[发明专利]制备吸水聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种制备吸水聚合物颗粒的方法，其中在一个循环传送带上在强制通风带式干燥机中干燥一种含水聚合物凝胶并且传送带表面具有适于限制含水聚合物凝胶在横向上移动的多个凸起（elevation）或凹陷（depression）。

吸水聚合物颗粒用于制备尿布、卫生棉条、卫生巾和其它卫生制品，也可以在商品蔬菜种植中用作保水剂。吸水聚合物颗粒同样被称作超吸收剂。

吸水聚合物颗粒的制备记载于专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”,F.L.Buchholz和A.T.Graham,Wiley-VCH,1998,71至103页。

通过聚合反应获得的含水聚合物凝胶通常通过一个强制通风带式干燥机干燥。于此的一个问题为在强制通风带式干燥机传送带上聚合物凝胶的收缩。这导致的结果为，随着干燥进行，聚合物凝胶不再能够覆盖整个传送带宽度，并且一些干燥气体绕过传送带的未利用的边缘区域。

为解决该问题，提出了使用多级强制通风带式干燥器，其中在每种情况下干燥中的材料重新分布在下一个传送带上（同样见Perry’s Chemical Engineers’Handbook，第7版，McGraw-Hill，12-48页）。

本发明的一个目的为提供一种通过一个强制通风带式干燥机干燥含水聚合物凝胶的改进的方法。

该目的通过使一种单体溶液或悬浮液聚合制备吸水性聚合物颗粒而实现，所述单体溶液或悬浮液包括：

a）具有酸基并且可至少部分被中和的至少一种烯键式不饱和单体，

b）至少一种交联剂，

c）至少一种引发剂，

d）任选地可以与a）提及的单体共聚合的一种或多种烯键式不饱和单体，和

e）任选地一种或多种水溶性聚合物，所述方法包括通过一个循环传送带在强制通风带式干燥机中干燥所得的含水聚合物凝胶，研磨，分级并且任选地热表面后交联，其中传送带表面具有适于限制含水聚合物凝胶在横向上移动的多个凸起或凹陷。

本发明基于以下发现：在干燥过程中可以在不增加裂纹形成的情况下减小聚合物凝胶的收缩。原因可能是待干燥的聚合物凝胶在干燥中具有高于玻璃化转变温度T_G的温度。高于玻璃化转变温度T_G时，聚合物为弹性的和黏性的。因此依据本发明使用的凸起或凹陷能够吸收出现的张力，并且聚合物颗粒的黏性可防止裂纹形成。

适于本发明方法的强制通风带式干燥机记载于例如专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，89至92页。

用于本发明方法的凸起或凹陷的形式不受任何限制。

合适的凸起为高度优选为0.01至5cm，更优选0.05至2cm，最优选0.1至1cm的尖状物。尖状物可以是从传送带反面迫入穿过传送带或固定在传送带表面的钉子或螺钉。

合适的凹陷为纵向和横向的沟，例如深度为0.1至2cm并且宽度为0.1至2cm。

本领域内技术人员可以通过相应的测试确定用于本发明方法的凸起或凹陷的数量和尺寸。

在本发明方法中，使用具有传送带和不锈钢制成的产品接触表面的强制通风带式干燥机是有利的。不锈钢中通常铬含量为10.5至13重量%。高铬含量导致钢表面上形成一个保护性的二氧化铬钝化层。另外的合金组分增加抗腐蚀性并提高机械性能。

特别合适的钢为含有例如至少0.08重量%碳的奥氏体钢。除铁、碳、铬、镍和任选的钼外，奥氏体钢有利地包括另外的合金组分，优选铌或钛。

优选的不锈钢为依据DIN EN 10020的材料号为1.43xx或1.45xx的钢，其中xx可以为0至99的自然数。特别优选的材料为材料号为1.4301、1.4541和1.4571的钢，特别是材料号为1.4301的钢。

循环传送带通常具有多个孔（orifice）。在本发明一个优选的实施方案中，在运输方向的横向上，循环传送带具有多个以偏移行排列的槽，所述槽长度优选5至50mm，更优选10至40mm，最优选15至30mm，宽度优选0.5至5mm，更优选1至4mm，最优选1.5至3mm，长宽比优选2至20，更优选5至15，最优选8至12。

强制通风带式干燥机宽度优选为1至10m，更优选2至7.5m，最优选3至5m。

强制通风带式干燥机长度优选为10至8m，更优选30至60m，最优选40至50m。