專利名稱：吸水性聚合物顆粒的氣動輸送方法
吸水性聚合物顆粒的氣動輸送方法本發(fā)明涉及一種吸水性聚合物顆粒的氣動輸送方法，氣動輸送所用壓 縮機(jī)具有陡坡特性。吸水性聚合物尤其是親水性單體(共)聚合的聚合物、 一種或多種親水 性單體在合適的接枝基質(zhì)上的接枝(共)聚合物、交聯(lián)纖維素醚或淀粉醚、 交聯(lián)羧甲基纖維素、部分交聯(lián)聚環(huán)氧烷或可在含水液體中溶脹的天然產(chǎn)品， 例如瓜爾^t生物。這樣的聚合物作為吸收水溶液的產(chǎn)品用于生產(chǎn)尿布、棉 塞、衛(wèi)生紙和其它衛(wèi)生用品，但是也在園藝市場中作為保水劑。吸水性聚合物一般具有25-60g/g,更適宜的至少30g/g，優(yōu)選至少32g/g, 更優(yōu)選至少34g/g,最優(yōu)選至少35g/g的離心保留容量。根據(jù)EDANA (European Disposables and Nonwovens Association)推薦的第441.2-02號 測試方法"離心保留容量"測定該離心保留容量(CRC)。例如在"Modern Superabsorbent Polymer Technology"(F. L. Buchholz和A. T. Graham, Wiley-VCH， 1998，第69-117頁)中描迷了吸 水性聚合物的制備。優(yōu)選通過氣動輸送系統(tǒng)傳送吸水性聚合物顆粒。不可 避免發(fā)生的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致不當(dāng)摩擦。因此，低傳送速率以及因此減小的機(jī) 械應(yīng)力是理想的。原則上，可以在氣動輸送的三種不同傳送類型之間進(jìn)行區(qū)別。1. 在高氣速區(qū)進(jìn)行空氣輸送和氣流輸送的情況下，大致適用單個顆粒自 由流動定律。這是一類典型的氣動輸送方式。不會出現(xiàn)任何產(chǎn)物沉積。輸 送材料在管中基本均勻分布。2. 當(dāng)氣速下降時，輸送進(jìn)入線輸送區(qū)，其中輸送材料特別流進(jìn)管的下半 部分。在管的上半部分存在空氣輸送。3. 在低氣速時，輸送作為密集流輸送(活塞式輸送、脈沖輸送)極緩和地 進(jìn)行，且伴隨著高壓降。原則上，因為高壓下的壓力儲量大于減壓下的壓力儲量，并且因為驅(qū)使產(chǎn)品向前的輸送氣密度隨壓力的增加而增加，所以壓力輸送可以在低于 抽吸輸送的輸送速率下進(jìn)行。由于輸送氣可壓縮，所以在輸送管道中沒有恒定壓力，而是始端壓力 高于末端壓力。但是，這也改變了氣體體積，因此在始端，高壓區(qū)，主要 為慢氣速，而在末端，低壓區(qū)，主要為高氣速。H. Kalman， Powder Technology 104(1999) 214-220描述了對氣動輸送 系統(tǒng)中摩擦的研究。由于相對較低的機(jī)械應(yīng)力，相對較低的輸送速率是有 利的。根據(jù)該出版文獻(xiàn)，雖然通常并不需要高輸送速率，但是出于安全原 因，在氣動輸送中通常選擇高輸送速率。由于在密集流輸送和線輸送之間的不穩(wěn)定區(qū)不可能進(jìn)行穩(wěn)定輸送，所 以在線輸送區(qū)輸送速率過低是有問題的。而出現(xiàn)的才城應(yīng)力會對輸送系統(tǒng) 造成嚴(yán)重?fù)p害，嚴(yán)重至包括將輸送管道從裝置中拉出。本發(fā)明的目的是提供一種吸水性聚合物顆粒的改進(jìn)氣動輸送方法，使 之尤其是在低輸送速率下有可能進(jìn)行可靠搮作。該目的通過一種吸水性聚合物顆粒的氣動輸送方法實現(xiàn)，其中當(dāng)壓力 從無負(fù)載操作升至800毫巴時，氣動輸送所用壓縮機(jī)的體積流速降低小于 50%，且輸送中的初始?xì)馑傧喈?dāng)于10-18的夫勞德數(shù)。所用壓縮機(jī)的體積流速降低優(yōu)選小于30%，更優(yōu)選小于20%,最優(yōu)選 小于10%?？梢詤⒖級嚎s機(jī)特性來測量或測定體積流速降j氐量。因此，本 發(fā)明所述方法中可用的壓縮機(jī)具有陵坡特性。優(yōu)選壓縮機(jī)為強(qiáng)制壓縮機(jī)。 特別合適的具有陡坡特性的強(qiáng)制壓縮機(jī)是旋轉(zhuǎn)活塞鼓風(fēng)機(jī)。氣動輸送中最佳的初始?xì)馑偃Q于輸送管道的直徑。這種相關(guān)性最好 以夫勞德數(shù)描述Fr 夫勞德數(shù) v 氣速D 輸送管道的內(nèi)徑 g 重力加速度本發(fā)明氣動輸送中的夫勞德數(shù)優(yōu)選為10-16，更優(yōu)選為11-15，最優(yōu)選
為12-14。輸送速率過低，氣動輸送變得不穩(wěn)定，而輸送速率相對高會由于機(jī)械 應(yīng)力增加而增加不當(dāng)摩擦。氣動輸送的輸送物料負(fù)載優(yōu)選為0.5-20kg/kg，更優(yōu)選為l-10kg/kg， 最優(yōu)選為2-8kg/kg，輸送物料負(fù)載是輸送物料質(zhì)量流速與氣體質(zhì)量流速之 商。原則上，最佳初始?xì)馑僖搽S輸送物料負(fù)載增加而增加。 進(jìn)行氣動輸送的管道的直徑優(yōu)選為3-30cm，更優(yōu)選為4-25cm，最優(yōu) 選為5-20cm。過低的管道直徑會由于氣動輸送而導(dǎo)致較高的機(jī)械應(yīng)力并因 此促進(jìn)不當(dāng)摩擦。過大的管道直徑同樣會4吏吸水性聚合物顆粒在輸送管道 中不當(dāng)沉積。為了使機(jī)械應(yīng)力最小化，氣動輸送系統(tǒng)管道中的彎道數(shù)應(yīng)當(dāng)最小化， 更適宜的少于6個，優(yōu)選少于5個，更優(yōu)選少于4個，最優(yōu)選少于3個。 氣動輸送系統(tǒng)中的管道是吸水性聚合物顆粒的引入單元和接收容器之間的 區(qū)段，即吸水性聚合物顆粒在氣流中傳送所經(jīng)過的區(qū)域。吸水性聚合物顆粒的水含量優(yōu)選少于10重量％，更優(yōu)選少于5重量％， 最優(yōu)選為1-5重量％，通過EDANA(European Disposables and Nonwovens Association)推薦的第430.2-02號測試方法"水分含量"測定該水含量。吸 水性聚合物顆粒的機(jī)械穩(wěn)定性隨水含量增加而降低，即不當(dāng)摩擦增加。氣 動輸送期間水含量過高會導(dǎo)致聚合物顆粒塑性變形(形成"毛邊"(angel hair))或?qū)е露氯?yōu)選吸水性聚合物顆粒中至少卯重量％的顆粒直徑小于1000jLim, 更優(yōu)選至少95重量％的顆粒直徑小于900 ym，最優(yōu)選至少98重量％的 顆來立直徑小于800 nm.本發(fā)明方法使氣動輸送期間機(jī)械應(yīng)力降低至如下程度，即經(jīng)過氣動輸 送^^顆粒直徑小于150Mm的聚合物顆粒的比例增加優(yōu)選小于1重量％， 更優(yōu)選小于0.7重量％，最優(yōu)選小于0.5重量％(每種情況均基于聚合物顆 粒的總量)，且經(jīng)過氣動輸送，聚合物顆粒的滲透性降低優(yōu)選小于 5xl0-7cm3s/g，更優(yōu)選小于4xl(T7cm3s/g，最優(yōu)選小于3xl(T7cm3s/g。
本發(fā)明方法中可使用的吸水性聚合物顆?？梢酝ㄟ^如下步驟制備聚 合包含如下物質(zhì)的單體溶液a) 至少一種烯鍵式不飽和含酸單體，b) 至少一種交聯(lián)劑，c) 如果需要，可與a)共聚的一種或多種烯鍵式和/或烯丙鍵式不飽和單體， 和d) 如果需要，單體a)、 b)和合適的話c)可以至少部分接枝于其上的一種或 多種水溶性聚合物，將所得聚合物進(jìn)行干燥、分類，e) 如果需要，用至少一種后交聯(lián)劑進(jìn)行后處理、干燥、熱后交聯(lián)，以及f) 如果需要，用至少一種多價陽離子進(jìn)行后處理。合適的單體a)是例如烯鍵式不飽和羧酸如丙烯酸、曱基丙烯酸、馬來 酸、富馬酸和衣康酸。特別優(yōu)選的單體是丙烯酸和曱基丙烯酸。非常特別優(yōu)選的是丙烯酸。單體a)總量中的丙烯酸和/或其鹽的含量優(yōu)選至少為50mol%，更優(yōu)選 至少為90加()1%,最優(yōu)選至少為95mol%。單體a)，尤其是丙烯酸，優(yōu)選包含至多0.025重量％的氫醌單醚。優(yōu) 選氫醌單醚為氫醌單甲醚(MEHQ)和/或生育酚'生育酚指的是下式化合物其中W為氫或甲基，W為氫或曱基，le為氫或曱基，R"為氫或具有l(wèi)-20 個碳原子的?；?。優(yōu)選基團(tuán)R"為乙?；?、抗壞血酰基、琥珀酰基、煙?；捌渌砩?可耐受的羧酸。這些羧酸可以是單羧酸、二羧酸或三羧酸。優(yōu)選R^R、R^甲基的oc-生育酚，尤其是外消旋a-生育酚。W更優(yōu) 選為氫或乙酰基。尤其優(yōu)選的是RRR-ot-生育酚。
單體溶液包含優(yōu)選不多于130重量ppm，更優(yōu)選不多于70重量ppm， 優(yōu)選不少于10重量ppm，更優(yōu)選不少于30重量ppm以及尤其是約50重 量ppm的氫醌單醚(每種情況均基于丙烯酸，丙烯酸鹽也作為丙烯酸計算)。 例如，可以使用具有適當(dāng)氫醌單醚含量的丙烯酸制備單體溶液。將吸水性聚合物交聯(lián)，即在具有至少兩個可聚合基團(tuán)沐能夠以自由基 聚合成聚合物網(wǎng)絡(luò))的化合物存在下進(jìn)行聚合。合適的交聯(lián)劑b)例如是乙二 醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羥曱基丙 烷三丙烯酸酯、三烯丙胺、四烯丙氧基乙烷(如EP-A-0 530 438中所述)， 二丙烯酸酯和三丙烯酸酯(如EP-A-0 547 847、 EP-A-0 559 476、 EP-A-0 632 068、 WO-A-93/21237、 WO-A-03/104299 、 WO-A-03/104300 、 WO國A-03/ 104301和DE-A-10331450中所述)，除丙烯酸酯基團(tuán)外包含其它烯鍵式不 飽和基團(tuán)的混合丙烯酸酯(如DE-A-103 31 456和DE-A-103 55 401中所 述)，或交聯(lián)劑混合物(例如如DE-A-195 43 368、 DE-A-196 46 484、 WO-A-卯/15830和WO-A-02/32962中所述)。合適的交聯(lián)劑b)特別包括N，N，-亞甲基二丙烯酰胺和N，N，-亞甲基二甲 基丙烯酰胺、多元醇的不飽和單羧酸酯或多羧酸酯(如二丙烯酸酯或三丙烯 酸酯，例如丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二曱基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸 酯、乙二醇二曱基丙烯酸酯以及三羥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、氰脲酸三烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯、聚 烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙胺、四烯丙基乙二胺、磷酸烯丙基酯) 以及乙烯基膦酸矛汴生物(例如在EP-A-0 343 427中所述)。合適的交聯(lián)劑b) 進(jìn)一步包括季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、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、甘油 三烯丙基醚、基于山梨糖醇的聚烯丙基醚，以及它們的乙氧基化變體。在 本發(fā)明方法中，可以使用聚乙二醇的二(甲基)丙烯酸酯，使用分子量為 300-1000的聚乙二醇。但是，特別有利的交聯(lián)劑b)是以下各物質(zhì)的二丙烯酸酯和三丙烯酸 酯3-20重乙氧基化甘油、3-20重乙氧基化三羥甲基丙烷、3-20重乙氧基 化三羥甲基乙烷，尤其是以下各物質(zhì)的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯2-6重
乙氡基化甘油或2-6重乙氧基化三羥甲基丙烷、3重丙氧基化甘油、3重丙 氧基化三羥甲基丙烷，以及3重混合乙氧基化或丙氧基化甘油、3重混合 乙氧基化或丙氧基化三幾甲基丙烷、15重乙lL^化甘油、15重乙氧基化三 羥甲基丙烷、至少40重乙氧基化甘油、至少40重乙氧基化三羥甲基乙烷 以及至少40重乙氧基化三幾曱基丙烷。非常特別優(yōu)選交聯(lián)劑b)為已用丙烯酸或曱基丙烯酸酯化為二丙烯酸 酯或三丙烯酸酯的聚乙氧基化和/或丙氧基化甘油(例如在DE-A-103 19 462 中所述)。特別有利的是3-10重乙氧基化甘油的二丙烯酸酯和/或三丙烯酸 酯。非常特別優(yōu)選的是1-5重乙氧基化和/或丙氧基化甘油的二丙烯酸酯或 三丙烯酸酯。最優(yōu)選的是3-5重乙氧基化和/或丙氧基化甘油的三丙烯酸酯。 這些交聯(lián)劑以在吸水性聚合物中的特別低殘留量(通常低于10重量ppm) 著稱，且與相同溫度的7jc相比，用其生產(chǎn)的吸水性聚合物的含水提取物具 有幾乎不變的表面張力(通常不小于0.068N/m)?；趩误wa)，交聯(lián)劑b)的量優(yōu)選為0.01-1重量％，更優(yōu)選為0.05-0.5 重量％,最優(yōu)選為0.1-0.3重量％?？膳c單體a)共聚的烯鍵式不飽和單體c)的實例為丙烯酰胺、甲基丙烯 酰胺、巴豆酰胺、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二曱基氛基乙酯、 丙烯酸二甲基氨基丙酯、丙烯酸二乙基氨基丙酯、丙烯酸二曱基^S丁酯、 甲基丙烯酸二甲基g乙酯、曱基丙烯酸二乙基M乙酯、丙烯酸二曱基 氨基新戊酯和甲基丙烯酸二甲基氨基新戊酯。有用的水溶性聚合物d)包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉 衍生物、聚乙二醇或聚丙烯酸，優(yōu)選聚乙烯醇和淀粉。在DE-A-199 41 423 、 EP-A國O 686 650 、 WO-A-01/45758和 WO-A-03/104300中描述了合適的聚合物以及其它合適的親水性烯鍵式不 飽和單體a)的制備.合適的反應(yīng)器為捏合反應(yīng)器或帶式反應(yīng)器。在捏合反應(yīng)器中，通過例 如逆轉(zhuǎn)攪拌軸連續(xù)粉碎在單體水溶液聚合中形成的聚合物凝膠，如在 WO畫A國01/38402中所述。例如在DE-A-38 25 366和US 6，241，928中描述了 在帶上的聚合'在帶式反應(yīng)器中聚合形成的聚合物凝膠必須在另一個工藝
步驟中進(jìn)行粉碎，例如在絞肉機(jī)、擠壓機(jī)或捏合機(jī)中粉碎。有利地，將離開聚合反應(yīng)器之后的水凝膠在高溫下(優(yōu)選至少soc,更優(yōu)選至少70匸，最優(yōu)選至少80°C，優(yōu)選低于IOO匸)儲存于例如保溫容 器中。儲存時間通常為2-12小時，以進(jìn)一步增加單體轉(zhuǎn)化率。所得水凝膠的酸基通常已部分中和，優(yōu)選中和至25-95mo1。/。，更優(yōu)選 50-80mol%,甚至更優(yōu)選60-75molo/。的程度，為此可以使用常規(guī)中和劑， 優(yōu)選堿金屬氫氧化物、堿金屬氧化物、堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸氫鹽， 以及它們的混合物。還可以使用銨鹽代替堿金屬鹽。特別優(yōu)選的堿金屬是 鈉和鉀，但是非常特別優(yōu)選的是氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉以及它們的 混合物。優(yōu)選在單體階段進(jìn)行中和。通常通過以水溶液、熔體或優(yōu)選固體材料 混入中和劑來進(jìn)行中和。例如，水含量顯著低于50重量％的氫氧化鈉能夠 以熔點(diǎn)高于23X:的蠟塊存在。此時，作為片狀材料或高溫下的熔體計量是 可能的。但是也可以在聚合之后在水皿階段進(jìn)行中和。還可以通過添加一部 分中和劑至單體溶液中并僅在聚合之后在水凝膠階段設(shè)置所需要的最終中 和度而在聚合之前中和至多40mol。/o、優(yōu)選10-30mol%,更優(yōu)選15-25mol% 的酸基。當(dāng)聚合后水凝膠至少部分中和時，優(yōu)選機(jī)械粉碎水凝膠(例如通過 絞肉機(jī))，此時中和劑可以噴射、噴灑或傾瀉至水凝膠上，然后精細(xì)混合。 為此，所得到的凝膠塊可以在絞肉機(jī)中反復(fù)研磨以使其均勻化。然后優(yōu)選使用帶式干燥器干燥水凝膠直至殘留水含量優(yōu)選低于15重 量％,尤其是寸氐于10重量％,通過EDANA(European Disposables and Nonwovens Association)推薦的第430.2-02號測試方法"水分含量，，測定該 水含量。然而如果需要，還可以使用流化床干燥器或加熱式犁頭混合器進(jìn) 行干燥。為得到特別白的產(chǎn)品，在千燥該^的同時保證蒸發(fā)水的快速移 除是有利的。為此，在每種情況下必須優(yōu)化干燥器溫度，必須控制空氣供 應(yīng)和除去，必須保證足夠通風(fēng)。凝膠中固含量越高，實際上干燥越簡單， 且產(chǎn)品越白。因此千燥之前凝膠的固含量優(yōu)選在30-80重量％之間。特別 有利的是用氮?dú)饣蛄硪环N非氧化惰性氣體為干歉K通風(fēng)。然而如果需要，亦可以簡單地只是在干燥期間降低氧氣分壓以防止氧化變黃過程。然而一 般而言，足夠的通風(fēng)和水蒸氣的移除也可以導(dǎo)致得到可接受的產(chǎn)品。通常 非常短的干燥時間對于顏色和產(chǎn)品質(zhì)量是有利的。其后對干燥的水凝膠進(jìn)行研磨并分類，所使用的研磨裝置通常為單級 或多級輥磨才幾，優(yōu)選二級或三級輥磨機(jī)、銷棒粉碎機(jī)、錘磨機(jī)或振動磨機(jī)。然后可以對所得到的聚合物顆粒進(jìn)行后交聯(lián)。適合用于此用途的后交聯(lián)劑e)為包含至少兩個可以與該聚合物的羧酸酯基團(tuán)形成共價鍵的基團(tuán)的 化合物。合適的化合物例如是烷氧基曱硅烷基化合物、聚氮丙啶、多胺、 聚酰胺基胺、二縮水甘油或聚縮水甘油化合物(如EP-A-0 083 022、 EP-A-543 303和EP-A-937 736中所述)、多元醇(如DE-C-33 14 019、 DE-C-35 23 617和EP-A-450 922中所述)或B-羥基烷基酰胺(如DE-A-102 04 938和US 6,239,230所述)。具有混合官能的化合物也是合適的，如縮水 甘油、3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇(三羥甲基丙烷氧雜環(huán)丁烷)(如EP-A-l 199 327中所述)、氮基乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺或首次反應(yīng)后形成其它官能 團(tuán)的化合物，如氧化乙烯、氧化丙烯、氧化異丁烯、氮丙啶、氮雜環(huán)丁烷 或氧雜環(huán)丁烷。另夕卜，DE-A-40 20 780描述環(huán)狀碳酸酯，DE-A-198 07 502描述2- 惡唑 烷酮及其衍生物如N-(2-羥乙基)-2-巧悉唑烷酮，DE-A-198 07 992描述二-和 聚2-噁唑烷酮，DE-A-198 54 573描述2-氧代四氫-l，3-噁嗪及其衍生物， DE-A-198 54 574描述N-?；?2-，懲唑烷酮，DE-A-102 04 937描述環(huán)脲， DE-A-103 34 584描述二環(huán)酰胺縮醛，EP-A-1 199 327描述氧雜環(huán)丁烷和環(huán) 脲，以及WO-A-03/031482描述嗎#>2，3-二酮及其衍生物作為合適的后交 聯(lián)劑e)。優(yōu)選后交聯(lián)劑e)為噍唑烷酮及其衍生物，尤其是N-(2-羥乙基)-2-喁唑 烷酮?；诰酆衔?，后交聯(lián)劑e)的量優(yōu)選為0.01-1重量％，更優(yōu)選為0.05-0.5 重量％，最優(yōu)選為0.1-0.2重量％。進(jìn)行后交聯(lián)的方式通常為將后交聯(lián)劑e)溶液噴射到水凝膠上或干燥的 聚合物顆粒上。在噴射施用以后進(jìn)行熱干燥，后交M應(yīng)可以在干燥前或 干燥期間進(jìn)行。優(yōu)選在具有移動混合工具的混合機(jī)中進(jìn)行交聯(lián)劑溶液的噴射施用，如 螺桿混合機(jī)、槳式混合機(jī)、碟式混合機(jī)、犁頭混合機(jī)和伊式混合機(jī)。特別 優(yōu)選垂直混合機(jī)，非常特別優(yōu)選犁頭混合機(jī)和伊式混合機(jī)。合適的混合機(jī)例如是L6dige②混合機(jī)、BepC混合機(jī)、Nauta②混合機(jī)、Processall⑧混合機(jī) 和Schugi⑧混合機(jī)。優(yōu)選在接觸式干燥機(jī)中進(jìn)行熱干燥，更優(yōu)選犁頭干;^L,最優(yōu)選碟式 干燥機(jī)。合適的干燥機(jī)例如是Bepex^千:^L和Nara 干燥機(jī)。此外，還可 以使用流化床干膝K。還可以通iti口熱夾套或鼓入暖空氣而在混合機(jī)自身內(nèi)進(jìn)行干燥。同樣 合適的是下游干燥機(jī)，例如盤式干燥機(jī)、旋轉(zhuǎn)管式爐或可加熱螺桿。還可 以例如利用共沸蒸餾作為干燥方法。首選的千燥溫度在170-250X:，優(yōu)選180-220"C,更優(yōu)選190-210"C范 圍內(nèi)。在該溫度下在反應(yīng)混合機(jī)或干燥機(jī)中首選的停留時間為優(yōu)選至少10 分鐘，更優(yōu)選至少20分鐘，最優(yōu)選至少30分鐘。另外該吸水性聚合物顆粒可以用至少一種多價陽離子f)進(jìn)行后處理。合適的陽離子f)例如是二價陽離子如鋅、鎂、鈣和鍶陽離子，三價陽離子 如鋁、鐵、鉻、稀土和錳陽離子，四價陽離子如鈥和鋯陽離子。反離子可 以是氯離子、溴離子、硫酸根、硫酸氬根、碳酸根、碳酸氫根、硝酸根、 磷酸根、磷酸氬根、磷酸二氫根和羧酸根，如乙酸根和乳酸根。優(yōu)選硫酸 鋁。通常，多價陽離子f)以水溶液的形式使用。多價陽離子i)在水溶液中 的濃度為例如0.1-12重量％,優(yōu)選0,5-8重量％,更優(yōu)選1.5-4重量％。多價陽離子f)的量優(yōu)選為0.001-0.25重量％，更優(yōu)選為0.005-0.2重量 %,最優(yōu)選為0.01-0.15重量％，每種情況均基于該聚合物。優(yōu)選在后處理期間應(yīng)用多價陽離子1)，在這種情況下優(yōu)選經(jīng)由分開的 溶液計量加入后交聯(lián)劑e)和陽離子f)。本發(fā)明進(jìn)一步提供了可根據(jù)本發(fā)明方法獲得的聚合物以及包含該聚合 物的衛(wèi)生用品，尤其是尿布。
根據(jù)本發(fā)明方法能夠在線輸送區(qū)可靠地輸送吸水性聚合物顆粒。本發(fā) 明方法在操作上是極其可靠的且能夠在顯著低的輸送速率下進(jìn)行氣動輸 送。使用具有平坦特性的傳統(tǒng)壓縮機(jī)(如通風(fēng)機(jī))不可能得到如此高的操作 可靠性。方法除非另有規(guī)定，否則應(yīng)在23±2"€的環(huán)境溫度和50±10%的相對大氣 濕度下進(jìn)行測量。測量前將吸水性聚合物顆粒充分混合。 負(fù)載下的吸收性(AUL 0.7psi)通過EDANA(European Disposables and Nonwovens Association傳薦 的第442.2-02號測試方法"壓力下吸收"測定負(fù)載下的吸收性。 滲透性(SFC,鹽流傳導(dǎo)性(saline flow conductivity))如EP-A-0 640 330中所述，在0.3psi(2070帕)壓力負(fù)載下的溶脹凝膠 層的滲透性被測定為超吸收聚合物的溶脹凝膠層的凝膠層滲透性，盡管上 述專利申請中笫19頁和圖8所描述的設(shè)備已改進(jìn)為不再使用玻璃料(40)， 但柱塞(39)由與圓筒(37)相同的聚合物材料組成且包含均勻分布在整個接 觸表面的具有相同尺寸的21個鉆孔。測量程序和評估與EP-A-0 640 330 保持不變。自動記錄流速。滲透性(SFC)按如下計算SFC[cm3s/g]=(Fg(t=0)xL0)/(dxAxWP) 其中Fg(t-0)為NaCl溶液的流速(單位為g/s)，其通過外推至t=0對流動測 定的Fg(t)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析得到，L0為凝膠層的厚度(單位為cm), d為NaCl溶液的密度(單位為g/cm3), A為凝膠層的表面積(單位為cm2)， WP為凝膠層上的流體靜壓(單位為dyn/cm2)。 實施例通過連續(xù)混合水、50重量％氫氧化鈉溶液和丙烯酸制備38.8重量％的 丙烯^/丙烯酸鈉溶液，以4吏中和度為71.3mol。/。。單體溶液的固含量為38.8 重量％?；旌线@些組分之后，通過熱交換器將單體溶液連續(xù)冷卻至29X:， 并用氮?dú)膺M(jìn)行脫氣。所用聚烯鍵式不飽和交聯(lián)劑為聚乙二醇-400 二丙烯酸酯(平均摩爾質(zhì)
量為400g/mol的聚乙二醇的二丙烯酸酯)。用量為每噸單體溶液2kg。為引發(fā)自由基聚合，使用如下組分過氧化氫(每噸單體溶液1.03kg(0.25重量％))、過氧二硫酸鈉(每噸單體溶液3,10kg(15重量％))和抗壞血酸(每噸單體溶液1.05kg(1重量％))。 單體溶液的產(chǎn)量為18t/h。按以下量將各組分連續(xù)計量加入容量為6.3m3的List Contikneter反應(yīng) 器(來自List, Arisdorf，瑞士)。 18t/h的單體溶液36kg/h的聚乙二醇-400 二丙烯酸酯 74.34kg/h的過氧化氬溶、^7過氧二^L酸鈉溶液 18.9kg/h的抗壞血酸溶液在反應(yīng)器的末端，額外計量加入750-900kg/h的粒度小于150 p m的 經(jīng)移除的篩底料。在i^端，反應(yīng)溶液的溫度為23.5X:。反應(yīng)器以38rpm的軸轉(zhuǎn)速操作。 反應(yīng)混合物在反應(yīng)器中的停留時間為15分鐘。在所得產(chǎn)物凝膠中，通過分析發(fā)現(xiàn)殘留丙烯酸含量為0.6重量％(基于 固含量)且固含量為45.0重量％。聚合以及凝膠粉碎之后，將含水聚合物凝膠置于帶式干燥機(jī)上。 一共 干燥18.3t/h含水量為55重量％的含水聚合物凝膠。通過旋轉(zhuǎn)帶將凝膠從 30cm高度處施加到干燥機(jī)的傳送帶。凝膠層的高度約為10cm。干燥機(jī)帶的帶速為0.02m/s，在干燥機(jī)帶上的停留時間約為37分鐘。將干燥的水:^研磨并過篩。將粒度為150-800 pi m的級分進(jìn)行后交聯(lián)。在Schugf混合機(jī)中將后交聯(lián)劑溶液噴射到該聚合物顆粒上。該后交 聯(lián)劑溶液為在丙二醇/水(重量比為l:2)中的1.2重量％乙二醇二縮水甘油醚 溶液?；谠摼酆衔镱w粒，將5重量。/。的溶液噴射到該聚合物顆粒上。隨 后在150"C下干燥60分鐘并進(jìn)行后交聯(lián)。除去后交聯(lián)期間形成的篩上料之后，將該吸收性聚合物顆粒進(jìn)行氣動 輸送。所用輸送管道為長度153m、內(nèi)徑108.5mm的鋁制平滑管道。該輸
送管道由兩個水平段和兩個垂直段組成，這些段通過彎道連接。垂直高度一共為10m。吸水性聚合物顆粒的傳送輸出量為6400kg/h，輸送空氣速率為 1050kg/h,且輸送管道始端的氣速為17.8m/s，輸送管道末端的氣速為 26m/s?；诃h(huán)境壓力，輸送管道中的壓力為+500至0毫巴。輸送物料負(fù) 載為6.2kg/kg，輸送始端的夫勞德數(shù)為16.8。氣動輸送前，該吸水性聚合物顆粒的負(fù)載下吸收性為24.9g/g，滲透性 為40.1 x 10 7cm3s/g。氣動輸送后，該吸水性聚合物顆粒的負(fù)栽下吸收性為22.4g/g，滲透性 為30.4 x 10_7cm3s/g。
權(quán)利要求
1. 一種吸水性聚合物顆粒的氣動輸送方法，其中當(dāng)壓力從無負(fù)載操作升至800毫巴時，氣動輸送所用壓縮機(jī)的體積流速降低小于50％，且傳送中的初始?xì)馑傧喈?dāng)于10-18的夫勞德數(shù)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所迷壓縮機(jī)為強(qiáng)制壓縮機(jī)。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中輸送物料負(fù)載為0.5-20kg/kg，所述 輸送物料負(fù)載為輸送物料質(zhì)量流速與氣體質(zhì)量流速之商。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中管道直徑為3-30cm。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中所述聚合物顆粒具有 小于10重量％的水含量。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中至少90%的聚合物顆 粒具有小于1000 jn m的顆粒直徑。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中調(diào)整氣動輸送期間的 機(jī)械應(yīng)力以使所述聚合物顆粒的滲透性由于氣動輸送而降低小于5 x 10-7cm3s/g。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中使用基于聚丙烯酸的 聚合物顆粒。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其中使用基于交聯(lián)聚丙烯 酸的聚合物顆粒。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其中使用基于部分中和 的聚丙烯酸的聚合物顆粒。
11. 一種生產(chǎn)衛(wèi)生用品的方法，包括如權(quán)利要求1-10中任一項所述的 氣動輸送方法。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述衛(wèi)生用品為尿布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸水性聚合物顆粒的氣動輸送方法，其中氣動輸送所用壓縮機(jī)具有一個陡坡特性曲線，且輸送期間的初始?xì)馑傧喈?dāng)于10-18的夫勞德數(shù)。
文檔編號B65G53/06GK101400589SQ200780009144
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者H·J·法伊澤, H·R·沃爾夫, R·豐克 申請人:巴斯夫歐洲公司