CN106232235B - 在水溶性聚合物颗粒生产中的包括盘状物的水凝胶粉碎设备 - Google Patents

在水溶性聚合物颗粒生产中的包括盘状物的水凝胶粉碎设备 Download PDF

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Abstract

本发明大体上涉及一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其包括工艺步骤：(i)制备单体水溶液，其包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；和至少一种交联剂(α3)；(ii)可选择地将吸水性聚合物微粒添加至单体水溶液；(iii)向单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分；(iv)可选择地降低单体水溶液的含氧量；(v)将单体水溶液装入聚合反应器(704)中；(vi)在聚合反应器中使单体水溶液中的单体聚合，由此获得聚合物凝胶；(vii)将聚合物凝胶从聚合物反应器中移出，并在第一粉碎设备中粉碎聚合物凝胶，由此获得聚合物凝胶颗；(viii)干燥聚合物凝胶颗粒；(ix)研磨已干燥的聚合物凝胶颗粒，由此获得吸水性聚合物颗粒；(x)分级已研磨的吸水性聚合物颗粒；以及(xi)可选择地对已研磨并分级的吸水性聚合物颗粒进行表面处理；其中在工艺步骤(vii)中，第一粉碎设备包括第一盘状物、第二盘状物和第三盘状物。

Description

在水溶性聚合物颗粒生产中的包括盘状物的水凝胶粉碎设备
技术领域
本发明涉及一种用于制备吸水性聚合物颗粒产品的工艺；一种可由这种工艺获得的吸水性聚合物颗粒；多个吸水性聚合物颗粒；一种包括这种吸水性聚合物颗粒或这种多个吸水性聚合物颗粒的复合材料；一种用于生产复合材料的工艺；一种可由这种工艺获得的复合材料；吸水性聚合物颗粒或多个吸水性聚合物颗粒的应用；一种用于制备吸水性聚合物颗粒的设备；一种用这种设备制备吸水性聚合物颗粒的工艺。
背景技术
超吸收剂是不溶于水的交联聚合物，其通过膨胀并形成水凝胶，能够吸收大量的水性流体，特别是体液，更特别地是尿或血，并能够在一定压力下保有该流体。由于这些特性，这种聚合物主要用于掺在卫生用品中，比如，例如，婴儿尿布/尿片、失禁用品或卫生巾。
通常地，在交联剂存在的情况下通过带酸根单体的自由基聚合，进行超吸收剂的制备。可通过选择单体组成、交联剂、聚合条件，以及选择聚合后所获水凝胶的加工条件，制备具有不同吸收性能的聚合物(具体参照，例如，Modern Superabsorbent PolymerTechnology，FL Buchholz，GT Graham，Wiley-VCH，1998)。
聚合后获得的聚合物凝胶，也被称为水凝胶，通常被粉碎、干燥并分类，以便获得具有非常精确的粒径分布的颗粒超吸收剂。在进一步的工艺步骤中，通常这些超吸收剂颗粒表面交联，以便改进吸收性能。为了这个目的，将该颗粒与含有表面交联剂的水溶液混合，该水溶液中还可选择性地含有另外的添加剂，对由此获得的混合物进行加热处理，以促进交联反应。
在交联剂存在的情况下，带酸根的单体可以间歇过程或连续过程进行聚合。在连续聚合和分批聚合中，一般将部分中和的丙烯酸用作单体。例如，在EP0372706A2、EP0574260A1、WO 2003/051415 A1、EP 1 470 905 A1、WO 2007/028751 A1、WO 2007/028746 A1和WO 2007/028747 A1中公开了适合的中和工艺。
发明内容
技术问题
根据现有技术中所公开的用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，一系列粉碎设备应用于粉碎聚合物凝胶。通常现有技术的这些粉碎设备中的至少一个包括非平面切削刃。这种非平面切削刃为昂贵的易损件，其不容易进行更换。此外，现有技术的一系列粉碎设备包括至少三个粉碎设备，以便获得适合于干燥的聚合物凝胶颗粒。随着粉碎设备数目增多，错误发生的可能性以及需要的维护量都增加。
技术方案
大体上，本发明的一个目的在于：至少部分地克服在超吸收剂生产方面的现有技术中出现的缺点。
另一个目的在于提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其中尽量避免了用于粉碎聚合物颗粒的切削刃的复杂形状。本发明的另一目的在于提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其中粉碎设备需要的维护量、粉碎设备的花费或这两者减少。本发明的另一目的在于提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其中尽量避免了用于粉碎聚合物颗粒的大型、非平面或这两类切削刃。本发明的另一目的在于提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其中所使用的粉碎设备为长期稳定的。本发明的另一目的在于提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其中包括切削刃的粉碎设备的一部分容易更换。本发明的另一目的在于提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其中粉碎后干燥前的聚合物凝胶颗粒有狭窄的粒径分布，或粉碎步骤数减少，或这两者。本发明的另一目的在于提供一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，其中聚合物凝胶颗粒被轻柔粉碎。本发明的另一目的在于提供一种用于生产吸水性聚合物颗粒的工艺，其中该工艺具有下列的平衡组合：粉碎设备运行寿命提高、粉碎步骤数减少，聚合物凝胶干燥时间减少。另一目的在于提供水溶性聚合物颗粒，其由更便宜的工艺生产。本发明的另一目的在于提供一种通过这样的工艺生产的吸水性聚合物颗粒或多个吸水性聚合物颗粒，该工艺具有至少一个上述优点，优选具有上述优点的至少两个的平衡组合，其中吸水性聚合物颗粒没有出现质量下降。本发明的另一目的在于提供一种复合材料，该复合材料包括由具有至少一个上述优点的工艺所生产的吸水性聚合物颗粒，其中该复合材料没有出现质量下降。本发明的另一目的在于提供一种通过具有至少一个上述优点的工艺，用于生产吸水性聚合物颗粒的设备。
独立权利要求有助于获得至少一个上述目的的方案。从属权利要求提供了本发明的优选实施方式，其也能解决至少一个上述目的。
有益效果
根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，粉碎设备需要的维护量、粉碎设备费用或这两者减少。此外，通过根据本发明工艺生产的包括吸水性聚合物颗粒的复合材料没有出现质量下降。
附图说明
图1为描绘根据本发明的工艺步骤的流程图；
图2为描绘根据本发明的另一工艺步骤的流程图；
图3为描绘根据本发明的另一工艺步骤的流程图；
图4为根据本发明的第一粉碎设备图；
图5为根据本发明的另一第一粉碎设备图；
图6a)为根据本发明的另一粉碎设备的外观图；
图6b)为图6a)的另一粉碎设备的内部部件爆炸图；以及
图7为根据本发明的用于制备吸水性聚合物颗粒的设备的框图。
附图标记
100 根据本发明的工艺
101 步骤(i)
102 步骤(ii)
103 步骤(iii)
104 步骤(iv)
105 步骤(v)
106 步骤(vi)
107 步骤(vii)
108 步骤(viii)
109 步骤(ix)
110 步骤(x)
111 步骤(xi)
400 第一粉碎设备
401 第一盘状物
402 第二盘状物
403 第三盘状物
404 第一旋转轴
405 另一旋转轴
406 第二盘状物正面
407 第二盘状物端面
408 第二盘状物侧面
409 部分的聚合物凝胶
410 第一盘状物和第三盘状物之间的距离
411 第一旋转方向
412 另一旋转方向
501 另一盘状物
600 另一粉碎设备
601 静孔板
602 螺杆
603 供给单元
604 旋转孔板
605 圆形切削刃
700 用于制备吸水性聚合物颗粒的设备
701 第一容器
702 另一容器
703 混合设备
704 聚合反应器
400 第一粉碎设备
600 另一粉碎设备
705 带式干燥机
706 研磨设备
707 分级设备
708 工艺流程
最佳方式
用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺有助于获得至少一个这些目的的方案，该工艺包括工艺步骤：
(i)制备单体水溶液，其包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；和至少一种交联剂(α3)；
(ii)可选择地将吸水性聚合物微粒添加至单体水溶液；
(iii)向单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分；
(iv)可选择地降低单体水溶液的含氧量；
(v)将单体水溶液装入聚合反应器中；
(vi)在聚合反应器中使单体水溶液中的单体聚合，由此获得聚合物凝胶；
(vii)将聚合物凝胶从聚合物反应器中移出，并在第一粉碎设备中粉碎聚合物凝胶，由此获得聚合物凝胶颗粒；
(viii)干燥聚合物凝胶颗粒；
(ix)研磨已干燥的聚合物凝胶颗粒，由此获得吸水性聚合物颗粒；
(x)分级已研磨的吸水性聚合物颗粒；以及
(xi)可选择地对已研磨并分级的吸水性聚合物颗粒进行表面处理；
其中在工艺步骤(vii)中，该第一粉碎设备包括第一盘状物、第二盘状物和第三盘状物；其中该第一盘状物和第三盘状物围绕第一旋转轴旋转；其中第二盘状物绕另一旋转轴旋转；其中第二盘状物包括作为表面的第二盘状物正面、第二盘状物端面和将第二盘状物正面连接至第二盘状物端面的第二盘状物侧面；其中该第二盘状物正面、第二盘状物端面和第二盘状物侧面的每一个都部分位于第一盘状物和第三盘状物之间；其中该聚合物凝胶的部分位于第一盘状物和第三盘状物之间。
在本文中，根据本发明工艺的后续步骤可同时进行或时间上重叠或两者都可。这尤其适用于步骤(i)至步骤(iv)，特别尤其地适用于步骤(iii)和(iv)。
第二盘状物正面、第二盘状物端面和第二盘状物侧面的每一个都部分位于第一盘状物和第三盘状物之间意味着第二盘状物正面、第二盘状物端面和第二盘状物侧面都并未整体位于第一盘状物和第三盘状物之间。
根据本发明的工艺优选为连续工艺，其中连续提供单体水溶液，并连续供应至聚合反应器。将获得的水凝胶从聚合物反应器中连续移出，并在后续工艺步骤中连续地可选择地粉碎、干燥、研磨并分类。但是，这个连续的工艺可被中断，以便，例如
-替换工艺设备的某些部分，如果将传送带用作聚合反应器，该某些部分比如传送带的带状物材料，
-清洁工艺设备的某些部分，特别是为了移除槽或管道中的聚合物沉积物，或者
-当必须制备具有其它吸收特性的吸水性聚合物颗粒时，开始新的工艺。
依照WSP 220.2的方法(“世界战略伙伴(Word Strategic Partners)”欧洲非织造布协会(EDANA)和美国非织造布协会(INDA)的测试方法)，根据本发明的优选吸水性聚合物颗粒产品的颗粒具有的平均颗粒尺寸在10-3,000μm的范围内，优选为20-2,000μm，尤其优选为150-850μm。在本文中，基于吸水性聚合物颗粒的总重量，粒径为300-600μm范围内的吸水性聚合物颗粒的含量尤其优选为至少30wt％(重量百分数)，特别优选为至少40wt％，最优选为至少50wt％。
在根据本发明的工艺的工艺步骤(i)中，制备单体水溶液，该单体水溶液包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)和至少一种交联剂(α3)。
优选的带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)为引用自DE 10223060A1中的优选单体(α1)，由此尤其优选丙烯酸。
根据本发明，优选地，基于干重，根据本发明工艺生产的吸水性聚合物包括的带羧酸基团的单体为至少50wt％，优选为至少70wt％，进一步优选为至少90wt％。根据本发明，尤其优选地，根据本发明工艺生产的吸水性聚合物由至少50wt％，优选至少70wt％的丙烯酸形成，该丙烯酸优选地中和至至少20mol％，尤其优选至至少50mol％。基于单体水溶液的总重量，工艺步骤(i)中提供的单体水溶液中部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)的浓度优选为10-60wt％，优选为30-55wt％，最优选为40-50wt％。
单体水溶液还可包括与单烯属不饱和单体(α1)共聚的单烯属不饱和单体(α2)。优选的单体(α2)为引用自DE 10223060A1中的优选单体(α2)，由此尤其优选丙烯酰胺。
根据本发明的优选的交联剂(α3)为：在一个分子中具有至少两个乙烯属不饱和基团的化合物(I类交联剂)；具有至少两个官能团的化合物(II类交联剂)，该两个官能团能在缩合反应(＝缩合交联剂)、加成反应或开环反应中与单体(α1)或(α2)的官能团反应；具有至少一个乙烯属不饱和基团和至少一个官能团的化合物(III类交联剂)，该至少一个官能团能在缩合反应、加成反应或开环反应中与单体(α1)或(α2)的官能团反应；或多价金属阳离子(IV类交联剂)。因此对于I类交联剂化合物，通过交联剂分子的乙烯属不饱和基团与单烯属不饱和单体(α1)或(α2)的自由基聚合，实现聚合物的交联；而对于II类交联剂化合物和IV类交联剂的多价金属阳离子，分别通过官能团的缩合反应(II类交联剂)，或通过多价金属阳离子与单体(α1)或(α2)的官能团的静电相互作用(IV类交联剂)，实现聚合物的交联。对于III类交联剂化合物，通过乙烯属不饱和基团的自由基聚合，并通过交联剂的官能团和单体(α1)或(α2)的官能团之间的缩合反应，相应地实现聚合物的交联。
优选的交联剂(d3)为引用自DE10223060A1中作为I、II、III和IV类交联剂的交联剂(α3)的所有化合物，由此
-作为I类交联剂的化合物，尤其优选N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基甲基氯化铵、四烯丙基氯化铵以及由每1mol丙烯酸与9mol环氧乙烷制得的烯丙基九甘醇丙烯酸酯，其中更优选N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，以及
-作为IV类交联剂化合物，尤其优选Al2(SO4)3及其水合物。
根据本发明的工艺所生产的优选的吸水性聚合物为这种聚合物，该聚合物通过下列交联剂种类的交联剂，或通过下列交联剂种类组合的交联剂进行交联，这些交联剂种类分别为：I、II、III、IV、I II、I III、I IV、I II III、I II IV、I III IV、II III IV、II IV或III IV。
根据本发明的工艺所生产的进一步优选的吸水性聚合物为这种聚合物，该聚合物通过DE10223060A1中公开的作为I类交联剂的交联剂中的任一种进行交联，由此N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基甲基氯化铵、四烯丙基甲基氯化铵以及用每1mol丙烯酸与9mol环氧乙烷制得的烯丙基九甘醇丙烯酸酯尤其优选为I类交联剂的交联剂，其中更优选N，N’-亚甲基双丙烯酰胺。
单体水溶液可进一步包括水溶性聚合物(α4)。优选的水溶性聚合物(α4)包括部分或者全部皂化的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉或淀粉衍生物、聚乙二醇或聚丙烯酸。这些聚合物的分子量并不关键，只要它们是水溶性的。优选的水溶性聚合物(α4)为淀粉或淀粉衍生物或聚乙烯醇。水溶性聚合物(α4)，优选合成的，比如聚乙烯醇，不仅能作为待聚合单体的接枝基体，这些水溶性聚合物也可与聚合物凝胶或已经干燥的吸水性聚合物混合。
此外，该单体水溶液还可包括助剂(α5)，尤其地，这些助剂包括配位剂，比如，例如乙二胺四乙酸(EDTA)。
在单体水溶液中，单体(α1)和(α2)、交联剂(α3)、水溶性聚合物(α4)和助剂(α5)的相对量优选选择为：在可选择地粉碎的聚合物凝胶干燥后，所获吸水性聚合物的结构为
-单体(α1)为20-99.999wt％的程度，优选为55-98.99wt％的程度，尤其优选为70-98.79wt％的程度，
-单体(α2)为0-80wt％的程度，优选为0-44.99wt％的程度，尤其优选为0.1-44.89wt％的程度，
-交联剂(α3)为0-5wt％的程度，优选为0.001-3wt％的程度，尤其优选为0.01-2.5wt％的程度，
-水溶性聚合物(α4)为0-30wt％的程度，优选为0-5wt％的程度，尤其优选为0.1-5wt％的程度，
-助剂(α5)为0-20wt％的程度，优选为0-10wt％的程度，尤其优选为0.1-8wt％的程度，以及
-水(α6)为0.5-25wt％的程度，优选为1-10wt％的程度，尤其优选为3-7wt％的程度，(α1)至(α6)的重量总和为100wt％。
特别地，单体溶液中的单体、交联剂和水溶性聚合物的最佳浓度值可由简单的初步试验或由现有技术确定，特别地由下列申请公布US4,286,082、DE 2706135A1、US4,076,663、DE3503458A1、DE4020780C1、DE4244548A1、DE4333056A1和DE4418818A1所确定。
在工艺步骤(ii)中，可选择地将吸水性聚合物微粒添加至单体水溶液。独立于可选步骤(ii)，可选择在步骤(iii)之后、步骤(iv)之后和步骤(v)之前中的一者或至少二者的组合，将吸水性聚合物微粒添加至单体水溶液。
吸水性微粒优选为吸水性聚合物颗粒，其组成与上述吸水性聚合物颗粒产品的颗粒的组成一致，其中优选至少90wt％的吸水性微粒，优选至少95wt％的吸水性微粒，最优选至少99wt％的吸水性微粒的粒径小于200μm，优选小于150μm，尤其优选小于100μm。
在根据本发明工艺的优选实施方式中，在工艺步骤(ii)中可选择地添加至单体水溶液的吸水性微粒根据本发明工艺的工艺步骤(x)获得，该吸水性颗粒为这样回收利用的。
可通过本领域技术人员认为适合于这个目的的任意混合设备，将微粒添加至单体水溶液。在本发明的一种优选实施方式中，如果工艺如上所述连续进行，这个步骤尤其有用，在混合设备中将微粒添加至单体水溶液，在该混合设备中第一微粒流和第二单体水溶液流连续导向旋转混合设备，但来自不同的方向。这种混合方案可在所谓的“高速分散混合器”中实现，其在混合区域包括优选为圆柱形的非旋转定子，在其中心同样优选为圆柱形的转子在旋转。转子壁以及定子壁通常具有凹口，例如狭槽形式的凹口，凭借该凹口，微粒和单体水溶液的混合物可被抽吸通过，并因此受到高剪切力作用。
在本文中，第一微粒流和第二单体水溶液流尤其优选形成角度δ，该角度δ在60°-120°范围内，更优选地在75°-105°范围内，甚至更优选地在85°-95°范围内，最优选地形成约90°的角度。离开混合器的微粒和单体水溶液混合流与进入混合器的第一微粒流也优选形成角度ε，该角度ε在60°-120°范围内，更优选地在75°-105°范围内，甚至更优选地在85°-95°范围内，最优选地形成约90°的角度。
这种混合方案可例如通过在DE-A-2520788和DE-A-2617612中公开的混合设备来实现，其内容通过引用并入本文中。混合设备可用于在本发明的工艺步骤(ii)中将微粒添加至单体水溶液，该混合设备的具体实施例可为由德国诗陶芬的公司(Werke GmbH&Co.KG)获得的混合设备，其型号为：MHD 2000/4、MHD 2000/05、MHD 2000/10、MHD 2000/20、MHD 2000/30、和MHD 2000/50，其中尤其优选混合设备MHD 2000/20。可使用的其他混合设备由德国巴尔雷希滕-多廷根(Ballrechten-Dottingen)的ystral有限公司提供，例如型号为“Conti TDS”；或由瑞士利陶的Kinematika股份公司提供，商标为
在工艺步骤(ii)中可添加至单体水溶液的微粒的量基于单体水溶液的重量优选在0.1-15wt％的范围内，更优选在0.5-10wt％的范围内，最优选在3-8wt％的范围内。
在根据本发明工艺的工艺步骤(iii)中，向单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或多种组份的聚合引发剂体系中的至少一种组分。
在聚合条件下形成自由基的所有引发剂可用作用于引发聚合作用的聚合引发剂，其通常用于制备超吸收剂。其中这些属于热催化剂、氧化还原催化剂以及光引发剂，该光引发剂通过高能辐射发生激活。聚合引发剂可溶解于或分散于单体水溶液中。优选使用水溶性催化剂。
本领域技术人员已知的在升高温度的作用下分解以形成自由基的所有化合物可用作热引发剂。特别优选在小于180℃下，更优选在小于140℃下，半衰期小于10秒，更优选小于5秒的热聚合引发剂。过氧化物、氢过氧化物、过氧化氢、过硫酸盐和偶氮化合物是特别优选的热聚合引发剂。在一些情况下，使用各种热聚合引发剂的混合物是有利的。在这类混合物中，优选为由过氧化氢和过氧二硫酸钠或过氧二硫酸钾组成的那些混合物，其可以以任何所需的数量比使用。合适的有机过氧化物优选为过氧化乙酰丙酮、过氧化丁酮、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化乙酰、过氧化癸酰、过氧二碳酸异丙酯、2-乙基己基过氧二碳酸酯、叔丁基过氧化氢、异丙苯基过氧化氢、过氧化新戊酸叔戊酯的过氧化物、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新己酸叔丁酯、异丁酸叔丁酯、过-2-乙基己酸叔丁酯、过异壬酸叔丁酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化-3，5，5-三甲基己酸叔丁酯和过氧化新癸酸戊酯。此外，优选以下热聚合引发剂：偶氮化合物，例如偶氮双异丁腈、偶氮双二甲基戊腈、偶氮双脒基丙烷二盐酸盐、2，2′-偶氮双(N，N-二亚甲基)异丁基脒二盐酸盐、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈和4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)。上述化合物以常规量使用，基于待聚合单体的量，优选在0.01-5mol％的范围内，更优选在0.1-2mol％的范围内。
氧化还原催化剂包括两种或多种组分，通常为上述过氧化合物中的一种或多种、以及至少一种还原组分，优选抗坏血酸、葡萄糖、山梨糖、甘露糖、铵或碱金属的亚硫酸氢盐、硫酸盐、硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐或硫化物、金属盐如铁II离子或银离子或钠离子的羟甲基次硫酸盐。优选地，抗坏血酸或焦亚硫酸钠用作氧化还原催化剂的还原组分。使用1×10-5-1mol％的氧化还原催化剂的还原组分和1×10-5-5mol％的氧化还原催化剂的氧化组分，在各种情况下参考聚合中所用单体的量。代替氧化还原催化剂的氧化组分，或者作为其补充，可优选使用一种或多种水溶性偶氮化合物。
优选地，通过高能辐射的作用引发聚合，通常用所谓的光引发剂作为引发剂。这些可包含例如所谓的α-分离剂、H-提取体系或者以及叠氮化物。这类引发剂的实例为二苯甲酮衍生物比如米希勒氏酮(Michlers ketone)、菲衍生物、氟衍生物、蒽醌衍生物、噻吨酮衍生物、香豆素衍生物、苯偶姻醚及其衍生物、偶氮化合物比如上述自由基生成体、取代的六芳基双咪唑或酰基膦氧化物。叠氮化物的实例为：2-(N，N-二甲基氨基)乙基-4-叠氮基肉桂酸盐、2-(N，N-二甲基氨基)乙基-4-叠氮基萘基酮、2-(N，N-二-甲基氨基)乙基-4-叠氮基苯甲酸盐、5-叠氮基-1-萘基-2’-(N，N-二甲基氨基)乙基砜、N-(4-磺酰基叠氮基苯基)马来酰亚胺、N-乙酰基-4-磺酰基-叠氮基苯胺、4-磺酰基叠氮基苯胺、4-叠氮基苯胺、4-叠氮基苯甲酰甲基溴、对叠氮基苯甲酸、2，6-双(对叠氮苯亚甲基)环己酮和2，6-双(对叠氮苯亚甲基)-4-甲基环己酮。另一组的光引发剂为二烷氧基缩酮，比如2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙酮。使用时，光引发剂通常基于待聚合单体以0.0001-5wt％的量使用。
根据本法发明工艺的另一种实施方式，优选在步骤工艺(iii)中，引发剂包括下列组分：
iiia.过氧二硫酸盐；以及
iiib.包括至少三个氧原子或至少三个氮原子的有机引发剂分子；
其中该引发剂包括摩尔比率在20∶1至50∶1范围内的过氧二硫酸盐和有机引发剂分子。在该实施方式的一方面，引发剂组分iiia的浓度基于待聚合的单体的量优选在0.05至2wt％的范围内。在该实施方式的另一方面，有机引发剂分子优选选自2，2-二甲氧基-1，2-二苯乙酮、2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2，2-偶氮-(氰基戊酸)中的一种或至少两种的组合。在该实施方式的另一方面，优选过氧二硫酸盐的通式为M2S2O8，M选自NH4、Li、Na、Ka或至少其中两种。上述组分尤其适合于本发明工艺的步骤(vi)中聚合的紫外引发。使用这种组合物，在通过根据本发明的工艺所获吸水性聚合物颗粒中，产生残留单体少并且黄变降低。
在本文中，应该注意，添加聚合引发剂的步骤(iii)可在步骤(iv)之前完成、与步骤(iv)同时完成或与步骤(iv)的时间重叠，即当单体水溶液的氧含量减少时。如果使用的聚合引发剂体系包括两种或多种组分，例如，可在工艺步骤(iv)之前添加这种聚合引发剂体系的一种或多种组分，然而对于完成聚合引发剂体系活性必要的剩余组分在工艺步骤(iv)之后添加，也许甚至在工艺步骤(v)后添加。独立于可选择的步骤(iv)，减少单体水溶液的含氧量也可在根据本发明的工艺步骤(iii)之前进行。
在根据本发明工艺的工艺步骤(iv)中，可选择地，单体水溶液的氧含量减少。独立于可选的步骤(iv)，减少单体水溶液的含氧量也可在根据本发明的工艺步骤(ii)之前、期间或之后进行。优选地，在工艺步骤(ii)中添加微粒后，减少单体水溶液的含氧量。
无论何时减少单体水溶液的含氧量，这都可以通过将单体水溶液与惰性气体比如氮气接触而实现。与单体水溶液接触的惰性气体相不含氧气，因此其特点是氧分压非常低。因此氧气从单体水溶液转而进入惰性气体相，直至惰性气体相中的氧分压和在单体水溶液中相等。例如可通过将惰性气体以并流、逆流或中间进入角鼓泡引入单体溶液，完成单体水相与惰性气体相的接触。例如，用喷嘴、静态或动态混合器或鼓泡塔可获得良好的混合。在聚合之前，按重量计，单体溶液的含氧量基于单体溶液优选降至小于1ppm，更优选小于0.5ppm。
在根据本发明工艺的工艺步骤(v)中，将单体水溶液装入聚合反应器中，优选放置于传送带上，尤其优选放置于传送带的上游位置。在工艺步骤(vi)中，单体水溶液中的单体的聚合反应器中聚合，从而生成聚合物凝胶。如果聚合在作为聚合反应器的传送带上进行，在传送带的下游部获得聚合物凝胶薄片。该聚合物凝胶薄片在干燥之前优选进行粉碎，以便获得聚合物凝胶颗粒。
本领域技术人员会认为适合于水溶液中单体比如丙烯酸的连续聚合或分批聚合的任何反应器可用作聚合反应器。适合的聚合反应器的例子为捏合反应器。在捏合机中，在单体水溶液的聚合中形成的聚合物凝胶通过例如WO2001/38402所公开的反旋转搅拌轴，连续地被粉碎。因此，可在将聚合物凝胶移出聚合物反应器之前，粉碎聚合物凝胶。
优选的聚合物反应器的另一例子为传送带。本领域技术人员认为可作为支撑材料使用的任意传送带都可用作本发明工艺的传送带，上述单体水溶液可装至该传送带上并随后聚合形成水凝胶。
传送带通常包括越过支撑元件不断运动的传送带和至少两个导辊，其中至少一个导辊被驱动且一个设置为可调节的。可选择地，提供一种用于释放板的卷绕进料系统，该系统可在传送带上表面的部分中使用。该系统包含反应组分的供应和计量系统、可选择的在供应和计量系统之后在传送带移动方向上排列的照射工具、冷却加热装置、以及用于传送带回程的置于导辊附近的聚合物凝胶束去除系统。根据本发明，为了以最高可能的时空收率完成聚合，在供应和计量系统的区域中开始，在水平支撑元件两侧上的传送带上行附近，具有向上延伸的支撑元件，这些支撑元件的纵轴在上行下方交叉在一点，且其形成它们支撑的传送带的形状使得它变成合适的槽型。因此，根据本发明，传送带在反应组分的供应系统附近由多个槽型支撑元件和轴承元件支撑，该多个槽型支撑元件和轴承元件形成深槽状或盘状构型，用于被引入的反应组分。所需槽型形状由支撑元件的形状和其沿着上行路径长度的布局决定。在引入反应组分的区域中，支撑元件应彼此相对接近，而在随后的区域中，在聚合引发之后，支撑元件可稍微进一步远离地排列。支撑元件的倾斜角和支撑元件的横截面都可改变以使起初深的槽朝向聚合段的末端变平，并再一次使它呈延伸状态。在本发明的另一实施方式中，各支撑元件优选由可围绕它的纵轴旋转的圆柱形或球形辊形成。通过改变辊的横截面以及辊的构型，容易实现所需的槽横截面形状。为确保其从平面过渡至槽型形状时以及在它再一次恢复平面形状时，传送带能形成合适的槽，优选使用在纵向和横向上均为挠性的传送带。
该带状物可由各种材料制成，但是它们优选必须符合以下要求：高拉伸强度和弹性、在重复弯曲应力下的良好的疲劳强度、良好的可变形性和在聚合条件下对各种反应组分的耐化学性。这些要求通常不能由单一材料满足。因此，通常用多层材料作为本发明的带状物。可通过，例如天然和/或合成纤维、玻璃纤维或钢线的纤维插入物的构架，来满足该机械要求。可通过，例如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、卤代聚烯烃比如聚氯乙烯或聚四氟乙烯、聚酰胺、天然或合成橡胶、聚酯树脂或环氧树脂的覆盖物，实现抗化学性。该优选覆盖材料为硅橡胶。
在根据本发明工艺的工艺步骤(vii)中，将聚合反应器中获得的聚合物凝胶粉碎，由此获得聚合物凝胶颗粒。优选的聚合物凝胶颗粒选择聚合物凝胶束、聚合物凝胶片、聚合物凝胶块中的一种或至少两种的组合。在根据本发明的第一粉碎设备中进行粉碎之前，可在聚合反应器比如捏合反应器中进行粉碎。该第一粉碎设备优选为单独的设备，其不同于聚合反应器。因此，可在聚合物凝胶从聚合反应器中移出之前将其粉碎。在将聚合物凝胶从聚合物反应器中移出之后，在第一粉碎设备中进行聚合物凝胶的粉碎。如果聚合反应器为传送带，优选为聚合物凝胶薄片的聚合物凝胶为具有软质半固体稠度的连续薄片，并从传送带移走，然后传递以进行进一步加工，比如粉碎。
聚合物凝胶束的粉碎优选在至少两个步骤中进行：
-在第一步骤中，在第一粉碎设备中，通过多个旋转盘状物优选旋转齿轮，将聚合物凝胶压碎；由此生产多个聚合物凝胶束；
-在第二步骤中，使用“wolf”(研磨)单元，优选为粉碎机，优选具有螺杆和孔板，由此对着孔板传送的螺杆用作另一粉碎设备，以便将凝胶束研磨和压碎成优选小于聚合物凝胶束的聚合物凝胶颗粒。在本文中，孔板的洞优选包括平面切削刃。
由此实现最佳表面-体积比，这对工艺步骤(viii)中的干燥行为具有有利影响。一这种方式被粉碎的聚合物凝胶，尤其是聚合物凝胶薄片尤其适于带式干燥。由于位于颗粒核之间的空气通道，该两步骤粉碎具有更好的“透气性”。
在根据本发明工艺的工艺步骤(viii)中，干燥聚合物凝胶颗粒。
可在本领域技术人员认为适合作为用于干燥上述凝胶颗粒的第一干燥设备的任何干燥机或烘箱中，实现聚合物凝胶的干燥。旋转管式炉、流化床干燥器、热板式干燥机、桨式干燥机和红外线干燥器被提出进行举例。
特别优选地为带式干燥机。带式干燥机为干燥对流系统，用于特别温和地处理空气可通过的产品。将待干燥的产品放在让气体通过的环形传送带上，并经受热气流，优选空气热气流。对干燥气体进行再循环以便它可在重复通过产品层的过程中变得非常高度饱和。一部分的干燥气体，单程气体量优选不小于10％，更优选不小于15％，最优选不小于20％，且优选至多50％，更优选至多40％，最优选至多30％，作为高度饱和的蒸气离开干燥机并带走从产品中蒸发的水量。热气流的温度优选为不低于50℃，更优选不低于100℃，最优选不低于150℃且优选最高250℃，更优选最高220℃，最优选最高200℃。
第一干燥设备的尺寸和设计取决于待加工的产品、生产能力和干燥任务。带式干燥机可具体表现为单带、多带、多级或多层系统。本发明优选使用具有至少一个带状物的带式干燥机来实施。非常特别优选单带干燥机。为确保带式干燥机操作的最佳性能，吸水性聚合物的干燥特性根据所选择的工艺参数分别确定。带的孔径和网目尺寸与产品相适合。类似地，某些表面强化，例如电抛光或特氟隆喷涂是可行的。
待干燥的聚合物凝胶优选通过旋转带施加于带式干燥机的带上。进料高度，即旋转带与带式干燥机的带之间的垂直距离，优选不小于10cm，更优选不小于20cm，最优选不小于30cm，且优选为至多200cm，更优选地为至多120cm，最优选地为至多40cm。带式干燥机上待干燥聚合物凝胶的厚度优选不小于2cm，更优选不小于5cm，最优选不小于8cm，且优选不大于20cm，更优选不大于15cm，最优选不大于12cm。带式干燥机的带速优选不小于0.005m/s，更优选不小于0.01m/s，最优选不小于0.015m/s，且优选至多为0.05m/s，更优选至多为0.03m/s，最优选至多为0.025m/s。
此外，优选地，根据本发明将聚合物凝胶干燥至其含水量基于干燥的聚合物凝胶颗粒为0.5-25wt.％(重量百分数)，优选为1-10wt％，特别优选为3-7wt％。
在根据本发明工艺的工艺步骤(ix)中，在第一研磨设备中研磨干燥的聚合物凝胶颗粒由此得到微粒的吸水性聚合物颗粒。
对于研磨干燥的聚合物凝胶颗粒，可使用本领域技术人员认为适用于研磨上述干燥的聚合物颗粒的任何设备。作为适合的研磨设备的实例，可提及单级或多级辊磨机优选二级或三级辊磨机、针磨机、锤磨机或振动磨机。
在根据本发明工艺的工艺步骤(x)中，将已研磨的吸水性聚合物颗粒分级，优选使用合适的筛。在本文中，特别优选在吸水性聚合物颗粒分级以后，基于吸水性聚合物颗粒的总重量，粒径小于150μm的聚合物颗粒的含量小于10wt％，优选小于8wt％，特别优选小于6wt％，粒径大于850μm的聚合物颗粒的含量也小于10wt％，优选小于8wt％，特别优选小于6wt％。还优选地，在对吸水性聚合物颗粒分级以后，基于吸水性聚合物颗粒的总重量为至少30wt％，更优选至少40wt％，最优选至少50wt％的吸水性聚合物颗粒的粒径为300-600μm。
在根据本发明工艺的工艺步骤(xi)中，可选择地处理已研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面。本领域技术人员认为适合于这种目的的任何措施都可用作处理吸水性聚合物颗粒表面的措施。表面处理的实例包括，例如，表面交联、用水溶性盐比如硫酸铝或乳酸铝进行的表面处理、用无机颗粒比如二氧化硅进行的表面处理等等。优选地，用于处理聚合物颗粒表面的组分(交联剂、水溶性盐)以水溶液形式添加至吸水性聚合物颗粒。颗粒与水溶液混合后加热至150-230℃的温度范围，优选为160-200℃，以便促进表面交联反应。
在本发明的一实施方式中，5-30％，优选5-20％，更优选5-15％，最优选8-12％的第二盘状物正面或第二盘状物端面或优选地为这两者位于第一盘状物和第二盘状物之间。
在本发明的实施方式中，在根据本发明工艺的步骤(vii)中，第一旋转轴和另一旋转轴倾斜的角度为0-45°，优选为0-40°，更优选为0-35°，更优选为0-35°，更优选为0-25°，更优选为0-20°，更优选为0-15°，更优选为0-10°，还更优选为0-5°。最优选地，第一旋转轴和另一旋转轴为平行的。
在本发明的一实施方式中，第一盘状物和第三盘状物以第一旋转方向旋转，其中第二盘状物以另一旋转方向旋转，其中该第一旋转方向与另一旋转方向不同。优选地，该第一旋转方向与另一旋转方向相反。朝着聚合物凝胶供至第一粉碎设备的方向，该第一盘状物和第三盘状物以向着第二盘状物的方向旋转。优选地，第一盘状物与第三盘状物旋转的圆周速度相同。优选地，第二盘状物旋转的圆周速度与第一盘状物或另一盘状物或者两者旋转的圆周速度相差至少3％，优选至少5％，更优选至少10％。优选地，第一盘状物和第二盘状物，更优选地还有第三盘状物，具有相同的圆周速率。
在本发明的一实施方式中，第一粉碎设备进一步包括多个其它盘状物，其中每个其它盘状物绕第一旋转轴旋转或绕另一旋转轴旋转，其中在绕第一旋转轴旋转的相邻盘状物之间，部分包括绕另一旋转轴旋转的盘状物，其中在绕另一旋转轴旋转的相邻盘状物之间部分包括绕第一旋转轴旋转的盘状物。本文中，盘状物这个词可表示第一盘状物、第二盘状物、第三盘状物或其它盘状物中的一个。优选地，每个绕第一旋转轴旋转的其他盘状物以第一旋转方向旋转。优选地，每个绕另一旋转轴旋转的其他盘状物以另一旋转方向旋转。优选地，每个绕第一旋转轴旋转的其它盘状物以第一盘状物旋转的圆周速度旋转。优选地，每个绕另一旋转轴旋转的其它盘状物以第二盘状物旋转的圆周速度旋转。优选地，每个绕第一旋转轴旋转的其它盘状物与第一盘状物、第三盘状物或这两者旋转的圆周速度相同。优选地，每个绕另一旋转轴旋转的其它盘状物与第二盘状物旋转的圆周速度相同。优选地，绕第一旋转轴旋转的盘状物朝着绕另一旋转轴旋转的盘状物旋转，反之亦然。
在本发明的一实施方式中，选自第一盘状物、第二盘状物、第三盘状物和其它盘状物中的至少一个或至少两个的组合为齿轮。
在本发明的一实施方式中，第一盘状物和第三盘状物彼此的距离为10-90mm，优选为15-80mm，更优选为20-70mm，更优选为25-50mm，最优选为30-50mm。优选地，每两个绕相同旋转轴旋转的相邻盘状物彼此之间的距离为10-90mm，优选为15-80mm，更优选为20-70mm，最优选为25-50mm，最优选为30-50mm。
在本发明的一实施方式中，在步骤(vii)中第一粉碎设备将聚合物凝胶粉碎成至少两个，优选至少三个，更优选至少四个，更优选至少五个，更优选至少六个，更优选至少七个，更优选至少八个，更优选至少九个，最优选至少十个聚合物凝胶束。优选的聚合物凝胶束的宽度为10-90mm，优选为15-80mm，更优选为20-70mm，更优选为25-50mm，最优选为30-50mm。在本文中，聚合物凝胶束的宽度为在垂直于聚合物凝胶束的长度方向上，聚合物凝胶束延伸的长度。聚合物凝胶束优选的宽度垂直于聚合物凝胶束的长度，并垂直于一方向，沿该方向聚合物凝胶束延伸了为聚合物凝胶薄片厚度的长度，该聚合物凝胶束由该聚合物凝胶薄片制得。
在本发明的一实施方式中，第一粉碎设备不包括刀片。刀片为包括切削刃的切割设备。优选的切削刃为刀刃。
在本发明的一实施方式中，根据本发明工艺的步骤(vii)中，在通过第一粉碎设备粉碎聚合物凝胶之后，聚合物凝胶通过另一粉碎设备进一步粉碎。优选的另一粉碎设备为绞碎器，比如绞肉机。
在本发明的一实施方式中，另一粉碎设备包括刀片，该刀片包括至少一个平面切削刃，优选至少两个平面切削刃，更优选至少三个平面切削刃，更优选至少四个平面切削刃，最优选至少平面切削刃。优选的平面切削刃为圆形的。另一优选的切削刃为孔沿。优选的孔为绞碎器的旋转孔板的孔。
在本发明的一实施方式中，另一粉碎设备包括刀片，该刀片不包括非平面切削刃。
在本发明的一实施方式中，在工艺步骤(vii)中，将防粘剂添加至第一粉碎设备或另一粉碎设备或这两者中。优选的防粘剂为液体的，优选为乳液。优选的防粘剂通过喷涂或浸渍或这两种。
在本发明的实施方式中，防粘剂包括选自溶剂、聚烷基硅氧烷、表面活性剂中的一种或至少两种的组合。优选的溶剂为水。优选的聚烷基硅氧烷为聚二甲基硅氧烷。
在本发明的一实施方式中，表面活性剂为通式R-(-O-CH2-CH2-)n-OX，其中R选自C4至C20，n为10至10,000范围内的整数，优选为50-5000，更优选为100-500，并且X为H或M，其中M为金属离子。尤其优选地，根据该通式的化合物为聚乙二醇三甲基壬基醚。
在本发明的实施方式中，该防粘剂包括：
a)溶剂，该溶剂的含量为95-99wt％，优选为95.5-98.5wt％，更优选为96.5-97.5％；
b)聚烷基硅氧烷，该聚烷基硅氧烷的含量为0.5-5wt％，优选为1-4wt％，更优选为2.4-3.2wt％；以及
c)表面活性剂，该表面活性剂的含量为0.01-1wt％，优选为0.05-0.7wt％，更优选为0.1-0.3％，
每一个都基于防粘剂的总重量，并且为wt％的含量加起来总和为100wt％。
在本发明的一实施方式中，在工艺步骤(vii)中被移出的聚合物凝胶包括的水基于聚合物凝胶为40-60wt％，优选为50-60wt％，更优选为53-56wt％。
在本发明的一实施方式中，在工艺步骤(vii)中被移出的聚合物凝胶为聚合物凝胶薄片；其中该聚合物凝胶薄片的特点为其厚度为10-200mm，优选为10-100mm，更优选为15-75mm，最优选为15-50mm。
在本发明的一实施方式中，在工艺步骤(vii)中被移出的聚合物凝胶为聚合物凝胶薄片；其中该聚合物凝胶薄片的特点为其宽度为30-300cm，优选为50-250cm，更优选为60-200cm，最优选为80-100cm。
在本发明的一实施方式中，在步骤(vi)中的聚合在发泡剂存在的情况下进行。该发泡剂可在选自步骤(i)、步骤(ii)、步骤(iiii)、步骤(iv)、步骤(v)、步骤(vi)中的一个或至少两个的组合中，添加至单体水溶液。优选地，该发泡剂在步骤(i)中添加至单体溶液。发泡剂应该在步骤(vi)的聚合开始之前或紧接其后立即加入。特别优选地，在加入引发剂或引发剂体系的组分之后或同时，向单体溶液添加发泡剂。优选地，该发泡剂添加至单体溶液的重量基于单体溶液的总重量为500-4000ppm，优选为1000-3500ppm，更优选为1500-3200ppm，最优选为2000-3000ppm。
发泡剂为一种物质，其能够通过单体聚合期间的发泡过程产生多孔结构、孔或这两者。发泡过程优选为吸热的。优选的吸热发泡过程通过来自放热的聚合反应、交联反应或两种反应的热量而开始。优选的发泡剂为物理发泡剂、化学发泡剂或这两者。优选的物理发泡剂选自氯氟烃、氢氯氟烃、烃类和CO2中的一种或至少两种的组合。优选的CO2为液体CO2。优选的烃类选自戊烷、异戊烷和环戊烷中的一种或至少两种的组合。优选的化学发泡剂选自碳酸盐发泡剂、亚硝酸盐、过氧化物、纯碱、草酸衍生物、芳香族偶氮化合物、肼、叠氮化物、N，N’-二亚硝基酰氨、有机发泡剂中的一种或至少两种的组合。
非常特别优选的发泡剂为碳酸盐发泡剂。在US5,118,719A中公开了可根据本发明使用碳酸盐发泡剂，其通过引用并入本文。优选的碳酸盐发泡剂为含碳酸盐的盐、含碳酸氢盐的盐或这两者。另一优选的碳酸盐发泡剂包括选自气体CO2、固体CO2、碳酸亚乙酯、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸镁或碱式碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、碳酸氢盐、这些盐的水合物、其它阳离子的碳酸盐、天然生成的碳酸盐中的一种或至少两种的组合物。优选的天然生成的碳酸盐为白云石。上述碳酸盐发泡剂在溶解或分散在单体水溶液中受热时释放CO2。特别优选的碳酸盐发泡剂为MgCO3，其也可用公式(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O表示。另一优选的碳酸盐发泡剂为(NH4)2CO3。该MgCO3和(NH4)2CO3可混合使用。优选的碳酸盐发泡剂为多价阳离子的碳酸盐，比如Mg、Ca、Zn等等。这种碳酸盐发泡剂的实例为Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3、MgCO3、CaCO3、NaHCO3、KHCO3、NH4HCO3、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2、ZnCO3和BaCO3。尽管可使用某些多价过渡金属阳离子，但是它们中的某些比如铁阳离子能引起染色，并可导致氧化还原反应或水中的水解平衡。这可导致很难进行最终聚合产物的质量控制。此外，其它多价阳离子，比如Ni、Ba、Cd、Hg，因为潜在的毒性或皮肤致敏效应，是不可接受的。
优选的亚硝酸盐为亚硝酸铵。优选的过氧化物为过氧化氢。优选的芳香族偶氮化合物选自三氮烯、芳基偶氮砜、芳基偶氮三芳基甲烷、肼基化合物、重氮乙醚、重氮氨基苯中的一种或至少两种的组合。优选的肼为苯肼。优选的叠氮化物为羰基叠氮化物、磺酰叠氮或这两者。优选的N，N’-二亚硝基酰氨为N，N’-二甲基-N，N’-二亚硝基对苯二甲酰胺。
通过一种用于在工艺流程中制备吸水性聚合物颗粒产品的设备，有助于获得至少一种上述目的的方案，该设备包括：
a)第一容器，设计为容纳单体水溶液，该单体水溶液包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；
b)另一容器，设计为容纳至少一种交联剂(α3)；
c)混合设备，其中该混合设备
i)位于第一容器和另一容器的下游，
ii)设计为混合单体溶液和至少一种交联剂(α3)；
d)聚合反应器，其中该聚合反应器
i)位于第一容器和另一容器的下游，
ii)设计为在单体水溶液中单体聚合期间，包括单体水溶液和至少一种交联剂(α3)，由此获得聚合物凝胶；
e)第一粉碎设备，其中该第一粉碎设备
i)位于聚合反应器的下游，
ii)包括第一盘状物、第二盘状物和第三盘状物，
其中该第一盘状物和第三盘状物围绕第一旋转轴旋转，其中该第二盘状物围绕另一旋转轴旋转，其中第二盘状物包含第二盘状物正面、第二盘状物端面和将第二盘状物正面连接至第二盘状物端面的第二盘状物侧面，其中第二盘状物正面、第二盘状物端面和第二盘状物侧面中的每一个都部分位于第一盘状物和第三盘状物之间；
f)另一粉碎设备，其中该另一粉碎设备
i)位于第一粉碎设备的下游，
ii)包括刀片，该刀片包括平面切削刃；
g)带式干燥机，其中该带式干燥机
i)位于另一粉碎设备的下游，
ii)设计为干燥已粉碎的聚合物凝胶，
h)研磨设备，其中该研磨设备
i)位于带式干燥机的下游，
ii)设计为研磨已干燥的聚合物凝胶，由此获得吸水性聚合物颗粒；
j)分级设备，其中该分级设备
i)位于研磨设备的下游，
ii)设计为分级已研磨的吸水性聚合物颗粒。
在本文中，混合设备可与聚合反应器相同。此外，可在聚合反应器中进行粉碎，该粉碎不同于第一粉碎设备中的粉碎、另一粉碎设备中的粉碎或这两者。优选的第一粉碎设备为根据本发明工艺的第一粉碎设备。优选的另一粉碎设备为根据本发明工艺的另一粉碎设备。优选地，根据本发明设备的组件、设备或这两者根据本发明的工艺设计。
在根据本发明的设备中用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺有助于获得至少一种上述目的的方案。优选地，根据本发明的工艺包括步骤(i)到步骤(xi)。
通过根据本发明工艺所获得的吸水性聚合物颗粒有助于获得至少一种上述目的的方案。优选地，本发明的另一方面关于多个表面交联的吸水性聚合物颗粒，基于多个表面交联的吸水性聚合物颗粒的重量，其包括：
a)螯合剂，尤其是乙二胺四乙酸(EDTA)，按重量计，其含量为500-3000ppm，优选为1000-2000ppm；
b)聚二醇，尤其是聚乙二醇，按重量计，其含量为500-3000ppm，优选为1000-2000ppm；
c)SiO2，按重量计，其含量为500-3000ppm，优选为1000-2000ppm；
根据该实施方式的另一方面，多个表面交联的吸水性聚合物颗粒还包括Ag-沸石，基于多个表面交联的吸水性聚合物颗粒的总重量，其含量优选为0.0001-1重量份，更优选为0.001-0.5重量份，最优选为0.002-0.01重量份。
通过多个吸水性聚合物颗粒，有助于获得至少一个上述目的的方案，该吸水性聚合物颗粒包括聚烷基硅氧烷、或根据通式R-(-O-CH2-CH2-)n-OX的化合物、或这两者；其中在通式中，R为C4至C20，n为10至10,000范围内的整数，优选为50-5000，更优选为100-500，并且X为H或M；其中M为金属离子。尤其优选地，根据该通式的化合物为聚乙二醇三甲基壬基醚。优选的聚烷基硅氧烷为聚二甲基硅氧烷。
在本发明的实施方式中，多个吸水性聚合物颗粒包括：
a)聚烷基硅氧烷，其含量为0.01-1wt％，优选为0.02-0.9wt％，更优选为0.03-0.8wt％，更优选为0.04-0.7wt％，更优选为0.05-0.6wt％，更优选为0.05-0.5wt％，更优选为0.05-0.4wt％，更优选为0.05-0.3wt％，更优选为0.05-0.2wt％，更优选为0.06-0.15wt％，最优选为0.07-0.11wt％；或者
b)根据通式R-(-O-CH2-CH2-)n-OX的化合物，该化合物的含量为0.001-0.1wt％，优选为0.002-0.09wt％，更优选为0.003-0.08wt％，更优选为0.002-0.07wt％，更优选为0.002-0.06％，更优选为0.002-0.05wt％，更优选为0.002-0.04wt％，更优选为0.002-0.03wt％，更优选为0.002-0.02wt％，更优选为0.002-0.01wt％，更优选为0.003-0.01wt％，更优选为0.004-0.01wt％，最优选为0.005-0.009wt％；或者
c)以上两者，
每个含量都基于多个吸水性聚合物颗粒的总重量。
通过包括根据本发明的吸水性聚合物颗粒或根据本发明的多个吸水性颗粒的复合材料，有助于获得至少一个上述目的的方案。
在本发明的一实施方式中，根据本发明的复合材料包括选自泡沫、成型制品、纤维、箔、薄膜、缆线、密封材料、吸液性卫生用品、植物和真菌生长调节剂的载体、包装材料、土壤添加剂、建筑材料中的一种或至少两种的组合。优选的缆线为深海电缆。优选的吸液性卫生用品选自尿布、卫生棉条、卫生巾中的一种或至少两种的组合。优选的尿布为婴儿尿布、失禁成人尿布或这两者。
通过用于生产复合材料的工艺，有助于获得至少一个上述目的的方案，其中根据本发明的该吸水性聚合物颗粒或根据本发明的多个吸水性聚合物颗粒、基质、可选择地以及助剂彼此相互接触。
通过根据本发明的工艺所获的复合材料，有助于获得至少一个上述目的的方案。
通过根据本发明的吸水性聚合物颗粒、或根据本发明的多个吸水性聚合物颗粒在泡沫、成型制品、纤维、箔、薄膜、缆线、密封材料、吸液性卫生用品、植物和真菌生长调节剂的载体、包装材料、用于控制释放活性化合物的土壤添加剂、或建筑材料中的应用，有助于获得至少一个上述目的的方案。
测试方法
本发明使用下列测试方法。没有测试方法，应用最接近于本申请最早递交日的用于待测量特性的ISO测试方法。如果没有可用的ISO测试方法，应用最接近本申请最早递交日的EDANA测试方法。没有清楚的测量条件，应用标准室温和压强(SATP)，其为298.15K(25℃，77°F)的温度和100kPa(14.504psi，0.986标准大气压)的绝对压强。
含水量
吸水性聚合物颗粒干燥之后的含水量根据卡尔费休(KarlFischer)方法确定。
发明模式
实施例
现通过实施例和附图对本发明进行更详细地说明，仅用于示例而不限于此。
A)部分中和的丙烯酸单体溶液的制备
在适当的容器中，将0.4299重量份的水、0.27重量份的丙烯酸和0.0001重量份的对羟基苯甲醚(MEHQ)混合。将0.2重量份的48wt％氢氧化钠水溶液添加至该混合物中。获得具有70mol％中和度的丙烯酸钠单体溶液。
可选择地，用氮气对丙烯酸钠单体溶液除气。
B)单体溶液的聚合
在容器中，混合1重量份步骤A)中制备的单体溶液、0.001重量份作为交联剂的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.001重量份作为第一引发剂组分的过氧二硫酸钠、0.000034重量份作为第二引发剂组分的2，2-二甲氧基-1，2-二苯乙酮(来自瑞士巴塞尔汽巴专用化学股份有限公司的651)和至多0.1重量份的丙烯酸颗粒(粒径小于150μm)，获得混合溶液。如果根据下表1添加发泡剂，基于混合溶液的总量为0.1重量份的碳酸钠添加至混合溶液中。
将充足量的混合溶液进行进一步处理以获得聚合物凝胶、进一步的下游吸水性聚合物颗粒、进一步的下游表面交联的吸水性聚合物颗粒以及进一步的经过后处理的另外的下游吸水性产物。进一步处理的细节在下文列出。
接下来，将混合溶液置于传送带式反应器的带状物上，通过紫外线引发聚合。传送带的长度为至少20m，宽度为0.8m。传送带成型为槽，在聚合时使溶液保持于带状物上。传送带的尺寸和传送带的传送速度选择为使聚丙烯酸凝胶在带状物的下游端成型。在这步的最后获得吸水性聚合物凝胶。该聚合物凝胶的水含量基于聚合物凝胶的总重量为约52wt％。
C)聚合物凝胶的粉碎和干燥
聚合物凝胶形成聚合物凝胶束，其从传送带上卸下并在下列步骤中进行粉碎。通过如图5所示的压碎机，聚合物凝胶被切割成半环形的意大利面条状的凝胶条。然后用根据图6a)和6b)的绞碎器将凝胶条撕成5-10mm的凝胶片，其中上述给出的根据本发明的粉碎设备在实施例中使用。不同的粉碎设备在对比例中使用。
在带式干燥机中，在180℃的温度下，将粉碎的凝胶干燥至其含水量基于干燥的聚合物凝胶为5wt％。带式干燥机的带状物具有孔口，通过喷嘴将热空气在该孔口处压进聚合物凝胶中。此外，热空气从带状物上方吹向凝胶。
D)研磨和分级
通过三步骤对干燥的聚合物凝胶进行研磨。首先，干燥的聚合物凝胶通过Herbold制粒机HGM60/145(HERBOLD Meckesheim股份有限公司)供给，获得的干燥聚合物凝胶部分的尺寸小于7mm，然后在容器中放置2.5小时，以均衡聚合物凝胶部分的含水量。然后将干燥的聚合物凝胶部分在保沃米斯特(Bauermeister)350.1×1800型的辊磨机(三段式压碎机)(Bauermeister Zerkleinerungstechnic股份有限公司)中研磨，以获得粒径小于1mm的吸水性聚合物颗粒。
用具有多层纱网的滚筒筛来筛分吸水性聚合物颗粒。纱网的筛孔尺寸从美制筛目20、30、40、50、60变换至100目。至少50wt％所获吸水性聚合物颗粒的粒径为300-600μm。根据本发明的实施例，少于5wt％的吸水性聚合物颗粒小于150μm，根据本发明的实施例，少于5wt％的吸水性聚合物颗粒粒径大于850μm。将所获吸水性聚合物颗粒命名为前驱体I。
E)二氧化硅处理
在处理步骤中，在盘式混合器中将前驱体I与二氧化硅(SiO2)混合，该二氧化硅基于前驱体加上SiO2的总重量为约0.01重量份(±10％)。所使用二氧化硅为来自德国埃森市Evonik工业股份公司的22。当将前驱体I与SiO2混合时，前驱体的温度仍然大于80℃直至100℃，优选为100℃。获得前驱体II。
F)表面交联
在另一步骤中，基于前驱体II和交联剂混合物的总重量，1重量份的前驱体II与0.003重量份(±10％)的表面交联剂混合。表面交联剂由19wt％的水、40wt％的乙二醇缩水甘油醚、1wt％的Na2SO3、40wt％分子量为400g/mol的聚乙二醇组成，其中每个含量都基于交联剂的总量。交联剂的成分在线形静态混合器中混合。交联剂在环层混合器(ringlayermixer)CM350(德国帕德伯恩的GebrüderMascheninenbau股份有限公司)中与前驱体II混合。将混合物加热至温度范围为130-160℃。然后在安德里茨高达(AndritzGouda)桨式干燥机中，优选为来自奥地利格拉茨安德里茨(Andritz)公司的GPWD12W120型中，在130-160℃的温度范围中将该混合物干燥45分钟。获得表面交联的吸水性聚合物颗粒。
在为流化床形式的冷却设备中，表面交联的吸水性聚合物颗粒温度降至低于60℃，获得冷却的表面交联的吸水性聚合物颗粒，称作前驱体III。
G)后处理
将1重量份的前驱体III与0.005重量份的Ag-沸石混合。接下来筛分该混合物。选择筛用来分离粒径大于850μm的、冷却的表面交联吸水性聚合物颗粒的团聚体。
至少50wt％的表面交联吸水性聚合物颗粒的粒径为300-600μm。根据本发明的实施例，少于5wt％的表面交联吸水性聚合物颗粒小于150μm，根据本发明的实施例，少于5wt％的表面交联吸水性聚合物颗粒的粒径大于850μm。获得后处理的交联吸水性聚合物颗粒。
下面的等级用于比较表1和表2中给出的实施例和对比例的参数测量结果。在下文中给出的顺序，测量结果从左至右越来越好：-、+、++、+++。
表1：粉碎设备的寿命、应用的发泡剂和干燥时间。
在根据本发明的实施例1和2中，使用上述粉碎设备。其中设备1为压碎机，设备2为绞碎器。未使用设备3。在对比例1中使用下列粉碎设备：设备1为US2010/0083802A1的图1所描述的粉碎设备；设备2为撕碎机；未使用设备3。在对比例2和对比例3中，使用下列粉碎设备：设备1为US2010/0083802A1的图1所描述的粉碎设备；设备2为撕碎机；设备3为绞碎器。运行寿命为在其之后相应粉碎设备的粉碎工具必须要更换或维修的运行时间，因为粉碎工具已出现损坏或退化。在实施例1和2中用作设备1的压碎机的寿命长于在对比例1-3中使用的设备1。设备2的寿命在实施例和对比例中恒定。设备3的寿命在实施例1和2以及对比例3中为无限的，因为未使用设备3。因此对比例2和3的设备3的寿命更短。因此，如上所述，干燥时间，即将粉碎聚合物凝胶干燥至其水含量基于干燥的聚合物凝胶为5wt％所需的时间，在根据本发明的实施例中更短。此外，如果应用了发泡剂，此处为碳酸钠，干燥时间更短。此处，干燥时间是在相应的设备1已经运行了相当于对比例中设备1寿命的运行时间后进行测量的。因此，如上表1所示，根据本发明的粉碎设备(压碎机)具有的寿命增长，并且通过减少干燥步骤改进干燥。
表2：根据齿轮正面和端面重叠的分数和防粘剂，压碎机的寿命和干燥时间。
在根据本发明的实施例3-5中，使用根据实施例1的粉碎设备。此处，齿轮正面和端面重叠的分数变化。这意味着第二盘状物端面和第二盘状物正面位于第一盘状物和第三盘状物之间的分数变化。这个分数变化导致齿轮侧面上的负载不同。压碎机的寿命随着重叠部分的增加而增长。由于旋转轴的几何结构，该重叠分数具有上限。对于实施例6，将防粘剂添加至压碎机中，同时在压碎机中粉碎聚合物凝胶。通过用水将聚二甲基硅氧烷乳液(韩国庆尚南道金海市Juchon-myon，Nongso-ri166号尤金(Eugene)工业的EG-601)稀释至其含水量基于稀释后乳液重量为97wt％，从该聚二甲基硅氧烷乳液获得防粘剂。实施例6表明向压碎机添加防粘剂缩短已粉碎聚合物凝胶的干燥时间。
图1示出了描绘根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺100的步骤101至111的流程图。在第一步骤101中，提供一种单体水溶液，其包括至少一种部分中和的带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)和至少一种交联剂(α3)。优选地，单体水溶液为部分中和的丙烯酸水溶液，其进一步包括交联剂。在第二步骤102中，吸水性聚合物的微粒可添加至单体水溶液中。在第三步骤103中，聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分被添加至单体水溶液中。在第四步骤104中，通过往单体水溶液中鼓氮气，减少单体水溶液的氧含量。在第五步骤105中，将单体溶液装载至为聚合反应器704的带式聚合反应器的带状物上。该带状物为循环传送带。在第六步骤106中，单体水溶液聚合成聚合物凝胶。在第七步骤107中，将聚合物凝胶从带状物上卸下。接下来，聚合物凝胶首先在第一粉碎设备400中粉碎，接着在另一粉碎设备600中粉碎，由此获得聚合物凝胶颗粒。在第八步骤108中，将聚合物凝胶颗粒装载到带式干燥机的带状物上，之后在约120℃-150℃的温度下干燥。将干燥的聚合物凝胶颗粒从带式干燥机中移出，之后在第九步骤109中进行研磨以获得吸水性聚合物颗粒。在第十步骤110中，对吸水性聚合物颗粒进行分级以获得具有精确的粒径分布的吸水性聚合物颗粒。在第十一步骤111中，依照表面交联，对吸水性聚合物颗粒的表面进行处理。
图2示出了描绘根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒工艺100的步骤101至111的流程图。图2所示的工艺100与图1的工艺100相同，其中第三工艺步骤103和第四工艺步骤104在时间上重叠。当将聚合引发剂添加至单体水溶液时，向单体水溶液鼓氮气，以减少其氧含量。
图3示出了根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺100的步骤101、103、105至110。图3所示的工艺100与图1所示的工艺100相同，其中第二步骤102、第四步骤104和第十一步骤111不是根据图3的工艺100的部分。
图4示出了根据本发明的第一粉碎设备400的图。该第一粉碎设备400包括第一盘状物401、第二盘状物402和第三盘状物403。第一盘状物401和第三盘状物403以第一旋转方向411绕第一旋转轴404旋转。第二盘状物402以另一旋转方向412绕另一旋转轴412旋转。第一旋转轴404与另一旋转轴405几乎平行。第一旋转方向411与另一旋转方向412相反。第一盘状物401和第三盘状物403朝着第二盘状物402旋转，反之亦然。第二盘状物402包含作为表面的第二盘状正面406、第二盘状物端面407、连接第二盘状物正面406和第二盘状物端面407的第二盘状物侧面408。第二盘状物正面406、第二盘状物端面407和第二盘状物侧面408的每一个都部分位于第一盘状物401和第三盘状物403之间。此处，约10％的第二盘状物正面406和约10％的第二盘状物端面407位于第一盘状物401和第三盘状物403之间。第一盘状物401、第二盘状物402和第三盘状物403为齿轮。在旋转齿轮之间供给的聚合物凝胶通过第一粉碎设备400进行粉碎，并获得部分的聚合物凝胶409。部分的聚合物凝胶409位于第一盘状物401和第三盘状物403之间。第一盘状物与第三盘状物之间的距离410约为45mm。第一粉碎设备400不包括刀片。
图5示出了另外的根据本发明的第一粉碎设备400的图。图5中的第一粉碎设备400包括图4的第一粉碎设备400。此外，图5中的第一粉碎设备包括多个其它盘状物501。其它盘状物501的每一个围绕第一旋转轴404或另一旋转轴405旋转。在绕第一旋转轴404旋转的相邻盘状物401、403、405之间，部分包括绕另一旋转轴405旋转的盘状物402、501。在绕另一旋转轴405旋转的相邻盘状物402、501之间，部分包括绕第一旋转轴404旋转的盘状物401、403、501。图5中的第一粉碎设备400不包括刀片。绕第一旋转轴404旋转的盘状物401、403、501朝着绕另一旋转轴405旋转的盘状物402、501旋转，反之亦然。每个其它盘状物501都为齿轮。在旋转齿轮之间供给的聚合物凝胶通过第一粉碎设备400进行粉碎，获得部分的聚合物凝胶409。该部分的聚合物凝胶409为聚合物凝胶颗粒，此处为聚合物凝胶束。
图6a)示出了根据本发明的另一粉碎设备600的外观图。另一粉碎设备600为绞碎器(“绞肉机”)，其包括静孔板601、旋转螺杆602和用于向绞碎器供给聚合物凝胶颗粒的供给单元603，该聚合物凝胶颗粒优选为聚合物凝胶束。在图5中的第一粉碎设备400中获得的聚合物凝胶束可通过另一粉碎设备600进一步粉碎。
图6b)图示了图6a)的另一粉碎设备600的内部部件爆炸图。该粉碎设备600包括螺杆602，其与旋转孔板604一起旋转。由此，螺杆602将聚合物凝胶颗粒优选聚合物凝胶颗粒束朝静孔板601传送，并通过该静孔板601的孔。随着旋转孔板604相对静孔板601旋转，旋转孔板604的孔的圆形切削刃605粉碎聚合物凝胶，获得聚合物凝胶颗粒403(未示出)。圆形切削刃605为平面切削刃。另一粉碎设备600不包括非平面切削刃。
图7示出了根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒的设备700的框图。箭头示出了制备吸水性聚合物颗粒的工艺流程708的方向。该设备700包括根据本发明的第一容器701、另一容器702、下游混合设备703、作为聚合反应器704的下游带式聚合反应器、下游第一粉碎设备400、下游另一粉碎设备600、下游带式干燥机705、下游研磨设备706和下游分级设备707。

Claims (29)

1.用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺(100)，包括工艺步骤：
(i)制备单体水溶液，其包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；和至少一种交联剂(α3)；
(ii)向所述单体水溶液添加聚合引发剂、或者包括两种或更多组分的聚合引发剂体系中的至少一种组分；
(iii)将所述单体水溶液装入聚合反应器(704)中；
(iv)在所述聚合反应器(704)中使所述单体水溶液中的所述单体聚合，由此获得聚合物凝胶；
(v)将所述聚合物凝胶从所述聚合反应器(704)中移出，并在第一粉碎设备(400)中粉碎所述聚合物凝胶，由此获得聚合物凝胶颗粒；
(vi)干燥所述聚合物凝胶颗粒；
(vii)研磨已干燥的聚合物凝胶颗粒，由此获得吸水性聚合物颗粒；以及
(viii)分级已研磨的吸水性聚合物颗粒；
其中在工艺步骤(v)中，所述第一粉碎设备(400)包括第一盘状物(401)、第二盘状物(402)和第三盘状物(403)；其中所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)围绕第一旋转轴(404)旋转；其中所述第二盘状物(402)绕另一旋转轴(405)旋转；其中所述第二盘状物(402)包含第二盘状物正面(406)、第二盘状物端面(407)和将所述第二盘状物正面(406)连接至所述第二盘状物端面(407)的第二盘状物侧面(408)；其中所述第二盘状物正面(406)、第二盘状物端面(407)和第二盘状物侧面(408)的每一个都部分位于所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)之间；其中部分的聚合物凝胶(409)位于所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)之间。
2.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，5％-30％的所述第二盘状物正面(406)、或所述第二盘状物端面(407)或这两者位于所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)之间。
3.根据权利要求1或2的工艺(100)，其特征在于，在步骤(v)中，所述第一旋转轴(404)和所述另一旋转轴(405)为平行的，或以0°以上直至45°的角度倾斜。
4.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)以第一旋转方向(411)旋转，其中所述第二盘状物(402)以另一旋转方向(412)旋转，其中所述第一旋转方向(411)不同于所述另一旋转方向(412)。
5.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，所述第一粉碎设备(400)还包括多个其它盘状物(501)，其中其它盘状物(501)的每一个围绕所述第一旋转轴(404)或所述另一旋转轴(405)旋转，其中在绕所述第一旋转轴(404)旋转的相邻盘状物(401、403、501)之间，部分包括绕所述另一旋转轴(405)旋转的盘状物(402、501)，其中在绕所述另一旋转轴(405)旋转的相邻盘状物(402、501)之间，部分包括绕所述第一旋转轴(404)旋转的盘状物(401、403、501)。
6.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，选自所述第一盘状物(401)、第二盘状物(402)、第三盘状物(403)和其它盘状物(501)中的至少一个或至少两个的组合为齿轮。
7.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)彼此之间的距离(410)为10-90mm。
8.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，在步骤(v)中，所述第一粉碎设备(400)将所述聚合物凝胶粉碎成至少两个聚合物凝胶束。
9.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，所述第一粉碎设备(400)不包括刀片。
10.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，在步骤(v)中通过所述第一粉碎设备(400)粉碎所述聚合物凝胶之后，通过另一粉碎设备(600)进一步粉碎所述聚合物凝胶颗粒。
11.根据权利要求10所述的工艺(100)，其特征在于，所述另一粉碎设备(600)包括刀片，所述刀片包括至少一个平面切削刃(605)。
12.根据权利要求10所述的工艺(100)，其特征在于，所述另一粉碎设备(600)包括刀片，所述刀片不包括非平面切削刃。
13.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(v)中，将防粘剂添加至所述第一粉碎设备(400)。
14.根据权利要求10所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(v)中，将防粘剂添加至所述第一粉碎设备(400)或另一粉碎设备(600)或这两者。
15.根据权利要求13或14所述的工艺(100)，其特征在于，所述防粘剂包括选自溶剂、聚烷基硅氧烷、表面活性剂中的一种或至少两种的组合。
16.根据权利要求15所述的工艺(100)，其特征在于，所述表面活性剂为根据通式R-(-O-CH2-CH2-)n-OX的化合物，其中R选自C4至C20，n为10至10,000范围内的整数，并且X为H或M，其中M为金属离子。
17.根据权利要求15的工艺(100)，其特征在于，所述防粘剂包括：
a)溶剂，其含量为95-99wt％；
b)聚烷基硅氧烷，其含量为0.5-5wt％；以及
c)表面活性剂，其含量为0.01-1wt％；
其中每个含量都基于防粘剂的总重量，并且所述wt％含量加起来的总和为100wt％。
18.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(v)中取出的所述聚合物凝胶包括水，所述水基于所述聚合物凝胶为40-60wt％。
19.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(v)中取出的所述聚合物凝胶为聚合物凝胶薄片；其中所述聚合物凝胶薄片的特点是其厚度为10-200mm。
20.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(v)中取出的所述聚合物凝胶为聚合物凝胶薄片；其中所述聚合物凝胶薄片的特点是其宽度为30-300cm。
21.根据权利要求1或2所述的工艺(100)，其特征在于，在步骤(iv)中，所述聚合在存在发泡剂的情况下进行。
22.在工艺流程(708)中用于制备吸水性聚合物颗粒的设备(700)，所述设备(700)包括：
a)第一容器(701)，设计为容纳单体水溶液，所述单体水溶液包括至少一种部分中和的、带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)；
b)另一容器(702)，设计为容纳至少一种交联剂(α3)；
c)混合设备(703)，其中所述混合设备(703)
i)位于所述第一容器(701)和所述另一容器(702)的下游，
ii)设计为混合所述单体溶液和至少一种交联剂(α3)；
d)聚合反应器(704)，其中所述聚合反应器(704)
i)位于所述第一容器(701)和所述另一容器(702)的下游，
ii)设计为在所述单体水溶液中所述单体聚合期间，包括所述单体水溶液和至少一种交联剂(α3)，由此获得聚合物凝胶；
e)第一粉碎设备(400)，其中所述第一粉碎设备(400)
i)位于所述聚合反应器(704)的下游，
ii)包括第一盘状物(401)、第二盘状物(402)和第三盘状物(403)，
其中所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)围绕第一旋转轴(404)旋转，其中所述第二盘状物(402)围绕另一旋转轴(405)旋转，其中所述第二盘状物(402)包含作为表面的第二盘状物正面(406)、第二盘状物端面(407)和将所述第二盘状物正面(406)连接至所述第二盘状物端面(407)的第二盘状物侧面(408)，其中所述第二盘状物正面(406)、第二盘状物端面(407)和第二盘状物侧面(408)中的每一个都部分位于所述第一盘状物(401)和所述第三盘状物(403)之间；
f)另一粉碎设备(600)，其中所述另一粉碎设备(600)
i)位于所述第一粉碎设备(400)的下游，
ii)包括刀片，所述刀片包括平面切削刃(605)；
g)带式干燥机(705)，其中所述带式干燥机(705)
i)位于所述另一粉碎设备(600)的下游，
ii)设计为干燥所述已粉碎的聚合物凝胶，
h)研磨设备(706)，其中所述研磨设备(706)
i)位于所述带式干燥机(705)的下游，
ii)设计为研磨所述已干燥的聚合物凝胶，由此获得吸水性聚合物颗粒；
j)分级设备(707)，其中所述分级设备(707)
i)位于所述研磨设备(706)的下游，
ii)设计为分级所述已研磨的吸水性聚合物颗粒。
23.在根据权利要求22所述的设备(700)中用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺。
24.通过根据权利要求1-21或23中任一项所述的工艺(100)获得的吸水性聚合物颗粒。
25.复合材料，所述复合材料包含根据权利要求24所述的吸水性聚合物颗粒。
26.根据权利要求25的复合材料，包括选自泡沫、成型制品、纤维、箔、薄膜、缆线、密封材料、吸液性卫生用品、植物和真菌生长调节剂的载体、包装材料、土壤添加剂、建筑材料中的一种或至少两种的组合。
27.用于生产复合材料的工艺，根据权利要求24所述的吸水性聚合物颗粒和基质彼此相互接触。
28.根据权利要求27的工艺所获的的复合材料。
29.根据权利要求24的吸水性聚合物颗粒在泡沫、成型制品、纤维、箔、薄膜、缆线、密封材料、吸液性卫生用品、植物和真菌生长调节剂的载体、包装材料、用于控制释放活性化合物的土壤添加剂、或建筑材料中的应用。
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