专利名称：用于再润湿表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法
用于再润湿表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法本发明涉及一种制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中表面后交联吸水性聚合物颗粒被再润湿和分级，并且其中再润湿和分级之间的时间为至少15分钟。吸水性聚合物颗粒用来制造尿布、棉塞、卫生巾和其它卫生用品，还可用作商品园艺中的保水剂。该吸水性聚合物颗粒也被称作超吸收剂。吸水性聚合物颗粒的制备记载于专著“Modern Superabsorbent PolymerTechnology”，F. L. Buchholz 和 Α. Τ. Graham, ffiley-VCH, 1998，第 71 至 103 页。吸水性聚合物颗粒的性质可例如通过所用交联剂的量来调节。随着交联剂用量的增加，离心保留容量(centrifuge retention capacity, CRC)下降且21. Og/cm2压力下的吸收(AULO. 3psi)经过一个极大值。为了改善应用特性，例如尿布中溶胀凝胶床的渗透性(SFC)以及在49. 2g/cm2的压力下的吸收量(AULO. 7psi)，通常对吸水性聚合物颗粒进行表面后交联。这增加了颗粒表面的交联度，使49. 2g/cm2压力下的吸收量(AUL0.7psi)与离心保留容量(CRC)间的相互影响至少部分消除(decouple)。这种表面后交联可在水性凝胶相中进行。然而，优选地将经干燥、研磨并过筛的聚合物颗粒(原料聚合物)用表面后交联剂进行表面涂覆并进行热表面后交联。适于此目的的交联剂是能与吸水性聚合物颗粒的至少两个羧基形成共价键的化合物。在所述热表面后交联后，所述吸水性聚合物颗粒一般具有小于1重量％的水分含量。这会增加所述聚合物颗粒起静电的倾向。所述聚合物颗粒起静电会影响用量准确度，例如在尿布生产中。该问题一般通过如下途径解决通过加入水或水性溶液(再润湿)建立确定的水分含量。用于再润湿的方法公开在例如WO 98/49221A1和EP 0780424A1中。吸水性聚合物颗粒可以借助气动输送系统运送。用于气动输送的方法记载于例如WO 2007/104657A2、W02007/104673A2和WO2007/104676A1 中。本发明的一个目的是提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的改良方法，尤其是防止和/或改善过小聚合物颗粒的去除。此目的通过制备吸水性聚合物颗粒的方法实现，该方法通过聚合包含以下物质的单体溶液或悬浮液而实施a)至少一种具有酸基团且可至少被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)中提及的单体共聚合的烯键式不饱和单体，以及e)任选地一种或多种水溶性聚合物，该方法包含干燥、研磨、分级和表面后交联，其中i)将所述表面后交联聚合物颗粒再润湿，ii)任选地，将所述再润湿的聚合物颗粒气动输送，并且
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iii)将所述再润湿的聚合物颗粒分级，其中所述再润湿i)和所述分级iii)之间的时间是至少15分钟。所述再润湿i) 一般通过在合适的混合单元中加入水性液体进行。合适的水性液体有水、水性溶液和水性分散体。使用具有高速混合元件的混合器是有利的，因为这会使所述吸水性聚合物颗粒形成团块的倾向最小化。影响形成团块倾向的其他参数有所述吸水性聚合物颗粒的温度和用于再润湿的水性溶液的离子强度。形成团块的倾向随温度升高和离子强度增加而降低。因此，提供给所述再润湿i)的吸水性聚合物颗粒的温度优选为40至80°C，更优选45至75°C，最优选50至70°C。可用于再润湿i)的混合器不受任何限制。优选使用具有旋转混合元件的混合器。根据所述旋转轴相对于所述产品流方向的位置，具有旋转混合元件的混合器分成立式混合器和卧式混合器。用卧式混合器进行再润湿是有利的。合适的具有活动混合元件的卧式混合器有例如螺杆式混合器、圆盘式混合器、桨式混合器、螺旋带式混合器和连续流式混合器。所述水性液体可在高速混合器中或具有低搅拌器速度的混合器中喷涂。优选的卧式混合器有连续流式混合器。合适的连续流式混合器可获自例如 Gebrder Ruberg GmbH&Co KG，Nieheim，Germany。卧式混合器的内壁具有，相对于水，优选小于80°、更优选小于65°、最优选小于50°的接触角。所述接触角是润湿行为的量度，根据DIN 53900测量。使用其接触产品的内壁由不锈钢制成的卧式混合器是有利的。不锈钢的铬含量一般是10. 5至13重量％铬。高铬含量会导致由二氧化铬在钢表面组成的保护性钝化膜。其他合金组分可增加耐腐蚀性并改善机械性能。特别合适的钢有奥氏体钢，其具有例如至少0.08重量％的碳。有利地，所述奥氏体钢，除了包含铁、碳、铬、镍和任选的钼之外，还包含其它合金组分，优选铌或钛。优选的不锈钢是根据DIN EN 10020材料号为1. 45xx的钢，其中xx可以是0至99的自然数。特别优选的材料有材料号1. 4541和1. 4571的钢，特别是材料号1. 4571的钢。有利地，将与产品接触的卧式混合器的内壁抛光。与无光泽或粗糙的钢表面相比，抛光的不锈钢表面具有较低的粗糙度和与水较小的接触角。在卧式混合器中的停留时间优选1至180分钟，更优选2至60分钟，最优选5至20分钟。卧式混合器中混合元件的圆周速度优选0. 1至lOm/s，更优选0. 5至5m/s，最优选0. 75 至 2. 5m/s ο表面后交联吸水性聚合物颗粒以相当于优选0. 01至6、更优选0. 05至3、最优选0. 1至0. 7的夫劳德数(Froude number)的速度移进卧式混合器。对于具有水平安装的混合元件的混合器，所述夫劳德数定义如下
权利要求
1.一种制备吸水性聚合物颗粒的方法，该方法通过聚合包含以下物质的单体溶液或悬浮液而实施a)至少一种具有酸基团且可至少被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)中提及的单体共聚合的烯键式不饱和单体，以及e)任选地一种或多种水溶性聚合物，所述方法包括干燥、研磨、分级和表面后交联，其中i)将所述表面后交联聚合物颗粒再润湿， )任选地，将所述再润湿的聚合物颗粒气动输送，并且iii)将所述再润湿的聚合物颗粒分级，其中所述再润湿i)和所述分级iii)之间的时间是至少15分钟。
2.权利要求1的方法，其中所述吸水性聚合物颗粒通过形成共价键进行表面后交联。
3.权利要求2的方法，其中将多价阳离子另外用于所述表面后交联。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述提供给所述再润湿i)的吸水性聚合物颗粒具有40至80°C的温度。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中再润湿i)用包含以下物质的水性溶液或水性分散体实现无机颗粒物质、胶态溶解的无机物质、有机聚合物、阳离子聚合物和/或多价阳离子的盐。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述提供给所述分级iii)的吸水性聚合物颗粒具有40至80°C的温度。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述分级iii)借助平行滚筒筛选机进行。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中至少95重量％的所述吸水性聚合物颗粒具有至少150 μ m的粒度。
9.权利要求1-8中任一项的方法，其中至少95重量％的所述吸水性聚合物颗粒具有最大600 μ m的粒度。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物颗粒具有至少15g/g的离心保留容量。
全文摘要
本发明涉及一种制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中将表面后交联吸水性聚合物颗粒再润湿和分级，并且其中再润湿和分级之间的时间间隔为至少15分钟。
文档编号C08J3/24GK102574941SQ201080045490
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年10月9日
发明者J·施罗德, M·威斯曼特尔, R·芬克, T·法伊弗 申请人:巴斯夫欧洲公司