气味抑制超吸收剂的制作方法
[0057] 然而，也可在聚合后，在聚合形成聚合物凝胶的阶段进行中和。还可在聚合之前通 过向单体溶液中直接添加部分中和剂并仅在聚合后，在聚合物凝胶阶段设定所需的最终中 和度从而中和最高达40摩尔％、优选10摩尔％至30摩尔％且更优选15摩尔％至25摩 尔％的酸基。当聚合物凝胶在聚合后被至少部分地中和时，聚合物凝胶优选进行机械粉碎， 例如通过挤出机，在此情况下，中和剂可喷雾、喷洒或倾倒于其上且然后小心地混入。为此， 可将所获得的凝胶块反复挤出以进行均化。
[0058] 然而，优选在单体阶段进行中和。换言之：在非常特别优选的实施方案中，所用的 单体a)是25至95摩尔％，更优选50至80摩尔％且最优选65至72摩尔％的带有酸基的 单体的盐，与补足至100摩尔％的带有酸基的单体的混合物。这种混合物为，例如，丙烯酸 钠和丙烯酸的混合物或丙烯酸钾和丙烯酸的混合物。
[0059] 在一个优选的实施方案中，用于中和的中和剂为其含铁量通常低于10重量ppm， 优选低于2重量ppm且更优选低于1重量ppm的中和剂。同样所需的是低含量的氯化物和 氯的含氧酸阴离子。合适的中和剂为，例如，通常以"膜级（membrane grade)"进行交易的 50重量％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；甚至更纯且优选，但也更昂贵的是通常以"汞 齐级（amalgam grade)"或"水银法（mercury process)"进行交易的50重量％的氢氧化钠 溶液或氢氧化钾溶液。
[0060] 然后，从水溶液聚合和任选的随后的中和获得的聚合物凝胶优选用带式干燥器进 行干燥，直至残余含水量优选为0. 5重量％至15重量％、更优选1重量％至10重量％且最 优选2重量％至8重量％ (参见下文用于残余水分或含水量的测试方法）。在残余含水量 过高的情况下，干燥的聚合物凝胶具有过低的玻璃化转变温度Tg，且可能使进一步处理变 困难。在残余含水量过低的情况下，干燥的聚合物凝胶太脆，且在随后的粉碎步骤中，得到 不想要的大量粒度过小的聚合物颗粒（"细粉")。干燥前凝胶的固含量通常为25重量％至 90重量％、优选30重量％至80重量％、更优选35重量％至70重量％且最优选40重量％ 至60重量％。然而，任选地，也可使用流化床干燥器或具有机械混合单元的加热混合器（例 如桨式干燥器或具有不同设计的混合工具的类似干燥器）进行干燥。任选地，干燥器可在 氮气或其他非氧化性惰性气体下或者至少在降低的氧分压下进行操作，以便防止氧化变黄 过程。然而，通常，甚至对水蒸气足够的排气和除去也会产生可接受的产品。通常，最短的 干燥时间对于颜色和产品质量是有利的。在标准带式干燥器的情况下，以常规模式进行操 作，为此确定用于干燥的气体的温度为至少50°C、优选至少80°C且更优选至少100°C，且通 常至多250°C，优选至多200°C且更优选至多180°C。标准的带式干燥器通常具有两个或多 个室；这些室中的温度可以不同。对于每种干燥器类型，所有的操作条件应以这样的已知方 式进行选择，以实现所需的干燥结果。
[0061] 在干燥过程中，聚合物颗粒中残留的单体含量也降低，且最后残留的引发剂被消 除。
[0062] 在一些聚合法例如喷雾聚合法或液滴聚合法中，聚合和干燥基本上同时进行，即 在聚合反应器的出口直接获得干燥产物且没有进行单独的干燥步骤，或者仅任选地进行单 独的干燥步骤以进一步降低产物中的含水量。
[0063] 随后任选地对干燥的聚合物凝胶进行研磨并任选地进行分级。在一些聚合法例如 悬浮聚合法、喷雾聚合法或液滴聚合法中，所需的超吸收剂的粒度分布可能早在聚合阶段 就已建立。如果这样做，则研磨和分级可以省去，或仅用于去除不想要的过大或过小的颗粒 级分。
[0064] 研磨可使用所有已知的研磨机完成，例如单级辊磨机或多级辊磨机（优选二级 或三级辊磨机）、销盘磨机（pinned disk mill)、锤磨机或振动磨机。通常在内部仍未干 燥的过大凝胶块是弹性体的，其在研磨中导致问题并优选在研磨之前移除，所述移除可以 简单地方式通过风筛法（wind sift)或通过筛网（sieve)(用于研磨机的"防护筛（guard sieve)"）进行。鉴于所用的研磨机，所述筛的筛目大小应选择为使由过大弹性体颗粒造成 的破坏达到最低水平。
[0065] 过大超吸收剂颗粒在其主要用途中、卫生产品（例如尿布）中作为粗颗粒是可感 觉到的；其还降低了超吸收剂的平均初始溶胀速率。二者都是不希望的。因此，有利地，将 粗粒聚合物颗粒从所述产物中移除。这可通过常规分级法（例如风筛法），或通过筛目大小 为至多1000 μ m、优选至多900 μ m、更优选至多850 μ m且最优选至多800 μ m的筛网筛分而 进行。例如，使用筛目大小为700 μπι、650 μηι或600 μηι的筛网。为了优化成本，所移除的 粗聚合物颗粒（"筛上料（oversize)"）可送回到研磨和筛分循环中或者进一步单独加工。
[0066] 粒度过小的聚合物颗粒降低渗透性（SFC)。因此，有利地，这种分级还移除细聚合 物颗粒。如果进行筛分，这可方便地通过筛目大小为至多300 μ m、优选至多200 μ m、更优选 至多150 μ m且最优选至多100 μ m的筛网而进行。为了优化成本，所移除的细聚合物颗粒 ("筛下料"或"细料"）按需要送回到单体流、正在聚合的凝胶，或者干燥凝胶之前的完全 聚合的凝胶中。
[0067] 作为产品级分所获得的聚合物颗粒的平均粒度通常为至少200 μπκ优选至少 250 μπι且更优选至少300 μm，且通常至多600 μπι且更优选至多500 μm。粒度为至少 150 μm的颗粒比例通常为至少90重量％，更优选至少95重量％，最优选至少98重量％。 粒度为至多850 μ m的颗粒比例通常为至少90重量％，更优选至少95重量％，最优选至少 98重量％。
[0068] 由此制备的聚合物具有超吸收剂特性并涵盖于术语"超吸收剂"。其CRC通常比较 高，但其AUL或SFC比较低。这种类型的表面未后交联的超吸收剂常称为"基础聚合物"以 将其与由此制备的表面后交联的超吸收剂区分开。
[0069] 为了进一步改进特性，特别是提高AUL和SFC值（这通常降低CRC值），超吸收剂 颗粒任选地进行表面后交联。合适的后交联剂为包含可与超吸收剂颗粒的至少两个官能团 形成键的基团的化合物。在市场上流行的丙烯酸/丙烯酸钠类超吸收剂的情况下，合适的 表面后交联剂为包含可与至少两个羧酸酯基团形成键的基团的化合物。后交联剂和用于交 联的方法是已知的；可使用任何已知的后交联剂和任何已知的后交联法。
[0070] 后交联剂的实例为2-噁唑烷酮、N-甲基-2-噁唑烷酮、N-(2-羟乙基）-2-噁唑 烷酮和N-羟丙基-2-噁唑烷酮；1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇和1,7-庚二醇、 1，3_ 丁二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和 1，10-癸二醇；1，2, 3-丁三醇、1，2, 4-丁三醇、甘 油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、1-至3-重乙氧基化甘油、1-至3-重乙氧基化 三羟甲基乙烷或1-至3-重乙氧基化三羟甲基丙烷（每个分子），和1-至3-重丙氧基化甘 油、1-至3-重丙氧基化三羟甲基乙烷或1-至3-重丙氧基化三羟甲基丙烷（每个分子）； 2-重乙氧基化或丙氧基化新戊二醇；碳酸亚乙基酯和碳酸亚丙基酯；2, 2'-双（2-噁唑啉） 或者这些化合物中的两种或多种的混合物。
[0071] 后交联剂的用量通常为至少0. 001重量％、优选至少0. 02重量％、更优选至少 〇. 05重量％，且通常至多2重量％、优选至多1重量％、更优选至多0. 3重量％，例如至多 〇. 15重量％或至多0. 095重量％，各自基于基础聚合物的质量计。
[0072] 后交联通常是以这样一种方式进行，即将后交联剂的溶液喷涂至干燥的基础聚合 物颗粒上。喷涂施用后，将涂覆有后交联剂的聚合物颗粒进行热干燥，并且后交联反应可在 干燥之前或期间进行。后交联剂溶液的喷涂施用优选在带有移动的混合工具的混合器（例 如螺杆式混合器、盘式混合器、桨式混合器或铲式混合器）或带有其他混合工具的混合器 中进行。然而，特别优选的是立式混合器。也可以在流化床中喷涂后交联剂溶液。合适的 混合器是可获得的，例如，Pflugschar?犁铧混合器（购自Gebr. Liidige Maschinenbau GmbH，Elsener-Strasse 7 - 9, 33102 Paderborn，德国）或者 :混 合器、Vrieco-Nauta?:混合器或者Turlmlizer?:混合器（购自 Hosokawa Micron BV， Gildenstraat 26, 7000AB Doetinchem，荷兰）〇
[0073] 后交联剂通常以水溶液的形式使用。如果仅使用水作为溶剂，则将表面活性剂或 解聚助剂（deagglomeration assistant)有利地加入至后交联剂溶液中或实际上加入至基 础聚合物中。这改进了润湿性能且降低了结块趋势。后交联剂水溶液除至少一种后交联剂 之外还可包含共溶剂。非水溶剂的含量或溶剂的总量可用于调节后交联剂渗透至聚合物颗 粒中的深度。工业上高度合适的共溶剂为C1-C6-醇如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、 仲丁醇、叔丁醇或2-甲基-1-丙醇、C2-C5-二醇如乙二醇、1,2-丙二醇或1,4-丁二醇、酮 如丙酮、或羧酸酯如乙酸乙酯。
[0074] 后交联剂水溶液中至少一种后交联剂的浓度通常为1至20重量％，优选1. 5至10 重量％且更优选2至5重量％，基于后交联剂溶液计。
[0075] 后交联剂溶液的总量通常为0. 3至15重量％且优选2至6重量％，基于基础聚合 物计。
[0076] 通过表面后交联剂与基础聚合物颗粒表面的官能团反应的实际表面后交联通常 通过加热经表面后交联剂溶液润湿的基础聚合物而进行，通常称之为"干燥"（但不要与上 述干燥来自聚合的聚合物凝胶相混淆，其中通常要移除非常多的液体）。所述干燥可在混合 器本身中通过加热夹套、通过热交换表面或通过鼓入暖空气而进行。混合超吸收剂与表面 后交联剂以及干燥可在例如流化床干燥器中同时进行。然而，所述干燥通常在下游干燥器， 例如盘式干燥器、旋转管式炉、桨式或圆盘式干燥器或可加热螺杆中进行。合适的干燥器 是可获得的，例如 SoHdair?或Torusdisc?千燥器（购自 Bepex International LLC， 333N.E. Taft Street，Minneapolis，MN 55413,美国）或桨式或铲式干燥器或者流化床干燥 器（购自 Nara Machinery Co. , Ltd. ,European off ice, Europaallee 46, 50226 Frechen， 德国）。
[0077] 优选的干燥温度范围为100 °C至250 °C，优选120 °C至220 °C，更优选130 °C至 210°C，并且最优选150°C至200°C。在此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，且通常至多60分钟。通 常，所述干燥这样进行以使超吸收剂的残余含水量通常为至少〇. 1重量％，优选至少〇. 2重 量％且最优选至少0. 5重量％，且通常至多15重量％，优选至多10重量％且更优选至多8 重量％。
[0078] 在后交联之前、期间或之后，除后交联剂之外可将多价阳离子施用于颗粒表面。这 原则上是通过离子非共价键的进一步表面后交联，但有时也称为所述金属离子的"络合作 用"或简单地称为用所述物质（"络合剂"）的"涂覆"。用于络合的金属离子、
文档序号 :
【 8531131 】
技术研发人员：A·卡利姆,T·丹尼尔,C·舍恩
技术所有人：巴斯夫欧洲公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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