[發明專利]連續制備吸水聚合物顆粒的方法

在審

• 申請號: 201280026130.1
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN103582654A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: R·芬克;T·法伊弗;J·施羅德
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08F2/00
• 分類號: C08F2/00;C08F2/06;C08F2/18;C08F2/22
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 王媛;鐘守期

本發明涉及一種連續制備吸水聚合物顆粒的方法，該方法通過聚合包含丙烯酸和/或其鹽的單體溶液而實現，其中所提供的丙烯酸具有至少為0.02重量%的二聚丙烯酸含量，且所述二聚丙烯酸含量保持基本恒定。

吸水聚合物顆粒的制備記載于專著Modern?Superabsorbent?Polymer?Technology,F.L.Buchholz和A.T.Graham,Wiley-VCH,1998,第71-103頁中。

吸水聚合物顆粒的性能可以例如通過所用交聯劑的量進行調節。隨著交聯劑量的增加，離心保留容量（CRC）下降，且在21.0g/cm²壓力下的吸收（AUL0.3psi）通過最大值。

為提高使用性能，如尿片中溶脹凝膠床的滲透性（SFC）和在49.2g/cm²壓力下的吸收（AUL0.7psi），吸水聚合物顆粒通常進行表面后交聯。這增加了顆粒表面的交聯，這可以至少部分地減弱在49.2g/cm²壓力下的吸收（AUL0.7psi）及離心保留容量（CRC）之間的影響。該表面后交聯可以在水性凝膠相中進行。然而，優選地，用表面后交聯劑對干燥的、磨碎的且過篩的聚合物顆粒（原料聚合物）進行表面涂覆并且進行熱表面后交聯。適于上述目的的交聯劑是可以與吸水聚合物顆粒的至少兩個羧酸酯基團形成共價鍵的化合物。

吸水聚合物用于生產尿片、衛生棉條、衛生巾和其他衛生制品，也在商品蔬菜栽培中用作保水劑。

吸水聚合物主要通過部分中和的丙烯酸的交聯聚合而制備。然而，丙烯酸在儲存過程中常常形成二聚丙烯酸。該反應不能被消除。

在聚合過程中，二聚丙烯酸像丙烯酸一樣引入到所形成的聚合物網絡中。在較高的溫度下，共聚的二聚丙烯酸再次消除丙烯酸，結果是，吸水聚合物中未轉化的丙烯酸的比例增加。吸水聚合物中未轉化丙烯酸的比例過高是不希望的，尤其在衛生應用的情況下。

為解決這個問題，EP0372706A1提出在聚合之前對存在于待使用的丙烯酸中的二聚丙烯酸進行水解。該方法的缺點是水解形成的β-羥基丙酸同樣可在較高溫度下轉化成丙烯酸，因此導致吸水聚合物中未轉化丙烯酸的含量升高。因此，根據EP0574260A1，只有剛蒸餾的丙烯酸可以使用。

另一個問題是吸水聚合物中未轉化丙烯酸含量的大幅變化，這可被用戶視為制備中的錯誤指示和其他未被發現的不規律情況的指示。

本發明的目的是提供一種改進的連續制備吸水聚合物顆粒的方法，其中特別是可以低成本且方便地使殘余單體的含量恒定地保持在低水平。

所述目的通過一種制備吸水聚合物顆粒的方法實現，該方法通過聚合單體溶液或懸浮液得到聚合物凝膠，所述單體溶液或懸浮液包含：

a)可至少部分中和的丙烯酸，

b)至少一種交聯劑，

c)至少一種引發劑，

d)任選地一種或多種可與丙烯酸共聚的烯鍵式不飽和單體和

e)任選地一種或多種水溶性聚合物，

干燥所得到的聚合物凝膠，粉碎經干燥的聚合物凝膠以得到聚合物顆粒，并對得到的聚合物顆粒進行分級，其中連續供應所述丙烯酸，所述連續供應的丙烯酸具有至少0.02重量%的二聚丙烯酸含量且該二聚丙烯酸含量保持基本恒定。

本發明基于以下發現：因吸水聚合物顆粒中的二聚丙烯酸引起的未轉化的丙烯酸的含量可通過適當措施而進行補償，如優化干燥或用還原劑或氧化劑進行后處理。因此也可以允許更高含量的二聚丙烯酸。盡管如此，連續供應的丙烯酸中二聚丙烯酸的含量也不應過高。因此，連續供應的丙烯酸包含優選0.02-1重量%、更優選0.05-0.5重量%且最優選0.1-0.25重量%的二聚丙烯酸。

此外，需要保持連續供應的丙烯酸中二聚丙烯酸含量基本恒定。由于二聚丙烯酸的含量影響未轉化的丙烯酸的含量，因此吸水聚合物顆粒中未轉化的丙烯酸含量也可以保持基本恒定。連續供應的丙烯酸中二聚丙烯酸的含量在24小時內的變化優選小于20%，更優選小于10%，最優選小于5%。例如，在二聚丙烯酸含量為0.2重量%的情況下，小于10%的變化意指在24小時內該含量的變化小于0.02重量%。

二聚丙烯酸的含量可保持基本恒定，例如通過將來自至少兩個儲罐的丙烯酸混合，一個儲罐的丙烯酸具有低的二聚丙烯酸含量，且另一儲罐的丙烯酸具有高的二聚丙烯酸含量。在具有高的二聚丙烯酸含量的儲罐中，該含量優選為至少0.1重量%，更優選至少0.5重量%，且最優選至少1重量%。二聚丙烯酸的含量可例如通過相應地長的停留時間而建立。