[发明专利]制备亲水性聚合物的方法

说明书

本发明涉及制备亲水性聚合物的方法。特别是涉及制备吸水性聚合物，更特别是本发明涉及在反应器内所形成的亲水性聚合物并不存在着由亲水性聚合物所成的水合凝胶粘附到反应器内壁的制备亲水性聚合物的方法。因而能稳定和高效地来制备亲水性聚合物。

迄今为止，以丙烯酸或其盐类为主要成份的交联聚合物广泛地应用于易处理的尿布，清洁用物品、农业/园艺方面的土壤结构促进剂和脱水剂。

关于制备这种交联聚合物的方法，已知在US-4625001中叙述了采用水溶液聚合的方法。在该方法中，单体的水溶液例如在US-4，625，001的图1和图2所述的双臂混合机中进行聚合，得到具有交联结构的水合凝胶状聚合物，并进行干燥、磨碎后制成交联聚合物。当采用该方法进行生产时，在单体聚合过程中会生成粘性的水合凝胶，并粘附在反应器的内表面上，从而降低了产率，同时还降低了从反应器中移出亲水性聚合物产物的工作效率。随着产量的增加，沉积到反应器内壁上的水合凝胶也不断增加，故反应器需要周期性的清洗。此情况严重地降低了此普通方法的产率。而在反复暴露于反应物和主要为惰性气体之间的那一部分的反应器内表面，这种情况就特别严重。

为解决这一问题，US-4，625，001中提出了一个优选的方案，该方法包括在一个内涂氟树脂涂料的混合机中进行聚合反应来生产含交联结构的水合凝胶聚合物。日本公开专利，昭57-63，305（1982）提出的优选方案是采用内涂氟树脂涂料的反应器进行聚合来生产水溶性凝胶聚合物。然而，实际上，做为防止凝胶聚合物粘附的方法，采用氟树脂涂料是不能称为非常有效的。随着反应次数的增加，氟树脂涂料防止沉积现象的效果会降低。因此，这些方法仍然不可避免地需要周期性地再涂此涂料的问题。

日本公开专利，昭54-10，387（1979）提出在具有电解抛光的不锈钢表面的聚合反应器中进行聚合，生产水合凝胶聚合物。然而实际上在防止聚合物沉积的效能方面，这一方法比采用氟树脂涂料的方法还要差。

本发明的一个目的是提供制备亲水性聚合物的新方法。

本发明的另一个目的是提供一种稳定的、具有高效率的制备亲水性聚合物的方法。

这些目的是通过以下方法而达到的：在至少装有一个旋转搅拌叶片的反应器内聚合亲水性单体的水溶液，制备成亲水性聚合物，它包括聚合所述的亲水性单体所采用的反应器中，至少在反复暴露于所述水溶液或亲水性聚合物与气体之间的那一部份反应器内表面的粗糙度R_最大要达到不超3微米，同时，此一部份的内表面的背面用冷却介质进行冷却并保持温度不超70℃。

按照本发明的方法，将用于聚合的反应器的内表面要达到某一特定的表面要求条件，并从其背面进行冷却，达到表面要求条件和从其背面进行冷却这一方法，在防止反应物沉积到反应器内表面的问题上表现出显著的协同作用的效果。故此，即使当反应次数增加时，反应器的有效容积也不会明显地减少和明显地降低了周期性清洗工作的次数。因此，本发明的方法显著地提高了亲水性聚合物的生产能力。

图1是对比例1所用反应器的旋转搅拌叶的示意图。

图2是对比例1所用反应器的正面示意图，

图3是对比例1的聚合反应经过20次后反应器内壁上物质沉积的状态。

图4是对比例1的聚合反应经过20次后旋转搅拌叶的表面上物质沉积的状态。

图5是实施例1所用的反应器的正面示意图。

图6是实施例1所用的反应器的平面示意图。

图7是实施例4的聚合反应经过20次后反应器内表面上物质沉积的状态。

图8是实施例4的旋转搅拌叶的表面上物质沉积的状态。

图9是实施例6所用反应器的正面示意图。

图10是实施例6所用反应器打开上盖后的俯视图。

图11是从侧面表示实施例6所用反应器的示意图。

图12是图11沿线Ⅻ-Ⅻ的截面视。

下面对本发明进行详细说明

用于本发明的反应器没有特殊的限制，唯一的要求是它至少带有一个旋转搅拌叶。US-4，625，001提出最好在单体进行溶液聚合过程中，通过旋转搅拌叶的转动，对水合凝胶聚合物施加切变应力。为此，反应器最好含有多个旋转搅拌叶。适合于这种要求的反应器包括单螺杆混合器，单螺杆挤出机、双螺杆混合机和三螺杆混合机。