聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂的制造方法_3

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合工序中例如采用喷雾聚合、 液滴聚合、反相悬浮聚合等),那么干燥工序后有时也可不进行粉碎。
[0123] 该粉碎工序中所用的机器并无特别限定,可例举漉磨机、键磨机、漉式造粒机、飄 式社碎机、螺旋破碎机、锥型娠碎机、漉型娠碎机、切磨机等。其中,从粒度控制的观点出发, 优选分多个阶段使用漉磨机或漉式造粒机。
[0124] (2-5)分级工序 阳1巧]本工序是对经上述的各工序(聚合工序、凝胶粉碎工序、干燥工序、粉碎工序)而 得的粉碎聚合物进行分级来获得吸水性树脂粉末的工序。
[01%] 本发明中的分级方法并无特别限定,可例举用JIS标准筛(日本工业标准JIS Z8801-1 (2000))进行的筛分级等。运里,除通过分级工序W外,还能通过聚合工序(尤其是 反相悬浮聚合、喷雾液滴聚合)、其他工序(例如造粒工序、微粉回收工序等)来适当调整吸 水性树脂的粒度。
[0127] 另外,在吸水性树脂的制造工艺内,该分级工序能进行至少1次(一处)即可,但 优选在制造工艺内进行2次(2处)W上,更优选在表面交联工序的前后进行至少1次(1 处)。视需要,还可W进行分级工序3~6次。
[0128] 关于经W上操作而得的吸水性树脂粉末的粒度,其重均粒径值50)优选为200~ 600Jim,更优选为200~550Jim,进而优选为250~500Jim,尤其优选为300~450Jim。另 夕F,粒径低于150Jim的颗粒的比例优选为0~10重量%,更优选为0~5重量%,进而优 选为0~1重量%。粒径为850ymW上的颗粒的比例优选为0~5重量%,更优选为0~ 3重量%,进而优选为0~1重量%。另外,粒度分布的对数标准差(OC)优选为0. 20~ 0. 50,更优选为0. 25~0. 40,进而优选为0. 27~0. 35。运里,运些粒度是依照国际公布第 2004/69915号及EDANA的ERT420. 2-02中掲示的测定方法且用标准筛来测定的。
[0129] 不仅优选表面交联前的吸水性树脂具有上述的粒度,也优选表面交联后的吸水性 树脂、作为最终制品的吸水性树脂具有上述的粒度。因此要求在表面交联中将粒度维持在 上述的范围内。
[0130] (2-6)表面交联工序
[0131] 本工序是在经上述的工序而得的吸水性树脂粉末的表层(自吸水性树脂粉 末表面向内部的厚数十ym的部分)形成高交联密度部位的工序,其包括W下的工序 (2-6-1)~(2-6-4)。
[0132] (2-6-1)混合工序
[0133] 本混合工序是向上述吸水性树脂粉末添加、混和表面交联剂(或其水溶液、其分 散液)的工序。运里,为了方便,有时也将上述吸水性树脂粉末与表面交联剂的混合物称为 吸水性树脂混合物(W下简称"混合物",实施例中也同样简称)。
[0134](表面交联剂)
[0135] 本发明中所能使用的表面交联剂并无特别限定,例如可例举米国专利第6228930 号、美国专利第6071976号、美国专利第6254990号等中掲示的化合物。
[0136] 更具体而言,可例举:单乙二醇、二乙二醇、S乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、单丙 二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、2, 3, 4-S甲基-1,3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-下 締-1,4-二醇、1,4-下二醇、1,3-下二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-环己烧二甲醇等 多元醇化合物;乙二醇二缩水甘油酸、缩水甘油等环氧化合物;乙二胺、二乙=胺、=乙四 胺、四乙五胺、五乙六胺、聚亚乙基亚胺、聚酷胺聚胺等多胺化合物;表氯醇、表漠醇、a-甲 基表氯醇等面代环氧化合物;上述多胺化合物与上述面代环氧化合物的缩合物;2-恶挫 晚酬等恶挫晚酬化合物;甲烧横酸((3-乙基氧杂环下烧-3-基)甲基)、氯代甲烧横酸 ((3-乙基氧杂环下烧-3-基)甲基)、1,6-双(3-乙基氧杂环下烧-3-基)-2, 5-二氧代己 烧、1,12-双(3-乙基氧杂环下烧-3-基)-2, 5, 8, 11-四氧代十二烧等氧杂环下烧化合物; 碳酸乙醋等亚烷基碳酸醋化合物等,它们可W使用1种或并用2种W上。 阳137] 其中,从提高吸水性树脂的物理性质及抑制表面交联时的含水率下降的观点出 发,优选使用能在低溫下反应的环氧化合物、面代环氧化合物、恶挫晚酬化合物、氧杂环下 烧化合物,更优选使用环氧化合物、面代环氧化合物、氧杂环下烧化合物。
[0138]从所要求的吸水性树脂的物理性质等观点出发,上述表面交联剂的用量相对于吸 水性树脂粉末100重量份优选为0.OOl~10重量份,更优选为0.Ol~5重量份。运里,若 并用2种W上,则合计量处在上述范围内即可。
[0139] 本发明中,将上述表面交联剂与吸水性树脂粉末混合时,也可使用水。目P,可W将 上述表面交联剂制成水溶液状态来添加给吸水性树脂粉末。此时,水的用量(水溶液中的 含水量)虽然视吸水性树脂粉末的含水率而不同,但相对于吸水性树脂粉末100重量份,优 选为1~15重量份,更优选为1~10重量份。
[0140] 此外,在吸水性树脂粉末中混和表面交联剂、其水溶液、其分散液时,还能将亲水 性的有机溶剂、混合助剂等用作第=物质。 阳141] 上述亲水性的有机溶剂并无特别限定,可W列举:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正 下醇、异下醇、叔下醇等低级醇化合物;丙酬等酬化合物;二恶烧、四氨巧喃、甲氧基(聚) 乙二醇等酸化合物;e-己内酷胺、N,N-二甲基甲酯胺等酷胺化合物;二甲基亚讽等亚讽化 合物;乙二醇、二乙二醇、丙二醇、S乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、 2, 2, 4-S甲基-1,3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-下締-1,4-二醇、1,3-下二醇、 1,4-下二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-环己烧二甲醇、1,2-环己醇、S径甲基丙烷、二 乙醇胺、=乙醇胺、聚氧丙締、氧乙締-氧丙締嵌段共聚物、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇化 合物等。
[0142]运里,本发明中,多元醇化合物若与吸水性树脂反应,则分类为表面交联剂,若不 反应,则分类为亲水性有机溶剂。关于反应的有无,根据多元醇的残留量、醋的增加量(IR 分析等)即可容易地判别出。 阳143] 相对于吸水性树脂粉末中的固形成分100重量份,上述亲水性有机溶剂的用量优 选为10重量份W下,更优选为0. 1~5重量份。
[0144] 另外,作为上述第S物质,可例举欧洲专利第0668080号中披露的无机酸、有机 酸、多氨基酸(盐)等。运些化合物也可发挥表面交联剂的功能,但W不会导致表面交联后 的吸水性树脂的吸水特性下降的化合物为佳。相对于吸水性树脂粉末中的固形成分100重 量份,该第=物质的用量优选为0. 005~10重量份,更优选为0. 05~5重量份。
[0145](添加/混合方法)
[0146]本发明中,表面交联剂(或其水溶液、其分散液)的添加/混合方法无特别限定, 优选预先备好表面交联剂及作为溶剂的水或亲水性有机溶剂、或表面交联剂与该溶剂的混 合物,然后将它们W喷雾或喷淋的方式与吸水性树脂粉末混合,更优选W喷雾的方式混合。
[0147]另外,上述混合时所用的混合装置并无特别限定,优选高速揽拌式混合装置,更优 选高速揽拌式连续混合装置,进而优选邸式或纵式的高速揽拌式连续混合装置。具体可例 举纵混合机或端流增强器(turbulizer;均为日本细川MICRON株式会社制)、雷迪格混合机 (Xoedige公司制)等。
[0148] 本发明中,关于混合工序的运转条件,混合装置的转速优选为100~1000化pm,更 优选为300~2000巧m,滞留时间优选为180秒W内,更优选为0. 1~60秒,进而优选为1~ 30秒。
[0149]另外,被提供至该混合工序的吸水性树脂粉末的溫度优选为30~100°C,更优选 为35~80°C,进而优选为40~70°C。通过将吸水性树脂粉末控制在上述溫度范围,能抑 制吸水性树脂的物理性质下降。 阳1加]O-S-2)反应工序 阳151] 本工序是对经上述混合工序而得的混合物施加热、活性能量线等来使吸水性树脂 与表面交联剂反应,从而获得反应物(W下为方便,称为"吸水性树脂颗粒",实施例中也同 样称呼)的工序(有时也称"表面交联反应工序")。 阳152] 运里,也可在上述混合工序与反应工序之间,视需要设置不伴随反应的储藏工序、 揽拌工序,W在进入反应工序前将表面交联剂渗透或扩散到吸水性树脂粉末中。
[0153] (反应装置)
[0154] 作为本工序中所用的反应装置,可W使用与上述混合工序中所用的混合装置同类 型的装置,但优选使用其他类型的装置。具体而言,优选使用对公知的干燥机或加热炉附设 供气机构及/或排气机构(W下有时称"供气/排出机构")而成的装置。另外,该反应装 置可W是连续式,也可W是分批(批次)式,但从生产性的观点出发,优选连续式的反应装 置。
[0155] 上述反应装置若为批次式,则优选采用下述等方法来进行表面交联反应:将混合 物实质上均等地分散到1个或多个托盘、多孔板等上并进行加热的方法;将混合物充填进 设有揽拌翼等的单个缸或多个缸中并一边揽拌一边加热的方法;在流动式缸中一边揽拌混 合物一边加热的方法等。
[0156] 另外,上述反应装置若为连续式,则优选采用下述等方法来进行表面交联反应:将 混合物实质上均等地分散到传送带或多孔板等上来一边移送一边加热的方法;用揽拌翼或 螺旋奖等揽拌混合物来一边移送一边加热的方法;利用加热面的倾斜来一边移送混合物一 边加热的方法等。
[0157] 上述反应装置的加热方式并无特别限定,可例举热传导式、福射式、热风传递式、 介电加热式等。其中优选热传导式及/或热风传递式,更优选热传导式。另外,运些的热源 并无特别限定,可例举高压蒸汽(加压水蒸汽)、溫水、硝酸烙盐(烙盐)、热油等。其中可 根据目的等来适当选择,尤其优选使用W高压蒸汽(加压水蒸汽)为热源的热传导式反应 装置。
[0158] 上述反应装置尤其在为连续式时,从加热效率及均匀的表面交联反应的观点出 发,优选是还具备将混合物揽拌及/或流动的机构(W下有时称"揽拌/流动机构"。)的 装置。该揽拌/流动机构并无特别限定,例如可举出槽型揽拌式、螺旋式、旋转式、圆盘式、 捏合式、流层式等。其中优选W揽拌翼(浆)进行揽拌的揽拌式、旋转蒸炉等导热面自身可 动的揽拌式,尤其优选奖式反应装置。
[0159] 作为上述反应装置,尤其当采用连续式的热传导式反应装置时,其导热面积(加 热面积)只要能够将混合物的粉溫控制在下述溫度范围内即可,并无特别限定,但相对于 接受处理的混合物的供给量而言,优选为5~IOOm2AtAr),更优选为10~50m7(t/hr)。 通过使上述导热面积处在上述范围,便能容易地将混合物的粉溫及反应装置的内壁面溫度 控制在下述溫度范围内,从而能实现稳定的运转,故优选。
[0160] 从连续生产高效化的观点出发,上述反应装置优选具有能使混合物朝排出口方向 自然流下的倾斜。具体为,W水平面为准,朝下方倾斜超过0°且在20° W下,更优选超过 0°且在10° W下。该倾斜若超过20°,则反应时间会不统一而可能引起吸水性树脂的物 理性质下降,因此欠佳。 阳161] 本发明中所用的反应装置具备上述供气/排出机构,通过该供气/排出机构来控 制反应装置内的环境气氛露点及环境气氛溫度。此时,并非单纯地设置吸气口 /排气口,而 是优选使用鼓风机等来调整反应装置内流通的气体的量及压力。另外,吸气口 /排气口不 限各为一处,也可考虑所用的反应装置的大小、环境气氛露点及环境气氛溫度而将它们各 设在多处。
[0162] 另外,关于该反应装置的加热方法、揽拌方法、气体的供给方法及排出方法,可W运用同一形式或不同形式的多个反应装置的组合方案。 阳163](气流)
[0164] 本发明中,为了将反应装置内的环境气氛露点及环境气氛溫度稳定地控制在下述 范围内,优选将气流控制成恒定方向。运里,"恒定方向"的意思并非指在所有地点均朝着同 一方向,而是指宏观视点上的气流方向不变。例如,因揽拌等而引起的局部性及/或一时性 的乱气流状态及满流状态就不属于本发明中的气流控制范畴。另一方面,从吸气口吸气和 从排球口排气的运种气流状态若在表面交联反应过程中变成了从排气口吸气和从吸气口 排气的运种气流状态,则称"非恒定方向"。
[0165] 另外,本工序中的环境气氛露点及环境气氛溫度指反应装置内部的混合物上方空 间中所存在的气体的平均露点及平均溫度,优选在该反应装置内的接受加热部加热的混合 物的铅直上方位置测定环境气氛露点及环境气氛溫度。运里,在表面交联处理刚开始后、W 及连续方式下的刚投入加热部后和即将从加热部排出前,露点及溫度有时也会脱离下述范 围。
[0166] 本发明中,若采用设有多处的吸气口 /排气口的反应装置,尤其是若采用连续式 的反应装置,则相对于投入反应装置的混合物的移动方向,上述气流的流向优选为铅直方 向或水平方向,更优选为水平方向,进而优选为对向流及
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