[发明专利]生产具有低中和度的颜色稳定的吸水性聚合物颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种通过使包含至少一种小于55mol％被中和的烯键式不饱和酸官能单体的单体溶液聚合并使所得聚合物凝胶在至少两个温度区中借助加热的气流干燥来生产吸水性聚合物颗粒的方法。

本发明的其他实施方案可以由权利要求书、说明书和实施例获知。应理解的是上文所述和下文待特别详述的本发明主题特征不仅可以所述的特定组合利用，而且可以在不偏离本发明要旨下以其他组合利用。

吸水性聚合物特别为(共)聚合的亲水性单体的聚合物、一种或多种亲水性单体在合适接枝基质上的接枝(共)聚合物、纤维素或淀粉的交联醚、交联的羧甲基纤维素、部分交联的聚氧化烯或可在含水流体中溶胀的天然产物如瓜耳胶衍生物。这类聚合物作为能够吸收水溶液的产品用于生产尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品，而且也用作市场园艺中的保水剂。

吸水性聚合物的生产例如描述于专著“Modern SuperabsorbentPolymer Technology(现代超吸收性聚合物技术)”，F.L. Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998或Ullmann′s Encyclopedia of IndustrialChemistry(Ullmann工业化学百科全书)，第6版，第35卷，第73-103页中。

聚合通常产生必须被干燥的聚合物水凝胶。聚合物凝胶的干燥同样公开于专著“Modern Superabsorbent Polymer Technology(现代超吸收性聚合物技术)”，F.L. Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，第87-93页中。

EP 289 338 A2描述了一种用至少初始露点为50-100℃的气流干燥聚合物凝胶的方法。

EP 1 002 806 A1公开了一种其中使聚合物凝胶在至少三个区中干燥的生产吸水性聚合物的方法。

在先德国专利申请102005014291.5描述了一种具有温度特征的干燥方法。

本发明目的为提供一种生产低中和度的吸水性聚合物颗粒的改进方法，特别是对在该方法过程中产生的聚合物水凝胶的一种改进干燥。

本发明另一目的为提供低中和度的颜色稳定的吸水性聚合物颗粒即在延长贮存下不泛黄的聚合物颗粒。

我们已发现该目的通过由包含如下物质的单体溶液的聚合来生产吸水性聚合物颗粒的方法实现：

a)至少一种小于55mol％被中和的烯键式不饱和酸官能单体，

b)至少一种交联剂，

c)任选一种或多种可与a)中所述单体共聚的烯键式和/或烯丙基属不饱和单体，以及

d)任选一种或多种水溶性聚合物，

其中使单体溶液聚合并使所得聚合物凝胶借助加热的气流干燥，这包括在两个或更多个温度区中进行干燥，对于这些温度区，气体入口温度满足条件T_n＞T_n+a，其中指数n和a各自为大于0的整数，其中温度区T_n中的气体入口温度小于175℃并且温度区T_n与T_n+a的气体入口温度的温度之差大于10℃。

指数表示干燥器原料以升序通过的温度区的时间和/或空间顺序。温度区为其中可独立地设置气体入口温度的区域。

本发明人发现聚合物凝胶干燥取决于它们的中和度而完全不同并且聚合物凝胶干燥条件对产生的吸水性聚合物颗粒的颜色稳定性具有决定性影响。

气体入口温度T_n优选为至少120℃，更优选至少130℃，甚至更优选至少140℃，最优选至少150℃并且优选小于173℃，更优选小于171℃，甚至更优选小于169℃，最优选小于167℃。

气体入口温度T_n+a优选为至少100℃，更优选至少110℃，甚至更优选至少120℃，最优选至少130℃并且优选小于160℃，更优选小于158℃，甚至更优选小于156℃，最优选小于154℃。

气体入口温度T_n与T_n+a的温度之差优选大于11℃，更优选大于12℃，甚至更优选大于13℃，最优选大于14℃并且优选小于50℃，更优选小于40℃，甚至更优选小于35℃，最优选小于30℃。

待干燥的聚合物凝胶的水含量在进入温度区T_n时优选为至少30重量％，更优选至少40重量％，最优选至少50重量％并且优选为至多70重量％，更优选至多65重量％，最优选至多60重量％。