CH691572A5 - Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines hydrophilen Polymers. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines hydrophilen Polymers aus einem hydrierten Gelpolymer sowie eine Vorrichtung hierfür. 



  Hydrophiles Polymer wird bei vielen industriellen Verfahren benötigt. Dabei kann es sich um wasseraufquellende Polyacrylsäureester, teilweise neutralisierte Polyacrylsäureester, Polyacrylamide, Teilhydrolysate von Polyacrylamiden und Polyvinylalkoholen handeln. Ihre Herstellung geschieht meist dadurch, dass ein Monomer zusammen mit einem Katalysator in einen Reaktor eingegeben wird. In dem Reaktor erfolgt ein Mischen und bevorzugt Kneten der Komponente in einer Luft- oder Stickstoffatmosphäre unter Zugabe von Dampf. 



  Als ein optimaler Reaktor wird insbesondere ein zweiwelliger Knetmischer der Firma List betrachtet, der unter der Kurzbezeichnung ORP-DP im Handel ist. In einem derartigen Reaktor erfolgt optimal eine Polymerisation des Monomers in Lösung, wodurch hydrierte Gelpartikel geformt werden, wobei diese gleichzeitig axial zu einem Austrag hin befördert werden. 



  Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung eines hydrophilen Polymers sowohl qualitativ zu verbessern als auch zu verbilligen. 



  Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das hydrierte Gelpolymer vor dem Trocknen in Gelpartikel einer vorbestimmten Grösse geschnitten und/oder die Oberflächen des hydrierten Gelpolymers vor dem Trocknen mit einem Zusatz (D) bedeckt und der überschüssige Anteil dieses Zusatzes vor dem Trocknen wieder aus dem Gelpolymer abgetrennt wird. 



  Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Verkleinerung der Partikelgrösse und Homogenisierung der Gelpartikel das Trocknen wesentlich beschleunigt werden kann. Hierdurch wird wesentliche Trocknungszeit eingespart, sodass das gesamte Verfahren wirtschaftlich verbessert ist. 



  Das Schneiden des Gels sollte im Übrigen sofort nach dem Austragen aus dem Reaktor erfolgen, da es dann noch im nassen Stadium stattfindet, in dem die geschnittenen Partikel frei fliessend sind. Die Flüssigkeit wirkt hier als Gleitmittel. 



  Eine weitere Verbesserung des Verfahrens, die insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, zusammen mit dem Schneiden angewendet wird, liegt darin, dass dem hydrierten Gelpolymer vor dem Trocknen ein Zusatz als Trennhilfsmittel beigemischt wird. Es hat sich herausgestellt, dass hydrierte Gelpartikel, die nach dem Austragen aus dem Reaktor sofort getrocknet werden, infolge des Fehlens des Wasserfilmes auf ihrer Oberfläche zusammenhaften und dadurch ein späteres Durchtrocknen der zusammengeballten Gelpartikel verzögert wird. Dies wird durch den erwähnten Zusatz verhindert, der quasi als ein frei fliessendes Bindemittel wirkt. Als Zusatz kann beispielsweise herkömmliches Mehl, Talk oder das feine, getrocknete hydrophile Polymer in Frage kommen. 



  Bevorzugt geschieht das Zugeben des Zusatzes in einem Mischer, beispielsweise in einem Drehrohr, wobei es möglich ist, gegen Ende des Drehrohres den überschüssigen Zusatz wieder auszutragen und ihn im Kreislauf zu führen. 



  Nach dem Mischer gelangt das Gelpolymer in einen Trockner, wobei das Trocknen bevorzugt bei bewegten Gelpartikeln erfolgt. Hierdurch wird der Trocknungsvorgang wiederum wesentlich beschleunigt, beispielsweise gegenüber bekannten Bandtrocknern, bei denen das hydrierte Gelpolymer bewegungslos auf einer Oberfläche geführt wird. 



  Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur ein Fliessschema eines erfindungsgemässen Verfahrens zum kontinuierlichen Herstellen eines hydrophilen Polymers aus einem hydrierten Gelpolymer. 



  Zur Herstellung eines hydrierten Gelpolymers wird in einen Reaktor 1, beispielsweise ein Doppelwellenkneter (List-Reaktor ORP-DP), ein Monomer A und ein Katalysator eingegeben. Ferner wird dem Reaktor 1 Luft oder Stickstoff und Dampf zugeführt. In einem derartigen Reaktor erfolgt eine Polymerisation in Lösung, wobei das Produkt in axialer Richtung des Reaktors 1 zu einem Austrag 2 hin befördert wird, wobei frei fliessende, hydrierte Gelpartikel geformt werden. 



  Der Austrag erfolgt mittels einer schematisch dargestellten Doppelschnecke 3, der wiederum Messer 4 zum Schneiden der Gelpartikel nachgeordnet sind. Das Schneiden der Gelpartikel sollte in diesem feuchten Stadium (im Dampf) erfolgen, um die Gelpartikel weiterhin frei fliessend zu halten. 



  Die Partikelgrösse in diesem Stadium des kontinuierlichen Verfahrens ist sehr wichtig im Hinblick auf die später erfolgende Trocknung. Diese wird verbessert, wenn kleinere Partikel getrocknet werden sollen. Hydrierte Gelpartikel mit einem Durchmesser von 1 cm können innerhalb von 50 Minuten bei 180 DEG C und 30 mbar abs. getrocknet werden. Partikel mit einem Durchmesser von 1 bis 1,5 cm benötigen dagegen eine Trocknungszeit von 90 Minuten unter denselben Bedingungen. 



  Voraussetzung für eine verbesserte Trocknung dürfte auch sein, dass die Gelpartikelgrösse so homogen wie möglich gehalten wird. 



  Aus dem Austrag 2 wird die Luft oder der Stickstoff und der Dampf B abgelassen. Die hydrierten Gelpartikel gelangen dagegen in einen sich drehenden, rohrförmigen Mischer 5, in dem sie mit einem Zusatz D vermischt werden. Bevorzugt ist dieser Zusatz ein herkömmliches Mehl, Talk oder ein gemahlenes hydrophiles Polymer. Dieser Zusatz bewirkt, dass ein Anhaften der hydrierten Gelpartikel untereinander verhindert wird, während ein oberflächlicher Wasserfilm von den hydrierten Gelpartikeln abgetrennt wird. Er wirkt wie ein frei fliessendes Bindemittel und kann deshalb gegen Ende des Mischers 5 beispielsweise durch \ffnungen 6 ausgetragen werden. Bevorzugt wird der Zusatz D recycliert und im Kreislauf verwendet. 



  Aus dem Mischer 5 gelangt das Gelpolymer über eine Zuführeinrichtung 7 in einen Trockner 8. Dieser Trockner 8 weist ein bewegtes Trockenbett für das hydrierte Gelpolymer auf, das dann kontinuierlich als getrocknetes hydrophiles Polymergranulat C aus einem Austrag 9 ausgetragen wird. 



  Der Feinanteil des Trockenproduktes wird aus einer Vorrichtung 11 abgetrennt und als recyclierter Zusatz zurückgeführt, wie dies durch Pfeil 10 angedeutet ist.

Claims (9)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines hydrophilen Polymers (C) aus einem hydrierten Gelpolymer, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrierte Gelpolymer vor dem Trocknen in Gelpartikel einer vorbestimmten Grösse geschnitten und/oder die Oberflächen des hydrierten Gelpolymers vor dem Trocknen mit einem Zusatz (D) bedeckt und der überschüssige Anteil dieses Zusatzes vor dem Trocknen wieder aus dem Gelpolymer abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz (D) Mehl, Talk oder gemahlenes hydrophiles Polymer verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verfahren anfallenden Feinanteile abgetrennt, recycliert und dem Zusatz (D) beigemischt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrierte Gelpolymer beim Trocknen bewegt wird.

5.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrierte Gelpolymer durch die Polymerisation einer Monomerkomponente (A) hergestellt wird, welche zumindest ein Monomer aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure, 2-Acrylamid-2-Methylpropansulfonsäure, 2-Acryloylethansulfonsäure, 2-Methacryloyl ethansulfonsäure, Metallsalze, Amoniumsalze von Acrylsäure, Amoniumsalze von Methacrylsäure, Acrylamid, Hydroxyethylacrylsäureester, Hydroxymethacrylsäureester und Acrylsäurenitril beinhaltet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Monomer (A) in einem Reaktor Luft oder Stickstoff und Dampf (B) zugeführt wird.

7.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einem Austrag (2) eines Reaktors (1) Messer (4) zum Schneiden des hydrierten Gelpolymers auf eine vorbestimmte Partikelgrösse nachgeschaltet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Reaktor (1) und einen Trockner (8) ein Mischer (5) eingeschaltet ist, in welchem die Zugabe eines Zusatzes (D) als Trennhilfsmittel zum hydrierten Gelpolymer erfolgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (5) \ffnungen (6) zum Abtrennen des überschüssigen Zusatzes (D) aufweist.