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CN101516529A - 吸水性聚合物颗粒的分级方法 - Google Patents

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CN101516529A CNA200780034501XA CN200780034501A CN101516529A CN 101516529 A CN101516529 A CN 101516529A CN A200780034501X A CNA200780034501X A CN A200780034501XA CN 200780034501 A CN200780034501 A CN 200780034501A CN 101516529 A CN101516529 A CN 101516529A
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Abstract

本发明涉及一种借助至少一个筛子将吸水性聚合物颗粒连续分级的方法，其中至少一个筛子在筛子表面包括一个导向装置。

Description

吸水性聚合物颗粒的分级方法
本发明涉及一种借助至少一个筛子将吸水性聚合物珠粒连续分级的方法，其中至少一个筛子在筛子表面具有至少一个导向装置。
吸水性聚合物珠粒的生产描述于专著“Modern SuperabsorbentPolymer Technology(现代超吸收性聚合物技术)”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，第71-103页中。
作为吸收水溶液的产品，吸水性聚合物用于生产尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品，而且也作为市场园艺中的保水剂。
吸水性聚合物的性能可经由交联度调节。随着交联度提高，凝胶强度提高而离心保留容量(CRC)下降。
为了改进使用性能如在尿布中的盐水导流率(SFC)和负载下的吸收率(AUL)，通常将吸水性聚合物珠粒后交联。后交联仅提高颗粒表面的交联度，这使负载下的吸收率(AUL)与离心保留容量(CRC)之间的相互影响至少部分地消除。这种后交联可在含水凝胶相中进行。然而，优选将干燥的研磨并筛出的聚合物珠粒(原料聚合物)用后交联剂进行表面涂覆，热后交联并干燥。适合该目的的交联剂为包含至少两个能够与亲水性聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。
吸水性聚合物优选作为粉状、颗粒状产品用于卫生领域中。在这里例如使用200-850μm的粒度并且颗粒状聚合物材料实际上在生产工艺过程中分成这些粒度。此时，使用具有两个筛子的连续筛选机，其中所用筛子具有200μm和850μm的筛目尺寸。粒度为至多200μm的珠粒下降通过两个筛子并且在筛选机底部作为筛底料被收集。粒度大于850μm的的珠粒作为筛上物保留在最上面筛子上并被排出。粒度为200-850μm的产物级分作为筛选机两个筛子之间的筛中物被取出。取决于筛选质量，各粒度级分仍包含一定比例作为误排出的粒度不对的颗粒。例如，筛上物级分也可包含一定比例的粒度为850μm或更小的颗粒。
通常将排出的筛底料和筛上物再循环到生产中。例如可将筛底料加入聚合中。通常将筛上物粉碎，这也不可避免地导致其他筛底料的出现。
在常规分级操作中，在将特定聚合物分级时会出现不同问题。最经常的问题是筛子表面堵塞以及分级效率和分级能力下降。另一问题为产物结块倾向，这在筛选之前、之后和期间导致不希望的附聚。因此筛选工艺步骤不可能不中断进行，中断在聚合物生产中经常伴随有不希望的停工。发现这类中断在连续生产工艺中特别成问题。然而，普遍结果是筛选中分离效率不够。特别在后交联产物分级中观察到这些问题。
较高的筛选质量通常通过将用来增加聚合物粉末的自由流动和/或机械稳定性的物质加入产物中实现。通常，在将助剂如防止各颗粒相互粘合的表面活性剂通常在干燥之后和/或后交联过程中加入聚合物粉末中来获得自由流动产物。在其他情况下，也尝试通过加工技术手段来影响结块倾向。
为了在没有其他产品添加剂下实现较高的分离效率，已提出借助交替筛选单元而改进。例如，筛孔区以螺旋形式驱动时实现了较高的分离效率。这例如为转鼓筛选机(tumbling screen machine)中的情况。然而，这种筛选装置的通过量增加时，上述问题也增加并且更加不可能维持高的分级能力。
筛选助剂如筛选球、PVC摩擦环、特氟隆摩擦环或橡胶方块在筛子表面的加入对改进分离效率仅稍有帮助。特别是在无定形聚合物材料如吸水性聚合物珠粒的情况下，这可使磨损增加。
关于分级的综述例如可在Ullmanns
Figure A20078003450100051
der technischenChemie(Ullmann技术化学百科全书)，第4版，第2卷，第43-56页，VerlagChemie，Weinheim，1972中找到。
EP 855 232 A2描述了一种吸水性聚合物的分级方法。加热或绝热筛子的使用使筛下附聚，尤其在粒度小的情况下的附聚得以避免。
DE 10 2005 001 789 A1描述了一种在减压下进行的分级方法。
JP 2003/320308 A描述了一种其中借助向筛子底面流动的热空气来避免附聚的方法。
WO 92/18171 A1描述了作为筛选助剂的无机粉末的加入。
本发明目的为提供一种用于吸水性聚合物珠粒生产的改进分级方法。
该目的通过一种借助至少一个筛子将吸水性聚合物珠粒连续分级的方法实现，其中至少一个筛子在筛子表面具有至少一个导向装置。
本发明导向装置使向筛子移动的吸水性聚合物珠粒至少部分偏离它们原来的移动方向。本发明导向装置改进了吸水性聚合物珠粒分级中的分离效率。
本发明导向装置当然不同于防止聚合物珠粒以不希望的方式沿筛子的侧边落下的筛子侧边界。
本发明方法中筛子的数量优选为至少2个，更优选至少3个，最优选至少4个。
本发明方法中每个筛子的导向装置数量优选为至少2个，更优选至少3个，最优选至少4个。
导向装置相对于筛子表面的高度优选为1-10cm，更优选3-8cm，最优选4-6cm。在高度太低的情况下，导向装置的效率下降，因为它们可能被一些吸水性聚合物珠粒越过。相反，高度太大则不必要地因导向装置本身而增加了筛子上的机械应力。
在本发明的一个优选实施方案中，至少一个导向装置与筛子边缘齐平结束。
进行下文本发明方法的筛选装置类型不再受限制。可以使用本领域熟练技术人员已知的任何筛选装置。为了从开始就实现较高的分离效率，优选使用转鼓筛选装置。
适合本发明分级方法的转鼓筛选机不受限制。通常振动筛选装置以维持分级。这优选以引导待分级材料呈螺旋形式通过筛子的方式进行。这种强迫振动通常具有0.7-40mm，优选1.5-25mm的振幅及1-100Hz，优选5-10Hz的频率。
可在本发明方法中使用的转鼓筛选机优选具有至少2个，更优选至少3个，最优选至少4个筛子。从上面筛子落下的聚合物珠粒有利地通过装置，优选漏斗形装置而向下面筛子中央方向偏移。
本发明导向装置使吸水性聚合物珠粒优选向筛子中央或以螺旋形途径向筛子出料孔偏移。本发明方法中的筛子有利地具有这两种类型的导向装置。筛子的出料孔在筛子边缘。没有通过筛子筛目的聚合物珠粒经由出料孔排出。
附图显示了本发明具有导向装置的筛子的实例。在该图中，参考符号按如下定义：
A：筛子边缘
B：将聚合物珠粒向筛子中央方向引导的导向装置
C：将聚合物珠粒以螺旋形途径向筛子出料孔引导的导向装置
D：在筛子边缘的出料孔
将聚合物珠粒向筛子中央方向引导的导向装置在每种情况下优选以筛子半径的1-20％，更优选3-15％，最优选5-10％向筛子中央方向引导，其中该值由导向装置与筛子中心的最大距离与最小距离之差计算。
将聚合物珠粒向筛子中央方向引导的导向装置优选为直的。
将聚合物珠粒向筛子中央方向引导的导向装置的长度优选为筛子半径的5-40％，更优选10-30％，最优选15-25％。
将聚合物珠粒以螺旋形途径向筛子出料孔引导的导向装置优选包括围绕筛子中心的同心的180-330°圆弓。圆弓更优选为270-300°。
圆弓的直径优选为筛子直径的50-85％，更优选60-75％，最优选65-70％。
导向装置的结构和材料不再受限制。可以使用本领域熟练技术人员已知的所有材料。优选使用塑料。其实例为：
-热塑性塑料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚亚苯基硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)或聚氯乙烯(PVC)。这些可直接使用，然而它们的性能(硬或软)通常用添加剂改进。为了获得迄今还未达到的新性能，也可以将两种或更多种热塑性塑料混合。
-热固性塑料如酚醛塑料、合成树脂、环氧树脂。热固性塑料通常硬且脆。
-弹性体如交联橡胶。交联例如通过用硫借助过氧化物、金属氧化物或辐射来硫化进行。弹性体的实例为天然橡胶(NR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、聚硅氧烷弹性体和硅橡胶。
特别优选使用聚硅氧烷如硅橡胶和聚硅氧烷树脂。硅橡胶通常具有1.1-1.3g/cm3的密度并且在-60℃至200℃(特定类型在-90℃至250℃)下呈弹性。硅橡胶为可转化成高弹态并且包含具有适于交联反应的基团的聚二有机硅氧烷(polydiorganosiloxane)的组合物。有用的这类基团主要为在链端排列但还可被掺入链中的氢原子、羟基和乙烯基。将填料作为增强剂掺入该体系中，填料类型和量对硫化橡胶的机械和化学行为有显著影响。硅橡胶可通过无机颜料上色。在高温和室温硫化的硅橡胶(HTV/RTV)之间划定界限。HTV硅橡胶通常为可塑性变形的还恰好自由流动的材料，其包含细硅石和作为交联催化剂的有机过氧化物并在大于100℃温度下硫化之后产生在-100℃至+250℃之间呈弹性的耐热聚硅氧烷弹性体(硅橡胶)，耐热聚硅氧烷弹性体例如用作密封材料、绝热材料、电绝缘材料、电缆护套等。聚硅氧烷树脂为交联的聚甲基硅氧烷或其弹性和耐热性随着苯基含量增加的聚甲基苯基硅氧烷。纯甲基硅氧烷树脂较脆并且适度耐热。
由热塑性材料加工和生产导向装置不再受限制。可以使用本领域熟练技术人员已知的所有加工方法。实例是挤出、注塑、压延、发泡、与溶剂或不与溶剂结合时的粘合、硫化。
与本发明导向装置结合的筛子单元在细和极细筛选范围内提供了最高的筛选质量。在敏感产品的情况下，没有观察到颗粒的任何损坏。导向装置的使用使比常规振动筛子高的特定单位载荷成为可能。此外，导向装置使筛子能够在全负荷下稳定移动。控制转鼓移动使颗粒在筛子上的停留时间改变并且使性能和筛选质量相互平衡。
借助特定产品的筛子清洁体系清洁筛子。简单的方法使具有导向装置的筛子镶嵌件能够快速变换。通过量大，维护简单及操作成本低使在使用本发明筛子的情况下实现了最佳经济可行性。
筛子的筛目尺寸优选为100-1000μm，更优选125-900μm，最优选150-850μm。
在分级过程中，吸水性聚合物珠粒优选具有40-120℃，更优选45-100℃，最优选50-80℃的温度。
在本发明的一个优选实施方案中，分级在减压下进行。压力优选比环境压力小100毫巴。
本发明分级方法连续进行特别有利。吸水性聚合物的通过量通常为至少100kg/m2·h，优选至少150kg/m2·h，优选至少200kg/m2·h，更优选至少250kg/m2·h，最优选至少300kg/m2·h。
在分级过程中优选用气流，更优选空气流过吸水性树脂。气体速率在每m2筛子面积上通常为0.1-10m3/h，优选0.5-5m3/h，更优选1-3m3/h，其中气体体积在标准条件(25℃和1巴)下测量。更优选将气流在进入筛选装置之前通常加热到40-120℃，优选50-110℃，优选60-100℃，更优选65-90℃，最优选70-80℃的温度。气流的含水量通常小于5g/kg，优选小于4.5g/kg，优选小于4g/kg，更优选小于3.5g/kg，最优选小于3g/kg。例如可通过冷却而从具有较高水含量的气流中冷凝出适量水来获得具有低水含量的气流。
在本发明的一个优选实施方案中，多个筛选机并联操作。
筛选机通常为电接地的。
本发明方法中待使用的吸水性聚合物珠粒可通过将包含至少一种烯属不饱和单体a)、任选地至少一种交联剂b)、至少一种引发剂c)和水d)的单体溶液聚合而生产。
单体a)优选为水溶性的，即在23℃下在水中的溶解度通常为至少1g/100g水，优选至少5g/100g水，更优选至少25g/100g水，最优选至少50g/100g水，并且各自优选具有至少一个酸基。
合适的单体a)例如为烯属不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和衣康酸。特别优选的单体为丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特别优选丙烯酸。
优选的单体a)具有至少一个酸基，其中酸基优选已至少部分中和。
丙烯酸和/或其盐在全部量单体a)中的比例优选为至少50mol％，更优选至少90mol％，最优选至少95mol％。
单体a)，尤其是丙烯酸优选包含至多0.025重量％的氢醌半醚。优选的氢醌半醚是氢醌单甲基醚(MEHQ)和/或生育酚。
生育酚理解为下式化合物：
Figure A20078003450100101
其中R1为氢或甲基，R2为氢或甲基，R3为氢或甲基且R4为氢或具有1-20个碳原子的酰基。
优选的基团R4为乙酰基、抗坏血酸基、琥珀酰基、烟酰基和其他可生理上相容的羧酸。羧酸可以是单-、二-或三羧酸。
优选其中R1＝R2＝R3＝甲基的α-生育酚，特别是外消旋α-生育酚。R1更优选为氢或乙酰基。尤其优选RRR-α-生育酚。
单体溶液在每种情况下基于丙烯酸优选包含至多130重量ppm，更优选至多70重量ppm，优选至少10重量ppm，更优选至少30重量ppm，尤其约50重量ppm的氢醌半醚，其中丙烯酸盐作为丙烯酸考虑。例如，单体溶液可以通过使用具有合适氢醌半醚含量的丙烯酸生产。
交联剂b)为具有至少两个可通过自由基机理聚合进入聚合物网络中的可聚合基团的化合物。合适的交联剂b)例如为EP 530 438 A1中所述的乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙氧基乙烷，EP 547 847 A1、EP 559476 A1、EP 632 068 A1、WO 93/21237 A1、WO 2003/104299 A1、WO2003/104300 A1、WO 2003/104301 A1和DE 103 31 450 A1中所述的二-和三丙烯酸酯，DE 103 31 456 A1和DE 103 55 401 A1中所述的除丙烯酸酯基团外还包含其他烯属不饱和基团的混合丙烯酸酯，或例如在DE19543368 A1、DE 196 46 484 A1、WO 90/15830 A1和WO 2002/32962 A2中所述的交联剂混合物。
合适的交联剂b)特别为N，N’-亚甲基二丙烯酰胺和N，N’-亚甲基二甲基丙烯酰胺，多元醇的不饱和单-或多羧酸酯如二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，例如丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，和烯丙基化合物如(甲基)丙烯酸烯丙基酯、氰脲酸三烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯、多烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、磷酸的烯丙基酯和乙烯基膦酸衍生物，例如如EP 343 427 A2所述。其他合适的交联剂b)为季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚和季戊四醇四烯丙基醚、聚乙二醇二烯丙基醚、乙二醇二烯丙基醚、甘油二烯丙基醚和甘油三烯丙基醚、基于山梨糖醇的多烯丙基醚及其乙氧基化变型。在本发明方法中，可以使用聚乙二醇的二(甲基)丙烯酸酯，所用聚乙二醇具有的分子量为100-1000。
然而，特别有利的交联剂b)为3-20重乙氧基化甘油、3-20重乙氧基化三羟甲基丙烷、3-20重乙氧基化三羟甲基乙烷的二-和三丙烯酸酯，特别是2-6重乙氧基化甘油或2-6重乙氧基化三羟甲基丙烷、3重丙氧基化甘油、3重丙氧基化三羟甲基丙烷以及3重混合乙氧基化或丙氧基化甘油或3重混合乙氧基化或丙氧基化三羟甲基丙烷、15重乙氧基化甘油、15重乙氧基化三羟甲基丙烷以及至少40重乙氧基化甘油、至少40重乙氧基化三羟甲基乙烷或至少40重乙氧基化三羟甲基丙烷的二-和三丙烯酸酯。
非常特别优选的交联剂b)是例如如WO 2003/104301 A1所述的已用丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而产生二-或三丙烯酸酯的多重乙氧基化和/或多重丙氧基化甘油。特别有利的是3-10重乙氧基化甘油的二-和/或三丙烯酸酯。非常特别优选1-5重乙氧基化和/或丙氧基化甘油的二-或三丙烯酸酯。最优选3-5重乙氧基化和/或丙氧基化甘油的三丙烯酸酯。
交联剂b)的量在每种情况下基于单体溶液优选为0.01-5重量％，更优选0.05-2重量％，最优选0.1-1重量％。
所用引发剂c)可以为所有在聚合条件下分解成自由基的化合物，例如过氧化物氢过氧化物、过氧化氢、过硫酸盐、偶氮化合物和氧化还原引发剂。优选使用水溶性引发剂。在某些情况下，有利的是使用各种引发剂的混合物如过氧化氢与过二硫酸钠或过二硫酸钾的混合物。过氧化氢与过二硫酸钠的混合物可以任何比例使用。
特别优选的引发剂c)为偶氮引发剂如2，2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和2，2’-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐以及光引发剂如2-羟基-2-甲基苯基·乙基酮和1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮，氧化还原引发剂如过硫酸钠/羟基甲基亚磺酸、过二硫酸铵/羟基甲基亚磺酸、过氧化氢/羟基甲基亚磺酸、过硫酸钠/抗坏血酸、过二硫酸铵/抗坏血酸和过氧化氢/抗坏血酸，光引发剂如1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮及其混合物。
引发剂以常规量使用，例如基于单体a)以0.001-5重量％，优选0.01-1重量％的量使用。
为了最佳作用，优选的阻聚剂要求溶解的氧气。因此可以在聚合之前通过惰性化，即用惰性气体，优选氮气流过而从单体溶液中除去溶解的氧气。单体溶液的氧气含量在聚合之前优选降至小于1重量ppm，更优选小于0.5重量ppm。
合适聚合物的制备以及其他合适的亲水性烯属不饱和单体a)描述于DE 199 41 423 A1、EP 686 650 A1、WO 2001/45758 A1和WO 2003/104300A1中。
合适的反应器为捏合反应器或带式反应器。在捏合机中，将在单体水溶液聚合中形成的聚合物凝胶例如通过WO 2001/38402 A1中所述的逆向旋转搅拌轴连续粉碎。在带上的聚合例如描述于DE 3825366 A1和US6,241,928中。带式反应器中的聚合形成了必须在另一加工步骤中，例如在绞肉机、挤出机或捏合机中粉碎的聚合物凝胶。
然后有利地将水凝胶在离开聚合反应器之后例如在绝热容器中在升高温度，优选至少50℃，更优选至少70℃，最优选至少80℃且优选小于100℃下贮存。通常2-12小时的贮存进一步提高了单体转化率。
在聚合反应器中较高单体转化率的情况下，还可显著缩短贮存或不贮存。
所得水凝胶的酸基通常优选已部分中和到25-95mol％的程度，更优选50-80mol％的程度，甚至更优选60-75mol％的程度，为此可以使用常规中和剂，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。也可以使用铵盐代替碱金属盐。特别优选的碱金属为钠和钾，但非常特别优选氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠及其混合物。
中和通常优选在单体阶段进行。中和通常通过以水溶液、熔体或优选以固体材料混入中和剂而进行。例如，水含量明显低于50重量％的氢氧化钠可以熔点高于23℃的蜡状物质存在。此时，可以片状物或在升高温度下的熔体来计量加入。
然而，中和还可以在聚合之后在水凝胶阶段进行。还可以在聚合之前通过将一部分中和剂实际加入单体溶液中而中和至多40mol％，优选10-30mol％，更优选15-25mol％的酸基并仅在聚合之后在水凝胶阶段设定所需最终中和度。在将水凝胶在聚合之后至少部分中和时，优选将水凝胶例如借助绞肉机机械粉碎，此时可喷雾、喷淋或浇注中和剂，然后小心混入。为此，可将所得凝胶块反复绞碎以均化。
然后优选用带式干燥器干燥水凝胶直到残留水含量优选小于15重量％，尤其小于10重量％，其中水含量通过EDANA(European Disposablesand Nonwovens Association(欧洲一次性用品和无纺布协会))推荐的第430.2-02号测试方法“水含量”测定。然而，需要的话，也可以使用流化床干燥器或加热的犁头混合器进行干燥。为了得到特别白的产物，有利的是通过确保快速除去蒸发水而干燥该凝胶。为此，干燥器温度必须加以优化，空气进料和除去必须进行控制且在每种情况下必须确保充分通风。凝胶的固体含量越高，干燥自然更加简单并且产物更白。凝胶在干燥之前的固体含量因此优选为30-80重量％。特别有利的是用氮气或其他非氧化性惰性气体对干燥器进行排气。然而，需要的话，还可在干燥过程中仅简单地降低氧气分压以防止氧化性泛黄过程。
然后将干燥的水凝胶研磨并分级并且用于研磨的装置通常为单级或多级辊磨机，优选两-或三级辊磨机，销磨机、锤磨机或振动磨。
作为产物级分取出的聚合物珠粒的平均粒度优选为至少200μm，更优选250-600μm，非常特别为300-500μm。产物级分的平均粒度可借助EDANA(European Disposables and Nonwovens Association(欧洲一次性用品和无纺布协会))推荐的第420.2-02号测试方法“粒度分布”测定，其中筛出级分的质量分数以累积形式绘图并且平均粒度用图解法测定。在这里平均粒度为产生50重量％累积的筛目尺寸值。
为了进一步改进性能，可使聚合物珠粒后交联。合适的后交联剂为至少包含两个能够与水凝胶的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。合适的化合物例如为EP 83 022 A2、EP 543 303 A1和EP 937 736 A2中所述的烷氧基甲硅烷基化合物、聚氮丙啶、聚胺、聚酰胺基胺、二-或聚环氧化物，DE 33 14 019 A1、DE 35 23 617 A1和EP 450 922 A2中所述的二-或更多官能醇或DE 102 04 938 A1和US 6,239,230中所述的β-羟基烷基酰胺。
作为合适后交联剂额外描述的为DE 40 20 780 C1中的环状碳酸酯、DE 198 07 502 A1中的2-噁唑烷酮及其衍生物如2-羟基乙基-2-噁唑烷酮、DE 198 07 992 C1中的二-和聚-2-噁唑烷酮、DE 198 54 573 A1中的2-氧代四氢-1，3-噁嗪及其衍生物、DE 198 54 574 A1中的N-酰基-2-噁唑烷酮、DE 102 04 937A1中的环脲、DE 103 34 584 A1中的双环酰胺缩醛、EP 1 199 327 A2中的氧杂环丁烷和环脲以及WO 2003/31482 A1中的吗啉-2，3-二酮及其衍生物。
此外，还可以使用如DE 37 13 601 A1中所述的额外包含可聚合的烯属不饱和基团的后交联剂。
后交联剂的量在每种情况下基于聚合物优选为0.01-1重量％，更优选0.05-0.5重量％，最优选0.1-0.2重量％。
在本发明的一个优选实施方案中，除了后交联剂外，还将多价阳离子施加于颗粒表面。
可在本发明方法中使用的多价阳离子例如为二价阳离子如锌、镁、钙和锶的阳离子，三价阳离子如铝、铁、铬、稀土和锰的阳离子，四价阳离子如钛和锆的阳离子。可能的抗衡离子为氯离子、溴离子、硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根和羧酸根如乙酸根和乳酸根。优选硫酸铝。除了金属盐外，还可以将聚胺用作多价阳离子。
多价阳离子的用量在每种情况下基于聚合物例如为0.001-0.5重量％，优选0.005-0.2重量％，更优选0.02-0.1重量％。
后交联通常以将后交联剂溶液喷雾到水凝胶或干燥的聚合物珠粒上的方式进行。喷雾之后进行热干燥并且不仅可以在干燥之前而且可以在干燥过程中进行后交联反应。
用交联剂溶液喷雾优选在具有移动混合工具的混合器如螺杆混合器、桨式混合器、盘式混合器、犁头混合器和铲式混合器中进行。特别优选立式混合器，非常特别优选犁头混合器和铲式混合器。合适的混合器例如为
Figure A20078003450100151
混合器、Bepex混合器、Nauta混合器、Processall混合器和Schugi混合器。
热干燥优选在接触干燥器，更优选桨式干燥器，最优选盘式干燥器中进行。合适的干燥器例如为Bepex干燥器和Nara干燥器。此外，还可以使用流化床干燥器。
干燥可在混合器本身中通过加热夹套或吹入热空气进行。同样合适的为下游干燥器，例如多级干燥器、旋转管式炉或可加热螺杆。特别有利的是在流化床干燥器中混合和干燥。
优选的干燥温度为100-250℃，优选120-220℃，更优选130-210℃。在该温度下在反应混合器或干燥器中的优选停留时间优选为至少10分钟，更优选至少20分钟，最优选至少30分钟。
然后，可将后交联的聚合物再分级。
作为产物级分取出的聚合物珠粒的平均直径优选为至少200μm，更优选250-600μm，非常特别为300-500μm。90％的聚合物珠粒具有优选100-800μm，更优选150-700μm，最优选200-600μm的直径。
吸水性聚合物珠粒通常具有至少15g/g，优选至少20g/g，优选至少25g/g，更优选至少30g/g，最优选至少35g/g的离心保留容量(CRC)。吸水性聚合物珠粒的离心保留容量(CRC)通常小于60g/g，其中离心保留容量(CRC)通过EDANA(European Disposables and Nonwovens Association(欧洲一次性用品和无纺布协会))推荐的第441.2-02号测试方法“离心保留容量”测定。
实施例
对比例
通过将水、50重量％氢氧化钠溶液与丙烯酸连续混合来制备38.8重量％的丙烯酸/丙烯酸钠溶液使得中和度为71.3mol％。在混合组分之后，通过换热器连续冷却单体溶液。
所用烯属多不饱和交联剂为聚乙二醇-400二丙烯酸酯(平均摩尔质量为400g/mol的聚乙二醇的二丙烯酸酯)。用量为2kg/t单体溶液。
为了引发自由基聚合，使用下列组分：过氧化氢(1.03kg(0.25重量％浓度)/t单体溶液)、过二硫酸钠(3.10kg(15重量％浓度)/t单体溶液)和抗坏血酸(1.05kg(1重量％浓度)/t单体溶液)。
单体溶液的通过量为20t/h。
将各组分以如下量连续计量加入容量为6.3m3的List Contikneter连续捏合机(购于List，Arisdorf，瑞士)中：
20t/h     单体溶液
40kg/h    聚乙二醇-400二丙烯酸酯
82.6kg/h  过氧化氢溶液/过二硫酸钠溶液
21kg/h    抗坏血酸溶液
在交联剂和引发剂加入点之间将单体溶液用氮气惰性化。
在反应器末端，额外计量加入1000kg/h去除的粒度小于150μm的筛底料。
反应溶液在进料时温度为23.5℃。在38rpm的轴转动速率下操作反应器。反应混合物在反应器中的停留时间为15分钟。
在聚合和凝胶粉碎之后，将聚合物水凝胶引入带式干燥器中。在带式干燥器上的停留时间为约37分钟。
将干燥的水凝胶研磨并过筛。将粒度为150-850μm的级分后交联。
在Schugi混合器(购于Hosokawa-Micron B.V.，Doetichem，荷兰)中将后交联剂溶液喷雾于聚合物珠粒上。后交联剂溶液为2.7重量％的乙二醇二缩水甘油基醚在丙二醇/水(重量比1∶3)中的溶液。
计量加入如下量：
7.5t/h      吸水性聚合物珠粒(原料聚合物)
308.25kg/h  后交联剂溶液
然后在150℃下在NARA桨式干燥器(购于GMF Gouda，Waddinxveen，荷兰)中干燥并且后交联60分钟。
将后交联的聚合物珠粒在NARA桨式干燥器(购于GMF Gouda，Waddinxveen，荷兰)中冷却到60℃。
将冷却的聚合物珠粒用具有三个筛板的转鼓筛选机(Allgaier WerkeGmbH，Uhingen，德国)连续筛选。筛子在每种情况下具有260cm的直径并且自下而上具有150μm、500μm和850μm的筛目尺寸。
将150-850μm的两种筛选级分结合并分析。粒度分布用PartAn颗粒分析仪(购于AnaTec，Duisburg，德国)用光学照相测定。测量结果归纳于表中。
实施例1
重复对比例的程序。
最下面的筛子具有根据图1的导向装置。在筛子边缘的三个线性导向装置为30cm长并且与筛子边缘的最大距离为10cm。螺旋形导向装置的圆形部分为约300°的圆弓并具有约175cm的半径。导向装置的高度为5cm。
实施例2
重复实施例1的程序。转鼓筛选机的所有筛子具有与实施例1中最下面筛子类似的导向装置。
表：粒度分布
  粒度[μm]   对比例[％]   实施例1[％]   实施例2[％]
  ＞800   0.3   0.4   0.6
  ＞700-800   3.6   4.4   10.3
  ＞600-700   18.1   18.1   16.5
  ＞500-600   18.5   21.1   19.0
  ＞400-500   17.8   20.1   19.6
  ＞350-400   14.0   16.0   17.0
  ＞300-350   7.8   7.9   7.9
  ＞250-300   6.0   5.0   5.0
  ＞200-250   5.2   3.4   3.0
  ＞150-200   3.7   2.5   1.0
  ＞120-150   2.8   1.0   0.1
  ＞90-120   1.2   0.1   0.0
  ≤90   1.0   0.0   0.0

Claims (23)

1.一种借助至少一个筛子将吸水性聚合物珠粒连续分级的方法，其中至少一个筛子在筛子表面具有至少一个导向装置。
2.根据权利要求1的方法，其中所述导向装置相对于筛子表面的高度为1-10cm。
3.根据权利要求1或2的方法，其中至少一个导向装置在一端与筛子边缘齐平结束。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中使用转鼓筛选机。
5.根据权利要求4的方法，其中所述转鼓筛选机具有至少两个筛子。
6.根据权利要求5的方法，其中所述转鼓筛选机在至少两个筛子之间具有使由上面筛子落下的聚合物珠粒向下面筛子中央偏移的装置。
7.根据权利要求4-6中任一项的方法，其中将至少一个导向装置向筛子中央引导。
8.根据权利要求7的方法，其中将所述向筛子中央引导的导向装置以筛子半径的至少1％向筛子中央引导。
9.根据权利要求7或8的方法，其中所述向筛子中央引导的导向装置为直的。
10.根据权利要求7-9中任一项的方法，其中所述向筛子中央引导的导向装置的长度为筛子半径的5-20％。
11.根据权利要求4-10中任一项的方法，其中至少一个导向装置将聚合物珠粒以螺旋形途径向筛子出料孔引导。
12.根据权利要求11的方法，其中将聚合物珠粒以螺旋形途径向筛子出料孔引导的所述导向装置包括围绕筛子中心的同心的至少180°的圆弓。
13.根据权利要求12的方法，其中围绕筛子中心的同心圆弓的直径为筛子直径的至少50％。
14.根据权利要求1-13中任一项的方法，其中所有筛子都具有至少一个导向装置。
15.根据权利要求1-14中任一项的方法，其中至少一个筛子具有100-1000μm的筛目宽度。
16.根据权利要求1-15中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物珠粒在分级过程中具有至少40℃的温度。
17.根据权利要求1-16中任一项的方法，其中分级在减压下进行。
18.根据权利要求1-17中任一项的方法，其中在分级过程中所述吸水性聚合物珠粒的每小时通过量为至少100kg/m2筛子面积。
19.根据权利要求1-18中任一项的方法，其中在分级过程中使气流流过所述吸水性聚合物珠粒。
20.根据权利要求19的方法，其中所述气流具有40-120℃的温度。
21.根据权利要求19或20的方法，其中所述气流具有小于5g/kg的蒸汽含量。
22.根据权利要求1-21中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物珠粒包含至少部分中和到至少50mol％程度的聚丙烯酸。
23.根据权利要求1-22中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物珠粒具有至少15g/g的离心保留容量。
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