[发明专利]制备吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中将含水聚合物凝胶在强制空气的带式干燥器中的循环运输带上干燥并且所述运输带表面的粗糙度为至少0.9μm。

吸水性聚合物颗粒被用于生产尿布、棉塞、卫生棉和其它卫生用品，也在园艺市场中用作保水剂。吸水性聚合物颗粒也被称为超吸收剂。

吸水性聚合物颗粒的制备述于专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，第71至103页。

通过聚合获得的含水聚合物凝胶通常借助强制空气的带式干燥器进行干燥。其中的问题是聚合物凝胶会在强制空气的带式干燥器的运输带上收缩。这导致的效果是随着干燥的进行，运输带不再被聚合物凝胶覆盖至全部的运输带宽度，并且一些干燥空气将绕过在边缘区域的未利用的运输带。

为了解决该问题，提出了使用多级强制空气的带式干燥器，其中在每种情况下将进行干燥的材料重新分布在下一个运输带上（也可参见“Perry’s Chemical Engineers’Handbook,第7版，McGraw-Hill，第12-48页）。

本发明的一个目的是提供一种改进的借助强制空气的带式干燥器来干燥含水聚合物凝胶的方法。

该目的通过一种制备吸水性聚合物颗粒的方法来实现，所述方法通过使包含如下组分的单体溶液或悬浮液聚合而进行：

a)至少一种带有酸基团且可以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)中所述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，

包括将所得的含水聚合物凝胶在强制空气的带式干燥器中借助循环运输带进行干燥，研磨，分级和任选的热表面后交联，其中所述循环运输带表面的粗糙度R_z为至少0.9μm。

所述循环运输带表面的粗糙度R_z优选为至少0.95μm，更优选为至少1μm，最优选为至少2μm。粗糙度R_z是最大剖面高度并且述于DIN EN ISO 4287中。

本发明基于以下发现：聚合物凝胶在干燥期间的收缩可通过选择合适的表面来降低，并且不会增加龟裂形成。其原因可能是在干燥期间待干燥的聚合物凝胶的温度高于玻璃化转变温度T_G。高于玻璃化转变温度T_G时，聚合物是弹性的并且发粘。由于其粘性，聚合物颗粒从而能够粘附在运输带的表面上，吸收产生的张力，并防止龟裂形成。这种在表面上的粘附性通过高粗糙度R_z来提升。

适于本发明方法的强制空气的带式干燥器述于，例如，专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，第89至92页中。

在本发明的方法中使用具有由不锈钢制成的运输带和接触产品的表面的强制空气的带式干燥器是有利的。在本文中可通过合适的表面处理例如通过喷砂处理将粗糙度R_z调节至所需值。经喷砂处理的钢表面具有比哑光或经抛光的钢表面更高的粗糙度R_z。

不锈钢通常具有的铬含量为10.5至13重量%。高铬含量导致在钢的表面上形成保护性的二氧化铬钝化层。其它合金成分提高耐腐蚀性并且改善机械性能。

特别合适的钢是具有例如至少0.08重量%的碳的奥氏体钢。除了铁、碳、铬、镍和任选的钼之外，奥氏体钢有利地包含其它的合金成分，优选为铌或钛。

优选的不锈钢是根据DIN EN 10020的材料编号为1.43xx或1.45xx的钢，其中xx可以为0至99的自然数。特别优选的材料是材料编号为1.4301、1.4541和1.4571的钢，尤其是材料编号为1.4301的钢。

循环运输带通常具有多个孔。在本发明的一个优选的实施方案中，循环运输带在垂直于传输方向上具有多个槽，所述槽排列成偏移的行且其长度优选为5至50mm，更优选为10至40mm，最优选为15至30mm，其宽度优选为0.5至5mm，更优选为1至4mm，最优选为1.5至3mm，并且其长宽比优选为2至20，更优选为5至15，最优选为8至12。

强制空气的带式干燥器的宽度优选为1至10m，更优选为2至7.5m，最优选为3至5m。