CN101970505A - 制备具有低离心保留容量的吸水聚合物颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

在连续捏合反应器中在不多于10m3/h/m3反应器体积的惰性气体体积流量下通过聚合反应来制备具有较低离心保留容量的吸水聚合物颗粒的方法。

Description

制备具有低离心保留容量的吸水聚合物颗粒的方法
本发明涉及一种在连续捏合反应器中在至多10m3/h/m3反应器体积惰性气体体积流量下通过聚合反应来制备具有较低离心保留容量(CRC)的吸水聚合物颗粒的方法。
吸水聚合物颗粒的制备在专论″Modern Superabsorbent Polymer Technology″，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，71-103页中有记载。
DE 34 32 690 A1描述了一种连续制备吸水聚合物颗粒的方法，其中水溶性单体在交联剂和引发剂的存在下在反应器中聚合，所述反应器装配有许多彼此平行排列并提供有搅拌器桨叶的旋转搅拌器轴。所述聚合反应在带有至少两个轴向平行的轴的捏合反应器中连续进行。在该类型反应器中，发生强烈的返混(backmixing)使得单体溶液被添加到细分散的含水聚合物凝胶中并且该单体的聚合在聚合物凝胶的表面进行。因此生产的吸水聚合物颗粒具有相对较高的剩余单体含量。
EP 0 223 063 A2教导了一种在单轴捏合反应器中连续制备吸水聚合物颗粒的方法，所述捏合反应器的混合区段具有将物质沿轴向从捏合反应器起点传输到捏合反应器终点的作用。
WO 2001/038402 A1和WO 2003/022896 A1公开了一种在带有至少两个轴向平行的轴的捏合反应器中连续制备吸水聚合物颗粒的方法，其中所述反应混合物沿轴向传输通过捏合反应器。
吸水聚合物被用来制备尿布、棉塞、卫生巾及其他卫生物品，以及商品园艺(market gardening)中的保水剂。
本发明的一个目标是提供一种改进的制备具有低离心保留容量(CRC)的吸水聚合物颗粒的方法。
该目标由以下方法实现：一种通过在一个具有至少两个轴向平行的轴的连续捏合反应器中在惰性气体流中聚合单体溶液或悬液来制备吸水聚合物颗粒的方法，所述单体溶液或悬液包含
a)至少一种具有酸基团并可至少部分地被中和的烯键式不饱和单体，
b)至少一种交联剂，
c)至少一种引发剂，
d)任选地，一种或多种可与a)中所述单体共聚的烯键式不饱和单体，和
e)任选地，一种或多种水溶性聚合物，
其中所述惰性气体体积流量为至多10m3/h/m3反应器体积，并且通过聚合反应得到的均匀交联的吸水聚合物颗粒(基础聚合物)具有至多38g/g的离心保留容量(CRC)。
基础聚合物是指未进行后交联的吸水聚合物颗粒。
通过本发明方法得到的均匀交联的吸水聚合物颗粒(基础聚合物)具有优选至多37g/g的离心保留容量(CRC)、优先至多36.5g/g、更优选至多36g/g、最优选35.5g/g。所述吸水聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通常至少为20g/g。离心保留容量通过EDANA(欧洲不织布协会，European Disposables and Nonwovens Association)推荐的测试方法No.WSP 241.2-05″Centrifuge Retention Capacity″来测定，其中所述吸水聚合物颗粒在测定之前已干燥至水含量小于5重量％并已粉碎至颗粒大小在150-850μm范围内。
离心保留容量(CRC)可通过调节交联剂b)的量来使之达到所需值。但是，离心保留容量(CRC)还受单体a)的中和程度及尺寸过小颗粒的循环的影响，即，较低的中和程度或较多尺寸过小颗粒的循环使离心保留容量(CRC)降低。
惰性气体体积流量优选为0.001-5m3/h/m3反应器体积，优选0.01-2.5m3/h/m3反应器体积，更优选0.1-2m3/h/m3反应器体积，最优选0.2-1m3/h/m3反应器体积。
所用惰性气体优选为氮气，特别是工业级品质的氮气。工业级氮气通常含有至少99.8体积％的氮气和小于0.0005体积％的氧气。也可使用水蒸气作为惰性气体。
本发明是基于以下发现：捏合反应器可通过使用比迄今为止常规的惰性气体体积流量显著低的惰性气体体积流量进行惰性化。因此本发明方法能大量节省惰性气体。相比而言，在制备具有较高离心保留容量(CRC)的吸水聚合物颗粒过程中，太低的惰性气体体积流量会导致受干扰的反应分布并增加了捏合机轴的功率消耗。
因此，在制备具有较高离心保留容量(CRC)——即多于38g/g——的吸水聚合物颗粒过程中，例如可以通过惰性气体体积流量调节捏合机轴的功率消耗并由此调节反应。
惰性气体体积流量也可全部或部分地与单体溶液或悬液一起通过共用的进料线传送到捏合反应器中。
在本发明的一个优选实施方案中，使用氧化还原引发剂，在此情况下，优选将还原剂独立于单体溶液或悬液而计量供入捏合反应器中。
吸水聚合物颗粒通过聚合单体溶液或悬液而制备，并且其通常不溶于水。
单体a)优选为水溶性的，即在23℃水中的溶解度通常为至少1g/100g水，优选至少5g/100g水，更优选至少25g/100g水，最优选至少35g/100g水。
适宜的单体a)有，例如烯键式不饱和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸。特别优选的单体为丙烯酸和甲基丙烯酸。极特别优选丙烯酸。
其他适宜的单体a)有，例如烯键式不饱和磺酸，如苯乙烯磺酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)。
杂质可能对聚合反应具有显著的影响。因此所用原料应该具有尽可能高的纯度。因此通常较有利的是，对单体a)进行特别纯化。适宜的纯化方法在例如WO 2002/055469 A1、WO 2003/078378 A1和WO 2004/035514 A1中有记载。一种适宜的单体a)为例如根据WO 2004/035514 A1纯化的丙烯酸，其含有99.8460重量％的丙烯酸、0.0950重量％的乙酸、0.0332重量％的水、0.0203重量％的丙酸、0.0001重量％的糠醛、0.0001重量％的马来酸酐、0.0003重量％的二丙烯酸和0.0050重量％的氢醌一甲基醚。
在单体a)的总量中，丙烯酸和/或其盐的比例优选至少50mol％，更优选至少90mol％，最优选至少95mol％。
单体a)通常包含聚合反应抑制剂作为贮存稳定剂，优选氢醌单醚。
所述单体溶液含有优选最多250重量ppm、优选至多130重量ppm、更优选至多70重量ppm、优选至少10重量ppm、更优选至少30重量ppm、尤其是约50重量ppm的氢醌单醚，各值均基于未中和的单体a)计算。例如，所述单体溶液可通过使用具有酸基团的烯键式不饱和单体和合适含量的氢醌单醚来制备。
优选的氢醌单醚为氢醌一甲基醚(MEHQ)和/或α-生育酚(维生素E)。
适宜的交联剂b)为具有至少两个适于交联的基团的化合物。所述基团为，例如，可自由基聚合成聚合物链的烯键式不饱和基团，和可与单体a)的酸基团形成共价键的官能团。此外，可与单体a)的至少两个酸基团形成配位键的多价金属盐也适宜作为交联剂b)。
交联剂b)优选为具有至少两个可自由基聚合成聚合物网的可聚合基团的化合物。适宜的交联剂b)有，例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙基氯化铵、四烯丙氧基乙烷，如EP 0530 438 A1中所述；二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，如EP 0547 847 A1、EP 0559 476 A1、EP 0632 068 A1、WO 93/21237 A1、WO 2003/104299A1、WO 2003/104300 A1、WO 2003/104301 A1和DE 103 31 450 A1中所述；混合的丙烯酸酯，其除丙烯酸酯基团外还含有其他烯键式不饱和基团，如DE 103 31 456 A1和DE 103 55 401 A1中所述；或交联剂混合物，如DE 195 43 368 A1、DE 196 46 484 A1、WO 90/15830 A1和WO2002/32962 A2中所述。
优选的交联剂b)为季戊四醇基三烯丙基醚(pentaerythrityl triallyl ether)、四烯丙氧基乙烷(tetraalloxyethane)、亚甲基二甲基丙烯基酰胺、15-重乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三烯丙基胺。
极特别优选的交联剂b)为已被丙烯酸或甲基丙烯酸酯化从而得到二丙烯酸酯或三丙烯酸酯的聚乙氧基化丙三醇和/或聚丙氧基化丙三醇，例如WO 2003/104301 A1中所述。3至10重乙氧基化丙三醇的二和/或三丙烯酸酯特别有利。极特别优选1至5重乙氧基化和/或丙氧基化丙三醇的二或三丙烯酸酯。最优选3至5重乙氧基化和/或丙氧基化丙三醇的三丙烯酸酯。尤其是3重乙氧基化丙三醇的三丙烯酸酯。
交联剂b)的量优选为0.05-1.5重量％，更优选0.1-1重量％，最优选0.3-0.6重量％，各值均基于单体a)计算。随着交联剂含量的增加，离心保留容量(CRC)降低，并且在21.0g/cm2(AUL0.3psi)压力下的吸收经过最大值。
引发剂c)可为在聚合反应条件下能产生自由基的所有化合物，例如热引发剂、氧化还原引发剂、光敏引发剂。适宜的氧化还原引发剂有过氧二硫酸钠/抗坏血酸、过氧化氢/抗坏血酸、过氧二硫酸钠/亚硫酸氢钠，和过氧化氢/亚硫酸氢钠。优选使用热引发剂和氧化还原引发剂的混合物，例如过氧二硫酸钠/过氧化氢/抗坏血酸。但是所用的还原组分优选为2-羟基-2-亚磺基乙酸的钠盐、2-羟基-2-磺基乙酸的二钠盐和亚硫酸氢钠的混合物。所述混合物作为Brüggolite
Figure BPA00001225880900051
FF6和Brüggolite
Figure BPA00001225880900052
FF7(Brüggemann Chemicals；Heilbronn；德国)而得到。
可与具有酸基团的烯键式不饱和单体a)共聚的烯键式不饱和单体d)为例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯。
所用的水溶性聚合物e)可为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物，改性纤维素，例如甲基纤维素或羟乙基纤维素、明胶、聚二醇或聚丙烯酸，优选淀粉、淀粉衍生物和改性纤维素。
通常地，使用单体水溶液。该单体溶液的水含量优选为40-75重量％，更优选45-70重量％，最优选50-65重量％。还可使用单体悬液，即过饱和的单体溶液。随着水含量的增加，在随后干燥中的能量需求也增加，并且随着水含量的降低，聚合反应的热量只能被不充分地除去。
为达到最佳作用，优选的聚合反应抑制剂需要有溶解的氧。因此，可在聚合之前通过惰性化除去单体溶液中溶解的氧，所述惰性化即使惰性气体(优选氮气或二氧化碳)流过。优选将单体溶液中的氧含量在聚合反应之前降至小于1重量ppm，更优选降至小于0.5重量ppm，最优选降至0.1至0.3重量ppm。
可在本发明方法中使用的捏合反应器可购自例如List AG，Arisdorf，Switzerland，并且在CH 0 664 704 A5、EP 0 517 068 A1、WO 97/12666A1、DE 21 23 956 A1、EP 0 603 525 A1、DE 195 36 944 A1和DE 41 18 884A1中有记载。
通过排列捏合元件和传送元件，这类具有两个轴的捏合反应器可实现高水平的自清洁作用，这是连续聚合的一个重要条件。所述两个轴优选彼此反向旋转。适宜的捏合及传送元件有例如密合间隙(close-clearance)混合棒和L形或U形连接件。
反应也可在100-800mbar、尤其是200-600mbar的低压下进行。
如果需要，可将捏合反应器进行加热或冷却。其中的单体溶液或悬液在优选0-140℃、更优选30-120℃、最优选50-100℃的温度范围内聚合。
优选以这样的方式实施本发明方法：即，使得通过蒸发掉反应混合物中的水而除去的热量的比例为反应热的至少5％、更优选至少15％、最优选至少20％。
此外还优选的方法变型方案为其中通过排出产物而除去的热量的比例优选为反应热的至少25％、优先地至少45％、最优选至少55％。
优选的方法为其中通过蒸发掉反应混合物中的水而除去的热量的比例和通过排出产物而除去的热量的比例总共为反应热的优选至少50％、更优选至少70％、最优选至少90％。
但是，也可通过固体中和剂(例如碳酸氢钠)的溶解的热量而除去一部分热量。
在一个极特别优选的所述方法的变型方案中，对捏合反应器的内壁和该反应器的至少一个轴，优选所有轴，进行冷却。
在聚合反应中得到的聚合物凝胶通常具有3000-6000重量ppm的剩余单体含量。
所述制备方法的特征在于，在反应器中具有较短的停留时间，并因此具有良好的时空产率。例如，即使在500l反应器体积中停留时间小于30分钟的情况下，仍可发现具有高单体转化率的吸水聚合物颗粒。特别优选具有高的质量处理量(mass throughput)的方法变型方案，能使停留时间小于20分钟并且甚至小于15分钟。
在本发明方法中达到峰值温度的时间优选为5分钟，并且更优选在2-4分钟范围内。对于反应器中处理量及产品品质而言的最佳值均出现于该范围内(较低的凝聚水平、良好的剩余单体值等)。
其后，离开捏合反应器的聚合物凝胶可贮存在温度优选地为50-120℃、更优选80-100℃的延迟容器(delay vessel)中。延迟时间优选为3分钟至3小时，更优选5-30分钟。该容器可为顶部打开的容器，但也可以是密闭容器，对该容器施加轻度真空。
通常所得聚合物凝胶的酸基团已进行了部分中和。中和优选在单体阶段进行。中和通常通过混合水溶液形式或优选为固体形式的中和剂而实现。中和程度优选为25-95mol％，更优选30-80mol％，最优选40-75mol％，对于中和，可使用常规中和剂，优选碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐，以及其混合物。还可使用铵盐代替碱金属盐。特别优选的碱金属为钠和钾，而极特别优选的是氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠，及其混合物。
但是，也可在聚合反应之后，在聚合反应中形成的聚合物凝胶阶段进行中和。也可通过在聚合反应之前通过向单体溶液中实际添加一部分中和剂、并且只在聚合反应之后的聚合物凝胶阶段设定所需的最终中和程度来中和最多40mol％、优选10-30mol％并且更优选15-25mol％的酸基团。当聚合物凝胶在聚合反应之后至少部分地被中和时，优选将该聚合物凝胶例如通过挤出机进行机械粉碎，在此情况下，可将中和剂喷洒、撒布或浇注其上，然后小心地进行混合。为此，可将得到的凝胶物反复挤出以进行均一化。
然后优选将聚合物凝胶用带式干燥器进行干燥，直至剩余水分含量优选为0.5-15重量％，更优选1-10重量％，最优选2-8重量％，所述剩余水分含量通过EDANA(欧洲不织布协会)推荐的测试方法No.WSP230.2-05″Moisture Content”进行测定。在剩余水分含量太高的情况下，干燥的聚合物凝胶的玻璃化转变温度Tg太低，并且对其进一步加工较为困难。在剩余水分含量太低的情况下，干燥的聚合物凝胶太脆，并且在随后的粉碎步骤中，得到大量不符合需要的具有过小粒度的聚合物颗粒(“细粉(fine)”)。在干燥之前凝胶的固体含量优选为25-90重量％、更优选35-70重量％、最优选40-60重量％。但是，任选地，也可使用流化床干燥器或加热的犁铧式混合器进行干燥操作。
其后，将干燥的聚合物凝胶进行研磨并分级，用于研磨的装置通常可为单级或多级辊式研磨机，优选二级或三级辊式研磨机，针式研磨机(pin mill)、锤式研磨机或振动式研磨机(vibratory mill)。
作为产物级分移出的聚合物颗粒的平均粒度优选为至少200μm，更优选250-600μm，极特别为300-500μm。该产物级分的平均粒度可通过EDANA(欧洲不织布协会)推荐的测试方法No.WSP 220.2-05″Particle Size Distribution″进行测定，其中将筛分级分的质量比例以累积的形式绘成图，并图解确定平均粒度。此处的平均粒度为累积量为50重量％时筛目大小的值。
平均粒度至少150μm的颗粒的比例优选为至少90重量％，更优选至少95重量％，最优选至少98重量％。
具有太小粒度的聚合物颗粒会降低渗透率(SFC)。因此，过小聚合物颗粒(“细粉”)的比例应该优选较小。
粒度至多850μm的颗粒的比例优选为至少90重量％，更优选至少95重量％，最优选至少98重量％。
具有太大粒度的聚合物颗粒会使溶胀速率降低。因此，过大聚合物颗粒的比例也应该较小。
为进一步改进性能，可将聚合物颗粒进行后交联。适宜的后交联剂为含有可与聚合物颗粒的至少两个羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。适宜的化合物有例如，多官能胺、多官能酰胺基胺、多官能环氧化物，如EP 0 083 022 A2、EP 0 543 303 A1和EP 0 937 736 A2中所述；二官能或多官能醇，如DE 33 14 019 A1、DE 35 23 617 A1 and EP 0 450922 A2中所述；或β-羟烷基酰胺，如DE 102 04 938 A1和US 6,239,230中所述。
另外适宜的后交联剂为DE 40 20 780 C1中的环状碳酸酯；DE 198 07502 A1中的2-噁唑烷酮及其衍生物，例如2-羟乙基-2-噁唑烷酮；DE 198 07 992 C1中的二-及多-2-噁唑烷酮；DE 198 54 573 A1中的2-氧代四氢-1，3-噁嗪及其衍生物；DE 198 54 574 A1中的N-酰基-2-噁唑烷酮；DE 102 04 937 A1中的环状脲；DE 103 34 584 A1中的二环酰胺缩醛；EP 1 199 327 A2中的氧杂环丁烷类和环状脲；及WO 2003/031482 A1中的吗啉-2，3-二酮及其衍生物。
优选的后交联剂为碳酸亚乙酯、乙二醇二环氧甘油醚、聚酰胺与表氯醇的反应产物，及丙二醇与1，4-丁二醇的混合物。
极特别优选的后交联剂为2-羟乙基噁唑烷-2-酮、噁唑烷-2-酮和1，3-丙二醇。
此外，也可使用另外含有可聚合烯键式不饱和基团的后交联剂，如DE 37 13 601 A1中所述。
后交联剂的量优选为0.001-2重量％、更优选0.02-1重量％、最优选0.05-0.2重量％，各值均基于聚合物颗粒计算。
在本发明的一个优选实施方案中，除后交联剂之外将多价阳离子在后交联之前、过程中或之后施用于颗粒表面。
可在本发明方法中使用的多价阳离子有例如二价阳离子，如锌、镁、钙、铁和锶的阳离子；三价阳离子，如铝、铁、铬、稀土元素及锰的阳离子；四价阳离子，如钛和锆的阳离子。可用的反荷离子为氯离子、溴离子、硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根和羧酸根，例如乙酸根和乳酸根。优选硫酸铝和乳酸铝。除金属盐外，还可使用多胺作为多价阳离子。
所用多价阳离子的量为例如0.001-1.5重量％、优选0.005-1重量％、更优选0.02-0.8重量％，各值均基于聚合物颗粒计算。
后交联通常以将后交联剂的溶液喷洒至干燥的聚合物颗粒上这样一种方式实施。喷洒之后，将用后交联剂涂覆的聚合物颗粒进行热干燥，并且后交联反应可在干燥之前或干燥过程中进行。
后交联剂溶液的喷洒优选在具有移动式混合工具的混合器中实施，所述混合器例如螺杆混合器、盘式混合器、犁铧式混合器和桨式混合器。特别优选卧式混合器，例如犁铧式混合器和桨式混合器，极特别优选竖式混合器。适宜的混合器有例如
Figure BPA00001225880900091
混合器、Bepex混合器、Nauta混合器、Processall混合器和Schugi混合器。但是，也可在流化床中喷洒上后交联剂溶液。
后交联剂通常以水溶液的形式使用。可利用非水溶剂的含量或溶剂的总量来调节后交联剂渗透到聚合物颗粒中的深度。
当只使用水作为溶剂时，优选地添加表面活性剂。这可改进润湿性和降低形成团块的倾向。但是，优选使用溶剂混合物，例如异丙醇/水、1，3-丙二醇/水和丙二醇/水，其中混合比优选为20∶80至40∶60。
所述热干燥优选在接触式干燥器、更优选桨式干燥器、最优选盘式干燥器中进行。适宜的干燥器有例如Bepex干燥器和Nara干燥器。此外，还可使用流化床干燥器。
所述干燥可通过加热夹套或吹入热空气而在混合器本身中实现。同样适宜的还有下游干燥器，例如柜式干燥器、旋转管式烘箱或可加热螺杆。特别有利的是在流化床干燥器中混合和干燥。
优选的干燥温度在100-250℃、优选120-220℃、更优选130-210℃、最优选150-200℃范围内。在反应混合器或干燥器中该温度下的优选停留时间为优选至少10分钟、更优选至少20分钟、最优选至少30分钟，并且通常至多60分钟。
随后，可将后交联的聚合物颗粒再次分级。
为进一步改进性能，可将后交联的聚合物颗粒进行涂覆或随后进行湿润。用于改进溶胀速率和渗透性(SFC)的适宜涂料有例如无机惰性物质如非水溶性金属盐、有机聚合物、阳离子聚合物和二价或多价金属阳离子。用于粉末粘合的适宜涂料有例如多元醇。用于消除不希望的聚合物颗粒结块倾向的适宜涂料有例如烟雾硅胶，如Aerosil
Figure BPA00001225880900101
200，和表面活性剂，如Span
Figure BPA00001225880900102
20。
通过本发明方法制备的吸水聚合物颗粒的水分含量优选为0-15重量％，更优选0.2-10重量％，最优选0.5-8重量％，所述水含量通过EDANA(欧洲不织布协会)推荐的测试方法No.WSP 230.2-05″Moisture Content″测定。
通过本发明方法得到的后交联吸水聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)通常为至少20g/g，优选至少22g/g，优先地至少24g/g，更优选至少26g/g，最优选30-32g/g。
实施例
实施例1(比较实施例)
通过连续混合水、50重量％的氢氧化钠溶液和丙烯酸，制得丙烯酸/丙烯酸钠溶液，使中和程度为72mol％。该单体溶液的固体含量为39重量％。各组分混合之后，将该单体溶液通过一个热交换器进行连续冷却。
所用的多烯键式不饱和交联剂为3-重乙氧基化甘油三丙烯酸酯。用量为1.1kg/t单体溶液。
为引发自由基聚合，使用以下组分：过氧化氢(1kg(0.25重量％浓度)/t单体溶液)、过氧二硫酸钠(1.50kg(30重量％浓度)/t单体溶液)和抗坏血酸(15kg(1重量％浓度)/t单体溶液)。
单体溶液的处理量为18t/h。
将各组分连续地计量供入容量为6.3m3的List Contikneter连续捏合机反应器(购自List，Arisdorf，瑞士)中。
此外，将900kg/h移除的粒度小于150μm的尺寸过小颗粒计量供入反应器的中部。
进料时，反应溶液的温度为30℃。反应器以38rpm的轴速度运行。反应器中反应混合物的停留时间为15分钟。
所述单体溶液用2.4m3氮气/h进行惰性化，所述氮气与单体溶液一起计量供入捏合反应器中。此外，还将96m3氮气/h直接计量供入捏合反应器中。这相当于15.6m3/h/m3反应器体积的总惰性气体体积流量。捏合机轴的功率消耗为最大功率消耗的72％。
在聚合和凝胶粉碎之后，将水性聚合物凝胶在强制空气带式干燥器上干燥。在带式干燥器上的停留时间为37分钟。
将干燥的水凝胶研磨并筛分至颗粒大小为150-850μm。干燥的聚合物颗粒的离心保留容量为39g/g。
实施例2(比较实施例)
重复实施例1的过程。仅采用用于使单体溶液惰性化的氮气的量。相应地，惰性气体体积流量仅为0.38m3/h/m3反应器体积。捏合机轴的功率消耗升至最大功率消耗的79％。实验结束。
实施例3(比较实施例)
重复实施例1的过程。所用3-重乙氧基化甘油三丙烯酸酯的量增至1.5kg/t单体溶液，并且所循环的尺寸过小颗粒的量增至1000kg/h。捏合机轴的功率消耗为最大功率消耗的72％。
干燥的聚合物颗粒的离心保留容量为34.5g/g。
实施例4
重复实施例3的过程。仅采用用于使单体溶液惰性化的氮气的量。相应地，惰性气体体积流量仅为0.38m3/h/m3反应器体积。捏合机轴的功率消耗仍为最大功率消耗的72％。
实施例3与实施例4的比较表明，在制备具有较低离心保留容量(CRC)的吸水聚合物颗粒的情况下，惰性气体体积流量对捏合机轴的功率消耗没有影响。

Claims (11)

1.一种在具有至少两个轴向平行的轴的连续捏合反应器中在惰性气体流下通过聚合单体溶液或悬液来制备吸水聚合物颗粒的方法，所述单体溶液或悬液包含
a)至少一种具有酸基团并可至少部分地被中和的烯键式不饱和单体，
b)至少一种交联剂，
c)至少一种引发剂，
d)任选地，一种或多种可与a)中所述单体共聚的烯键式不饱和单体，和
e)任选地，一种或多种水溶性聚合物，
其中所述惰性气体体积流量为至多10m3/h/m3反应器体积，并且通过聚合反应得到的均匀交联的吸水聚合物颗粒具有至多38g/g的离心保留容量。
2.权利要求1的方法，其中所述捏合反应器的反应器体积为1-10m3。
3.权利要求1或2的方法，其中所述反应混合物沿轴向传输通过捏合反应器。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述惰性气体为氮气。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述惰性气体体积流量至少部分地通过共用的进料线与单体溶液或悬液一起计量供入捏合反应器中。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述惰性气体体积流量通过共用的进料线与单体溶液或悬液一起计量供入捏合反应器中。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中基于单体a)计算，所述单体溶液含有0.001-0.013重量％的至少一种氢醌单醚。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所述聚合反应为一种氧化还原聚合反应。
9.权利要求8的方法，其中所述还原剂独立于单体溶液或悬液而计量供入捏合反应器中。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述吸水聚合物颗粒被后交联。
11.权利要求1-10中任一项的方法，其中所述吸水聚合物颗粒具有至少15g/g的离心保留容量。
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