EA030945B1

EA030945B1 - Способ и устройство для получения водоабсорбирующих полимерных частиц, применение частиц, композиционный материал и способ его получения

Info

Publication number: EA030945B1
Application number: EA201691522A
Authority: EA
Inventors: Чон Бом Пак
Original assignee: Сонвон Индастриал Ко., Лтд.
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2018-10-31
Also published as: CN106232689B; EA201691522A1; CN106232689A; WO2015163512A1; KR20160149237A

Abstract

Изобретение в целом относится к способу получения водоабсорбирующих полимерных частиц, а также к устройству для получения водоабсорбирующих полимерных частиц, композиционному материалу, содержащему водоабсорбирующие полимерные частицы, и способу его получения.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения водоабсорбирующих полимерных частиц; к водоабсорбирующей полимерной частице, которая может быть получена указанным способом; к композиционному материалу, содержащему указанную водоабсорбирующую полимерную частицу; к способу получения композиционного материала, к композиционному материалу, который может быть получен указанным способом; к применению водоабсорбирующей полимерной частицы; к устройству для получения водоабсорбирующих полимерных частиц и к способу получения водоабсорбирующих полимерных частиц с применением указанного устройства.

Уровень техники

Суперабсорбенты представляют собой нерастворимые в воде поперечно сшитые полимеры, которые могут абсорбировать большое количество водных жидкостей, особенно физиологических жидкостей, более конкретно мочи или крови, с набуханием и образованием гидрогелей, а также удерживать указанные жидкости при определенном давлении. Благодаря указанным характерным свойствам такие полимеры используют, главным образом, в гигиенических изделиях, таких как, например, детские памперсы/подгузники, продукция для больных с недержанием или гигиенические прокладки.

Получение суперабсорбентов в целом проводят свободнорадикальной полимеризацией мономеров, содержащих кислотную группу, в присутствии сшивающих агентов; могут быть получены полимеры с различными абсорбирующими свойствами посредством выбора композиции мономера, сшивающих агентов и условий полимеризации, а также условий обработки гидрогеля, полученного после полимеризации (подробности представлены, например, в Modern Superabsorbent Polymer Technology, FL Buchholz, GT Graham, Wiley-VCH, 1998).

Полимерный гель, также называемый гидрогелем, полученный после полимеризации, обычно дробят, высушивают и сортируют для получения суперабсорбента в виде частиц с четко определенным распределением частиц по размеру. На следующей технологической стадии указанные частицы суперабсорбента зачастую подвергают поверхностному сшиванию для улучшения характеристик абсорбции. Для этого частицы смешивают с водным раствором, содержащим поверхностный сшивающий агент и необязательно дополнительные добавки, и полученную смесь термически обрабатывают для ускорения реакции сшивания.

Мономеры, содержащие кислотную группу, могут быть полимеризованы в присутствии сшивателей периодическим способом или непрерывным способом. В непрерывной и периодической полимеризации в качестве мономера обычно используют частично нейтрализованную акриловую кислоту. Подходящие способы полимеризации описаны, например, в EP 0372706 A2, EP 0574260 A1, WO 2003/051415 A1, EP 1470905 A1, WO 2007/028751 A1, WO 2007/028746 A1 и WO 2007/028747 A1.

Описание

Техническая проблема

Для получения водоабсорбирующих полимерных частиц полимерный гель высушивают и высушенный полимерный гель измельчают. Из уровня техники известно, что преимущество имеет двухстадийное измельчение. На первой стадии измельчения высушенный полимерный гель подвергают крупному помолу с получением частиц. Указанные частицы максимально быстро подают на вторую стадию измельчения. В результате частицы водоабсорбирующего материала налипают на измельчающее приспособление, например на зубцы зубчатого колеса, что приводит к ухудшению результата измельчения. Кроме того, в измельчающем устройстве накапливаются отложения водоабсорбирующего материала. Такие отложения могут блокировать движущиеся части измельчающего устройства или проход через устройство, или оба варианта. При вырастании до достаточной массы указанные отложения могут падать вниз и вызывать повреждение внутренних деталей устройства или отрицательно влиять на процесс измельчения, или оба варианта.

При осуществлении настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что хранение частиц после первой стадии измельчения или до второй стадии измельчения приводит к улучшению результата измельчения. Указанный эффект исследовали для определения зависимостей и оптимального времени хранения в отношении результата измельчения и эффективности общего способа получения.

Техническое решение

В целом, задача настоящего изобретения заключается, по меньшей мере в частичном, преодолении недостатка, присущего известному уровню техники, в контексте получения суперабсорбентов.

Дополнительная задача заключается в обеспечении способа получения водоабсорбирующих полимеров, в котором увеличен эксплуатационный ресурс или эксплуатационный период до возникновения необходимости в техническом обслуживании или оба варианта, по меньшей мере части устройства, используемого для измельчения высушенного полимерного геля. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа получения водоабсорбирующих полимеров, в котором снижено количество образующихся мелких водоабсорбирующих полимерных частиц, предпочтительно посредством измельчения высушенного полимерного геля. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении непрерывного способа получения водоабсорбирующих полимеров, в котором уменьшен размер устройства, используемого в указанном способе, без снижения выхода процесса. До

- 1 030945 полнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении непрерывного способа получения водоабсорбирующих полимеров, в котором снижена стоимость устройства, используемого в указанном способе, без снижения выхода процесса. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа получения водоабсорбирующих полимеров, где указанный способ демонстрирует сбалансированную комбинацию указанных выше преимуществ. Дополнительная задача заключается в обеспечении водоабсорбирующих полимерных частиц, полученных менее дорогим способом. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства для получения водоабсорбирующих полимерных частиц способом, имеющим по меньшей мере одно из указанных выше преимуществ. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении композиционного материала, содержащего водоабсорбирующую полимерную частицу, полученную способом, имеющим по меньшей мере одно из указанных выше преимуществ, где композиционный материал демонстрирует отсутствие ухудшения качества.

Вклад в решение по меньшей мере одной из представленных выше задач представлен независимыми пунктами формулы изобретения. Зависимые пункты представляют предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, которые также служат для решения по меньшей мере одной из указанных выше задач.

Полезный эффект

Настоящее изобретение обеспечивает, по меньшей мере, частичное преодоление недостатка, присущего известному уровню техники в контексте получения суперабсорбентов.

Описание фигур

На фигурах представлены:

фиг. 1 - технологическая схема, иллюстрирующая стадии процесса согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 - технологическая схема, иллюстрирующая стадии другого процесса согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 - технологическая схема, иллюстрирующая стадии другого процесса согласно настоящему изобретению;

фиг. 4 - технологическая схема технологической стадии (ix) согласно настоящему изобретению;

фиг. 5 - технологическая схема другой технологической стадии (ix) согласно настоящему изобретению;

фиг. 6 - блок-схема устройства для получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению;

фиг. 7 - блок-схема другого устройства для получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению.

Список условных обозначений:

100 - способ согласно настоящему изобретению;

101 - стадия (i);

102 - стадия (ii);

103 - стадия (iii);

104 - стадия (iv);

105 - стадия (v);

106 - стадия (vi);

107 - стадия (vii);

108 - стадия (viii);

109 - стадия (ix);

110 - стадия (х);

111 - стадия (xi);

401 - высушенный полимерный гель;

402 - первое измельчающее устройство;

403 - первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы;

404 - выдерживающее устройство;

405 - первая часть первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц;

406 - дополнительное измельчающее устройство;

407 - дополнительные измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы;

408 - первое время пребывания;

409 - второе время пребывания;

410 - третье время пребывания;

501 - дополнительное сортировочное устройство;

502 - дополнительная часть первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц;

600 - устройство для получения частиц водоабсорбирующего полимера;

601 - первый контейнер;

602 - дополнительный контейнер;

- 2 030945

603 - смесительное устройство;

604 - реактор полимеризации;

605 - дробильное устройство;

606 - ленточная сушилка;

607 - первое сортировочное устройство;

608 - технологический поток.

Наилучший способ осуществления

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных задач обеспечивается посредством способа получения водоабсорбирующих полимерных частиц, включающего технологические стадии:

(i) получение водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный моноэтиленненасыщенный мономер, включающий группы карбоновой кислоты (а1), и по меньшей мере один сшивающий агент (а3);

(ii) необязательное добавление мелких частиц водоабсорбирующего полимера к водному раствору мономера;

(iii) добавление инициатора полимеризации или по меньшей мере одного компонента системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонента, к водному раствору мономера;

(iv) необязательное уменьшение содержания кислорода в водном растворе мономера;

(v) загрузка водного раствора мономера в реактор полимеризации;

(vi) полимеризация мономеров в водном растворе мономера в реакторе полимеризации;

(vii) выгрузка полимерного геля из реактора полимеризации и необязательное дробление полимерного геля;

(viii) высушивание полимерного геля;

(ix) обработка:

a) высушенного полимерного геля на первой стадии измельчения в первом измельчающем устройстве с получением первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц;

b) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц посредством выдерживания в выдерживающем устройстве; затем

c) по меньшей мере, первой части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц на дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчающем устройстве с получением дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц;

(x) сортировка по размеру дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц; и (xi) необязательная обработка поверхности дополнительных измельченных и отсортированных по размеру водоабсорбирующих полимерных частиц, где на технологической стадии (ix) высушенный полимерный гель и первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы, полученные из высушенного полимерного геля, в целом, выдерживают в течение первого времени пребывания в первом измельчающем устройстве;

первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы выдерживают в течение второго времени пребывания в выдерживающем устройстве;

по меньшей мере, первую часть первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц и дополнительные измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы, полученные, по меньшей мере, из первой части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц, в целом, выдерживают в течение третьего времени пребывания в дополнительном измельчающем устройстве; где второе время пребывания больше первого времени пребывания; где второе время пребывания больше третьего времени пребывания.

В указанном процессе второе время пребывания предпочтительно больше первого времени пребывания на более 5 мин, более предпочтительно на более 10 мин, более предпочтительно на более 20 мин, более предпочтительно на более 30 мин, более предпочтительно на более 40 мин, более предпочтительно на более 50 мин, более предпочтительно на более 60 мин, более предпочтительно на более 70 мин, более предпочтительно на более 80 мин, более предпочтительно на более 90 мин, более предпочтительно на более 100 мин, более предпочтительно на более 120 мин, более предпочтительно на более 130 мин, наиболее предпочтительно на более 135 мин.

Второе время пребывания предпочтительно больше третьего времени пребывания на более 5 мин, более предпочтительно на более 10 мин, более предпочтительно на более 20 мин, более предпочтительно на более 30 мин, более предпочтительно на более 40 мин, более предпочтительно на более 50 мин, более предпочтительно на более 60 мин, более предпочтительно на более 70 мин, более предпочтительно на более 80 мин, более предпочтительно на более 90 мин, более предпочтительно на более 100 мин, более предпочтительно на более 120 мин, более предпочтительно на более 130 мин, наиболее предпочтительно на более 135 мин.

- 3 030945

В этом отношении последовательные стадии процесса согласно настоящему изобретению могут быть осуществлены одновременно, или могут перекрываться по времени, или могут иметь место оба варианта. Это относится, в частности, к стадиям (i)-(iv), особенно к стадиям (iii) и (iv).

Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно представляет собой непрерывный процесс, в котором водный раствор мономера обеспечивают непрерывно и непрерывно подают в реактор полимеризации. Полученный гидрогель непрерывно выгружают из реактора полимеризации и, необязательно, непрерывно дробят, высушивают, измельчают и сортируют по размеру на последующих технологических стадиях. Однако указанный непрерывный процесс может быть прерван, например, для замены некоторых деталей технологического оборудования типа материала конвейерной ленты, если в качестве реактора полимеризации используют конвейерную ленту, очистки некоторых элементов технологического оборудования, особенно для удаления полимерных отложений в резервуарах или трубах, или начала нового процесса, если необходимо получить водоабсорбирующие полимерные частицы с другими характеристиками абсорбции.

Водоабсорбирующие полимерные частицы, предпочтительные согласно настоящему изобретению, представляют собой частицы, которые имеют средний размер частиц в соответствии с WSP 220.2 (метод испытания Word Strategic Partners ED ANA и INDA) от 10 до 3000 мкм, предпочтительно от 20 до 2000 мкм и особенно предпочтительно от 150 до 850 мкм. В данном контексте особенно предпочтительно, что содержание частиц водоабсорбирующих полимеров, имеющих размер частиц от 300 до 600 мкм, составляет по меньшей мере 30 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% относительно общей массы водоабсорбирующих полимерных частиц.

На технологической стадии (i) процесса согласно настоящему изобретению получают водный раствор мономера, содержащий по меньшей мере один частично нейтрализованный моноэтиленненасыщенный мономер, имеющий группы карбоновой кислоты («1), и по меньшей мере один сшивающий агент («3).

Предпочтительные моноэтиленненасыщенные мономеры, имеющие группы карбоновой кислоты («1), представляют собой мономеры, указанные в DE 10223060 A1 в качестве предпочтительных мономеров («1), таким образом, особенно предпочтительна акриловая кислота.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно, что водоабсорбирующий полимер, полученный способом согласно настоящему изобретению, содержит мономеры, имеющие группы карбоновой кислоты, в количестве по меньшей мере до 50 мас.%, предпочтительно по меньшей мере до 70 мас.% и еще более предпочтительно по меньшей мере до 90 мас.% относительно сухой массы. Согласно настоящему изобретению особенно предпочтительно, что водоабсорбирующий полимер, полученный способом согласно настоящему изобретению, получают по меньшей мере из 50 мас.%, предпочтительно по меньшей мере из 70 мас.% акриловой кислоты, которая предпочтительно нейтрализована по меньшей мере до 20 мол.%, особенно предпочтительно по меньшей мере до 50 мол.%. Концентрация частично нейтрализованных, моноэтиленненасыщенных мономеров, имеющих группы карбоновой кислоты («1), в водном растворе мономера, который обеспечивают на технологической стадии (i), предпочтительно составляет от 10 до 60 мас.%, предпочтительно от 30 до 55 мас.% и наиболее предпочтительно от 40 до 50 мас.% от общей массы водного раствора мономера.

Водный раствор мономера также может содержать моноэтиленненасыщенные мономеры («2), которые могут быть сополимеризованы с («1). Предпочтительные мономеры («2) представляют собой мономеры, указанные в DE 10223060 A1 как предпочтительные мономеры («2), таким образом, особенно предпочтителен акриламид.

Предпочтительные сшивающие агенты («3) согласно настоящему изобретению представляют собой соединения, которые имеют по меньшей мере две этиленненасыщенные группы в одной молекуле (сшивающий агент класса I), соединения, которые имеют по меньшей мере две функциональные группы, которые могут взаимодействовать с функциональными группами мономеров («1) или («2) в реакции конденсации (= сшивающие агенты конденсации), в реакции присоединения или в реакции раскрытия кольца (сшивающий агент класса II), соединения, которые имеют по меньшей мере одну этиленненасыщенную группу и по меньшей мере одну функциональную группу, которые могут взаимодействовать с функциональными группами мономеров («1) или («2) в реакции конденсации, в реакции присоединения или в реакции раскрытия кольца (сшивающий агент класса III), или катионы поливалентных металлов (сшивающий агент класса IV). Таким образом, с соединениями класса сшивающих агентов I сшивания полимера достигают радикальной полимеризацией этиленненасыщенных групп молекул сшивающего агента с моноэтиленненасыщенными мономерами («1) или («2), а с соединениями класса сшивающих агентов II и катионами поливалентных металлов класса сшивающих агентов IV сшивания полимера достигают, соответственно, реакцией конденсации функциональных групп (сшивающий агент класса II) или посредством электростатического взаимодействия катиона поливалентного металла (сшивающий агент класса IV) с функциональными группами мономера («1) или («2). С соединениями класса сшивающих агентов III поперечного сшивания полимеров достигают, соответственно, радикальной полимеризацией

- 4 030945 этиленненасыщенных групп, а также реакцией конденсации между функциональными группами сшивающих агентов и функциональными группами мономеров (а1) или (а2).

Предпочтительные сшивающие агенты (а3) представляют собой все те соединения, которые указаны в DE 10223060 A1 как сшивающие агенты (а3) классов сшивателей I, II, III и IV, таким образом, в качестве соединений класса сшивающих агентов I особенно предпочтительны Ν,Ν'-метилен-бис-акриламид, ди(мет)акрилаты полиэтиленгликоля, хлорид триаллилметиламмония, хлорид тетрааллиламмония и аллилнонаэтиленгликольакрилат, полученный из 9 моль этиленоксида на 1 моль акриловой кислоты, где еще более предпочтителен Ν,Ν'-метилен-бис-акриламид и в качестве соединений класса сшивающих агентов IV особенно предпочтителен Al₂(SO.-i)₃, и его гидраты.

Предпочтительные водоабсорбирующие полимеры, полученные способом согласно настоящему изобретению, представляют собой полимеры, сшитые сшивающими агентами следующих классов сшивающих агентов, или сшивающими агентами следующих комбинаций классов сшивающих агентов соответственно: I, II, III, IV, III, I III, I IV, I II III, I II IV, I III IV, II III IV, II IV или III IV.

Дополнительно предпочтительные водоабсорбирующие полимеры, полученные способом согласно настоящему изобретению, представляют собой полимеры, сшитые любыми сшивающими агентами, описанными в DE 102 23 060 А1 в качестве сшивающего агента класса сшивающих агентов I, таким образом, особенно предпочтительны в качестве сшивающих агентов класса сшивающих агентов I КИ-метилен-бис-акриламид. ди(мет)акрилаты полиэтиленгликоля, хлорид триаллилметиламмония, хлорид тетрааллиламмония и акрилат аллилнонаэтиленгликоля, полученный из 9 моль этиленоксида на 1 моль акриловой кислоты, где еще более предпочтителен Ν,Ν'-метилен-бис-акриламид.

Водный раствор мономера может дополнительно содержать водорастворимые полимеры (а4). Предпочтительные водорастворимые полимеры (а4) включают частично или полностью омыленный поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, крахмал или производные крахмала, полигликоли или полиакриловую кислоту. Молекулярная масса указанных полимеров не критична при условии, что они являются водорастворимыми. Предпочтительные водорастворимые полимеры (а4) представляют собой крахмал или производные крахмала или поливиниловый спирт. Водорастворимые полимеры (а4), предпочтительно синтетические, такие как поливиниловый спирт, могут не только служить в качестве основы для прививки полимеризуемых мономеров. Понятно, что указанные водорастворимые полимеры также могут быть смешаны с полимерным гелем или с уже высушенным водоабсорбирующим полимером.

Водный раствор мономера может дополнительно содержать вспомогательные вещества (а5), и указанные вспомогательные вещества включают, в частности, комплексообразующие агенты, такие как, например, ЭДТА.

Относительное количество мономеров (а1) и (а2), и сшивающих агентов (а3), и водорастворимых полимеров (а4), и вспомогательных веществ (а5) в водном растворе мономера предпочтительно выбрано так, что структура водоабсорбирующего полимера, полученного после высушивания необязательно дробленого полимерного геля, основана на 20-99,999 мас.%, предпочтительно на 55-98,99 мас.% и особенно предпочтительно на 70-98,79 мас.% на мономерах (а1), на 0-80 мас.%, предпочтительно на 0-44,99 мас.% и особенно предпочтительно на 0,1-44,89 мас.% на мономерах (а2), на 0-5 мас.%, предпочтительно на 0,001-3 мас.% и особенно предпочтительно на 0,01-2,5 мас.% на сшивающих агентах (а3), на 0-30 мас.%, предпочтительно на 0-5 мас.% и особенно предпочтительно на 0,1-5 мас.% на водорастворимых полимерах ((/.4), на 0-20 мас.%, предпочтительно на 0-10 мас.% и особенно предпочтительно на 0,1-8 мас.% на вспомогательных веществах (а5), и на 0,5-25 мас.%, предпочтительно на 1-10 мас.% и особенно предпочтительно на 3-7 мас.% на воде (/6), сумма количеств по массе (/1)-(/6) составляет 100 мас.%.

Оптимальные значения концентрации, в частности, мономеров, сшивающих агентов и водорастворимых полимеров в растворе мономера могут быть определены простыми предварительными экспериментами или на основании известного уровня техники, в частности из публикаций US 4286082, DE 2706135 A1, US 4076663, DE 3503458 A1, DE 4020780 C1, DE 4244548 A1, DE 4333056 A1 и DE 4418818 A1.

На технологической стадии (ii) к водному раствору мономера могут быть необязательно добавлены мелкие частицы водоабсорбирующего полимера. Независимо от необязательной стадии (ii) мелкие частицы водоабсорбирующего полимера могут быть добавлены в водный раствор мономера на любом этапе, выбранном из группы, состоящей из: после стадии (iii), после стадии (iv) и до стадии (v) или в комбинации по меньшей мере двух из них.

Водоабсорбирующие мелкие частицы предпочтительно представляют собой частицы водоабсорбирующего полимера, состав которых соответствует составу описанных выше водоабсорбирующих полимерных частиц, при этом предпочтительно, что по меньшей мере 90 мас.% водоабсорбирующих мелких частиц, предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% водоабсорбирующих мелких частиц и наиболее

- 5 030945 предпочтительно по меньшей мере 99 мас.% водоабсорбирующих мелких частиц имеют размер частиц менее 200 мкм, предпочтительно менее 150 мкм и особенно предпочтительно менее 100 мкм.

В предпочтительном варианте реализации способа согласно настоящему изобретению водоабсорбирующие мелкие частицы, которые могут быть необязательно добавлены к водному раствору мономера на технологической стадии (ii), представляют собой водоабсорбирующие мелкие частицы, которые получают на технологической стадии (х) способа согласно настоящему изобретению и которые, таким образом, возвращают в цикл.

Указанные мелкие частицы могут быть добавлены к водному раствору мономера с помощью любого смесительного устройства, известного специалистам в данной области техники как подходящее для указанной цели. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, который особенно подходит, если процесс проводят непрерывно, как описано выше, мелкие частицы добавляют в водный раствор мономера в смесительном устройстве, в котором первый поток мелких частиц и второй поток водного раствора мономера направляют непрерывно, но из разных положений, во вращающееся смесительное устройство. Такое тип смесительной установки может быть реализован в так называемом роторно-статорном смесителе, который содержит в зоне смешивания предпочтительно цилиндрический, не вращающийся статор, в центре которого вращается также предпочтительно цилиндрический ротор. Стенки ротора, а также стенки статора обычно обеспечены насечками, например насечками в форме прорезей, через которые может всасываться смесь мелких частиц и водного раствора мономера и, следовательно, подвергаться высоким сдвиговым усилиям.

В данном контексте особенно предпочтительно, что первый поток мелких частиц и второй поток водного раствора мономера образуют угол δ от 60 до 120°, более предпочтительно от 75 до 105°, еще более предпочтительно от 85 до 95° и наиболее предпочтительно образуют угол примерно 90°. Предпочтительно также, что поток смеси мелких частиц и водного раствора мономера, выходящий из смесителя, и первый поток мелких частиц, входящий в смеситель, образует угол ε от 60 до 120°, предпочтительно от 75 до 105°, еще более предпочтительно от 85 до 95° и наиболее предпочтительно образуют угол примерно 90°.

Такой тип смесительной установки может быть, например, реализован с помощью смесительных устройств, описанных в DE-A-2520788 и DE-A-2617612, содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Конкретные примеры смесительных устройств, которые могут быть использованы для добавления мелких частиц в водный раствор мономера на технологической стадии (ii) согласно настоящему изобретению, представляют собой смесительные устройства, которые могут быть приобретены у компании ПСА® Werke GmbH & Co. KG, Штауфен, Германия, под торговыми обозначениями MHD 2000/4, MHD 2000/05, MHD 2000/10, MDH 2000/20, MHD 2000/30 и MHD 2000/50, где смесительное устройство MHD 2000/20 является особенно предпочтительным. Дополнительные смесительные устройства, которые могут быть использованы, представляют собой устройства, выпускаемые компанией Ystral GmbH, Бальрехтен-Доттинген, Германия, например, под торговым обозначением Conti TDS, или компанией Kinematika AG, Литтау, Швейцария, например, под торговой маркой Megatron®.

Количество мелких частиц, которое может быть добавлено к водному раствору мономера на технологической стадии (ii), предпочтительно составляет от 0,1 до 15 мас.%, еще более предпочтительно от 0,5 до 10 мас.% и наиболее предпочтительно от 3 до 8 мас.% относительно массы водного раствора мономера.

На технологической стадии (iii) способа согласно настоящему изобретению к водному раствору мономера добавляют инициатор полимеризации или по меньшей мере один компонент системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонента.

В качестве инициаторов полимеризации для инициации полимеризации могут быть использованы все инициаторы, образующие радикалы в условиях полимеризации, которые обычно используют при получении суперабсорбентов. К ним относятся термические катализаторы, редокс-катализаторы и фотоинициаторы, активация которых происходит при энергетическом облучении. Инициаторы полимеризации могут быть растворены или диспергированы в водном растворе мономера. Предпочтительно применение водорастворимых катализаторов.

В качестве термических инициаторов могут быть использованы все соединения, известные специалистам в данной области техники, которые разлагаются под действием повышенной температуры с образованием радикалов. Особенно предпочтительны термические инициаторы полимеризации с периодом полураспада менее 10 с, более предпочтительно менее 5 с при температуре менее 180°C, более предпочтительно менее 140°C. Особенно предпочтительные термические инициаторы полимеризации представляют собой пероксиды, гидропероксиды, пероксид водорода, персульфаты и азосоединения. В некоторых случаях предпочтительно использовать смеси различных термических инициаторов полимеризации. Среди таких смесей предпочтительны смеси, содержащие пероксид водорода и пероксодисульфат натрия или калия, которые могут быть использованы в любом требуемом количественном соотношении. Подходящие органические пероксиды предпочтительно представляют собой пероксид ацетилацетона, пероксид метилэтилкетона, пероксид бензоила, пероксид лауроила, пероксид ацетила, пероксид каприлила, изо

- 6 030945 пропилпероксидикарбонат, 2-этилгексилпероксидикарбонат, трет-бутилгидропероксид, гидропероксид кумола и пероксиды трет-амилперпивалата, трет-бутилперпивалата, трет-бутилпернеогексоната, третбутилизобутирата, трет-бутилпер-2-этилгексеноата, трет-бутилперизононаноата, трет-бутилпермалеата, трет-бутилпербензоата, трет-бутил-3,5,5-триметилгексаноата и амилпернеодеканоата. Кроме того, предпочтительны следующие термические инициаторы полимеризации: азосоединения, такие как азо-бис изобутиронитрил, азо-бис-диметилвалеронитрил, азо-бис-амидинопропана дигидрохлорид, 2,2'-азо-бис(Ы,М-диметилен)изобутирамидина дигидрохлорид, 2-(карбамоилазо)изобутиронитрил и 4,4'-азо-бис-(4циановалериановая кислота). Вышеуказанные соединения используют в обычных количествах, предпочтительно от 0,01 до 5 мол.%, предпочтительно от 0,1 до 2 мол.% соответственно относительно количества полимеризуемых мономеров.

Редокс-катализаторы содержат два или более компонента, обычно одно или более из пероксосоединений, перечисленных выше, и по меньшей мере один восстановительный компонент, предпочтительно аскорбиновую кислоту, глюкозу, сорбозу, маннозу, гидросульфит, сульфат, тиосульфат, гипосульфит или сульфид аммония или щелочного металла, соли металлов, такие как ионы железа(11) или ионы серебра, или гидроксиметилсульфоксилат натрия. Предпочтительно в качестве восстановительного компонента редокс-катализатора используют аскорбиновую кислоту или пиросульфит натрия. Используют от 1х10^-5 до 1 мол.% восстановительного компонента редокс-катализатора и от 1х10^-5 до 5 мол.% окислительного компонента редокс-катализатора, в каждом случае относительно количества мономеров, используемых в полимеризации. Вместо окислительного компонента редокс-катализатора или в качестве его дополнения может быть использовано одно или более предпочтительно водорастворимых азосоединений.

Полимеризацию предпочтительно инициируют действием энергетического излучения, в качестве инициатора обычно используют так называемые фотоинициаторы. Они могут включать, например, так называемые а-расщепители, H-отнимающие системы или также азиды. Примеры таких инициаторов представляют собой производные бензофенона, такие как кетон Михлера, производные фенантрена, производные фтора, производные антрахинона, производные тиоксантона, производные кумарина, бензоиновый эфир и его производные, азосоединения, такие как вышеупомянутые радикалообразующие соединения, замещенные гексаарилбисимидазолы или ацилфосфиноксиды. Примеры азидов представляют собой: 2-(К,Ы-диметиламино)этил-4-азидоциннамат,

2-(М,Ы-диметиламино)этил-4-азидонафтилкетон, 2-(Ы,Н-диметиламино)этил-4-азидобензоат, 5-азидо-1нафтил-2'-(М,Ы-диметиламино)этилсульфон, Ы-(4-сульфонилазидофенил)малеинимид, Ы-ацетил-4сульфонилазидоанилин, 4-сульфонилазидоанилин, 4-азидоанилин, 4-азидофенацилбромид, п-азидобензойную кислоту, 2,6-бис-(п-азидобензилиден)циклогексанон и 2,6-бис-(п-азидобензилиден)-4метилциклогексанон. Дополнительную группу фотоинициаторов представляют собой диалкоксикетали, такие как 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтан-1-он. Фотоинициаторы, при их использовании, обычно применяют в количестве от 0,0001 до 5 мас.% относительно полимеризуемых мономеров.

В соответствии с дополнительным вариантом реализации способа согласно настоящему изобретению предпочтительно, что на технологической стадии (iii) инициатор содержит следующие компоненты:

iiia) пероксодисульфат и iiib) молекулу органического инициатора, содержащую по меньшей мере три атома кислорода или по меньшей мере три атома азота, где указанный инициатор содержит пероксодисульфат и молекулу органического инициатора в молярном соотношении от 20:1 до 50:1.

В одном аспекте данного варианта реализации предпочтительно, что концентрация компонента инициатора (iiia) составляет от 0,05 до 2 мас.% относительно количества полимеризуемых мономеров. В другом аспекте данного варианта реализации предпочтительно, что молекула органического инициатора выбрана из группы, состоящей из 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтан-1-она, 2,2-азо-бис-(2амидинопропан)дихлорида, 2,2-азо-бис-(циановалериановой кислоты) или комбинации по меньшей мере двух из них. В дополнительном аспекте данного варианта реализации предпочтительно, что пероксодисульфат имеет общую формулу M₂S₂O₈, где М выбран из группы, состоящей из NH₄, Li, Na, K или по меньшей мере двух из них. Описанные выше компоненты особенно подходят для УФ-инициации полимеризации на стадии (vi) способа согласно настоящему изобретению. Применение указанного состава дополнительно приводит к получению низкого количества остаточного мономера и к снижению пожелтения водоабсорбирующей полимерной частицы, которая может быть получена способом согласно настоящему изобретению.

В данном контексте также следует отметить, что стадия (iii), добавление инициатора полимеризации, может быть реализована до стадии (iv), одновременно со стадией (iv) или перекрываться по времени со стадией (iv), т.е. при снижении содержания кислорода в водном растворе мономера. При использовании системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонента, один или более компонентов такой системы инициатора полимеризации может быть, например, добавлен до технологической стадии (iv), тогда как остальной компонент или остальные компоненты, которые необходимы для

- 7 030945 завершения активности указанной системы инициатора полимеризации, добавляют после технологической стадии (iv), возможно даже после технологической стадии (v). Независимо от необязательной стадии (iv) снижение содержания кислорода в водном растворе мономера также может быть проведено до технологической стадии (iii) в соответствии с настоящим изобретением.

На технологической стадии (iv) способа согласно настоящему изобретению в водном растворе мономера необязательно снижают содержание кислорода. Независимо от необязательной стадии (iv) снижение содержания кислорода в водном растворе мономера также может быть проведено до, во время или после технологической стадии (ii) в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительно содержание кислорода в водном растворе мономера снижают после добавления мелких частиц на технологической стадии (ii).

Когда бы ни происходило снижение содержания кислорода в водном растворе мономера, оно может быть реализовано приведением в контакт водного раствора мономера с инертным газом, таким как азот. Фаза инертного газа, приведенная в контакт с водным раствором мономера, не содержит кислорода и, следовательно, характеризуется очень низким парциальным давлением кислорода. Следовательно, кислород переходит из водного раствора мономера в фазу инертного газа до выравнивания парциального давления кислорода в фазе инертного газа и в водном растворе мономера. Приведение в контакт фазы водного раствора мономера с фазой инертного газа может быть осуществлено, например, пропусканием пузырьков инертного газа через раствор мономера в виде прямого потока, противотока или под промежуточным углом подачи. Хорошее перемешивание может быть достигнуто, например, с использованием форсунок, статических или динамических смесителей или барботажных колонн. Содержание кислорода в растворе мономера до полимеризации предпочтительно снижают до значения менее 1 ppm по массе, более предпочтительно до менее 0,5 ppm по массе относительно массы раствора мономера.

На технологической стадии (v) способа согласно настоящему изобретению водный раствор мономера загружают в реактор полимеризации, предпочтительно на конвейерную ленту, особенно предпочтительно в переднем по ходу положении конвейерной ленты, а на технологической стадии (vi) мономеры в водном растворе мономера полимеризуют в реакторе полимеризации с получением полимерного геля. При проведении полимеризации на конвейерной ленте в качестве реактора полимеризации в задней по ходу части конвейерной ленты получают лист полимерного геля, который перед высушиванием предпочтительно дробят с получением частиц полимерного геля.

В качестве реактора полимеризации может быть использован любой реактор, который специалисты в данной области техники считают подходящим для непрерывной или периодической полимеризации мономеров типа акриловой кислоты в водном растворе. Пример подходящего реактора полимеризации представляет собой месильный реактор. В месильной машине полимерный гель, образованный при полимеризации водного раствора мономера, непрерывно дробят, например, с помощью вращающихся в противоположных направлениях валов мешалки, как описано в WO 2001/38402. Следовательно, дробление полимерного геля может быть проведено до выгрузки полимерного геля из реактора полимеризации.

Другой пример предпочтительного реактора полимеризации представляет собой конвейерную ленту. В качестве конвейерной ленты, подходящей для способа согласно настоящему изобретению, может быть использована любая конвейерная лента, которую специалисты в данной области техники считают подходящей в качестве поддерживающего материала, на который может быть загружен описанный выше водный раствор мономера, а затем полимеризован с получением гидрогеля.

Конвейерная лента обычно содержит бесконечно двигающуюся конвейерную ленту, проходящую над опорными элементами, и по меньшей мере два направляющих ролика, из которых по меньшей мере один имеет привод и выполнен с возможностью регулирования. Необязательно, представлена система размотки и подачи антиадгезионного листа, который может быть использован в секциях на верхней поверхности конвейерной ленты. Указанная система содержит систему подачи и дозирования компонентов реакции, а также необязательные средства излучения, расположенные в направлении движения конвейерной ленты после системы подачи и дозирования, вместе с охлаждающими и нагревающими устройствами, а также система съема стренга полимерного геля, расположенная вблизи направляющего ролика обратной ветви конвейерной ленты. Для обеспечения полной полимеризации с максимально возможным выходом продукта за один проход в единицу времени в соответствии с настоящим изобретением вблизи верхней ветви конвейерной ленты с обеих сторон горизонтальных опорных элементов, начиная в зоне подачи и систем дозирования, расположены направленные вверх опорные элементы, продольные оси которых пересекаются в точке, находящейся под верхней ветвью, и которые придают конвейерной ленте, поддерживаемой ими, форму подходящего желоба. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением конвейерную ленту вблизи системы подачи компонентов реакции поддерживают множество опорных и несущих элементов в форме желоба, которые обеспечивают конфигурацию подаваемых реакционных компонентов в форме глубокого желоба или тарелки. Требуемую форму желоба определяют формой и расположением опорных элементов вдоль всей длины пути верхней ветви. В области введения реакционных компонентов опорные элементы должны быть расположены относительно близко друг к другу, а в следующей области, после инициации полимеризации, опорные элементы могут быть расположены на несколько большем расстоянии друг от друга. Угол наклона опорных элементов и форма по

- 8 030945 перечного сечения опорных элементов могут быть переменными для выравнивания изначально глубокого желоба по мере движения к концу полимеризационной части и повторного приведения его в растянутое состояния. В дополнительном варианте реализации настоящего изобретения каждый опорный элемент предпочтительно образован цилиндрическим или сферическим роликом, способным вращаться относительно его продольной оси. Изменяя поперечное сечение ролика, а также конфигурацию ролика, можно легко добиться требуемой формы поперечного сечения желоба. Для обеспечения надлежащего формования желоба из конвейерной ленты, при ее переходе из плоского состояния в форму желоба и при ее возврате обратно в плоское состояние, предпочтительно использовать конвейерную ленту, гибкую продольном и поперечном направлениях.

Лента может быть изготовлена из различных материалов, хотя они предпочтительно должны соответствовать требованиям хорошей прочности при растяжении и гибкости, хорошей усталостной прочности при многократном напряжении изгиба, хорошей деформируемости и химической стойкости к отдельным компонентам реакции в условиях полимеризации. Один материал обычно не удовлетворяет указанным требованиям. Поэтому в качестве ленты согласно настоящему изобретению обычно используют многослойный материал. Механические требования могут быть удовлетворены с помощью каркаса, например тканых вставок из природных и/или синтетических волокон, или стеклянных волокон, или стального корда. Химическая стойкость может быть достигнута с помощью покрытия, например, из полиэтилена, полипропилена, полиизобутилена, галогенированных полиолефинов, таких как поливинилхлорид или политетрафторэтилен, полиамидов, природных или синтетических каучуков, сложных полиэфирных смол или эпоксидных смол. Предпочтительный материал покрытия представляет собой силиконовый каучук.

На технологической стадии (vii) способа согласно настоящему изобретению полимерный гель, полученный в реакторе полимеризации, необязательно дробят с получением частиц полимерного геля. Предпочтительные частицы полимерного геля представляют собой частицы, выбранные из группы, состоящей из стренг полимерного геля, хлопьев полимерного геля и комков полимерного геля или комбинации по меньшей мере двух из них. Дробильное устройство может представлять собой реактор полимеризации или часть реактора полимеризации, или отдельное устройство, или оба варианта. Следовательно, дробление полимерного геля может быть проведено до, во время или после выгрузки полимерного геля из реактора полимеризации. Предпочтительным реактором полимеризации, который представляет собой дробильное устройство, является месильный реактор. При осуществлении дробления в реакторе полимеризации полученные частицы полимерного геля предпочтительно дополнительно дробят после выгрузки из реактора полимеризации. Если реактор полимеризации представляет собой конвейерную ленту, то дробление предпочтительно проводят после выгрузки полимерного геля в виде листа полимерного геля с конвейерной ленты в дробильном устройстве, при этом дробильное устройство представляет собой отдельное устройство. Предпочтительно лист полимерного геля выгружают с конвейерной ленты в виде непрерывного листа, который имеет мягкую, полутвердую консистенцию, а затем направляют на дополнительную обработку, такую как дробление.

Дробление полимерного геля предпочтительно проводят по меньшей мере в три стадии:

на первой стадии используют режущую установку, предпочтительно нож, например нож, описанный в WO-A-96/36464, для нарезания полимерного геля на плоские полоски геля предпочтительно длиной от 5 до 500 мм, предпочтительно от 10 до 300 мм и особенно предпочтительно от 100 до 200 мм, высотой от 1 до 30 мм, предпочтительно от 5 до 25 мм и особенно предпочтительно от 10 до 20 мм, а также шириной от 1 до 500 мм, предпочтительно от 5 до 250 мм и особенно предпочтительно от 10 до 200 мм;

на второй стадии используют измельчающее устройство, предпочтительно дробилку, для измельчения полосок геля на кусочки геля предпочтительно длиной от 3 до 100 мм, предпочтительно от 5 до 50 мм, высотой до 1 до 25 мм, предпочтительно от 3 до 20 мм, а также шириной от 1 до 100 мм, предпочтительно от 3 до 20 мм;

на третьей стадии используют (измельчительную) установку волчок, предпочтительно типа куттера, предпочтительно имеющего шнек и пластину с отверстиями, где шнек продавливает продукт через пластину с отверстиями, для измельчения и размалывания кусочков геля на частицы полимерного геля, которые предпочтительно меньше кусочков геля.

Тем самым достигают оптимального соотношения площади поверхности к объему, которое оказывает благоприятный эффект на характеристики высушивания на технологической стадии (viii). Гель, дробленый таким способом, особенно подходит для высушивания на ленте. Трехстадийное дробление обеспечивает более качественный доступ воздуха благодаря воздушным каналам, расположенным между частицами гранулята.

На технологической стадии (viii) способа согласно настоящему изобретению полимерный гель высушивают.

Высушивание полимерного геля может быть осуществлено в любой сушилке или печи, которые специалисты в данной области техники считают подходящими для высушивания полимерного геля или описанных выше частиц полимерного геля. В качестве примера могут быть упомянуты вращающиеся трубчатые печи, сушилки с псевдоожиженным слоем, тарельчатые сушилки, лопастные сушилки и ин

- 9 030945 фракрасные сушилки.

Особенно предпочтительны ленточные сушилки. Ленточная сушилка представляет собой конвекционную систему сушки для особенно щадящей обработки продуктов со свободным доступом воздуха. Продукт, подлежащий высушиванию, помещают на бесконечную конвейерную ленту, которая пропускает газ, и обрабатывают потоком нагретого газа, предпочтительно воздуха. Осуществляют рециркуляцию сушильного газа, чтобы он мог стать очень высоконасыщенным в процессе многократных пропусканий через слой продукта. Определенную часть сушильного газа, предпочтительно не менее 10%, более предпочтительно не менее 15% и наиболее предпочтительно не менее 20% и предпочтительно до 50%, более предпочтительно до 40% и наиболее предпочтительно до 30% количества газа за проход, выпускают из сушилки в виде высоконасыщенного пара, уносящего определенное количество воды, испаренной из продукта. Температура нагретого газового потока предпочтительно составляет не менее 50°C, более предпочтительно не менее 100°C и наиболее предпочтительно не менее 150°C и предпочтительно до 250°C, более предпочтительно до 220°C и наиболее предпочтительно до 200°C.

Размер и конструкция сушилок зависят от перерабатываемого продукта, производственной мощности и загрузки при сушке. Ленточная сушилка может быть реализована в виде системы с одной лентой, несколькими лентами, многостадийной или многоярусной системы. Настоящее изобретение предпочтительно осуществляют с применением ленточной сушилки, имеющей по меньшей мере одну ленту. Особенно предпочтительны сушилки из одной ленты. Для обеспечения оптимальных характеристик высушивания на ленте отдельно определяют свойства высушивания водоабсорбирующих полимеров как функции от выбранных технологических параметров. Для конкретного продукта подбирают размер отверстий и размер ячеек ленты. Возможны также некоторые варианты поверхностной оптимизации, такие как электролитическая полировка или покрытие тефлоном.

Частицы полимерного геля, подлежащие высушиванию, предпочтительно наносят на ленту ленточной сушилки с помощью поворотной ленты. Высота подачи, т.е. вертикальное расстояние между поворотной лентой и лентой ленточной сушилки, предпочтительно составляет не менее 10 см, более предпочтительно не менее 20 см и наиболее предпочтительно не менее 30 см и предпочтительно до 200 см, более предпочтительно до 120 см и наиболее предпочтительно до 40 см. Толщина слоя частиц полимерного геля, подлежащих высушиванию, на ленточной сушилке предпочтительно составляет не менее 2 см, более предпочтительно не менее 5 см и наиболее предпочтительно не менее 8 см и предпочтительно не более 20 см, более предпочтительно не более 15 см и наиболее предпочтительно не более 12 см. Скорость ленты ленточной сушилки предпочтительно составляет не менее 0,005 м/с, более предпочтительно не менее 0,01 м/с и наиболее предпочтительно не менее 0,015 м/с и предпочтительно до 0,05 м/с, более предпочтительно до 0,03 м/с и наиболее предпочтительно до 0,025 м/с.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением гель предпочтительно высушивают до содержания воды в диапазоне от 0,5 до 25 мас.%, предпочтительно от 1 до 10 мас.% и особенно предпочтительно от 3 до 7 мас.% относительно высушенного полимерного геля.

На технологической стадии (ix) способа согласно настоящему изобретению высушенный полимерный гель или частицы высушенного полимерного геля, или оба варианта, измельчают с получением частиц водоабсорбирующего полимера в виде частиц. Указанное измельчение включает первую стадию измельчения в первом измельчающем устройстве с получением первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц. Затем первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы подают в выдерживающее устройство. Предпочтительное выдерживающее устройство представляет собой бункер. Указанное измельчение дополнительно включает дополнительную стадию измельчения в дополнительном измельчающем устройстве с получением дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц.

Первое измельчающее устройство и дополнительное измельчающее устройство могут представлять собой любые устройства, которые специалисты в данной области техники считают подходящими для измельчения вышеописанного высушенного полимерного геля или частиц высушенного полимерного геля. В качестве примера подходящего первого измельчающего устройства и подходящего дополнительного измельчающего устройства может быть упомянута одностадийная или многостадийная роликовая мельница, предпочтительно двух- или трехстадийная роликовая мельница, штифтовая мельница, молотковая мельница или вибрационная мельница. В указанном процессе первое измельчающее устройство предпочтительно выбрано для обеспечения крупного помола высушенного полимерного геля по сравнению с дополнительным измельчающим устройством, которое предпочтительно выбрано для обеспечения более тонкого помола. Предпочтительно первое измельчающее устройство и дополнительное измельчающее устройство выбраны так, что комбинированное измельчение высушенного полимерного геля в контексте первой стадии измельчения и дополнительной стадии измельчения обеспечивает требуемое распределение по размеру водоабсорбирующих полимерных частиц.

На технологической стадии (х) способа согласно настоящему изобретению дополнительные измельченные частицы водоабсорбирующего полимера сортируют, преимущественно с применением подходящих сит. В данном контексте особенно предпочтительно, что после сортировки частиц водоабсорбирующего полимера содержание полимерных частиц, имеющих размер частиц менее 150 мкм, состав

- 10 030945 ляет менее 10 мас.%, предпочтительно менее 8 мас.% и, в частности, менее 6 мас.%, и что содержание полимерных частиц, имеющих размер частиц более 850 мкм, также составляет менее 10 мас.%, предпочтительно менее 8 мас.% и особенно предпочтительно менее 6 мас.%. Предпочтительно также, что после сортировки частиц водоабсорбирующего полимера по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% частиц имеют размер от 300 до 600 мкм.

На технологической стадии (xi) способа согласно настоящему изобретению поверхность дополнительных измельченных и отсортированных частиц водоабсорбирующего полимера необязательно обрабатывают. В качестве средства для обработки поверхности частиц водоабсорбирующего полимера может быть использовано любое средство, которое специалисты в данной области техники считают подходящими для указанной цели. Примеры поверхностной обработки включают, например, поверхностное сшивание, обработку поверхности водорастворимыми солями, такими как сульфат алюминия или лактат алюминия, обработку поверхности неорганическими частицами, такими как диоксид кремния, и т.п. Предпочтительно компоненты, используемые для обработки поверхности полимерных частиц (сшивающие агенты, водорастворимые соли) добавляют к частицам водоабсорбирующего полимера в форме водных растворов. После смешивания частиц с указанными водными растворами их нагревают до температуры от 150 до 230°C, предпочтительно от 160 до 200°C для ускорения реакции поверхностного сшивания.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения второе время пребывания составляет от 120 до 180 мин, предпочтительно от 120 до 175 мин, более предпочтительно от 100 до 170 мин, более предпочтительно от 120 до 165 мин, более предпочтительно о 130 до 160 мин, наиболее предпочтительно от 140 до 155 мин.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения произведение D₅₀ диаметра дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц и второго времени пребывания составляет от 4х10³ до 100х10³ мкм-мин, предпочтительно от 5х10³ до 100х10³ мкм-мин, более предпочтительно от 5х10³ до 95х10³ мкм-мин, более предпочтительно от 5х10³ до 9х10³ мкм-мин, более предпочтительно от 5х10³ до 85х10³ мкм-мин, более предпочтительно от 5х10³ до 80х10³ мкм-мин, более предпочтительно от 5х10³ до 75х10³ мкм-мин, наиболее предпочтительно от 54х10³ до 72х10³ мкм-мин.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретение отношение суммы первого времени пребывания и второго времени пребывания к содержанию воды в высушенном полимерном геле до технологической стадии (ix) составляет от 10 до 100 мин/мас.%, предпочтительно от 12 до 90 мин/мас.%, более предпочтительно от 14 до 80 мин/мас.%, более предпочтительно от 16 до 70 мин/мас.%, более предпочтительно от 18 до 60 мин/мас.%, более предпочтительно от 19 до 50 мин/мас.%, наиболее предпочтительно от 20 до 45 мин/мас.%.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретение отношение D50 диаметра первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц ко второму времени пребывания составляет от 10 до 40 мкм/мин, предпочтительно от 15 до 35 мкм/мин, наиболее предпочтительно от 19 до 29 мкм/мин.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения на технологической стадии (ix) после обработки первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц выдерживанием в выдерживающем устройстве и до обработки, по меньшей мере, первой части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц на дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчающем устройстве, первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы сортируют по размеру, отделяя первую часть первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц от дополнительной части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц; при этом дополнительную часть первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц не подвергают дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчающем устройстве. Предпочтительно дополнительную часть первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц, по меньшей мере, частично подвергают технологическим стадиям (х) или (xi) или обеим. Предпочтительно частицы дополнительной части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц характеризуются диаметром частиц более 800-900 мкм, предпочтительно более 850 мкм.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения первое измельчающее устройство представляет собой ударную мельницу. Предпочтительная ударная мельница содержит вращающийся элемент и множество молотков, где каждый молоток соединен с вращающимся элементом. Предпочтительно высушенный полимерный гель измельчают посредством многократного воздействия указанных молотков.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения первое измельчающее устройство содержит по меньшей мере один, предпочтительно по меньшей мере два, более предпочтительно по меньшей мере три, более предпочтительно по меньшей мере 4, более предпочтительно по меньшей мере 5, более предпочтительно по меньшей мере 6, более предпочтительно по меньшей мере 7, более предпочтительно по меньшей мере 8, более предпочтительно по меньшей мере 9, более предпочтительно по меньшей мере 10, более предпочтительно по меньшей мере 11, более предпочтительно по меньшей мере

- 11 030945

12, более предпочтительно по меньшей мере 13, наиболее предпочтительно по меньшей мере 14 вращающихся ножей (нож) и по меньшей мере один, предпочтительно по меньшей мере 2, более предпочтительно по меньшей мере 3, наиболее предпочтительно по меньшей мере 4 неподвижных ножа (нож). Предпочтительно вращающиеся ножи расположены парами. Предпочтительно неподвижные ножи расположены парами.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения выдерживающее устройство представляет собой бункер. Предпочтительный бункер представляет собой накопительную емкость, используемую для подачи гранулярных материалов с помощью наклонного желоба для ограничения потока.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения дополнительное измельчающее устройство представляет собой роликовую мельницу. Предпочтительная роликовая мельница содержит по меньшей мере 2, предпочтительно по меньшей мере 3, более предпочтительно по меньшей мере 4, более предпочтительно по меньшей мере 5, наиболее предпочтительно по меньшей мере 6 роликов. В указанном процессе 2 ролика предпочтительно расположены в виде пары, содержащей ролик и противоположный ролик. Другая предпочтительная роликовая мельница представляет собой трехстадийную роликовую мельницу. Особенно предпочтительная роликовая мельница представляет собой трехстадийную роликовую мельницу, содержащую по одной паре роликов для каждой из трех стадий.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения полимерный гель, выгружаемый на технологической стадии (vii), содержит воду в количестве 40-60 мас.%, предпочтительно 50-60 мас.%, более предпочтительно 53-56 мас.% относительно полимерного геля.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения полимерный гель, выгружаемый на технологической стадии (vii), представляет собой лист полимерного геля; где указанный лист полимерного геля характеризуется толщиной от 10 до 200 мм, предпочтительно от 10 до 100 мм, более предпочтительно от 15 до 75 мм, наиболее предпочтительно от 15 до 50 мм.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения полимерный гель, выгружаемый на технологической стадии (vii), представляет собой лист полимерного геля; где указанный лист полимерного геля характеризуется шириной от 30 до 300 см, предпочтительно от 50 до 250 см, более предпочтительно от 60 до 200 см, наиболее предпочтительно от 80 до 100 см.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения полимеризацию на стадии (vi) проводят в присутствии вспенивающего агента. Вспенивающий агент может быть добавлен к водному раствору мономера на одной из стадий, выбранных из группы, состоящей из стадии (i), стадии (ii), стадии (iii), стадии (iv), стадии (v) и стадии (iv) или в комбинации по меньшей мере двух из них. Предпочтительно вспенивающий агент добавляют к раствору мономера на стадии (i). Вспенивающий агент должен быть добавлен до или непосредственно после инициации полимеризации на стадии (vi). Особенно предпочтительно, вспенивающий агент добавляют к раствору мономера после или одновременно с добавлением инициатора или компонента системы инициатора. Предпочтительно вспенивающий агент добавляют к раствору мономера в количестве от 500 до 4000 ppm по массе, предпочтительно от 1000 до 3500 ppm по массе, более предпочтительно от 1500 до 3200 ppm по массе, наиболее предпочтительно от 2000 до 3000 ppm по массе от общей массы раствора мономера.

Вспенивающий агент представляет собой вещество, способное образовывать ячеистую структуру или поры, или оба варианта, посредством пенообразования во время полимеризации мономеров. Процесс пенообразования предпочтительно является эндотермическим. Предпочтительный эндотермический процесс пенообразования инициируют теплом, образующимся в экзотермической реакции полимеризации или поперечного сшивания, или в обеих реакциях. Предпочтительный вспенивающий агент представляет собой физических вспенивающий агент, или химический вспенивающий агент, или оба агента. Предпочтительный физический вспенивающий агент представляет собой агент, выбранный из группы, состоящей из CFC, HCFC, углеводорода и CO₂ или комбинации по меньшей мере двух из них. Предпочтительный СО₂ представляет собой жидкий CO₂. Предпочтительный углеводород представляет собой углеводород, выбранный из группы, состоящей из пентана, изопентана и циклопентана или комбинации по меньшей мере двух из них. Предпочтительный химический вспенивающий агент представляет собой агент, выбранный из группы, состоящей из карбонатного вспенивающего агента, нитрита, пероксида, кальцинированной соды, производного щавелевой кислоты, ароматического азосоединения, гидразина, азида, N.N'-динитрозоамида и органического вспенивающего агента или комбинации по меньшей мере двух из них.

Особенно предпочтительный вспенивающий агент представляет собой карбонатный вспенивающий агент. Карбонатные вспенивающие агенты, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, описаны в US 5118719 A, включенном в настоящий документ посредством ссылки. Предпочтительный карбонатный вспенивающий агент представляет собой карбонат-содержащую соль или бикарбонат-содержащую соль, или оба варианта. Другой предпочтительный карбонатный вспенивающий агент содержит агент, выбранный из группы, состоящей из СО₂ в виде газа, CO₂ в виде твердого вещества, этиленкарбоната, карбоната натрия, карбоната калия, карбоната аммония, карбоната магния или гидроксикарбоната магния, карбоната кальция, карбоната бария, бикарбоната, их гидратов, других катионов и природных карбонатов или комбинации по меньшей мере двух из них. Предпочтительный

- 12 030945 природный карбонат представляет собой доломит. Вышеуказанные карбонатные вспенивающие агенты, растворенные или диспергированные в растворе мономера, высвобождают CO₂ при нагревании. Особенно предпочтительный карбонатный вспенивающий агент представляет собой MgCO₃, который также может быть представлен формулой (MgCO₃)₄-Mg(OH)₂-5H₂O. Другой предпочтительный карбонатный вспенивающий агент представляет собой (NH₄)₂CO₃. Также могут быть использованы MgCO₃ и (NH4)2CO3 в смесях. Предпочтительные карбонатные вспенивающие агенты представляют собой карбонатные соли поливалентных катионов, таких как Mg, Ca, Zn и т. п. Примеры таких карбонатных вспенивающих агентов представляют собой Na2CO3, K2CO3, (NH4)2CO3, MgCO3, CaCO3, NaHCO3, KHCO3, NH4HCO3, Mg(HCO3)2, Са(НСО3)2, ZnCO3 и ВаСО3. Несмотря на то что могут быть использованы некоторые катионы поливалентных переходных металлов, некоторые из них, такие как катион железа(Ш), могут вызывать окрашивание и могут подвергаться реакциям окисления-восстановления или гидролитическому равновесию в воде. Это может приводить к затруднению контролирования качества готового полимерного продукта. Кроме того, другие поливалентные катионы, такие как Ni, Ba, Cd, Hg, могут быть неприемлемыми вследствие потенциально токсического или кожно-сенсибилизирующего действия.

Предпочтительный нитрит представляет собой нитрит аммония. Предпочтительный пероксид представляет собой пероксид водорода. Предпочтительное ароматическое азосоединение представляет собой соединение, выбранное из группы, состоящей из триазена, арилазосульфонов, арилазотриарилметанов, гидразосоединения, простого диазоэфира и диазоаминобензола, или комбинации по меньшей мере двух из них. Предпочтительный гидразин представляет собой фенилгидразин.

Предпочтительный азид представляет собой карбонилазид или сульфонилазид, или оба варианта. Предпочтительный N.N'-динитрозоамид представляет собой КИ-диметил-НИ-динитрозотерефталамид.

Вклад в решение по меньшей мере одной из вышеуказанных задач обеспечивается посредством устройства для получения водоабсорбирующих полимерных частиц в технологическом потоке, содержащего:

a) первый контейнер, выполненный с возможностью приема водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий группы карбоновой кислоты (а1);

b) дополнительный контейнер, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного сшивающего агента (а3);

c) смесительное устройство, где смесительное устройство:

i) расположено после первого контейнера и дополнительного контейнера, ii) выполнено с возможностью смешивания раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (а3);

а) реактор полимеризации, где реактор полимеризации:

i) расположен после первого контейнера и дополнительного контейнера, ii) выполнен с возможностью вмещения водного раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (а3) во время полимеризации мономеров в водном растворе мономера, с образованием полимерного геля;

d) дробильное устройство, где дробильное устройство:

i) расположено после первого контейнера и дополнительного контейнера, ii) выполнено с возможностью дробления полимерного геля с образованием частиц полимерного геля,

e) ленточную сушилку, где ленточная сушилка:

i) расположена после дробильного устройства, ii) выполнена с возможностью высушивания частиц полимерного геля,

f) первое измельчающее устройство, где первое измельчающее устройство:

i) расположено после ленточной сушилки, ii) выполнено с возможностью обработки частиц высушенного полимерного геля на первой стадии измельчения с получением первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц, iii) выполнено с возможностью вмещения частиц высушенного полимерного геля и первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц, полученных из них, в течение первого времени пребывания;

g) выдерживающее устройство, где выдерживающее устройство:

i) расположено после первого измельчающего устройства, ii) выполнено с возможностью вмещения первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц в течение второго времени пребывания;

h) дополнительное измельчающее устройство, где дополнительное измельчающее устройство:

i) расположено после выдерживающего устройства, ii) выполнено с возможностью обработки, по меньшей мере, первой части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц на дополнительной стадии измельчения с получением дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц;

- 13 030945 iii) выполнено с возможностью вмещения, по меньшей мере, первой части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц и дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц, полученных из них, в течение третьего времени пребывания;

j) первое устройство сортировки по размеру, где первое устройство сортировки по размеру:

i) расположено после дополнительного измельчающего устройства, ii) выполнено с возможностью сортировки дополнительных измельченных частиц водоабсорбирующего полимера;

где второе время пребывания больше первого времени пребывания;

где второе время пребывания больше третьего времени пребывания.

В указанном процессе смесительное устройство может быть идентично реактору полимеризации. Кроме того, реактор полимеризации может быть идентичен дробильному устройству. Следовательно, смесительное устройство, реактор полимеризации и дробильное устройство могут быть идентичными. Предпочтительные компоненты или устройства или оба варианта, оборудования согласно настоящему изобретению выполнены в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Предпочтительное первое измельчающее устройство представляет собой первое измельчающее устройство в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Предпочтительное дополнительное измельчающее устройство представляет собой дополнительное измельчающее устройство в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Предпочтительное выдерживающее устройство представляет собой выдерживающее устройство в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Предпочтительное первое время пребывания представляет собой первое время пребывания в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Предпочтительное второе время пребывания представляет собой второе время пребывания в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Предпочтительное третье время пребывания представляет собой третье время пребывания в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Предпочтительное первое сортировочное устройство представляет собой сито, которое специалисты в данной области техники считают подходящим для просеивания дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения устройство дополнительно содержит дополнительное сортировочное устройство, где дополнительное сортировочное устройство:

a) расположено после выдерживающего устройства;

b) выполнено с возможностью сортировки по размеру первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц, отделяя первую часть первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц от дополнительной части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц.

Предпочтительное дополнительное сортировочное устройство представляет собой сито, которое специалисты в данной области техники считают подходящим для отделения первой части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц от дополнительной части первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц. Предпочтительное дополнительное сортировочное устройство содержит решетку, имеющую размер ячеек от 18 до 25 меш США, предпочтительно 20 меш США. Другое предпочтительное дополнительное сортировочное устройство содержит дополнительную решетку, имеющую размер ячеек от 70 до 140 меш США, предпочтительно 100 меш США.

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивают с помощью способа получения частиц водоабсорбирующего полимера в устройстве согласно настоящему изобретению. Предпочтительно указанный процесс включает технологические стадии (i)-(xi) согласно настоящему изобретению.

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивают с помощью частицы водоабсорбирующего полимера, которая может быть получена способом согласно настоящему изобретению. Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к множеству поверхностно сшитых частиц водоабсорбирующего полимера, содержащих:

a) хелатообразующий агент, в частности ЭДТА, в количестве от 500 до 3000 ppm по массе, предпочтительно от 1000 до 2000 ppm по массе;

b) полиалкиленгликоль, в частности полиэтиленгликоль, в количестве от 500 до 3000 ppm по массе, предпочтительно от 1000 до 2000 ppm по массе; и

c) SiO₂ в количестве от 500 до 3000 ppm по массе, предпочтительно от 1000 до 2000 ppm по массе, каждое значение выражено относительно массы множества поверхностно сшитых частиц водоабсорбирующего полимера.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения множество поверхностно сшитых частиц водоабсорбирующего полимера дополнительно содержат Ag-цеолит, предпочтительно в количестве от 0,0001 до 1 мас.ч., более предпочтительно от 0,001 до 0,5 мас.ч. и наиболее предпочтительно от 0,002 до 0,01 мас.ч., каждое значение выражено относительно общей массы множества поверхностно сшитых частиц водоабсорбирующего полимера.

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивают с помощью композиционного материала, содержащего частицу водоабсорбирующего полимера, которая может быть получена способом согласно настоящему изобретению.

- 14 030945

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения композиционный материал согласно настоящему изобретению содержит материал, выбранный из группы, состоящей из пены, профилированного изделия, волокна, фольги, пленки, кабеля, уплотнительного материала, влагопоглощающего гигиенического изделия, носителя для агентов регулирования роста растений и грибков, упаковочного материала, добавки для почвы, строительного материала или комбинации по меньшей мере двух из них. Предпочтительный кабель представляет собой синий подводный кабель. Предпочтительное влагопоглощающее гигиеническое изделие представляет собой изделие, выбранное из группы, состоящей из подгузника, тампона и гигиенической прокладки или комбинации по меньшей мере двух из них. Предпочтительный подгузник представляет собой детский подгузник или подгузник для взрослых, страдающих недержанием, или оба варианта.

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивают с помощью способа получения композиционного материала, где частицу водоабсорбирующего полимера согласно настоящему изобретению и подложку, а также необязательное вспомогательное вещество приводят в контакт друг с другом.

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивают с помощью композиционного материала, который может быть получен способом согласно настоящему изобретению.

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивают посредством применения частицы водоабсорбирующего полимера согласно настоящему изобретению в пене, профилированном изделии, волокне, фольге, пленке, кабеле, уплотнительном материале, влагопоглощающем гигиеническом изделии, носителе для агентов регулирования роста растений и грибков, упаковочном материале, добавке для почвы, для контролируемого высвобождения активного соединения или в строительном материале.

Методы испытаний.

В настоящем изобретении использовали следующие методы испытаний. В отсутствие метода испытаний использовали метод испытания ISO для измерения характеристики, наиболее близкий к ранней дате подачи заявки на данное изобретение. При отсутствии метода испытания ISO использовали метод испытания EDANA, наиболее близкий к ранней дате подачи заявки на данное изобретение. В отсутствие определенных условий измерения использовали температуру и давление окружающей среды (SATP), т.е. температуру 298,15 К (25°C, 77°F) и абсолютное давление 100 кПа (14,504 psi, 0,986 атм).

Содержание воды.

Содержание воды в частицах водоабсорбирующего полимера после высушивания определяли по методу Карла-Фишера.

Способ осуществления изобретения

Примеры

Далее настоящее изобретение объяснено более подробно с помощью примеров и чертежей, приведенных в качестве примера, которые не ограничивают его.

A) Получение раствора мономера частично нейтрализованной акриловой кислоты.

0,4299 мас.ч. воды смешивали в подходящей емкости с 0,27 мас.ч. акриловой кислоты и 0,0001 мас.ч. монометилового эфира гидрохинона (MEHQ). К смеси добавляли 0,2 мас.ч. 48 мас.% раствора гидроксида натрия. Получали раствор натрий-акрилатного мономера со степенью нейтрализации 70 мол.%.

Раствор натрий-акрилатного мономера необязательно дегазировали азотом.

B) Полимеризация раствора мономера.

В контейнере смешивали 1 мас.ч. раствора мономера, полученного на стадии А), с 0,001 мас.ч. триметилолпропантриакрилата в качестве сшивающего агента, 0,001 мас.ч. пероксодисульфата натрия в качестве первого компонента инициатора, 0,000034 мас.ч. 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтан-1-она (Ciba® Irgacure® 651 производства Ciba Specialty Chemicals Inc., Базель, Швейцария) в качестве второго компонента инициатора, до 0,1 мас.ч. частиц акриловой кислоты (с размером частиц менее 150 мкм) с получением перемешанного раствора. При добавлении вспенивающего агента в соответствии с представленными табл. 1-4 к перемешанному раствору добавляли 0,1 мас.ч. карбоната натрия от общей массы перемешанного раствора.

Достаточное количество перемешанного раствора подвергали дополнительной обработке для получения полимерного геля, и затем последующих частиц водоабсорбирующего полимера, и затем поверхностно сшитых частиц водоабсорбирующего полимера, и затем дополнительно обработанного водоабсорбирующего продукта. Подробности дополнительной обработки представлены ниже.

Затем перемешанный раствор помещали на ленту конвейерного ленточного реактора и инициировали полимеризацию УФ-излучением. Длина конвейерной ленты составляла по меньшей мере 20 м, а ширина 0,8 м. Конвейерной ленте придавали форму желоба для удерживания раствора на ленте до и во время полимеризации. Размеры конвейерной ленты и скорости транспортировки конвейерной ленты выбирали так, чтобы получать гель полиакриловой кислоты на дальнем конце ленты. По окончании указанной стадии получали гель водоабсорбирующего полимера. Полимерный гель имел содержание воды

- 15 030945 примерно 52 мас.% от общей массы полимерного геля.

C) Дробление и высушивание полимерного геля.

Полимерный гель образовывал стренг полимерного геля, который выгружали с конвейерной ленты и дробили в три стадии: каучукообразный гель полиакриловой кислоты разрезали на плоские полоски геля с помощью ножа. Полоски геля имели длину от 10 до 20 см, высоту от 10 до 200 м и ширину от 10 до 200 мм, затем использовали дробилку для нарезания полосок на кусочки геля длиной от 5 до 50 мм, высотой от 3 до 20 мм и шириной от 3 до 20 мм, затем кусочки геля продавливали через смеситель с измельчителем для размельчения кусочков геля с получением частиц геля, имеющих длину от 3 до 20 мм, высоту от 3 до 20 мм и ширину от 3 до менее 20 мм.

Дробленый гель высушивали на ленточной сушилке при температуре 180°C до содержания воды 5 мас.% относительно высушенного полимерного геля. Лента ленточной сушилки содержала отверстия, через которые в полимерный гель через форсунки подавали горячий воздух под давлением. Гель на ленте обдували также горячим воздухом сверху.

D) Измельчение и сортировка по размеру.

Высушенный полимерный гель измельчали в три стадии. Сначала высушенный полимерный гель пропускали через гранулятор Herbold HGM 60/145 (HERBOLD Meckesheim GmbH) в качестве первого измельчающего устройства. Высушенный полимерный гель выдерживали в течение первого времени пребывания в указанном первом измельчающем устройстве. Затем полученные частицы высушенного полимерного геля выдерживали в бункере в течение второго времени пребывания. Затем частицы высушенного полимерного геля дополнительно измельчали в роликовой мельнице в качестве дополнительного измельчающего устройства с получением водоабсорбирующих полимерных частиц. Частицы высушенного полимерного геля/водоабсорбирующие полимерные частицы выдерживали в течение третьего времени пребывания в роликовой мельнице. Тип, т.е. количество стадий роликовой мельницы, представлен ниже. Значения первого, второго и третьего времени пребывания для конкретных примеров и сравнительных примеров представлены ниже.

Водоабсорбирующие полимерные частицы просеивали через барабанные сита, имеющие несколько решеток. Использовали следующие размеры ячеек решеток: от 20, 30, 40, 50, 60 до 100 меш США. По меньшей мере 50 мас.% полученных водоабсорбирующих полимерных частиц имели размер частиц от 300 до 600 мкм. Менее 5 мас.% водоабсорбирующих полимерных частиц в примерах согласно настоящему изобретению имели размер менее 150 мкм, менее 5 мас.% водоабсорбирующих полимерных частиц в примерах согласно настоящему изобретению имели размер частиц более 850 мкм. Полученные водоабсорбирующие полимерные частицы назвали предшественником I.

E) Обработка диоксидом кремния.

На стадии обработки предшественник I смешивали в дисковом смесителе примерно с 0,01 мас.ч. (±10%) диоксида кремния (SiO₂) относительно общей массы предшественника I и SiO₂. Диоксид кремния использовали в форме Sipemat® 22 производства компании Evonik Industries AG, Эссен, Германия. При смешивании предшественника I с SiO₂ температура предшественника все еще была более 80-100°C, предпочтительно 100°C. Получали предшественник II.

F) Поверхностное сшивание.

На следующей стадии 1 мас.ч. предшественника II смешивали с 0,003 мас.ч. (±10%) поверхностного сшивающего агента относительно общей массы смеси предшественника II и сшивающего агента. Поверхностный сшивающий агент состоял из 19 мас.% воды, 40 мас.% диглицидилового эфира этиленгликоля, 1 мас.% Na₂SO₃, 40 мас.% полиэтиленгликоля с молекулярной массой 400 г/моль, все значения относительно общего количества сшивающего агента. Ингредиенты сшивающего агента смешивали в линейном статическом смесителе. Сшивающий агент смешивали в смесителе кольцевого слоя CoriMix® CM 350 (Gebriider Lodige Mascheninenbau GmbH, Падерборн, Германия) с предшественником II. Смесь нагревали до температуры от 130 до 160°C. Затем смесь высушивали в лопастной сушилке Andritz Gouda Paddle Dryer, предпочтительно типа GPWD12W120 производства компании Andritz AG, Грац, Австрия, в течение 45 мин при температуре от 130 до 160°C. Получали поверхностно сшитые частицы абсорбирующего полимера.

В охлаждающем устройстве в форме псевдоожиженного слоя температуру поверхностно сшитых частиц абсорбирующего полимера понижали до менее 60°C с получением охлажденных поверхностно сшитых частиц абсорбирующего полимера, названного предшественником III.

G) Дополнительная обработка.

Затем 1 мас.ч. предшественника III подвергали смешиванию с 0,005 мас.ч. Ag-цеолита. Затем смесь просеивали. Сито выбирали для отделения агломератов охлажденных поверхностно сшитых частиц абсорбирующего полимера, имеющих размер частиц более 850 мкм. По меньшей мере 50 мас.% поверхностно сшитых частиц абсорбирующего полимера имели размер частиц от 300 до 600 мкм. Менее 5 мас.% поверхностно сшитых абсорбирующих полимерных частиц в примерах согласно настоящему изобретению имели размер менее 150 мкм, менее 5 мас.% поверхностно сшитых абсорбирующих полимерных частиц в примерах согласно настоящему изобретению имели размер частиц более 850 мкм. По

- 16 030945 лучали дополнительно обработанные поверхностно сшитые частицы водоабсорбирующего полимера.

Использовали следующую шкалу для сравнения результатов измерения параметров, представленных в табл. 1-4, для примеров и сравнительного примера. В порядке, представленном ниже, результаты измерений улучшаются слева направо: --, -, 0, +, ++, +++, ++++.

В сравнительном примере 1 и в примерах 1-4 первое измельчающее устройство представляло собой гранулятор Herbold типа SML 60/145-SX7-2 производства компании Herbold Meckesheim GmbH, Меккесхайм, Германия. Кроме того, первое время пребывания в указанном первом измельчающем устройстве сохраняли постоянным, 1 мин, третье время пребывания в дополнительном измельчающем устройстве сохраняли постоянным, 1 мин, D50 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц сохраняли постоянным, и содержание воды в высушенном полимерном геле до первого измельчения сохраняли постоянным, при 5 мас.% от высушенного полимерного геля. В каждом случае дополнительное измельчающее устройство представляло собой роликовую мельницу. Количество роликов и, следовательно, количество стадий измельчения в дополнительном измельчающем устройстве (количество роликов, деленное на 2) представлено в табл. 1.

Таблица 1 Необходимое техническое обслуживание дополнительного измельчающего устройства и количество образующихся мелких частиц для различных дополнительных измельчающих устройств и различного второго времени пребывания, а также в зависимости от применения вспенивающего агента

	Второе время пребывания	Дополнительное измельчающее устройство	Вспенивающий агент	Рабочее время дополнительного измельчающего устройства до технического обслуживания	Количество мелких частиц, образующихся при измельчении
Сравнительный пример 1	30 с	4-роликовая мельница	нет		++
Пример 1	30 мин.	4-роликовая мельница	нет	0	+
Пример 2	120 мин.	4-роликовая мельница	нет	++	+
Пример 3	120 мин.	4-роликовая мельница	карбонат натрия	+++
Пример 4	120 мин.	6-роликовая мельница*	карбонат натрия	+++	+

*Вальцовая дробилка Bauermeister типа SWR 350.1x1800, трехстадийная дробилка производства компании Bauermeister Zerkleinerungstechnik GmbH, Нордерштедт, Германия.

В сравнительном примере 1 второе время пребывания составляет 30 с, что меньше первого и третьего времени пребывания. В качестве дополнительного измельчающего устройства использовали роликовую мельницу, имеющую 4 ролика для 2 стадий помола. В примере 1 использовали такую же роликовую мельницу. Однако второе время пребывания в бункере устанавливали на 30 мин, что больше первого и третьего времени пребывания. Это привело к существенному увеличению периода эксплуатации до остановки на техническое обслуживание дополнительного измельчающего устройства (4-роликовая мельница). Количество мелких водоабсорбирующих полимерных частиц, имеющих размер менее 150 мкм, полученных после первого и дополнительного измельчения, было немного выше, чем в сравнительном примере 1. В примере 2 второе время пребывания дополнительно увеличивали до 120 мин. Это привело к дополнительному увеличению рабочего времени. Количество образованных мелких частиц было сравнимо с примером 1. Кроме того, в примере 3 использовали вспенивающий агент (карбонат натрия). Это привело к увеличению количества образованных мелких частиц. Однако рабочее время было еще более увеличено. В примере 4 в качестве дополнительного измельчающего устройства использовали 6-роликовую мельницу. Это привело к снижению количества мелких частиц до уровня примеров 1 и 2 при сохранении рабочего времени на уровне примера 3. Следовательно, пример 4 демонстрирует, в целом, наилучшие результаты.

- 17 030945

Далее X представляет собой отношение D₅₀ первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц ко второму времени пребывания; Y представляет собой произведение D₅₀ дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц на второе время пребывания и Z представляет собой отношение суммы первого времени пребывания и второго времени пребывания к содержанию воды в высушенном полимерном геле до измельчения. В следующих примерах 5-13 согласно настоящему изобретению второе время пребывания сохраняли постоянным при 120 мин и первое время пребывания сохраняли постоянным при 1 мин. Кроме того, использовали первое и дополнительное измельчающие устройства согласно примеру 2.

Таблица 2

Рабочее время 4-роликовой мельницы и необходимый объем бункера в зависимости от применения вспенивающего агента и параметра X

	X [мкм/мин.]	Вспенивающий агент	Рабочее время дополнительного измельчающего устройства до технического обслуживания	Необходимый объем бункера
Пример 5	5	нет	++	--
Пример 6	15	нет	++	-
Пример 7	20	нет	+	+
Пример 8	20	карбонат натрия	++	+

В примере 5 X равен 5. В непрерывном процессе получения водоабсорбирующих полимерных частиц необходимый объем бункера слишком велик. Увеличение X до 15 в примере 6 приводит к уменьшению необходимого объема бункера. Рабочее время до технического обслуживания роликовой мельницы остается постоянным. В примере 7 X равен 20, что приводит к дополнительному уменьшению объема бункера, а также к небольшому уменьшению рабочего времени. Применение вспенивающего агента в дополнение к примеру 7, как сделано в примере 8, приводит к увеличению рабочего времени до уровня примеров 5 и 6.

Таблица 3

Рабочее время 4-роликовой мельницы в зависимости от применения вспенивающего агента и параметра Y

	Y [мкм· мин.]	Вспенивающий агент	Рабочее время дополнительного измельчающего устройства до технического обслуживания
Пример 8	20 10³	нет	+
Пример 9	4510³	нет	++
Пример 10	60 10³	нет	+++
Пример И	60 10³	карбонат натрия	++++

В табл. 3 показано, что увеличение Y с 20х10³ до 60х10³ приводит к увеличению рабочего времени до возникновения необходимости в техническом обслуживании 4-роликовой мельницы. Кроме того, применение вспенивающего агента обусловливает дополнительное увеличение указанного рабочего времени.

- 18 030945

Таблица 4

Рабочее время 4-роликовой мельницы в зависимости от применения вспенивающего агента и параметра Z

	Z [ мин/мас.% ]	Вспенивающий агент	Рабочее время дополнительного измельчающего устройства до технического обслуживания
Пример И	4	нет	+
Пример 12	15	нет	++
Пример 13	30	нет	+++
Пример 14	30	карбонат натрия	++++

В табл. 4 показано, что увеличение Z с 4 до 30 приводит к увеличению рабочего времени до возникновения необходимости в техническом обслуживании 4-роликовой мельницы. Кроме того, применение вспенивающего агента обусловливает дополнительное увеличение указанного рабочего времени.

На фиг. 1 представлена технологическая схема, иллюстрирующая стадии 101-111 процесса 100 получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению. На первой стадии 101 обеспечивают водный раствор мономера, содержащий по меньшей мере один частично нейтрализованный моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий группы карбоновой кислоты ((X1), и по меньшей мере один сшивающий агент (а3). Предпочтительно водный раствор мономера представляет собой водный раствор частично нейтрализованной акриловой кислоты, дополнительно содержащий сшивающий агенты. На второй стадии 102 к водному раствору мономера могут быть добавлены мелкие частицы водоабсорбирующего полимера. На третьей стадии 103 к водному раствору мономера добавляют инициатор полимеризации или по меньшей мере один компонент системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонента. На четвертой стадии 104 снижают содержание кислорода в водном растворе мономера посредством пропускания азота через водный раствор мономера. На пятой стадии 105 раствор мономера загружают на ленту ленточного реактора полимеризации в качестве реактора 604 полимеризации.

Лента представляет собой бесконечную конвейерную ленту. На шестой стадии 106 водный раствор мономера полимеризуют в полимерный гель. На седьмой стадии 107 полимерный гель выгружают с ленты. Затем полимерный гель дробят с получением частиц полимерного геля. На восьмой стадии 108 частицы полимерного геля загружают на ленту ленточной сушилки, а затем высушивают при температуре примерно 120-150°C. Высушенные частицы 401 полимерного геля выгружают с ленточной сушилки, а затем на девятой стадии 109 измельчают с получением водоабсорбирующих полимерных частиц. Указанное измельчение включает обработку частиц 401 высушенного полимерного геля на первой стадии измельчения в первом измельчающем устройстве 402 с получением первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403, выдерживание первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 в течение времени пребывания в выдерживающем устройстве 404 и затем обработку первой части 405 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 на дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчающем устройстве 406 с получением дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 406. В указанном способе частицы 401 высушенного полимерного геля и первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403, полученные из частиц 401 высушенного полимерного геля, в целом, выдерживают в течение первого времени 407 пребывания в первом измельчающем устройстве 402, первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403 выдерживают в течение второго времени 408 пребывания в выдерживающем устройстве 404, и первую часть 405 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 и дополнительные измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 406, полученные из первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403, в целом, выдерживают в течение третьего времени 409 пребывания в дополнительном измельчающем устройстве 405. В указанном способе второе время 408 пребывания больше первого времени 407 пребывания, и второе время 408 пребывания больше третьего времени 409 пребывания. На десятой стадии 110 дополнительные измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 406 сортируют по размеру с помощью сортировочного устройства 507 с получением дополнительных измельченных и отсортированных водоабсорбирующих полимерных частиц, имеющих четко определенное распределение частиц по размеру. На одиннадцатой стадии 111 поверхность измельченных и отсортированных по размеру водоабсорбирующих полимерных частиц обрабатывают на предмет поверхностного сшивания.

- 19 030945

На фиг. 2 представлена технологическая схема, иллюстрирующая стадии 101-111 процесса 100 получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению. Процесс 100, представленный на фиг. 2, является таким же, как процесс 100 на фиг. 1, при этом третья технологическая стадия 103 и четвертая технологическая стадия 104 перекрываются по времени. При добавлении инициатора полимеризации к водном раствору мономера через водный раствор мономера пропускают азот для снижения содержания в нем кислорода.

На фиг. 3 представлена технологическая схема, иллюстрирующая стадии 101, 103, 105-110 процесса 100 получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению. Процесс 100, изображенный на фиг. 3, является таким же, как процесс 100 на фиг. 1, при этом вторая стадия 102, четвертая стадия 104 и одиннадцатая стадия 111 отсутствуют в процессе 100 в соответствии с фиг. 3.

На фиг. 4 представлена технологическая схема технологической стадии (ix) 109 согласно настоящему изобретению. Высушенный полимерный гель 401, полученный на ленточной сушилке 506, подают в первое измельчающее устройство 402 на первую стадию измельчения. Первое измельчающее устройство 402 представляет собой гранулятор Herbold (типа SML 60/145-SX7-2 производства компании Herbold Meckesheim GmbH, Меккесхайм, Германия). Таким образом, из высушенного полимерного геля 401 получают первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403. Указанный высушенный полимерный гель 401 и указанные первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403 в целом выдерживают в течение первого времени 408 пребывания в первом измельчающем устройстве 402. Первое время 408 пребывания составляет примерно 3 мин. Затем первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403 подают в выдерживающее устройство 404, которое представляет собой бункер. Первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403 выдерживают в течение второго времени 409 пребывания, составляющего примерно 150 мин, в выдерживающем устройстве 404. Затем первую часть 405 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 подают в дополнительное измельчающее устройство 406, которое представляет собой вальцовую дробилку Bauermeister (типа SWR 350.1x1800, трехстадийная дробилка производства компании Bauermeister Zerkleinerungstechnik GmbH, Нордерштедт, Германия), где первую часть 405 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 дополнительно измельчают с получением дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 407, имеющих требуемое распределение частиц по размеру. Первую часть 405 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 и дополнительные измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 407, в целом, выдерживают в течение третьего времени 410 пребывания, составляющего примерно 3 мин, в дополнительном выдерживающем устройстве 406.

На фиг. 5 представлена технологическая схема другой технологической стадии (ix) 109 согласно настоящему изобретению. Технологическая стадия (ix) 109 является такой же, как на фиг. 4, за исключением того, что после выдерживания первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 указанные первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403 подают в дополнительное измельчающее устройство 501, которое представляет собой сито. Просеивая первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы 403, отделяют первую часть 405 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 от дополнительной части 502 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц. Дополнительную часть 502 затем подают на дополнительные технологические стадии, такие как технологическая стадия (х) или (xi) или обе стадии. Дополнительную часть 502 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 не подвергают дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчающем устройстве 406. Первую часть 405 первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц 403 подают в дополнительное измельчающее устройство 406, как описано для фиг. 4.

На фиг. 6 представлена блок-схема устройства 600 для получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению. Стрелки показывают направление технологического потока 608 получения водоабсорбирующих полимерных частиц. Устройство 600 содержит первый контейнер 601, дополнительный контейнер 602, нисходящее смесительное устройство 603, нисходящий ленточный реактор полимеризации в качестве реактора 604 полимеризации, нисходящее дробильное устройство 605, нисходящую ленточную сушилку 606, нисходящее измельчающее устройство 402, нисходящее выдерживающее устройство 404, нисходящее дополнительное измельчающее устройство 406 и нисходящее первое сортировочное устройство 607, каждое из которых соответствует настоящему изобретению.

На фиг. 7 представлена блок-схема другого устройства 600 для получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению. Стрелки показывают направление технологического потока 608 получения водоабсорбирующих полимерных частиц. Устройство 600 содержит первый контейнер 601, дополнительный контейнер 602, нисходящее смесительное устройство 603, нисходящий ленточный реактор полимеризации в качестве реактора 604 полимеризации, нисходящее дробильное устройство 605, нисходящую ленточную сушилку 606, нисходящее первое измельчающее устройство 402, нисходящее выдерживающее устройство 404, нисходящее дополнительное измельчающее устройство 501, нисходящее дополнительное измельчающее устройство 406 и нисходящее первое сортировочное устройство 607, каждое из которых соответствует настоящему изобретению.

- 20 030945

Несмотря на то что настоящее изобретение описано в отношении того, что в настоящее время считают практичными иллюстративными вариантами реализации, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами реализации, а напротив, предназначено для охвата различных модификаций и эквивалентных схем расположения, входящих в общую идею и объем прилагаемой формулы изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения водоабсорбирующих полимерных частиц, включающий следующие технологические стадии:

(i) получение водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий карбоксильные группы (а1), и по меньшей мере один сшивающий агент (а3);

(ii) добавление инициатора полимеризации или по меньшей мере одного компонента системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонента, к водному раствору мономера;

(iii) загрузка водного раствора мономера в реактор (604) полимеризации;

(iv) полимеризация мономеров в водном растворе мономера в реакторе (604) полимеризации;

(v) выгрузка полимерного геля из реактора (604) полимеризации;

(vi) высушивание полимерного геля;

(vii) обработка:

a) высушенного полимерного геля (401) на первой стадии измельчения в первом измельчающем устройстве (402) с получением первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403);

b) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) посредством выдерживания в выдерживающем устройстве (404); затем

c) по меньшей мере, первой части (405) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) на дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчающем устройстве (406) с получением дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (407);

(viii) сортировка по размеру дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (407), где на технологической стадии (vii) высушенный полимерный гель (401) и первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы (403), полученные из высушенного полимерного геля (401), выдерживают в течение первого времени (408) пребывания в первом измельчающем устройстве (402);

первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы (403) выдерживают в течение второго времени (409) пребывания в выдерживающем устройстве (404);

по меньшей мере, первую часть (405) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) и дополнительные измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы (407), полученные, по меньшей мере, из первой части (405) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403), выдерживают в течение третьего времени (410) пребывания в дополнительном измельчающем устройстве (406), где второе время (409) пребывания больше первого времени (408) пребывания; второе время (409) пребывания больше третьего времени (410) пребывания.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что второе время (409) пребывания составляет от 120 до 180 мин.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что произведение D₅₀ диаметра дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (407) и второго времени (409) пребывания составляет от 40х10³ до 100х10³ мкм-мин.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отношение суммы первого времени (408) пребывания и второго времени (409) пребывания к содержанию воды в высушенном полимерном геле (401) до технологической стадии (vii) составляет от 10 до 100 мин/мас.%.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отношение D₅₀ диаметра первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) ко второму времени (409) пребывания составляет от 10 до 40 мкм/мин.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на технологической стадии (vii) после выдерживания первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) в выдерживающем устройстве (404) и до обработки, по меньшей мере, первой части (405) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) на дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчающем устройстве (406) первые измельченные водоабсорбирующие полимерные частицы (403) сортируют по размеру, отделяя первую часть (405) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) от дополнительной части (502) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403), где дополнительную часть (502) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) не подвергают дополнительной стадии измельчения в дополнительном измельчаю

- 21 030945 щем устройстве (406).
7. Устройство для получения водоабсорбирующих полимерных частиц в технологическом потоке (608), содержащее:

a) первый контейнер (601), выполненный с возможностью приема водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий карбоксильные группы (а1);

b) дополнительный контейнер (602), выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного сшивающего агента (а3);

c) смесительное устройство (603), где смесительное устройство (603):

i) расположено после первого контейнера (601) и дополнительного контейнера (602), ii) выполнено с возможностью смешивания раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (а3);

d) реактор полимеризации (604), где реактор полимеризации (604):

i) расположен после первого контейнера (601) и дополнительного контейнера (602), ii) выполнен с возможностью вмещения водного раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (а3) во время полимеризации мономеров в водном растворе мономера с образованием полимерного геля;

e) дробильное устройство (605), где дробильное устройство (605):

i) расположено после первого контейнера (601) и дополнительного контейнера (602), ii) выполнено с возможностью дробления полимерного геля с образованием частиц полимерного геля;

f) ленточную сушилку (606), где ленточная сушилка (606):

i) расположена после дробильного устройства (605), ii) выполнена с возможностью высушивания частиц полимерного геля;

g) первое измельчающее устройство (402), где первое измельчающее устройство (402):

i) расположено после ленточной сушилки (606), ii) выполнено с возможностью обработки частиц (401) высушенного полимерного геля на первой стадии измельчения с получением первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403), iii) выполнено с возможностью вмещения частиц (401) высушенного полимерного геля и первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403), полученных из них, в течение первого времени (408) пребывания;

h) выдерживающее устройство (404), где выдерживающее устройство (404):

i) расположено после первого измельчающего устройства (402), ii) выполнено с возможностью вмещения первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) в течение второго времени (409) пребывания;

j) дополнительное измельчающее устройство (406), где дополнительное измельчающее устройство (406):

i) расположено после выдерживающего устройства (404), ii) выполнено с возможностью обработки, по меньшей мере, первой части (405) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) на дополнительной стадии измельчения с получением дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (407), iii) выполнено с возможностью вмещения, по меньшей мере, первой части (405) первых измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (403) и дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (407), полученных из них, в течение третьего времени пребывания (410);

k) первое сортировочное устройство (607), где первое сортировочное устройство (607):

i) расположено после дополнительного измельчающего устройства (406), ii) выполнено с возможностью сортировки дополнительных измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц (407), где второе время (409) пребывания больше первого времени (408) пребывания; второе время (409) пребывания больше третьего времени (410) пребывания.
8. Способ получения водоабсорбирующих полимерных частиц по любому из пп.1-6, использующий устройство по п.7.
9. Водоабсорбирующая полимерная частица, полученная способом по любому из пп.1-6 или 8.
10. Композиционный материал, содержащий водоабсорбирующую полимерную частицу по п.9.
11. Способ получения композиционного материала, в котором водоабсорбирующую полимерную частицу по п.9 и подложку приводят в контакт друг с другом.
12. Композиционный материал, полученный способом по п.11.
13. Применение водоабсорбирующей полимерной частицы по п.9 во влагопоглощающем гигиеническом изделии для абсорбирования водных жидкостей.

- 22 030945

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. 3

Фиг. 4

- 23 030945

Фиг. 5

Фиг. 6

Фиг. 7