CN106232630B - 用于吸水性聚合物颗粒生产的具有过度中和的单体制备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺，包括工艺步骤：(i)制备单体水溶液；(ii)添加聚合引发剂、或者聚合引发剂体系中的至少一种组分；(iii)将单体水溶液装入聚合反应器中；(iv)使单体聚合，由此获得聚合物凝胶；(v)将聚合物凝胶卸走；(vi)干燥聚合物凝胶；(vii)研磨已干燥的聚合物凝胶，由此获得吸水性聚合物颗粒；(viii)分级已研磨的吸水性聚合物颗粒；其中工艺步骤(i)包括：(i1)提供第一部分丙烯酸；以及(i2)将第一部分丙烯酸与氢氧化物接触，由此获得第一丙烯酸盐相；以及(i3)将第一丙烯酸盐相与另一部分丙烯酸接触，由此获得单体溶液。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺；一种可由这种工艺获得的吸水性聚 合物颗粒；一种包括这种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；一种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，也被称为超吸收聚合物(SAP)，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，更特别地是尿液或血，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、干燥并分级，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其它添加剂，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。
连续聚合工艺一般在特定条件下在聚合反应器中进行。通常聚合反应器为带式聚合反应 器。一般的带式聚合反应器包括传送带，其设计为在聚合期间承载包括带酸根单体的单体水 溶液。这种传送带在EP0955086B1中公开
发明内容
技术问题
用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺的主要缺点在于高残余单体含量，特别是当其应用于 尿布中时。当尿布频繁使用时，在吸水性聚合物颗粒中留存的残留单体可引起皮肤刺激。
技术方案
大体地，本发明的一个目的在于：至少部分地克服在吸水性聚合物颗粒生产方面的现有 技术中出现的缺点。
本发明的另一目的在于提供一种用于生产吸水性聚合物的工艺，该吸水性聚合物颗粒可 用于尿布中，减小引起皮肤刺激的趋势。另一目的在于提供一种具有低残余单体含量的吸水 性聚合物颗粒。此外，本发明的一个目的在于提供适用于生产具有低残余单体含量的吸水性 聚合物颗粒的设备。
本发明的另一目的在于提供一种吸水性聚合物颗粒，该颗粒由具有至少一个上述优点的 工艺所生产，其中该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 包含吸水性聚合物颗粒的复合材料，该吸水性聚合物颗粒由具有至少一个上述优点的工艺所 生产，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。
用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺包括工艺步骤：
(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(400)中；
(vi)在聚合反应器(400)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(400)中卸走，并可选择地粉碎聚合物凝胶；
(viii)干燥可选择地粉碎的聚合物凝胶；
(ix)研磨已干燥的聚合物凝胶，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)可选择地处理已研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面；
其中在工艺步骤(i)中，制备单体水溶液进一步包括步骤：
(i1)提供第一部分丙烯酸；以及
(i2)将第一部分丙烯酸与氢氧化物在第一接触步骤中接触，由此获得第一丙烯酸盐相，其中第一丙烯酸盐相的pH值为10或更大，其中第一丙烯酸盐相的中和度为至少0.95；以及
(i3)将第一丙烯酸盐相与另一部分丙烯酸在第二接触步骤中接触，由此获得单体溶液，其中另一部分丙烯酸的含水量少于第一丙烯酸盐相的含水量，其中单体溶液的pH 值小于第一丙烯酸盐相的pH值，其中单体溶液的中和度在0.5-0.9的范围内，其中基于 单体水溶液的总重量，单体水溶液中的丙烯酸盐和丙烯酸含量在30-50wt％的范围内。
一种在工艺流程中用于制备吸水性聚合物颗粒的设备，包括：
a)第一容器(501)，设计为容纳丙烯酸；
b)第二容器(502)，设计为容纳金属氢氧化物；
c)冷却设备(503)，其中该冷却设备(503)
i)位于第二容器的下游，
ii)设计为冷却金属氢氧化物；
d)第一混合设备(504)，其中该第一混合设备(504)
i)位于第一容器(501)和冷却设备(503)的下游，
ii)配备有冷却器和推动混合装置；
e)第三容器(505)，其中该第三容器(505)
i)位于第一混合设备(504)的下游，
ii)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)；
f)第四容器(506)，设计为容纳至少一种交联剂(α3)；
g)第二混合设备(507)，其中该第二混合设备(507)
i)位于第三容器(505)和第四容器(506)的下游，
ii)设计为混合单体溶液和至少一种交联剂(α3)；
h)带式聚合反应器(400)，其中该带式聚合反应器(400)
i)位于第二混合设备(507)的下游，
ii)设计为在单体水溶液中的单体聚合期间，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；
j)粉碎设备(508)，其中该粉碎设备(508)
i)位于带式聚合反应器(400)的下游，
ii)设计为粉碎聚合物凝胶；
k)带式干燥机(509)，其中该带式干燥机(509)
i)位于粉碎设备(508)的下游，
ii)设计为干燥聚合物凝胶；
l)研磨设备(510)，其中该研磨设备(510)
i)位于带式干燥机(509)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；
m)分级设备(511)，其中该分级设备(511)
i)位于研磨设备(510)的下游，
ii)设计为分级已研磨的吸水性聚合物颗粒。
有益效果
提供吸水性聚合物颗粒和包括该吸水性聚合物颗粒的复合材料，该吸水性聚合物颗粒可 在尿布中使用，其减小引起皮肤刺激的趋势并具有低残余单体含量。此外，提供一种适用于 生产具有低残余单体含量的吸水性聚合物颗粒的设备。
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为根据本发明的带式反应器的基本设置图；
图5为根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒的设备的框图。
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)
112 步骤(i1)
113 步骤(i2)
114 步骤(i3)
400 聚合反应器；带式聚合反应器
401 带状物
402 导辊
403 带状物上聚合物凝胶的移动方向
404 带状物上聚合物凝胶移动方向的相反方向
405 纵向方向
406 横向方向
500 用于制备吸水性聚合物颗粒的设备
501 第一容器
502 第二容器
503 冷却设备
504 第一混合设备
505 第三容器
506 第四容器
507 第二混合设备
508 粉碎设备
509 带式干燥机
510 研磨设备
511 分级设备
512 工艺流程
最佳方式
通过用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺(100)，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(400)中；
(vi)在聚合反应器(400)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(400)中卸走，并可选择地粉碎聚合物凝胶；
(viii)干燥可选择地粉碎的聚合物凝胶；
(ix)研磨已干燥的聚合物凝胶，由此获得水性聚合物颗粒；
(x)分级已研磨的吸水性聚合物颗粒；以及
(xi)可选择地处理已研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面；
其中在工艺步骤(i)中，制备单体水溶液进一步包括步骤：
(i1)提供第一部分丙烯酸；以及
(i2)将第一部分丙烯酸与氢氧化物在第一接触步骤中接触，由此获得第一丙烯酸盐相，
其中第一丙烯酸盐相的pH值为10或更大，其中第一丙烯酸盐相的中和度为至少0.95，优选至少0.98，更优选至少0.99；以及
(i3)将第一丙烯酸盐相与另一部分丙烯酸在第二接触步骤中接触，由此获得单体溶液，其中另一部分丙烯酸的含水量少于第一丙烯酸盐相的含水量，其中单体溶液的pH 值小于第一丙烯酸盐相的pH值，其中单体溶液的中和度在0.5-0.9的范围内，优选0.6-0.85的范围内，其中基于单体水溶液的总重量，单体水溶液中的丙烯酸盐和丙烯酸含量在 30-50wt％的范围内，更优选在0.65-0.8的范围内；
其中基于单体水溶液的总重量，单体水溶液中的丙烯酸盐和丙烯酸的含量在 30-50wt％的范围内，优选在35-45wt％的范围内。
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)。贯穿本文使用的中和 度为氢氧化物摩尔量与丙烯酸摩尔量的比率
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 器中。优选地，聚合反应器为带式聚合反应器。优选地，单体水溶液连续添加，并因此连续 地供至带式聚合反应器的带状物。将获得的水凝胶从聚合物反应器中连续卸出，并在后续工 艺步骤中连续地可选择地粉碎、干燥、研磨并分级。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(“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。优选的带羧酸基团的单烯属不饱和单体(α1)为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙酸酸、β-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、α-氯代山梨酸、2’-甲基异巴豆酸、肉桂酸、p-氯代肉桂酸、β-硬脂酸(β-stearylic acid)、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、乌头酸、马来酸、 富马酸、三羧基乙烯酸酐和马来酸酐，其中优选丙烯酸以及甲基丙烯酸，并且尤其优选丙烯酸。
根据本发明，优选地，基于聚合物的干重，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％。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％。
优选通过在步骤(i)的步骤(i2)的一开始，向至少部分的单体水溶液添加氢氧化钠， 从而发生带羧酸基团的单体的中和。该丙烯酸可选择地包括聚合引发剂。该聚合引发剂优选 选自对羟基苯甲醚(MEHQ)或对苯二酚(HQ)或这两者。
丙烯酸优选包括聚合引发剂，例如对羟基苯甲醚(MEHQ)或对苯二酚(HQ)，基于第一部分丙烯酸的总量，该聚合引发剂的量优选为100-2000ppm，或优选为120-1000ppm，或优选为150-500ppm。优选地，该丙烯酸包括对羟基苯甲醚(MEHQ)。
在根据本发明工艺的步骤(i2)中，第一部分丙烯酸与氢氧化物接触，其中获得的PH值 为10或更大，优选大于10.5，或优选大于10.8。在一些情况下，最大pH值可达到12。第一 部分丙烯酸优选包括的氢氧化物与丙烯酸的重量比率在0.1∶1至1.5∶1的范围内，或优选在 0.2∶1至1.3∶1的范围内，或优选在0.3∶1至1∶1的范围内。氢氧化物向丙烯酸的添加引起至少部分的丙烯酸转化为丙烯酸盐。根据本发明，在第一丙烯酸盐相中，至少95mol％的丙 烯酸为丙烯酸盐。
第一丙烯酸盐相在步骤(i3)中与另一部分丙烯酸接触，以获得单体溶液。可用本领域 技术人员将选择用于两个水相的接触的任意方法，进行步骤(i3)中的接触。另一部分丙烯 酸具有比第一丙烯酸盐相更小的含水量。另一部分丙烯酸的含水量小于第一部分丙烯酸的含 水量。基于第一部分丙烯酸的总重量，第一部分丙烯酸具有的含水量优选在30-80wt％的范围 内，或在35-75wt％的范围内，或在40-70wt％的范围内。基于另一部分丙烯酸的总重量，另 一部分丙烯酸具有的含水量优选在0-10wt％的范围内，或优选在0-8wt％的范围内，或优选在 0-6wt％的范围内。
在根据本发明工艺的步骤(i3)中所获得的单体溶液具有的pH值小于第一丙烯酸盐相的 pH值。优选地，单体水溶液的pH值与第一丙烯酸盐相的pH值差0.5-6个pH单位，或优选 差1-5个pH单位，或优选差1.5-4.5pH单位。优选地，根据本发明，单体溶液中60-80mol％， 优选65-78mol％，或优选67-76mol％的丙烯酸为丙烯酸盐。
在步骤(i)中，制备单体水溶液优选包括多个其它步骤：
α.提供第一部分丙烯酸，该丙烯酸包括丙烯酸盐以及可选择地MEHQ或HQ以及/或；
β.提供丙烯酸单体；以及/或
χ.提供其它单烯属不饱和单体(α2)。
步骤β至χ可以任何顺序进行，并与步骤α任意结合。在一优选实施方式中，只进行步 骤α。在另一优选实施方式中，进行步骤α和β。在又一优选实施方式中，进行步骤α和χ。在步骤(i)中该顺序也可变化。在一优选实施方式中，首先提供交联剂(α3)，然后进行步 骤α以及可选择地步骤β和/或步骤χ中的一个。在另一优选实施方式中，首先单独进行步骤 α或进行步骤α与步骤β或χ中一项的组合，然后添加交联剂(α3)。
相对于单体水溶液的总重量，单体水溶液的丙烯酸盐和丙烯酸的含量少于55wt％，优选 少于50wt％，或优选小于45wt％。进一步优选地，单体水溶液的丙烯酸盐和丙烯酸的含量不 低于30wt％。
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(α3)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。
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：在对可选择地粉碎的聚合物凝胶进行干燥后，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％。
尤其是单体溶液中的单体、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的组成一致，其 中基于吸水性微粒的总重量，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 吸水性微粒为在根据本发明工艺的工艺步骤(x)中获得的吸水性聚合物微粒，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何混合设备，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。这种混合设置可在所谓的“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，更优选地在85°-95°范围内，最优选地形成 约90°的角度。
这种混合设置可例如通过在DE-A-2520788和DE-A-2617612中公开的混合设备来实现。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量基于单体水溶液的重量优选在0.1-15wt％ 的范围内，甚至更优选在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。特别优选在低于180℃下，更优选在低于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降低时。如果使用的聚合引 发剂体系包括两种或多种组分，只有所有的组分已经添加后，优选的包括过氧化氢、过氧二 硫酸钠以及抗坏血酸的引发剂体系才有效，这种聚合引发剂体系的一种或多种组分例如可在 工艺步骤(iv)之前添加，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。
在根据本发明工艺的工艺步骤(iv)中，可选择地，降低单体水溶液的氧含量。独立于 可选的步骤(iv)，降低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，降低单体水溶液的含氧量。
在单体溶液中降低含氧量可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，基于 单体溶液，单体溶液的含氧量优选降至小于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，都可用作聚合反应器。适合的聚合反应器的实例为捏合反应器。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。
优选的聚合物反应器的另一实例为传送带。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。可在根据本发明的工艺中使用的传送带的实例在DE-A-3544770、EP-A-0955086 和EP-1-1683813中公开。
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。在 工艺步骤(vi)中，在单体水溶液中的单体优选在带状物上聚合，由此获得聚合物凝胶。优 选地，该聚合物凝胶在带状物的下游部分获得。优选在干燥之前粉碎聚合物凝胶，以便获得 聚合物凝胶颗粒。
在本发明的一优选实施方式中，单体溶液进行自由基聚合，以便获得前驱体聚合物。该 自由基聚合可通过本领域技术人员会选择的任意方法进行引发。优选地，该引发选自热引发、 辐射引发或其组合。优选辐射引发。该辐射优选由紫外线提供。优选地，该前驱体聚合物进 行另一交联步骤。另一交联步骤可为本领域技术人员将选择用于交联工艺的任意步骤。该另 一交联步骤可包括下列步骤：
a1：将单体添加至聚合物前驱体；
a2：将交联剂(α3)添加至聚合物前驱体；
a3：将引发剂添加至聚合物前驱体；
a4：引发聚合。
步骤a1至a4可单独或相互之间以任意顺序任意组合。
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、优选在捏 合反应器中获得的聚合物凝胶颗粒、或在传送带的下游部分获得的聚合物凝胶束，从反应器 中卸走，特别是当对于在传送带上获得的聚合物凝胶束，(进一步)粉碎，由此获得聚合物 凝胶颗粒。优选地，得到的聚合物凝胶束作为具有软质半固体稠度的连续束从传送带移除， 然后传递以进行进一步加工，比如粉碎。
聚合物凝胶或聚合物凝胶束的粉碎优选在至少三个步骤中进行：
-在第一步骤中，使用切割单元，优选为刀片，例如WO-A-96/36464所公开的刀片，将 聚合物凝胶切成扁平凝胶条，该扁平凝胶条的长度优选在5-500mm的范围内，优选为10-300mm，特别优选100-200mm，其高度在1-30mm的范围内，优选为5-25mm，特别优选为 10-20mm，并且宽度在1-500mm的范围内，优选为5-250mm，特别优选为10-200mm；
-在第二步骤中，使用撕碎单元，优选破碎机，将凝胶条撕碎成凝胶片，优选地，该凝 胶片的长度在3-100mm的范围内，优选为5-50mm，高度在1-25mm的范围内，优选为3-20mm， 宽度在1-100mm的范围内，优选为3-20mm；
-在第三步骤中，使用“wolf”(研磨)单元，优选为粉碎机，优选具有螺杆和孔板，由此螺 杆朝着孔板传送以便将凝胶片研磨和压碎成聚合物凝胶颗粒，该聚合物凝胶颗粒优选小于凝 胶片。
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。这样粉 碎的凝胶特别适于带式干燥。因为位于颗粒核之间的空气通道，该三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。优选地，在这个干燥步骤(viii) 期间，基于在0.5-5t范围内的聚合物凝胶部分，或优选在0.8-4.5t的范围内，或优选在1-4t的范 围内，以120-240千克/分钟，优选130-230千克/分钟，或优选140-220千克/分钟，或优选150-210 千克/分钟，或优选160-200千克/分钟，将水从聚合物凝胶中去除。优选地，在1-60分钟，或 优选在2-50分钟，或优选在3-40分钟的期间内，实现水量从基于聚合物的总重量为40-60wt％， 减少至基于干燥聚合物凝胶的总重量为3-7wt％。获得的干燥聚合物的含水量基于已干燥聚合 物总重量在3-7wt％的范围内，或优选在3.5-6.5wt％的范围内，或优选在4-6wt％的范围内。含 水量通过卡尔费休(KarlFischer)方法确定。
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℃。
干燥机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。带状物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，对已干燥的聚合物凝胶进行研磨，由此或的吸 水性聚合物颗粒。
可将本领域技术人员认为适合于研磨已干燥的聚合物凝胶或上述已干燥的聚合物凝胶的 任何设备用于研磨已干燥的聚合物凝胶。单段式或多段式辊磨机，优选两段式或三段式辊磨 机、针磨机、锤磨机或者振动磨机作为适合的研磨设备的实例提及。
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进行分级，优选使 用合适的筛。在本文中，特别优选地，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少于10wt％，优选少于8wt％，特别优选 少于6wt％，粒径大于850μm的聚合物颗粒的含量也少于10wt％，优选少于8wt％，特别优 选少于6wt％。还优选地，在对吸水性聚合物颗粒进行分级以后，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在300-600μm的范围内。
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吸水性聚合物颗粒表面 处的措施。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。吸水性聚合物 颗粒或表面交联的吸水性聚合物的优选进一步处理为将一部分、两部分或多部分的颗粒与沸 石混合。该沸石优选包括选自Ag、Na、Zn中的一种元素或至少两种的混合物。优选地，沸 石与吸水性颗粒混合，基于吸水性聚合物颗粒的总重量，沸石在0.05-5wt％的范围内，或优 选在0.1-13wt％的范围内，或优选在0.2-10wt％的范围内.通过这种处理，得到后处理的表面交 联的吸水性聚合物颗粒。
在本发明的一优选实施方式中，在步骤(i2)中的丙烯酸盐相中和度大于1，优选大于 1.05，更优选大于1.1，最优选大于1.15。优选地，步骤(i2)中丙烯酸盐相的中和度不大于 1.2。
在本发明的一优选实施方式中，第一部分丙烯酸的温度和氢氧化物的温度相差2K或更 多，优选相差5K或更多，更优选相差10K或更多，更优选相差15K或更多，更优选相差20K 或更多，最优选相差25K或更多。优选地，该氢氧化物的温度在0-25℃的范围内，更优选为 0-15℃，更优选为0-10℃，最优选为0-5℃。
在本发明的一优选实施方式中，基于另一部分丙烯酸的总重量，另一部分丙烯酸包括的 水少于5wt％，优选少于3wt％，更优选少于2wt％。
在本发明的一优选实施方式中，基于第一部分丙烯酸的总重量，第一部分丙烯酸包括的 水为50wt％或更多，优选60wt％或更多，更优选60-70wt％，更优选62-68％，更优选62-66％， 最优选63-64％。
在本发明的一优选实施方式中，单体溶液的pH值在8-12的范围内，优选8-11的范围内， 更优选8-10的范围内，最优选8-9的范围内。
在本发明的一优选实施方式中，该氢氧化物为选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的 一种或至少两种的混合物。
在本发明的一优选实施方式中，基于单体溶液的重量，单体溶液的氧含量在质量百万分 率(wtppm)为3-15的范围内，优选为5-12wtppm，更优选为6-10wtppm。优选地，该单体 溶液中氧气饱和。
在本发明的一优选实施方式中，单体溶液与活性碳在另一接触步骤中接触。优选地，该 另一接触步骤在步骤(i2)之前进行。优选地，该另一接触步骤持续60-240分钟，优选为80-220 分钟，更优选为100-200分钟，最优选为120-180分钟。优选地，基于单体溶液的总重量， 在另一接触步骤中使用的活性碳的量在0.05-10wt％的范围内，优选为0.1-5wt％，更优选为 0.2-1wt％。优选地，该活性碳为含粉末的颗粒。优选地，该颗粒的直径小于1.0mm，优选小 于0.7mm，更优选小于0.5mm。
在本发明的一优选实施方式中，在10-300分钟的时间范围内，优选为20-250分钟，更 优选为30-200分钟，完成至少第一接触步骤或第二接触步骤或这两个步骤。
在本发明的一优选实施方式中，至少第一接触步骤或第二接触步骤或这两个步骤，优选 两个步骤的总和，在单体水溶液低于40℃，优选低于30℃，更优选低于25℃的温度下进行。
在本发明的一优选实施方式中，在步骤(v)中，该聚合反应器为带式聚合反应器。优选 的带式聚合反应器包括传送带，优选为环形传送带。
在本发明的一优选实施方式中，基于聚合物凝胶，在工艺步骤(vii)中卸走的聚合物凝 胶包括的水在40-60wt％的范围内，优选为50-60wt％，更优选为53-56wt％。
在本发明的一优选实施方式中，在工艺步骤(vii)中卸走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，基于单体溶液的总重量，按重量计，添加至单体溶液发泡剂的重量为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，其能够在单体聚合期间通过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，设计为容纳丙烯酸；
b)第二容器，设计为容纳金属氢氧化物；
c)冷却设备，其中该冷却设备
i)位于第二容器的下游，
ii)设计为冷却金属氢氧化物；
d)第一混合设备，其中该第一混合设备
i)位于第一容器和冷却设备的下游，
ii)配备有冷却器和推动混合装置；
e)第三容器，其中该第三容器
i)位于第一混合设备的下游，
ii)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)；
f)第四容器，设计为容纳至少一种交联剂(α3)；
g)第二混合设备，其中该第二混合设备
i)位于第三容器和第四容器的下游，
ii)设计为混合单体溶液和至少一种交联剂(α3)；
h)带式聚合反应器，其中该带式聚合反应器
i)位于第二混合设备的下游，
ii)设计为在单体水溶液中的单体聚合期间，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；
j)粉碎设备，其中该粉碎设备
i)位于带式聚合反应器的下游，
ii)设计为粉碎聚合物凝胶；
k)带式干燥机，其中该带式干燥机
i)位于粉碎设备的下游，
ii)设计为干燥聚合物凝胶；
l)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；
m)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。
优选地，根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒的设备的组件或设备或这两者根据本发 明的工艺设计。
通过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，有助于获得至少一个上 述目的的方案。优选地，该工艺包括根据本发明的工艺步骤(i)至步骤(xi)。
通过由根据本发明的工艺获得的吸水性聚合物颗粒，有助于获得至少一个上述目的的方 案。
通过包括根据本发明的吸水性聚合物颗粒的复合材料，有助于获得至少一个上述目的的 方案。
在复合材料的一优选实施方式中，该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。
带式聚合反应器
带式聚合反应器的优选带状物为传送带。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。
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，而满足该机械要求。 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。
带式聚合反应器设置在用于传送带回程的导辊附近。
为了以最高可能的时空收率完成聚合，根据本发明，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形。
另一提供槽状构型的方法为将堰件设置在近似平的带状物上。本文中，至少一个堰件设 置在带状物每个侧面的纵向方向上。至少两个另外的堰件设置在带状物的不同纵向位置的横 向上，其中该槽在那两个位置之间纵向延伸。该堰件的高度决定槽的深度，并因此决定能够 供至该槽的反应组分的量。该纵向堰件必须设计为在带状物的折返段为纵向弯曲的。因此， 纵向堰件可由弹性材料制成，或者该纵向堰件可由紧靠彼此设置的多个更短的纵向堰件组成。
还可通过横向朝向的堰件以及由支撑件在横向成型带状物这种组合方式，或通过纵向堰 件以及通过支撑件在纵向上成型带状物这种组合方式，实现该聚合带状物的槽状构型。
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
含水量根据卡尔费休(KarlFischer)方法确定。
残余单体含量
根据由EDANA定义的用于超吸收材料的标准测试方法，测定残余单体含量。该测试方法 在EDANA《非织造和相关工业的统一测试方法(Harmonized Test Methods Nonwovensand Related Industries)》2012版中，方法编号WSP241.2.R3(12)下，被描述为“残余单体”。
发明方式
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。获得中和度 为0.7的丙烯酸钠单体溶液。为了获得此单体溶液，提供含水量为63wt％温度为25℃的丙烯酸 水溶液。将NaOH含量为30wt％的NaOH水溶液冷却至表1中给出的温度，并且在混合器中添加 至丙烯酸水溶液中，以获得表1中给出的中和度，在中和期间温度不超过35℃。中和五分钟后， 添加冰冷的丙烯酸，直至获得0.7的中和度，在中和期间温度不超过35℃。
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。
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，将混合溶液置于如图4所示的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。传送带成型为槽，在聚合前以及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，其从传送带上卸走并在三步骤中进行粉碎：
-用刀片将橡胶状聚丙烯酸凝胶切割成扁平凝胶条。该凝胶束的长度在10-20cm的范围 内，高度在10-20mm的范围内，宽度在10-200mm的范围内，然后
-用破碎机将凝胶条撕成凝胶片，该凝胶片的长度在5-50cm的范围内，高度在3-20mm 的范围内，宽度在3-20的范围内，然后
-凝胶片通过具有研磨机的混合器挤压，以粉碎该凝胶片，获得的凝胶片的长度在3-20mm的范围内，高度在3-20mm的范围内，宽度在3至小于20mm的范围内。
在带式干燥机中，在180℃的温度下，将已粉碎的凝胶干燥至其含水量基于已干燥的聚合 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
通过三步骤对已干燥的聚合物凝胶进行研磨。首先，已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，获得的已干燥聚合物凝胶部 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)中研磨已干燥的聚合物凝胶部分，获得粒径小于1mm的 吸水性聚合物颗粒。
用具有多层筛网的滚筒筛对吸水性聚合物颗粒进行筛分。该筛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。基于交联剂的总量，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。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(ringlayer mixer)
CM350(德国 帕德伯恩的Gebrüder
Mascheninenbau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，该桨式干燥 机优选为来自奥地利格拉茨安德里茨(Andritz)公司的GPWD12W120型，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 联的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。
| 实施例 | 中和度 | NaOH<sub>aq</sub>的温度 | 残余单体含量 |
| 对比例1 | 0.7 | 25℃ | --- |
| 对比例2 | 0.7 | 5℃ | -- |
| 对比例2 | 0.8 | 5℃ | - |
| 实施例1 | 0.97 | 25℃ | + |
| 实施例2 | 1.01 | 25℃ | ++ |
| 实施例3 | 1.01 | 5℃ | +++ |
| 实施例4 | 1.1 | 5℃ | +++ |
表1：根据中和度和NaOH温度的残余单体含量。
下面的等级用于比较表1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：---、--、-、+、++、+++、++++。
在上表中很显然地，通过低温的NaOH水溶液的过度中和，可显著地减少表面交联的吸水 性聚合物颗粒的残余单体含量。
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的流程图，其中步骤 (101-111)在步骤112和114之后。第一步骤(i1)112包括：提供第一部分丙烯酸，该丙烯酸包括对羟基苯甲醚(MEHQ)或对苯二酚(HQ)或这两者。另一步骤(i2)113包括： 在第一接触步骤中将第一部分丙烯酸与氢氧化钠(NaOH)接触，其中获得的pH值为10或 更大，得到第一丙烯酸钠包含水相。优选地，第一丙烯酸钠包含水相的中和度为1或更大。 在步骤(i3)114中，在第二接触步骤中，将第一丙烯酸盐相与另一部分丙烯酸接触，由此获 得单体溶液。在步骤(i)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)。单体溶液在步骤(i1)112、步骤(i2)114、步骤(i3)116 中制备。优选地，该单体水溶液为还包括交联剂的部分中和的丙烯酸水溶液。优选地，提供 部分中和的丙烯酸溶液，该丙烯酸为包含MEHQ的第一部分丙烯酸的形式，并与氢氧化钠 NaOH中和以获得第一丙烯酸盐相。在中和后，在第一丙烯酸盐相，约96mol％的丙烯酸为丙 烯酸盐。单体水溶液还可包括另一单体，比如丙烯酸或丙烯酰胺。该单体溶液和至少一种交 联剂(α3)在步骤(i)101中提供。
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。优选地，这些颗粒包 括聚丙烯酸颗粒。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，使单体水溶液的氧含量降低。在第五步骤105中，将单体溶液装载至带式聚合反应器 400的带状物401上。该带状物401为连续传送带。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走。接下来，粉碎聚合物凝胶， 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℃的温度下进行干燥。将已干燥的聚合物凝胶颗粒从带式干燥机中卸 走，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，以获得具有精确粒径分布的吸水性聚合物颗粒。在第十一步骤111 中，吸水性聚合物颗粒的表面经历表面交联处理。
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，以降低其氧含量。
图3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、103、105 至110的流程图。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11不是根据图3的工艺100的部分。
图4示出了根据本发明的带式聚合反应器400的基本设置图。该带式聚合反应器400包括带 状物401。该带状物401为环形传送带。带状物401跨过两个导辊402，这样带状物401的上行向 下游移动。带状物401的上行的下游移动决定了带状物401上聚合物凝胶(此处未示出)的移 动方向403，该方向由箭头标示。另一箭头标示出带状物上聚合物凝胶的移动方向的相反方向 404。另一箭头标示出带状物401的纵向方向405，另一箭头标示出带状物的横向方向406。带 式聚合反应器400可包括其它未在附图中示出的部件，比如支撑件、供应计量系统、照射工具、 冷却和加热设备以及去除系统。
图5示出了根据本发明用于制备吸水性聚合物颗粒的设备500的框图。箭头表示用于制备 吸水性聚合物颗粒的工艺流程512的方向。设备500包括根据本发明的第一容器501、第二容器 502、在第二容器502下游的冷却设备503、在冷却设备503和第一容器501下游的第一混合设备 504、在第一混合设备504下游的第三容器505、第四容器506、在第三容器505和第四容器506 下游的第二混合设备507、下游带式反应器400、下游粉碎设备508、下游带式干燥机509、下 游研磨设备510、下游分级设备511。
Claims (22)
1.一种用于制备吸水性聚合物颗粒的工艺(100)，所述工艺(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)可选择地将吸水性聚合物微粒添加至单体水溶液；
(iii)向所述单体水溶液添加聚合引发剂或包括两种或多种组分的聚合引发剂体系的至少一种组分；
(iv)可选择地降低所述单体水溶液的含氧量；
(v)将所述单体水溶液装入聚合反应器(400)中；
(vi)在所述聚合反应器(400)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；
(vii)将所述聚合物凝胶从聚合物反应器(400)中卸走，并可选择地粉碎所述聚合物凝胶；
(viii)干燥可选择地粉碎的聚合物凝胶；
(ix)研磨已干燥的聚合物凝胶，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)可选择地处理已研磨并分级的吸水性聚合物颗粒的表面；
其中在工艺步骤(i)中，制备单体水溶液进一步包括步骤：
(i1)提供第一部分丙烯酸；以及
(i2)将所述第一部分丙烯酸与氢氧化物在第一接触步骤中接触，由此获得第一丙烯酸盐相，
其中所述第一丙烯酸盐相的pH值为10或更大，其中所述第一丙烯酸盐相的中和度为至少0.95；以及
(i3)将所述第一丙烯酸盐相与另一部分丙烯酸在第二接触步骤中接触，由此获得单体溶液，其中所述另一部分丙烯酸的含水量少于所述第一丙烯酸盐相的含水量，其中所述单体溶液的pH值小于所述第一丙烯酸盐相的pH值，其中所述单体溶液的中和度在0.5-0.9的范围内，其中基于所述单体水溶液的总重量，所述单体水溶液中的丙烯酸盐和丙烯酸含量在30-50wt％的范围内；
其中，所述氢氧化物的温度范围在0-5℃的范围内，第一部分丙烯酸的温度与氢氧化物的温度相差大于15K；
其中所述第一接触步骤在所述第一部分丙烯酸低于30℃的温度下进行；
其中所述第一部分丙烯酸为丙烯酸水溶液。
2.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，在步骤(i2)中的所述丙烯酸盐相的中和度大于1。
3.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，基于所述另一部分丙烯酸的总重量，所述另一部分丙烯酸包括的水少于5wt％。
4.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，基于所述第一部分丙烯酸的总重量，所述第一部分丙烯酸包括的水为50wt％或更多。
5.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，所述单体溶液的pH值在8-12的范围内。
6.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，所述氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，基于所述单体溶液的重量，所述单体溶液的氧含量在3-15wtppm的范围内。
8.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，所述单体溶液在另一接触步骤中与活性碳接触。
9.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，至少所述第一接触步骤或所述第二接触步骤或这两个步骤在10-300分钟的时间范围内完成。
10.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，在步骤(v)中的所述聚合反应器(400)为带式聚合反应器(400)。
11.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，基于所述聚合物凝胶，在工艺步骤(vii)中卸走的聚合物凝胶包括的水在40-60wt％的范围内。
12.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(vii)中卸走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为其厚度在10-200mm的范围内。
13.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，在工艺步骤(vii)中卸走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为其宽度在30-300cm的范围内。
14.根据权利要求1所述的工艺(100)，其特征在于，在步骤(vi)中的聚合在发泡剂存在的情况下进行。
15.一种吸水性聚合物颗粒，所述吸水性聚合物颗粒由根据权利要求1-14中任一项所述的工艺所获得。
16.一种复合材料，所述复合材料包括根据权利要求15的吸水性聚合物颗粒。
17.根据权利要求16所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括选自泡沫、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。
18.根据权利要求16所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括成型制品。
19.一种用于生产复合材料的工艺，根据权利要求15的吸水性聚合物颗粒、基质、可选择地以及助剂彼此相互接触。
20.由根据权利要求19的工艺获得的复合材料。
21.根据权利要求15所述的吸水性聚合物颗粒在泡沫、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。
22.根据权利要求15所述的吸水性聚合物颗粒在成型制品中的应用。
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