[发明专利]通过聚合单体溶液的液滴生产吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种通过在特定条件下在周围的气体相中聚合单体溶液的液滴来生产吸水性聚合物颗粒的方法，该方法包括使用至少一种亚磺酸、磺酸和/或其盐涂覆所述吸水性聚合物颗粒。

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

作为吸收水溶液的产品，吸水性聚合物颗粒被用于制造尿布、卫生棉条、卫生巾及其他卫生制品，以及作为商品园艺中的保水剂。吸水性聚合物颗粒也称作“超吸水性聚合物”或“超吸水剂”。

通过聚合单体溶液的液滴来制备吸水性聚合物颗粒记载于例如EP 0348180A1、WO 96/40427A1、US 5,269,980,DE 10314466A1、DE 10340253A1、DE 102004024437A1、DE 102005002412A1、DE 102006001596A1、WO 2008/009580A1、WO 2008/009598A1、WO 2008/009599A1、WO 2008/009612A1、WO 2008/040715A2、WO 2008/052971和WO 2008/086976A1。

在围绕液滴的气相中聚合单体溶液的液滴（“液滴化聚合”）可得到具有高的平均球形度（mSPHT）的圆形吸水性聚合物颗粒。所述平均球形度是聚合物颗粒的圆度的量度并且可以使用，例如，图像分析系统（Retsch Technology GmbH;Haan;德国）而测量。通过液滴化聚合而获得的吸水性聚合物颗粒通常为空心圆球体。

本发明的一个目的是提供具有改进性质的吸水性聚合物颗粒，即包括具有优异的机械稳定性和高的凝胶稳定性的吸水性聚合物颗粒。

本发明的另一个目的是提供具有高的堆密度和窄的粒径分布的吸水性聚合物颗粒。

该目的可通过制备吸水性聚合物颗粒的方法而实现，所述方法通过在周围经加热的气体相中聚合单体溶液的液滴并使所述气体并流流经聚合室而进行，其中所述气体离开聚合室的温度为90-150℃，聚合室内所述气体的速度为0.1-2.5m/s，该方法包括使用至少一种亚磺酸、磺酸和/或其盐涂覆所述吸水性聚合物颗粒。

本发明是基于这样的发现，使用至少一种亚磺酸、磺酸和/或其盐（尤其是羟基磺酸和/或其盐）涂覆可提高溶胀的吸水性聚合物颗粒的凝胶稳定性。

本发明还提供可通过本发明方法得到的吸水性聚合物颗粒，该吸水性聚合物颗粒的平均球形度（mSPHT）为0.86-0.99、堆密度至少为0.58g/cm³、平均粒径为250-550μm且具有一个孔腔的颗粒与具有多于一个孔腔的颗粒之比小于1.0，其中该吸水性聚合物颗粒由至少一种亚磺酸、磺酸和/或其盐涂覆。

本发明还提供包括本发明的吸水性聚合物颗粒的流体吸收制品。

发明的详细说明

所述吸水性聚合物颗粒通过在周围经加热的气相中聚合包括下列物质的单体溶液的液滴并使所述气体并流流经聚合室而制备，

a)至少一种带酸基并且可至少部分地被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)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体，

e)任选地，一种或多种水溶性聚合物，以及

f)水，

其中该气体离开聚合室的温度为90-150℃，聚合室内所述气体的速度为0.1-2.5m/s，该方法包括使用至少一种亚磺酸、磺酸和/或其盐来涂覆所述吸水性聚合物颗粒。

所述吸水性聚合物颗粒通常不溶于水但在水中可溶胀。

单体a)优选为水溶性的，即23℃下在水中的溶解度通常为至少1g/100g水，优选为至少5g/100g水，更优选为至少25g/100g水，最优选为至少35g/100g水。

合适的单体a)有，例如，烯键式不饱和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸和衣康酸。特别优选的单体是丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特别优选的是丙烯酸。

其他合适的单体a）有，例如，烯键式不饱和磺酸，如乙烯磺酸、苯乙烯磺酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（AMPS）。