[发明专利]聚合方法

说明书

本发明涉及一种通过将单体溶液与由至少一种氧化剂和至少一种还原剂组成的氧化还原引发剂混合并使它聚合而连续制备吸水性聚合物粒子的方法，其中单体溶液在聚合反应器上游与至少一种氧化剂混合并将至少一种还原剂计量加入聚合反应器中，以及涉及一种用于进行本方法的设备。

本发明的其他实施方案可由权力要求、说明书和实施例中得到。应当理解不偏离本发明的范围上文提到的和将在下文更特别描述的本发明的主题特征不仅可应用于所指出的具体组合，也可应用于其他组合。

吸水性聚合物尤其为(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上的接枝(共)聚合物，交联纤维素醚或淀粉醚，交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚氧化烯或可溶胀于含水流体的天然产物例如瓜耳胶衍生物，优选基于部分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。这种聚合物作为吸收水溶液的产物用于生产尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品，还作为保水剂用于商品蔬菜种植业。

吸水性聚合物的制备例如描述于专论“Modern SuperabsorbentPolymer Technology”，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，或Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，第35卷，第73-103页中。优选的制备方法为溶液或凝胶聚合。在此技术中，首先制备单体混合物并分批中和，然后转移至聚合反应器，或首先基本上装入聚合反应器内。在其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下已成粉碎形式。随后将聚合物凝胶干燥，磨碎并筛分，然后转移至进一步表面处理。

连续聚合方法形成例如WO 01/38402的基础，其中将单体水溶液与引发剂和惰性气体一起连续供入具有至少两个轴向平行旋转轴的混合捏合机中。

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

聚合常常通过氧化还原引发剂引发，如DE-A-19955861、EP-A-1097946和WO-A-03/022896所述。

根据DE-A-19955861，例如过硫酸钠、过氧化氢和抗坏血酸与单体溶液一起经由分别的管线计量加入连续捏合机中。

EP-A-1097946公开了过硫酸钠、过氧化氢和抗坏血酸作为氧化还原引发剂的用途，其中引发剂组分在带式反应器的接连上游加入单体溶液中。

WO-A-03/022896描述了过硫酸钠和抗坏血酸作为氧化还原引发剂的用途。单体溶液与过硫酸钠预混合并在捏合机(聚合反应器)上游立即混入抗坏血酸。

本发明的目的是提供一种制备吸水性聚合物的改善方法，其中引发剂体系最佳地混入单体溶液中并且降低过早聚合的风险。

本发明的另外目的是提供一种制备交联聚合物的改善方法，其中单体转化率应为最大值且未交联聚合物比例应为最小值。

该目的通过将单体溶液与由至少一种氧化剂和至少一种还原剂组成的氧化还原引发剂混合并使它聚合而连续制备吸水性聚合物粒子的方法而实现，其包括将单体溶液在聚合反应器上游与至少一种氧化剂混合和将至少一种还原剂计量加入聚合反应器中。

所用的氧化剂可以为在聚合条件下分解成自由基的任何化合物，例如过氧化物、氢过氧化物、过氧化氢和过硫酸盐。优选使用水溶性引发剂。在一些情况下，有利的是使用不同引发剂的混合物，例如过氧化氢与过硫酸钠或过硫酸钾的混合物。过氧化氢与过硫酸钠的混合物可以以任何所需比使用。

适合的有机过氧化物例如为乙酰丙酮过氧化物、甲乙酮过氧化物、叔丁基过氧化氢、异丙基苯过氧化氢、叔戊基过新戊酸酯、叔丁基过新戊酸酯、叔丁基过新己酸酯、叔丁基过异丁酸酯、叔丁基过-2-乙基己酸酯、叔丁基过异壬酸酯、叔丁基过马来酸酯、叔丁基过苯甲酸酯、二(2-乙基已基)过氧二碳酸酯、二环己基过氧二碳酸酯、二(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯、二肉豆蔻基过氧二碳酸酯、二乙酰基过氧二碳酸酯、烯丙基过酸酯、枯基过氧新癸酸酯、叔丁基过-3，5，5-三甲基己酸酯、乙酰基环己基磺酰过氧化物、过氧化二月桂酰、过氧化二苯甲酰和叔戊基过新癸酸酯。

优选使用至少两种氧化剂。至少两种氧化剂优选预混合，即作为混合物计量加入单体溶液中。

适合的还原剂例如为抗坏血酸，葡萄糖，山梨糖，铵或碱金属的亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐、焦亚硫酸盐或硫化盐，或羟甲基次硫酸钠。氧化还原引发剂中所用的还原组分优选抗坏血酸或焦亚硫酸钠。