从吸水性聚合物颗粒中去除残余单体的方法_4

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FC)的合适的涂料为,例如,无机惰性物质,如 水不溶性金属盐、有机聚合物、阳离子聚合物和二价或多价金属阳离子。用于粘附灰尘的合 适的涂料为,例如,多元醇。用于抵消聚合物颗粒不想要的结块趋势的合适的涂料为,例如, 热解法二氧化硅(如Aerosil? 2〇〇)、表面活性剂(如Span? 20)和本发明的表面活性剂 及表面活性剂混合物。
[0138] 本发明的方法能够制备残余单体含量极低的吸水性聚合物颗粒。
[0139] 本发明还提供可通过本发明方法获得的吸水性聚合物颗粒。
[0140] 可通过本发明方法获得的吸水性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通常为至少 15g/g、优选至少20g/g、更优选至少25g/g、尤其优选至少30g/g且最优选至少35g/g。吸水 性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通常小于100g/g。
[0141] 可通过本发明方法获得的吸水性聚合物颗粒的残余单体含量通常小于0. 5重 量%、优选小于0. 3重量%,更优选小于0. 2重量%且最优选小于0. 15重量%。
[0142] 可通过本发明的方法获得的吸水性聚合物颗粒的含湿量优选为至少5重量%、更 优选至少10重量%且最优选至少14重量%。
[0143] 可通过本发明的方法获得的吸水性聚合物颗粒的平均直径优选为至少200ym、更 优选250至600ym且非常特别300至500ym,粒径通过光散射测定并表示体积平均的平均 直径。90 %的聚合物颗粒的直径优选为100至800ym、更优选150至700ym、最优选200 至 600ym〇
[0144] 本发明还提供包含本发明的吸水性聚合物颗粒的卫生制品。卫生制品的制 备记载于专著"ModernSuperabsorbentPolymerTechnology'',F.L.Buchholzand A.T.Graham,Wiley-VCH, 1998,第 252 至 258 页中。
[0145] 卫生制品通常包含水不可透过的背面、水可透过的顶面和由本发明的吸水性聚合 物颗粒及纤维(优选纤维素)组成的中间吸收芯。本发明吸水性聚合物颗粒在吸收芯中的 比例优选为20至100重量%且更优选50至100重量%。
[0146] 吸水性聚合物颗粒借助于下文描述的测试方法测试。
[0147] 方法:
[0148] 除非另外说明,测量应在23±2°C的环境温度和50±10%的相对空气湿度下进 行。在测量前将吸水性聚合物颗粒充分混合。
[0149] 残余单体
[0150] 吸水性聚合物颗粒的残余单体含量通过EDANA推荐的测试方法No.WPS 210.2- 02"Residualmonomers"测定。
[0151] 含湿量
[0152] 吸水性聚合物颗粒的含湿量通过EDANA推荐的测试方法No.WSP230. 2-05"Mass LossUponHeating''测定。
[0153] 离心保留容量
[0154] 离心保留容量(CRC)通过EDANA推荐的测试方法No.WSP241. 2-05"Fluid RetentionCapacityinSaline,AfterCentrifugation''测定。
[0155] 在21. 〇g/cm2压力下的吸收
[0156] 吸水性聚合物颗粒在21.Og/cm2压力下的吸收(AUL0. 3psi)通过EDANA推荐的测 试方法No.WSP242.2-05"AbsorptionunderPressure,GravimetricDetermination"测 定。
[0157] 在0. 〇g/cm2压力下的吸收
[0158] 在0?Og/cm2压力下的吸收(AUL0.Opsi)通过类似于EDANA推荐的测试方法No.WSP 242.2- 05"AbsorptionunderPressure,GravimetricDetermination"测定,不同之处在 于将压力设置为 〇? 〇g/cm2 (AUL0.Opsi),而不是 21.Og/cm2 (AUL0. 3psi)。
[0159] 在49. 2g/cm2压力下的吸收
[0160] 在49. 2g/cm2压力下的吸收(AUL0. 7psi)通过类似于EDANA推荐的测试方法 No.WSP242.2-05"AbsorptionunderPressure,GravimetricDetermination" 测定,不 同之处在于将压力设置为49. 2g/cm2 (AUL0.Opsi),而不是21.Og/cm2 (AUL0. 3psi)。
[0161] 堆积密度
[0162] 堆积密度通过EDANA推荐的测试方法No.WSP260. 2-05 "Density,Gravimetric Determination" 测定。
[0163] 可萃取物
[0164] 吸水性聚合物颗粒的可萃取物的含量通过类似于EDANA推荐的测试方法No.WSP 270. 2-05 "Extractables"测定。萃取时间为16小时。
[0165] 自由溶胀谏率
[0166]为测定自由溶胀速率(FSR),将1. 00g( =W1)的吸水性聚合物颗粒称量放入25ml 的烧杯中并在其底部均匀分散。之后用分液器向第二个烧杯中计量加入20ml的0.9重量% 的氯化钠溶液,并将该烧杯中的内容物迅速地加入第一个烧杯中,并启动秒表。只要最后一 滴盐溶液被吸收(其通过液体表面上的反射的消失来确认),就停止秒表。通过再称量第二 个烧杯( =W2)而精确地确定从第二个烧杯中倒出且被第一个烧杯中的聚合物吸收的液体 的确切量。用秒表测量的吸收所需时间间隔以t表示。表面上的最后一滴液滴的消失测定 为时间t。
[0167] 由此,自由溶胀速率(FSR)计算如下:
[0168] FSR[g/gs] =W2/(fflXt)
[0169]然而,如果吸水性聚合物颗粒的含湿量多于3重量%,则重量W1必须针对该含湿 量做校正。
[0170] CIE颜色数倌(L、a、b)
[0171] 颜色分析用"LabScanXES/NLX17309" 色度计(HunterLab,Reston,US)根据 CIELAB方法(Hunterlab,volume8, 1996,book7,第 1 至 4 页)进行。
[0172] 该方法通过三维系统的坐标L、a、b来描述颜色。L表示亮度,其中L= 0意指黑 色而L= 100为白色。a和b的值分别表示在红/绿色轴和黄/蓝色轴上颜色的位置,其中 +a代表红色,-a代表绿色,+b代表黄色,而-b代表蓝色。HC60根据式HC60 =L-3b计算。
[0173] 该颜色测量与DIN5033-6 的三区法(three-areamethod) -致。
[0174] EDANA测试方法可获自例如EDANA,AvenueEugSnePlasky 157,B-1030Brussels,Belgium。 实施例
[0175] 基础聚合物的制备
[0176] 实施例1
[0177] 该方法在具有集成流化床(27)和外部流化床(29)的喷雾干燥系统中进行,如W0 2011/026876A1的图1中所示。喷雾干燥器(5)的圆柱形部分的高度为22m且直径为3. 4m。 内部流化床(IFB)的直径为3m且堰高为0.25m。外部流化床(EFB)的长度为3.0m,宽度为 0. 65m且堪高为0. 5m。
[0178] 在喷雾干燥器的上端经由气体分配器(3)供给干燥气体。干燥气体通过织物过滤 器(9)和洗涤柱(12)而部分地再循环(循环气体)。所用的干燥气体为氧气含量为1至4 体积%的氮气。在聚合开始之前,用氮气吹扫设备直至氧气含量降低至低于4体积%。干 燥气体在喷雾干燥器(5)的圆柱形部分中的气体速度为0.8m/s。喷雾干燥器内的压力比环 境压力低4mbar。
[0179] 喷雾干燥器的起始温度在圆柱形部分的下端的三个点处进行测量,如TO 2011/026876A1的图3中所示。三次单独测量(47)用于计算平均出口温度。加热循环气 体并开始计量加入单体溶液。从此时起,通过换热器(20)调节气体入口温度而将平均出口 温度控制在117 °C。
[0180] 所述产物聚集在内部流化床(27)中直至达到堰高度。通过管线(25),将温度为 122°C且相对含湿量为4%的干燥气体供给至内部流化床(27)。内部流化床(27)中的气体 速度为0.65m/s。产物在内部流化床(27)中的停留时间为120分钟。
[0181] 将喷雾干燥器的废气经由织物过滤器(9)供给至洗涤柱(12)。通过排出过量的 液体而将洗涤柱(12)内的液面保持恒定。洗涤柱(12)内的液体通过热交换器(13)冷却 并通过喷嘴(11)逆流输送,以使洗涤柱(12)内的温度控制在45°C。为从废气中洗去丙烯 酸,通过加入氢氧化钠溶液而将洗涤柱(12)内的液体碱化。
[0182] 将洗涤柱的废气被分配给管线(1)和管线(25)。借助于热交换器(20)和热交换 器(22)控制温度。热干燥气体经由气体分配器(3)供给至喷雾干燥器。气体分配器由一 排板组成并且根据气体速度而具有2至4mbar的压降。
[0183] 借助于旋转进料器(28)将产物从内部流化床(27)转移至外部流化床(29)。经由 管线(40),在60°C的温度条件下将干燥气体供给至外部流化床(29)。该干燥气体为空气。 外部流化床(29)中的气体速度为0.8m/s。产物在外部流化床(29)中的停留时间为1分 钟。
[0184] 借助于旋转进料器(32)将产物从外部流化床(29)转移到筛(33)上。借助于筛 (33),去除粒径大于800ym的颗粒(附聚物)。
[0185] 为制备单体溶液,将新蒸馏出的丙烯酸首先与三乙氧基化三丙烯酸甘油酯(交联 剂)混合,然后与37. 3重量%的丙烯酸钠水溶液混合。通过热交换器泵唧循环,将单体溶 液的温度保持在l〇°C。在泵唧循环系统中,在泵的那边配置筛目尺寸为250ym的过滤器。 经由静态混合器(41)和(42)的上游的管线(43))和(44)将引发剂加入至单体溶液。经 由管线(43)在温度为20°C的条件下供给的过二硫酸钠,并经由管线(44)在温度为5°C的 条件下供给的[2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸化物与:61^88〇1^?FF7(BrUggemannChemicals;Heilbronn;Germany)的混合物。将各引发剂在循环中进行泵 送并经由控制阀而计量加入各液滴化器装置中。在静态混合器(42)那边配置筛目尺寸为 140ym的过滤器。为了在喷雾干燥器的顶部计量加入单体溶液,使用三个液滴器化器装置, 如TO2011/026876A1的图4中所示。
[0186] 一个液滴器化器装置由外管(51)和液滴化器盒(53)组成,如W02011/026876A1 的图5中所示。液滴化器盒(53)通过内管(52)相连接。内管(52)在末端具有PTFE密封 装置(54)并且可在操作期间为维修目的被推出内管。
[0187] 通过通道(59)中的冷却水将液滴化器盒(61)的温度控制在8 °C,如W0 2011/026876A1的图6中所示。液滴化器盒(61)具有256个直径为170ym的孔且孔间距 为15_。液滴化器盒(61)具有没有死空间(deadspace)的流动通道(60),所述流动通道用 于在两个液滴化板(57)之间均匀分布预混的单体溶液与引发剂溶液。两个液滴化板(57) 具有角度为3°的成角度的构造。每个液滴化板(57)均由不锈钢(材料编号为1. 4571)制 成并且长度为500mm、宽度为25mm且厚度为1mm。
[0188] 喷雾干燥器的进料包含10. 45重量%的丙烯酸、33. 40重量%的丙烯酸钠、0. 018 重量%的三乙氧基化三丙烯酸甘油酯(纯度约为85重量%)、0. 036重量%的[2, 2'-偶氮 双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、0.0029重量%的81_吨8〇出?FF7(Brilggemann Chemicals;Heilbronn;Germany)、0? 054 重量% 的过二硫酸钠、以及水。Brtiggolit?FF7 以5重量%的水溶液的形式使用而过二硫酸钠以15重量%的水溶液的形式使用。中和度 为71%。每孔进料为1.6kg/h。
[0189] 所得的聚合
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