[发明专利]中和方法

说明书

本发明涉及用于烯属不饱和羧酸的中和方法，其中连续测定至少一个中和流，以及涉及进行该方法的装置。

本发明另外的实施方案可以来自权利要求和说明书。显然，上文已提及并且将在下文中解释的本发明主题的特征不仅可在每种情况中以指定的组合使用，而且也可在不脱离本发明范围的情况下以其它组合使用。

吸水性聚合物尤其是(共)聚合的亲水性单体的聚合物、一种或多种亲水性单体在适合的接枝基质上的接枝(共)聚合物、交联的纤维素醚或淀粉醚、交联的羧甲基纤维素、部分交联的聚氧化烯或可在水性液体中溶胀的天然产物如瓜耳胶衍生物，优选基于部分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。这类聚合物作为吸收水溶液的产品用于生产尿布、棉塞、卫生棉和其它卫生用品，但也在商品蔬菜种植业中用作保水剂。

吸水性聚合物的制备在例如专论“Modern Superabsorbent PolymerTechnology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，或在Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，第35卷，第73页至第103页中描述。优选的制备方法是溶液聚合或凝胶聚合。在该技术中，首先制备单体混合物并且将其分批中和，然后转移至聚合反应器中，或实际上最初将其加入至聚合反应器中。在随后的分批或连续方法中，进行反应以得到聚合物凝胶，该聚合物凝胶在搅拌聚合的情况中已经是粉碎形式。随后将聚合物凝胶干燥、研磨并且筛分，然后转移以进行进一步的表面处理。

连续聚合方法构成了例如WO 01/38402的基础，其中将单体水溶液连续供入具有至少两个轴向平行旋转轴的混合捏和机中。

连续凝胶聚合也从WO 03/004237、WO 03/022896和WO 01/016197中已知。

在连续和分批聚合中，在预中和的情况中将丙烯酸分批中和。通常地，在溶液聚合的情况中，将反应物(丙烯酸、水、任选共聚单体和氢氧化钠溶液)在聚合反应器中分批计量加入并且混合。在该步骤中，以非常显著的程度设定聚合的剩余过程以及预期的聚合物性质。通常在该步骤中测定原料聚合物的交联度和中和度。单体的中和度为0至80mol％。在酸性聚合的情况中，通过将氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液加入至酸性聚合物凝胶中并且并入其中而使产生的聚合物凝胶通常中和至50至80mol％的程度、优选至60至75mol％的程度。

中和方法在例如EP-A 0 372 706、EP-A 0 574 260和WO 03/051415中描述。

EP-A 0 372 706描述了三阶段中和方法，其中在第一阶段以将中和度维持在75至100mol％的方式同时计量加入丙烯酸和氢氧化钠溶液，在第二阶段，将中和度升高至100.1至110mol％以水解作为杂质存在于所用丙烯酸中的二丙烯酸，并且在第三阶段，通过进一步加入丙烯酸而建立20至100mol％的中和度。

EP-A 0 574 260第7页，第38行至41行中公开了在中和中有利地最初装入氢氧化钠溶液，随后在冷却下加入丙烯酸。

WO 03/051415教导了制备吸水性聚合物的方法，其中单体溶液的最低温度为40℃。

已知丙烯酸的反应性非常不同于其盐的反应性，这是聚合过程也极其取决于聚合发生时的pH值的原因。在专论“Modern SuperabsorbentPolymer Technology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998的图解说明中或在Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，第35卷，第35页，将聚合速率作为pH值的函数作图。根据所述图，聚合速率在pH 6至7时通过最小值。但是，其相应于通常在适合销售的产品中需要的pH值。该特性通过在所装入的盐形式的单体与生长的自由基链之间发生的导致反应减缓的静电推斥反应来解释，在非常显著的未离解的丙烯酸的情况中不存在。

也已知未中和的丙烯酸可以比预中和体系更容易聚合。但是，在单体浓度升高的情况中该差异减小，特别是因为较高单体浓度抑制了丙烯酸盐的离解。

为了考虑反应机制的所有这些细节，在进行反应时通常要综合考虑。