渗透性(SFC)和49.2g/cm²(AUL0.7psi)压力下的吸收，吸水聚合物颗粒一般被表面后交联。这增加所述颗粒表面的交联度，使得49.2g/cm²(AUL0.7psi)压力下的吸收和离心保持容量(CRC)至少部分地减弱。该表面后交联可在水性凝胶相中进行。但是，优选地将经干燥研磨并且过筛的聚合物颗粒(基础聚合物)用表面后交联剂进行表面包被、热表面交联并且干燥。适于此目的交联剂是可与所述吸水聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的化合物。

EP 1 422 257A1描述了通过磁性分离装置从包含吸水聚合物颗粒的产品物质流中除去杂质的方法。

本发明的一个目的是提供改善的生产吸水聚合物颗粒——更具体而言是更少的产品损坏和对所述杂质的更高选择程度的分离——的方法。

所述目的通过以下生产吸水聚合物颗粒的方法实现，所述方法是通过聚合单体溶液或悬浮液来实施，所述单体溶液或悬浮液包含：

a)至少一种带有酸性基团的可被至少部分中和的烯键式不饱和单体，

b)至少一种交联剂，

c)至少一种引发剂，

d)任选地一种或多种可与a)的单体共聚的烯键式不饱和单体，和

e)任选地一种或多种水溶性聚合物，

金属杂质通过磁性分离装置从包含吸水聚合物颗粒的产品物质流中除去，其中所述产品物质流的温度为35至90℃。

所述产品物质流的温度优选地是40至80℃，更优选地是45至70℃，最优选为50至60℃。

所述产品物质流中的所述吸水聚合物颗粒的含水量优选为1至20重量％，更优选2至10重量％，最优选为2.5至5重量％，通过EDANA推荐测试方法No.WSP 230.2-05″Moisture Content″来确定。

本发明基于以下发现：即吸水聚合物颗粒生产中磁性分离装置的使用导致由于额外的机械应力而引起的磨损增加。

所述磁性分离经常是吸水聚合物颗粒生产中的最后加工步骤。因此该磨损的材料不会除去因此使产品性能恶化。

所述吸水聚合物颗粒的机械稳定性可通过热处理以及还可通过确立最小含水量而被显著提高。相反地，过高温度减弱磁场。

相反，应该避免过高的含水量和过高温度的结合，因为所述吸水聚合物颗粒的粘着性在这种情况下会增加。

当所述吸水聚合物颗粒在较高温度——例如超过160℃的温度下热后处理(例如为了表面后交联)时，所述吸水聚合物材料具有很低的含水量。因此，在所述磁性分离装置上游增加所述吸水聚合物颗粒的含水量是有利的。

含水量通常是通过在合适的混合装置中加入水或水性溶液来增加的。有利地使用具有高速混合工具的混合器，因为它们使所述吸水聚合物颗粒结块的倾向最小化。影响结块倾向的其他参数是所述吸水聚合物颗粒的温度和用于润湿的所述水性溶液的离子强度。结块的倾向随着温度和离子强度的增加而降低。

所述磁性分离装置的内表面具有优选至少60°，更优选至少90°，最优选至少100°的相对于水的接触角。接触角是润湿性能的一个量度，根据DIN 53900测量。所述磁性分离装置的内表面是与所述产品物质流直接接触的表面。

所述磁性分离装置的磁体有利地具有相对于水有合适接触角的聚合材料涂层或鞘。合适的鞘可以是例如所述磁体插入其中的聚合材料壳。

合适的聚合材料是，例如，聚烯烃、聚酯、聚酰胺、氟化聚烯烃、环氧树脂和有机硅树脂。特别优选的聚合材料是氟化聚烯烃，如聚四氟乙烯。