[发明专利]生产吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本申请是2008年12月8日提交的发明名称为“生产吸水性聚合物颗粒的方法”的第200880120683.7号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种生产吸水性聚合物颗粒的方法，包括通过输送螺杆(1)将固体添加剂加入聚合物凝胶，其中通过添加通道(2)将所述固体添加剂和一种气体体积流(gas volume flow)供给至该输送螺杆(1)。

背景技术

吸水性聚合物颗粒的生产描述于专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”,F.L.Buchholz and A.T.Graham,Wiley-VCH,1998,第71至103页。

吸水性聚合物用于生产尿布、棉塞、卫生棉和其他卫生用品中，还可作为保水剂用于商品蔬菜种植业中。

WO 2001/38402A1和WO 2003/22896 A1公开了一种在具有至少两个轴向平行的轴的捏合反应器中连续生产吸水性聚合物颗粒的方法，其中反应混合物在轴向上传输通过捏合反应器。

WO 2007/003619 A1公开了一种用于将固体、粘性液体或溶剂分散性添加剂添加至用于生产吸水性聚合物颗粒的反应器的反应器内部的装置。为了避免在提供添加剂时将氧引入到反应室内，可以用惰性气体吹扫该装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种生产吸水性聚合物颗粒的改进方法。

所述目的可通过一种生产吸水性聚合物颗粒的方法来实现，所述方法通过聚合含有以下物质的单体水溶液或悬液而进行：

a)至少一种携带酸性基团并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)任选地，可与a)中所述单体共聚的一种或者多种烯键式和/或烯丙型不饱和单体，和

d)任选地，一种或多种水溶性聚合物；

包括以下步骤：

i)在聚合反应器中进行溶液聚合，从而在该聚合反应器中获得聚合物凝胶，

ii)在溶液聚合期间和/或之后通过至少一个输送螺杆(1)将至少一种固体添加剂加入聚合物凝胶，通过添加通道(2)将所述固体添加剂供给至所述输送螺杆(1)，并

iii)将所述固体添加剂混合至所述聚合物凝胶之中；

其中气体体积流通过所述添加通道(2)另外供给至所述输送螺杆(1)，从而使所述添加通道(2)中的气体体积流朝所述输送螺杆(1)方向的气体流速(gas velocity)为至少0.05m/s，并且气体体积流的露点比输送螺杆(1)和添加通道(2)的最低内壁温度低至少20℃。

附图说明

图1示出具有添加通道(2)的输送螺杆(1)。

具体实施方式

气体体积流的气体流速优选为0.1-1m/s，更优选为0.12-0.5m/s，最优选为0.15-0.25m/s。

气体体积流的露点比输送螺杆(1)和添加通道(2)的最低内壁温度优选低至少30℃，更优选低至少40℃，最优选低至少50℃，即气体体积流应当非常充分地干燥。露点是部分水蒸汽压与水的沸腾线相交时的温度。

待使用的气体量由所述添加通道(2)的横截面来确定。例如，在所述添加通道(2)的横截面为150mm并且送气率(gas rate)为10-15m³/h时，该通道中的气体流速为0.16-0.23m/s。

可对所述固体添加剂进行计量，并混合到适合用于混合的聚合反应器或者独立装置(如挤出机)中的聚合物凝胶之中。在本发明的一个优选实施方案中，使用捏合反应器作为聚合反应器，并将所述固体添加剂通过所述输送螺杆计量加入捏合反应器之中。

在混合固体添加剂过程中，聚合物凝胶的含水量优选为20-80重量％，更优选为30-70重量％，最优选为40-60重量％。含水量优选通过与EDANA(欧洲可弃用品与不织布协会(European Disposables and Nonwovens Association))所推荐的测试方法No.WSP 230.2-05Moisture content相似的方法确定，重量损失被视作含水量。含水量太高会导致在随后的干燥之中能量消耗增加。水分含量太低会导致在混合期间机械功率消耗过高，并导致混合不充分。

在混合过程中，所述聚合物凝胶的温度优选为60-110℃，更优选为70-100℃，最优选为80-95℃。