[发明专利]表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种在借助载气形成的流化床中热表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法，其中表面后交联剂以气态形式供至所述流化床。

吸水性聚合物颗粒的制备在专论″Modern Superabsorbent Polymer Technology″，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，71-103页中有描述。

吸水性聚合物用于生产尿布、棉塞、卫生棉和其他卫生物品，但也用作商品蔬菜种植业中的保水剂。吸水性聚合物也称为超吸收剂。

吸水性聚合物的性能可通过交联程度调整。随着交联程度的增加，凝胶强度升高而离心保留能力(centrifuge retention capacity，CRC)下降。

为改善性能，例如尿布中溶胀凝胶床的渗透性(SFC)和在49.2g/cm²(AUL0.7psi)压力下的吸收量，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程度，从而使在49.2g/cm²(AUL0.7psi)压力下的吸收量和离心保留能力(CRC)至少部分去耦(decoupled)。这种表面后交联可在水性凝胶相中进行。但是，优选将研磨并过筛的干燥聚合物颗粒(原料聚合物)用表面后交联剂进行表面涂布、进行热表面后交联并干燥。适于此目的的交联剂是包含至少两个能与吸水性聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。

WO 00/053664 A1在例如实施例15-17中描述了如下的表面后交联，其中将吸水性聚合物颗粒用表面后交联剂水溶液在桨式干燥器中进行涂布，将涂布的聚合物颗粒在盘式干燥器中热表面后交联，然后将经表面后交联的聚合物颗粒在流化床中用空气冷却。

本发明的一个目的是提供一种改善的表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法。

所述目的通过一种在借助载气形成的流化床中热表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法实现，所述方法包括将至少一种表面后交联剂以气态形式供至所述流化床。

所述吸水性聚合物颗粒通过例如聚合一种单体溶液而产生，所述单体溶液包含：

a)至少一种可被至少部分中和的、带有酸基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)中所提的单体共聚的烯键式不饱和单体，和

e)任选地，一种或多种水溶性聚合物，

并且一般不溶于水。

所述单体a)优选为水溶性，即23℃下在水中的溶解度一般为至少1g/100g水，优选至少5g/100g水，更优选至少25g/100g水，最优选至少35g/100g水。

合适的单体a)为，例如烯键式不饱和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸和亚甲基丁二酸。特别优选的单体是丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特别优选丙烯酸。

杂质对聚合可能有相当大的影响。因此使用的原料应具有最大纯度。因此专门纯化单体a)常常是有利的。合适的纯化方法在例如WO 2002/055469 A1、WO 2003/078378 A1和WO 2004/035514 A1中有描述。合适的单体a)是例如根据WO 2004/035514 A1纯化的丙烯酸，包含99.8460重量％的丙烯酸、0.0950重量％的乙酸、0.0332重量％的水、0.0203重量％的丙酸、0.0001重量％的糠醛、0.0001重量％的马来酸酐、0.0003重量％的二丙烯酸和0.0050重量％的氢醌单甲醚。

丙烯酸和/或其盐在单体a)总量中的比例优选为至少50mol％，更优选至少90mol％，最优选至少95mol％。

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

单体a)的酸基一般被部分中和。为此，将中和剂以水溶液的形式或优选以固体的形式混入所述单体溶液。中和程度优选为25至95mol％，更优选30至80mol％，最优选40至75mol％，为此可使用常规中和剂，优选碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐，及其混合物。也可不使用碱金属盐而使用铵盐。特别优选的碱金属是钠和钾，但更优选氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠，及其混合物。

所述单体a)通常包含聚合抑制剂，优选氢醌单醚，作为贮存稳定剂。