EA031397B1 - Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles, use of particles, composite material and process for the preparation thereof - Google Patents

Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles, use of particles, composite material and process for the preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
EA031397B1
EA031397B1 EA201691537A EA201691537A EA031397B1 EA 031397 B1 EA031397 B1 EA 031397B1 EA 201691537 A EA201691537 A EA 201691537A EA 201691537 A EA201691537 A EA 201691537A EA 031397 B1 EA031397 B1 EA 031397B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
monomer
stage
acrylic acid
particles
Prior art date
Application number
EA201691537A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201691537A1 (en
Inventor
Чон Бом Пак
Original Assignee
Сонвон Индастриал Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сонвон Индастриал Ко., Лтд. filed Critical Сонвон Индастриал Ко., Лтд.
Publication of EA201691537A1 publication Critical patent/EA201691537A1/en
Publication of EA031397B1 publication Critical patent/EA031397B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/22Stationary reactors having moving elements inside in the form of endless belts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/01Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/04Polymerisation in solution
    • C08F2/10Aqueous solvent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/04Acids, Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F20/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • C08F6/008Treatment of solid polymer wetted by water or organic solvents, e.g. coagulum, filter cakes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075Macromolecular gels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/245Differential crosslinking of one polymer with one crosslinking type, e.g. surface crosslinking
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/14Water soluble or water swellable polymers, e.g. aqueous gels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof

Abstract

The present invention generally relates to a process for the preparation of water-absorbent polymer particles, and also to a device for the preparation of water-absorbent polymer particles, a composite material comprising water-absorbent polymer particles and a process for the preparation thereof.

Description

Настоящее 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.The present invention relates generally to a method for producing water-absorbing polymer particles, as well as to a device for producing water-absorbing polymer particles, a composite material containing water-absorbing polymer particles, and a method for producing it.

031397 Bl031397 Bl

031397 В1031397 B1

Область техникиTechnical field

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.The present invention relates to a method for producing water-absorbing polymer particles; to the water-absorbing polymer particle, which can be obtained by this method; to a composite material containing the specified water-absorbing polymer particle; to a method for producing a composite material, to a composite material that can be obtained by this method; to the use of water-absorbing polymer particles; to a device for producing water-absorbing polymer particles and to a method for producing water-absorbing polymer particles using the specified device.

Уровень техникиThe level of technology

Суперабсорбенты, также известные как сверхвпитывающие полимеры (SAP), 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.Superabsorbents, also known as superabsorbent polymers (SAPs), are water-insoluble cross-linked polymers that can absorb large amounts of aqueous fluids, especially body fluids, more specifically urine or blood, with swelling and hydrogel formation, as well as retain these fluids with a certain pressure. Due to these characteristic properties, such polymers are used mainly in hygienic products, such as, for example, baby diapers / diapers, products for patients with incontinence or sanitary napkins.

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).The preparation of superabsorbents, in general, is carried out by free radical polymerization of monomers containing an acidic group in the presence of crosslinking agents; Polymers with different absorbing properties can be obtained by selecting the monomer composition, crosslinking agents and polymerization conditions, as well as the processing conditions of the hydrogel obtained after polymerization (details are presented, for example, in 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.Polymer gel, also called hydrogel, obtained after polymerization, is usually crushed, dried and sorted to obtain a superabsorbent in the form of particles with a well-defined particle size distribution. At the next technological stage, these superabsorbent particles are often subjected to surface crosslinking to improve absorption characteristics. For this, the particles are mixed with an aqueous solution containing a surface crosslinking agent and optionally additional additives, and the resulting mixture is thermally treated to accelerate the crosslinking reaction.

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 А2, EP 0574260 A1, WO 2003/051415 А1, EP 1470905 A1, WO 2007/028751 A1, WO 2007/028746 А1 и WO 2007/028747 А1.Monomers containing an acidic group can be polymerized in the presence of crosslinkers in a batch process or in a continuous process. In continuous and batch polymerization, partially neutralized acrylic acid is usually used as the monomer. Suitable polymerization processes are described, for example, in EP 0372706 A2, EP 0574260 A1, WO 2003/051415 A1, EP 1470905 A1, WO 2007/028751 A1, WO 2007/028746 A1 and WO 2007/028747 A1.

Непрерывные способы полимеризации обычно проводят в реакторе полимеризации при определенных условиях. Зачастую реактор полимеризации представляет собой ленточный реактор полимеризации. Обычный ленточный реактор полимеризации содержит конвейерную ленту, выполненную с возможностью переноса во время полимеризации водного раствора мономера, который содержит мономеры, содержащие кислотную группу. Такая конвейерная лента описана в EP 0955086 В1.Continuous polymerization processes are usually carried out in a polymerization reactor under certain conditions. Often the polymerization reactor is a ribbon polymerization reactor. A conventional ribbon polymerization reactor contains a conveyor belt adapted to transfer during the polymerization an aqueous monomer solution which contains monomers containing an acid group. Such a conveyor belt is described in EP 0955086 B1.

ОписаниеDescription

Техническая проблемаTechnical problem

Основной недостаток указанных способов получения водоабсорбирующих полимерных частиц заключается в высоком содержании остаточного мономера, в частности, при использовании в подгузниках. Остаточные мономеры, сохраняющиеся в водоабсорбирующих полимерных частицах, могут вызывать раздражение кожи при частном использовании подгузников.The main disadvantage of these methods of obtaining water-absorbing polymer particles is the high content of residual monomer, in particular, when used in diapers. Residual monomers that remain in water-absorbing polymer particles can cause skin irritation with the particular use of diapers.

Техническое решениеTechnical solution

В целом, задача настоящего изобретения заключается по меньшей мере в частичном преодолении недостатка, присущего известному уровню техники, в контексте получения водоабсорбирующих полимерных частиц.In general, the object of the present invention is to at least partially overcome the drawback inherent in the prior art in the context of producing water-absorbing polymer particles.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа получения водоабсорбирующих полимерных частиц, которые могут быть использованы в подгузниках с уменьшенной способностью вызывать раздражение кожи. Дополнительная задача заключается в обеспечении водоабсорбирующих полимерных частиц с низким содержанием остаточного мономера. Кроме того, задача заключается в обеспечении устройства, подходящего для получения водоабсорбирующих полимерных частиц с низким содержанием остаточного мономера.The object of the present invention is to provide a method for producing water-absorbing polymer particles that can be used in diapers with a reduced ability to cause skin irritation. An additional challenge is to provide water-absorbing polymer particles with a low content of residual monomer. In addition, the challenge is to provide a device suitable for obtaining water-absorbing polymer particles with a low content of residual monomer.

Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении водоабсорбирующей полимерной частицы, полученной способом, имеющим по меньшей мере одно из указанных выше преимуществ, где водоабсорбирующая полимерная частица демонстрирует отсутствие ухудшения качества. 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. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспеченииAn additional object of the present invention is to provide a water-absorbing polymer particle obtained by a method having at least one of the above advantages, where the water-absorbing polymer particle demonstrates no degradation in quality. An additional objective of the present invention is to provide a composite material containing a water-absorbing polymer particle obtained by a method having at least one of the above advantages, where the composite material shows no deterioration. An additional object of the present invention is to provide

- 1 031397 устройства для получения водоабсорбирующих полимерных частиц способом, имеющим по меньшей мере одно из указанных выше преимуществ.- 1 031397 device for obtaining water-absorbing polymer particles in a manner having at least one of the above advantages.

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.The contribution to the solution of at least one of the above problems is presented by the independent claims. Dependent claims represent preferred implementations of the present invention, which also serve to solve at least one of the above problems.

Способ получения водоабсорбирующих полимерных частиц включает технологические стадии:The method of obtaining water-absorbing polymer particles includes technological stages:

(i) получения водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный, моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий группы карбоновой кислоты (α1), и по меньшей мере один сшивающий агент (α3);(i) obtaining an aqueous monomer solution containing at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer containing carboxylic acid groups (α1), and at least one crosslinking agent (α3);

(ii) необязательного добавления мелких частиц водоабсорбирующего полимера к водному раствору мономера;(ii) optionally adding fine particles of a water-absorbing polymer to an aqueous monomer solution;

(iii) добавления инициатора полимеризации или по меньшей мере одного компонента системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонентов, к водному раствору мономера;(iii) adding a polymerization initiator or at least one component of a polymerization initiator system, which contains two or more components, to an aqueous monomer solution;

(iv) необязательного уменьшения содержания кислорода в водном растворе мономера;(iv) an optional reduction in the oxygen content of the aqueous monomer solution;

(v) загрузки водного раствора мономера в реактор (400) полимеризации;(v) loading the aqueous monomer solution into the polymerization reactor (400);

(vi) полимеризации мономеров в водном растворе мономера в реакторе (400) полимеризации с получением полимерного геля;(vi) polymerizing monomers in an aqueous solution of monomer in a polymerization reactor (400) to form a polymer gel;

(vii) выгрузки полимерного геля из реактора (400) полимеризации и необязательного дробления полимерного геля;(vii) discharging the polymer gel from the polymerization reactor (400) and optionally crushing the polymer gel;

(viii) высушивания необязательно дробленого полимерного геля;(viii) drying the optionally crushed polymer gel;

(ix) измельчения высушенного полимерного геля с получением водоабсорбирующих полимерных частиц;(ix) grinding the dried polymer gel to form water-absorbing polymer particles;

(x) сортировки по размеру измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц; и (xi) необязательной обработки поверхности измельченных и отсортированных по размеру водоабсорбирующих полимерных частиц;(x) sorted by size of ground water-absorbing polymer particles; and (xi) optional surface treatment of crushed and sized water-absorbing polymer particles;

где на технологической стадии (i) получение водного раствора мономера дополнительно включает стадии:where at the technological stage (i) obtaining an aqueous solution of the monomer further includes the steps:

(11) обеспечения первой части акриловой кислоты; и (12) приведения в контакт первой части акриловой кислоты с гидроксидом на первой стадии приведения в контакт с получением первой акрилатной фазы, где первая акрилатная фаза имеет pH 10 или более, где первая акрилатная фаза имеет степень нейтрализации по меньшей мере 0,95; и (13) приведения в контакт первой акрилатной фазы с дополнительной частью акриловой кислоты на второй стадии приведения в контакт с получением раствора мономера, где дополнительная часть акриловой кислоты имеет содержание воды меньше, чем содержание воды в первой акрилатной фазе, где раствор мономера имеет pH меньше, чем pH первой акрилатной фазы, где раствор мономера имеет степень нейтрализации от 0,5 до 0,9;(11) providing the first part of acrylic acid; and (12) bringing into contact the first part of acrylic acid with hydroxide in the first stage of bringing into contact to obtain the first acrylate phase, where the first acrylate phase has a pH of 10 or more, where the first acrylate phase has a degree of neutralization of at least 0.95; and (13) bringing into contact the first acrylate phase with an additional part of acrylic acid in the second stage of bringing into contact with obtaining a monomer solution, where the additional part of acrylic acid has a water content less than the water content in the first acrylate phase, where the monomer solution has a pH less than the pH of the first acrylate phase, where the monomer solution has a degree of neutralization from 0.5 to 0.9;

где содержание акрилата и акриловой кислоты в водном растворе мономера составляет от 30 до 50 мас.%, каждое значение относительно общей массы водного раствора мономера.where the content of acrylate and acrylic acid in an aqueous solution of the monomer is from 30 to 50 wt.%, each value relative to the total mass of the aqueous solution of monomer.

Устройство для получения водоабсорбирующих полимерных частиц в технологическом потоке содержит:A device for obtaining water-absorbing polymer particles in the process stream contains:

a) первый контейнер (501), выполненный с возможностью вмещения акриловой кислоты;a) a first container (501), adapted to contain acrylic acid;

b) второй контейнер (502), выполненный с возможностью вмещения гидроксида металла;b) a second container (502), configured to accommodate a metal hydroxide;

c) охлаждающее устройство (503), где охлаждающее устройство (503):c) a cooling device (503), where a cooling device (503):

i) расположено после второго контейнера (502), ii) выполнено с возможностью охлаждения гидроксида металла;i) located after the second container (502), ii) made with the possibility of cooling the metal hydroxide;

d) первое смесительное устройство (504), где первое смесительное устройство (504):d) the first mixing device (504), where the first mixing device (504):

i) расположено после первого контейнера (501) и охлаждающего устройства (503), ii) оснащено охладителем и приведенными в движение смесительными приспособлениями;i) located after the first container (501) and the cooling device (503), ii) is equipped with a cooler and powered mixing devices;

e) третий контейнер (505), где третий контейнер (505):e) the third container (505), where the third container (505):

i) расположен после первого смесительного устройства (504), ii) выполнен с возможностью приема водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный, моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий группы карбоновой кислоты (α1);i) located after the first mixing device (504), ii) adapted to receive an aqueous monomer solution containing at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer containing carboxylic acid groups (α1);

f) четвертый контейнер (506), выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного сшивающего агента (α3);f) a fourth container (506), configured to receive at least one crosslinking agent (α3);

g) второе смесительное устройство (507), где второе смесительное устройство (507):g) the second mixing device (507), where the second mixing device (507):

i) расположено после третьего контейнера (505) и четвертого контейнера (506), ii) выполнено с возможностью смешивания раствора мономера и по меньшей мере одного сши- 2 031397 вающего агента (α3);i) located after the third container (505) and the fourth container (506), ii) made with the possibility of mixing the monomer solution and at least one crosslinking agent (α3);

h) ленточный реактор (400) полимеризации, где ленточный реактор (400) полимеризации:h) a polymerization ribbon reactor (400), where the polymerization ribbon reactor (400):

i) расположен после второго смесительного устройства (507), ii) выполнен с возможностью вмещения водного раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (α3) во время полимеризации мономеров в водном растворе мономера с образованием полимерного геля;i) is located after the second mixing device (507), ii) is adapted to accommodate an aqueous monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) during the polymerization of the monomers in the aqueous monomer solution to form a polymer gel;

j) дробильное устройство (508), где дробильное устройство (508):j) the crushing device (508), where the crushing device (508):

i) расположено после ленточного реактора (400) полимеризации, ii) выполнено с возможностью дробления полимерного геля;i) located after the ribbon polymerization reactor (400), ii) made with the possibility of crushing the polymer gel;

k) ленточную сушилку (509), где ленточная сушилка (509):k) belt dryer (509), where belt dryer (509):

i) расположена после дробильного устройства (508), ii) выполнена с возможностью сушки полимерного геля;i) is located after the crushing device (508), ii) is made with the possibility of drying the polymer gel;

l) измельчающее устройство (510), где измельчающее устройство (510):l) grinding device (510), where grinding device (510):

i) расположено после ленточной сушилки (509), ii) выполнено с возможностью измельчения высушенного полимерного геля с получением водоабсорбирующих полимерных частиц;i) located after the belt dryer (509), ii) made with the possibility of grinding the dried polymer gel with getting water-absorbing polymer particles;

m) сортировочное устройство (511), где сортировочное устройство (511):m) sorting device (511), where the sorting device (511):

i) расположено после дробильного устройства (510), ii) выполнено с возможностью сортировки измельченных частиц водоабсорбирующего полимера.i) located after the crushing device (510), ii) made with the possibility of sorting the crushed particles of water-absorbing polymer.

Полезные эффектыBeneficial effects

Представлены водоабсорбирующие полимерные частицы, которые могут быть использованы в подгузниках уменьшенной способностью вызывать раздражение кожи, и с низким содержанием остаточного мономера, а также композиционный материал, содержащий указанный водоабсорбирующий полимер. Кроме того, представлено устройство, подходящее для получения водоабсорбирующих полимерных частиц с низким содержанием остаточного мономера.Water absorbing polymer particles are presented which can be used in diapers with a reduced ability to cause skin irritation and with a low content of residual monomer, as well as a composite material containing the specified water absorbing polymer. In addition, a device is presented suitable for the production of water-absorbing polymer particles with a low content of residual monomer.

Описание фигурDescription of figures

Фиг. 1 - технологическая схема, иллюстрирующая стадии процесса согласно настоящему изобретению;FIG. 1 is a flow chart illustrating the process steps of the present invention;

фиг. 2 - технологическая схема, иллюстрирующая стадии другого процесса согласно настоящему изобретению;FIG. 2 is a flow chart illustrating the steps of another process according to the present invention;

фиг. 3 - технологическая схема, иллюстрирующая стадии другого процесса согласно настоящему изобретению;FIG. 3 is a flow chart illustrating the steps of another process according to the present invention;

фиг. 4 - схема базовых настроек ленточного реактора полимеризации согласно настоящему изобретению; и фиг. 5 - блок-схема устройства для получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению.FIG. 4 is a diagram of basic settings of a polymerization belt reactor according to the present invention; and FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for producing water-absorbent polymer particles according to the present invention.

100 способ согласно настоящему изобретению100 method according to the present invention

101 стадия (i)101 stage (i)

102 стадия (ii)102 stage (ii)

103 стадия (iii)103 stage (iii)

104 стадия (iv)104 stage (iv)

105 стадия (v)105 stage (v)

106 стадия (vi)106 stage (vi)

107 стадия (vii)107 stage (vii)

108 стадия (viii)108 stage (viii)

109 стадия (ix)109 stage (ix)

110 стадия (х)110 stage (x)

111 стадия (xi)111 stage (xi)

112 стадия (i1)112 stage (i1)

113 стадия (i2)113 stage (i2)

114 стадия (i3)114 stage (i3)

400 реактор полимеризации; ленточный реактор полимеризации400 polymerization reactor; ribbon polymerization reactor

401 лента401 tape

402 направляющий ролик402 guide roller

403 направление движения полимерного геля на ленте403 direction of movement of the polymer gel on the tape

404 направление, противоположное направлению движения полимерного геля на ленте404 direction opposite to the direction of movement of the polymer gel on the tape

405 продольные направления405 longitudinal directions

406 поперечные направления406 transverse directions

500 устройство для получения частиц водоабсорбирующего полимера500 device for producing particles of water-absorbing polymer

501 первый контейнер501 first container

502 второй контейнер502 second container

- 3 031397- 3 031397

503 охлаждающее устройство503 cooling device

504 первое смесительное устройство504 first mixing device

505 третий контейнер505 third container

506 четвертый контейнер506 fourth container

507 второе смесительное устройство507 second mixing device

508 дробильное устройство508 crushing device

509 ленточная сушилка509 belt dryer

510 измельчающее устройство510 grinding device

511 сортировочное устройство511 sorting device

512 технологический поток512 process flow

Наилучший способ осуществленияThe best way to exercise

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных задач сделан с помощью способа (100) получения водоабсорбирующих полимерных частиц, включающего технологические стадии:The contribution to the solution of at least one of these tasks is made using the method (100) of obtaining water-absorbing polymer particles, including the technological stages:

(i) получения водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный, моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий группы карбоновой кислоты (α1), и по меньшей мере один сшивающий агент (α3);(i) obtaining an aqueous monomer solution containing at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer containing carboxylic acid groups (α1), and at least one crosslinking agent (α3);

(ii) необязательного добавления мелких частиц водоабсорбирующего полимера к водному раствору мономера;(ii) optionally adding fine particles of a water-absorbing polymer to an aqueous monomer solution;

(iii) добавления инициатора полимеризации или по меньшей мере одного компонента системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонентов, к водному раствору мономера;(iii) adding a polymerization initiator or at least one component of a polymerization initiator system, which contains two or more components, to an aqueous monomer solution;

(iv) необязательного уменьшения содержания кислорода в водном растворе мономера;(iv) an optional reduction in the oxygen content of the aqueous monomer solution;

(v) загрузки водного раствора мономера в реактор (400) полимеризации;(v) loading the aqueous monomer solution into the polymerization reactor (400);

(vi) полимеризации мономеров в водном растворе мономера в реакторе (400) полимеризации с получением полимерного геля;(vi) polymerizing monomers in an aqueous solution of monomer in a polymerization reactor (400) to form a polymer gel;

(vii) выгрузки полимерного геля из реактора (400) полимеризации и необязательного дробления полимерного геля;(vii) discharging the polymer gel from the polymerization reactor (400) and optionally crushing the polymer gel;

(viii) высушивания необязательно дробленого полимерного геля;(viii) drying the optionally crushed polymer gel;

(ix) измельчения высушенного полимерного геля с получением водоабсорбирующих полимерных частиц;(ix) grinding the dried polymer gel to form water-absorbing polymer particles;

(x) сортировки по размеру измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц; и (xi) необязательной обработки поверхности измельченных и отсортированных по размеру водоабсорбирующих полимерных частиц;(x) sorted by size of ground water-absorbing polymer particles; and (xi) optional surface treatment of crushed and sized water-absorbing polymer particles;

где на технологической стадии (i) получение водного раствора мономера дополнительно включает стадии:where at the technological stage (i) obtaining an aqueous solution of the monomer further includes the steps:

(11) обеспечения первой части акриловой кислоты; и (12) приведения в контакт первой части акриловой кислоты с гидроксидом на первой стадии приведения в контакт с получением первой акрилатной фазы, где первая акрилатная фаза имеет pH 10 или более, где первая акрилатная фаза имеет степень нейтрализации по меньшей мере 0,95, предпочтительно по меньшей мере 0,98, более предпочтительно по меньшей мере 0,99; и (13) приведения в контакт первой акрилатной фазы с дополнительной частью акриловой кислоты на второй стадии приведения в контакт с получением раствора мономера, где дополнительная часть акриловой кислоты имеет содержание воды меньше, чем содержание воды в первой акрилатной фазе, где раствор мономера имеет pH меньше, чем pH первой акрилатной фазы, где раствор мономера имеет степень нейтрализации от 0,5 до 0,9, предпочтительно от 0,6 до 0,85 и более предпочтительно от 0,65 до 0,8;(11) providing the first part of acrylic acid; and (12) bringing into contact the first part of acrylic acid with hydroxide in the first stage of bringing into contact to obtain the first acrylate phase, where the first acrylate phase has a pH of 10 or more, where the first acrylate phase has a degree of neutralization of at least 0.95, preferably at least 0.98, more preferably at least 0.99; and (13) bringing into contact the first acrylate phase with an additional part of acrylic acid in the second stage of bringing into contact with obtaining a monomer solution, where the additional part of acrylic acid has a water content less than the water content in the first acrylate phase, where the monomer solution has a pH less than the pH of the first acrylate phase, where the monomer solution has a degree of neutralization from 0.5 to 0.9, preferably from 0.6 to 0.85, and more preferably from 0.65 to 0.8;

где содержание акрилата и акриловой кислоты в водном растворе мономера составляет от 30 до 50 мас.%, предпочтительно от 35 до 45 мас.%, каждое значение относительно общей массы водного раствора мономера.where the content of acrylate and acrylic acid in the aqueous solution of the monomer is from 30 to 50 wt.%, preferably from 35 to 45 wt.%, each value relative to the total mass of the aqueous solution of monomer.

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). Степень нейтрализации в данном контексте представляет собой отношение количества моль гидроксида к количеству моль акриловой кислоты.In this regard, the successive stages of the process according to the present invention can be carried out simultaneously or can overlap in time, or both can take place. This applies in particular to stages (i) - (iv), especially to stages (iii) and (iv). The degree of neutralization in this context is the ratio of the number of moles of hydroxide to the number of moles of acrylic acid.

Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно представляет собой непрерывный процесс, в котором водный раствор мономера обеспечивают непрерывно и непрерывно подают в реактор полимеризации. Предпочтительно реактор полимеризации представляет собой ленточный реактор полимеризации. Предпочтительно водный раствор мономера добавляют непрерывно, следовательно, и непрерывно подают на ленту ленточного реактора полимеризации. Полученный полимерный гель непрерывно выгружают из реактора полимеризации и необязательно непрерывно дробят, высушивают, измельчают иThe method according to the present invention is preferably a continuous process in which an aqueous solution of monomer is provided continuously and continuously fed to the polymerization reactor. Preferably, the polymerization reactor is a ribbon polymerization reactor. Preferably, an aqueous solution of the monomer is added continuously, therefore, and continuously fed to the ribbon of a polymerization ribbon reactor. The resulting polymer gel is continuously discharged from the polymerization reactor and optionally continuously crushed, dried, crushed and

- 4 031397 сортируют 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 EDANA и INDA) в диапазоне 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 в диапазоне 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.- 4 031397 sorted at subsequent process stages. However, this continuous process can be interrupted, for example, to replace some parts of the process equipment such as a conveyor belt material, if a conveyor belt is used as a polymerization reactor, to clean some process equipment items, especially to remove polymer deposits in tanks or pipes, or to start a new process. if it is necessary to obtain water-absorbing polymer particles with other absorption characteristics. Water-absorbing polymer particles, preferred according to the present invention, are particles that have an average particle size in accordance with WSP 220.2 (Word Strategic Partners test method EDANA and INDA) in the range from 10 to 3000 μm, preferably from 20 to 2000 μm and particularly preferably from 150 to 850 microns. In this context, it is particularly preferred that the content of particles of water-absorbing polymers having a particle size in the range from 300 to 600 μm is at least 30% by weight, particularly preferably at least 40% by weight and most preferably at least 50% by weight % relative to the total mass of water-absorbing polymer particles.

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 (α1), и по меньшей мере один сшивающий агент (α3).In the process step (i) of the process according to the present invention, an aqueous monomer solution is obtained containing at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer having carboxylic acid groups (α1) and at least one crosslinking agent (α3).

Предпочтительные моноэтиленненасыщенные мономеры, имеющие группы карбоновой кислоты (α1), представляют собой мономеры, указанные в DE 10223060 А1 в качестве предпочтительных мономеров (α1), таким образом, особенно предпочтительна акриловая кислота. Предпочтительные моноэтиленненасыщенные мономеры, содержащие группы карбоновой кислоты (α1), представляют собой акриловую кислоту, метакриловую кислоту, этакриловую кислоту, α-хлоракриловую кислоту, α-цианоакриловую кислоту, β-метакриловую кислоту (кротоновую кислоту), α-фенилакриловую кислоту, βакрилоксипропионовую кислоту, сорбиновую кислоту, α-хлорсорбиновую кислоту, 2'-метилизокротоновую кислоту, коричную кислоту, п-хлоркоричную кислоту, β-стеариновую кислоту, итаконовую кислоту, цитраконовую кислоту, мезаконовую кислоту, глутаконовую кислоту, аконитовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, три-карбоксиэтилен- и малеиновый ангидрид, где предпочтительна акриловая кислота и метакриловая кислота, и особенно предпочтительна акриловая кислота.Preferred monoethylenically unsaturated monomers having carboxylic acid groups (α1) are the monomers mentioned in DE 10223060 A1 as the preferred monomers (α1), thus, particularly preferred is acrylic acid. Preferred monoethylenically unsaturated monomers containing carboxylic acid groups (α1) are acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, α-chloro-acrylic acid, α-cyanoacrylic acid, β-methacrylic acid (crotonic acid), α-phenylacrylic acid, β-methacrylic acid (crotonic acid), and a flow chart. sorbic acid, α-chlorosorbic acid, 2'-methylisocrotonic acid, cinnamic acid, p-chlorocinnamic acid, β-stearic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutacon Ovic acid, aconitic acid, maleic acid, fumaric acid, tri-carboxyethylene and maleic anhydride, where acrylic acid and methacrylic acid are preferred, and acrylic acid is particularly preferred.

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 дополнительно предпочтительно по меньшей мере до 90 мас.% относительно сухой массы полимера. Согласно настоящему изобретению особенно предпочтительно, что водоабсорбирующий полимер, полученный способом согласно настоящему изобретению, получают из по меньшей мере 50 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 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 (α1), 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.According to the present invention, it is preferable that the water-absorbing polymer obtained by the method according to the present invention contains monomers having carboxylic acid groups in an amount of at least up to 50% by weight, preferably at least up to 70% by weight, and further preferably at least up to 90 wt.% Relative to the dry weight of the polymer. According to the present invention, it is particularly preferred that the water-absorbing polymer obtained by the method according to the present invention is obtained from at least 50 wt.%, Preferably at least 70 wt.% Acrylic acid, which is preferably neutralized to at least 20 mol.%, Especially preferably at least up to 50 mol.%. The concentration of partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomers having carboxylic acid groups (α1) in an aqueous solution of monomer, which is provided at the technological stage (i), is preferably from 10 to 60 wt.%, Preferably from 30 to 55 wt.% And most preferably from 40 to 50 wt.% from the total mass of the aqueous solution of the monomer.

Нейтрализацию мономеров, содержащих группы карбоновой кислоты, предпочтительно осуществляют добавлением гидроксида натрия к по меньшей мере части водного раствора мономера в начале стадии (i), на стадии (i2). Акриловая кислота необязательно содержит ингибитор полимеризации. Ингибитор полимеризации предпочтительно выбран из группы, состоящей из монометилового эфира гидрохинона (MEHQ), или гидрохинона (HQ), или обоих вариантов.Neutralization of monomers containing carboxylic acid groups is preferably carried out by adding sodium hydroxide to at least a portion of the aqueous monomer solution at the beginning of stage (i) in step (i2). Acrylic acid optionally contains a polymerization inhibitor. The polymerization inhibitor is preferably selected from the group consisting of hydroquinone monomethyl ether (MEHQ) or hydroquinone (HQ), or both.

Акриловая кислота предпочтительно содержит ингибитор полимеризации, например, монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ) или гидрохинон (HQ) предпочтительно в количестве от 100 до 2000 ppm или предпочтительно в количестве от 120 до 1000 ppm, или предпочтительно в количестве от 150 до 500 ppm от общей массы первой части акриловой кислоты. Предпочтительно акриловая кислота содержит монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ).Acrylic acid preferably contains a polymerization inhibitor, for example, hydroquinone monomethyl ester (MEHQ) or hydroquinone (HQ) preferably in an amount of from 100 to 2000 ppm or preferably in an amount of from 120 to 1000 ppm, or preferably in an amount of from 150 to 500 ppm by weight the first part of acrylic acid. Preferably, acrylic acid contains hydroquinone monomethyl ester (MEHQ).

На стадии (i2) способа согласно настоящему изобретению первую часть акриловой кислоты приводят в контакт с гидроксидом с получением pH, равного 10 или более, предпочтительно более 10,5 или более предпочтительно более 10,8. В некоторых случаях достигают максимум pH 12. Первая часть акриловой кислоты предпочтительно содержит гидроксид в массовом соотношении к акриловой кислоте от 0,1:1 до 1,5:1, или предпочтительно от 0,2:1 до 1,3:1, или предпочтительно от 0,3:1 до 1:1. Добавление гидроксида к акриловой кислоте приводит к превращению по меньшей мере части акриловой кислоты в акрилат. Согласно настоящему изобретению в первой акрилатной фазе по меньшей мере 95 мол.% акриловой кислоты представляет собой акрилат.In step (i2) of the process of the present invention, the first part of the acrylic acid is brought into contact with the hydroxide to obtain a pH of 10 or more, preferably more than 10.5 or more preferably more than 10.8. In some cases, a maximum pH of 12 is reached. The first part of acrylic acid preferably contains hydroxide in a weight ratio to acrylic acid from 0.1: 1 to 1.5: 1, or preferably from 0.2: 1 to 1.3: 1, or preferably from 0.3: 1 to 1: 1. The addition of hydroxide to acrylic acid leads to the conversion of at least part of acrylic acid to acrylate. According to the present invention, in the first acrylate phase, at least 95 mol% of acrylic acid is an acrylate.

Первую акрилатную фазу приводят в контакт на стадии (i3) с дополнительной частью акриловой кислоты с получением раствора мономера. Приведение в контакт на стадии (i3) может быть осуществлено любым способом, который выберет специалист в данной области для приведения в контакт двух водThe first acrylate phase is brought into contact in step (i3) with an additional part of acrylic acid to form a monomer solution. Bringing into contact at stage (i3) can be carried out by any method chosen by the person skilled in the art to bring the two waters into contact.

- 5 031397 ных фаз. Дополнительная часть акриловой кислоты имеет меньшее содержание воды, чем первая акрилатная фаза. Содержание воды в дополнительной части воды меньше, чем содержание воды в первой части акриловой кислоты. Первая часть акриловой кислоты предпочтительно имеет содержание воды от 30 до 80 мас.%, или от 35 до 75 мас.%, или от 40 до 70 мас.%, каждое значение относительно общей массы первой части акриловой кислоты. Дополнительная часть акриловой кислоты предпочтительно имеет содержание воды от 0 до 10 мас.%, или предпочтительно от 0 до 8 мас.%, или предпочтительно от 0 до 6 мас.%, каждое значение относительно общей массы дополнительной части акриловой кислоты.- 5 031397 phases. An additional part of acrylic acid has a lower water content than the first acrylate phase. The water content in the additional part of the water is less than the water content in the first part of acrylic acid. The first part of acrylic acid preferably has a water content of from 30 to 80 wt.%, Or from 35 to 75 wt.%, Or from 40 to 70 wt.%, Each value relative to the total mass of the first part of acrylic acid. The additional part of the acrylic acid preferably has a water content of from 0 to 10% by weight, or preferably from 0 to 8% by weight, or preferably from 0 to 6% by weight, each value relative to the total weight of the additional part of acrylic acid.

Раствор мономера, полученный на стадии (i3) способа согласно настоящему изобретению, имеет pH меньше, чем pH первой акрилатной фазы. Предпочтительно pH раствора мономера отличается от pH первой акрилатной фазы на значение от 0,5 до 6 ед. pH, или предпочтительно от 1 до 5 ед. pH, или предпочтительно от 1,5 до 4,5 ед. pH. Согласно настоящему изобретению предпочтительно, что 60-80 мол.%, предпочтительно 65-78 мол.% или предпочтительно 67-76 мол.% акриловой кислоты в растворе мономер представляет собой акрилат.The monomer solution obtained in step (i3) of the method according to the present invention has a pH less than the pH of the first acrylate phase. Preferably, the pH of the monomer solution differs from the pH of the first acrylate phase by a value from 0.5 to 6 units. pH, or preferably from 1 to 5 units. pH, or preferably from 1.5 to 4.5 units. pH. According to the present invention, it is preferable that 60-80 mol.%, Preferably 65-78 mol.% Or preferably 67-76 mol.% Of acrylic acid in solution. The monomer is an acrylate.

На стадии (i) получение водного раствора мономера предпочтительно включает несколько дополнительных стадий:At stage (i) obtaining an aqueous solution of the monomer preferably includes several additional stages:

α) обеспечение первой части акриловой кислоты, содержащей акрилат и необязательно MEHQ или HQ, и/или;α) providing the first part of acrylic acid containing acrylate and optionally MEHQ or HQ, and / or;

β) обеспечение мономера акриловой кислоты и/или;β) providing acrylic acid monomer and / or;

χ) обеспечение дополнительных моноэтиленненасыщенных мономеров (α2);χ) providing additional monoethylenically unsaturated monomers (α2);

Стадии β-χ могут быть осуществлены в любом порядке и в любой комбинации со стадией α. В одном предпочтительном варианте реализации проводят только стадию α. В дополнительном предпочтительном варианте реализации проводят стадии α и β. В дополнительном предпочтительном варианте реализации проводят стадии α и χ. На стадии (i) также может быть изменен порядок. В предпочтительном варианте реализации сначала обеспечивают сшивающий агент (α3), а затем может быть проведена стадия α и необязательно одна из стадий β и/или χ. В дополнительном предпочтительном варианте реализации сначала проводят только стадию α или в комбинации с одной из стадий β или χ, а затем добавляют сшивающий агент (α3).Stage β-χ can be carried out in any order and in any combination with stage α. In one preferred embodiment, the implementation is carried out only stage α. In an additional preferred embodiment, the implementation of stage α and β. In an additional preferred embodiment, the implementation stage α and χ. In stage (i), the order can also be changed. In a preferred embodiment, the implementation first provide a crosslinking agent (α3), and then can be carried out stage α and optionally one of the stages β and / or χ. In an additional preferred embodiment, the implementation is first carried out only stage α or in combination with one of the stages β or χ, and then add a crosslinking agent (α3).

Содержание акрилата и акриловой кислоты в водном растворе мономера составляет менее 55 мас.%, предпочтительно менее 50 мас.% или предпочтительно менее 45 мас.% от общей массы водного раствора мономера. Дополнительно предпочтительно, что содержание акрилата и акриловой кислоты в водном растворе мономера составляет не менее 30 мас.%.The content of acrylate and acrylic acid in the aqueous solution of the monomer is less than 55% by weight, preferably less than 50% by weight or preferably less than 45% by weight, of the total weight of the aqueous solution of monomer. It is further preferred that the content of acrylate and acrylic acid in the aqueous monomer solution is at least 30% by weight.

Водный раствор мономера также может содержать моноэтиленненасыщенные мономеры (α2), которые могут быть сополимеризованы с (α1). Предпочтительные мономеры (α2) представляют собой мономеры, указанные в DE 10223060 А1 как предпочтительные мономеры (α2), таким образом, особенно предпочтителен акриламид.The aqueous monomer solution may also contain monoethylenically unsaturated monomers (α2), which can be copolymerized with (α1). Preferred monomers (α2) are the monomers indicated in DE 10223060 A1 as preferred monomers (α2), thus acrylamide is particularly preferred.

Предпочтительные сшивающие агенты (α3) 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 (α1) или (α2) 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 (α1) или (α2) 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-сшивающими агентами класса I сшивания полимера достигают радикальной полимеризацией этиленненасыщенных групп молекул сшивающего агента с моноэтиленненасыщенными мономерами (α1) или (α2), а с соединениями-сшивающими агентами класса 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 (α1) или (α2). С соединениями класса сшивающих агентов III поперечного сшивания полимеров достигают, соответственно, радикальной полимеризацией этиленненасыщенных групп, а также реакцией конденсации между функциональными группами сшивающих агентов и функциональными группами мономеров (α1) или (α2).Preferred crosslinking agents (α3) according to the present invention are compounds that have at least two ethylenically unsaturated groups in one molecule (a crosslinking agent of class I), compounds that have at least two functional groups that can interact with the functional groups of monomers ( α1) or (α2) in the condensation reaction (= crosslinking agents of condensation), in the addition reaction or in the ring opening reaction (crosslinking agent of class II), compounds that have at least one floor and an unsaturated group and at least one functional group that can interact with the functional groups of the monomers (α1) or (α2) in the condensation reaction, in the addition reaction or in the ring opening reaction (crosslinking agent of class III), or polyvalent metal cations (crosslinking agent class IV). Thus, with class-I crosslinking agents, polymer crosslinking is achieved by radical polymerization of ethylenically unsaturated groups of crosslinking agent molecules with monoethylenically unsaturated monomers (α1) or (α2), and with class II crosslinking agents and polyvalent metal cations of the crosslinking agent IV polymer crosslinking , respectively, by the condensation reaction of functional groups (class II crosslinking agent) or by electrostatic interaction of a polyvalent metal cation (crosslinking agent Class IV) with the functional groups of the monomer (α1) and (α2). With compounds of the class of cross-linking agents III, cross-linking of polymers is achieved, respectively, by radical polymerization of ethylenically unsaturated groups, as well as by condensation between functional groups of cross-linking agents and functional groups of monomers (α1) or (α2).

Предпочтительные сшивающие агенты (α3) представляют собой все те соединения, которые указаны в DE 10223060 А1 как сшивающие агенты (α3) классов сшивателей I, II, III и IV, таким образом, в качестве соединений класса сшивающих агентов I особенно предпочтительны N.N'-метиленбисакриламид, ди(мет)акрилаты полиэтиленгликоля, хлорид триаллилметиламмония, хлорид тетрааллиламмония и акрилат аллилнонаэтиленгликоля, полученный из 9 моль этиленоксида на моль акриловой кислоты, где еще более предпочтителен Ν,Ν'-метиленбисакриламид, иPreferred crosslinking agents (α3) are all those compounds which are indicated in DE 10223060 A1 as crosslinking agents (α3) of crosslinkers classes I, II, III and IV, thus, N.N 'are particularly preferred as compounds of crosslinking agents I. -metilenbisakrilamid, di (meth) acrylates of polyethylene glycol triallilmetilammoniya chloride, tetra allyl ammonium chloride and acrylate allilnonaetilenglikolya obtained from 9 moles of ethylene oxide per mole of acrylic acid, wherein more preferably Ν, Ν'-methylenebisacrylamide, and

- 6 031397 в качестве соединений класса сшивающих агентов IV особенно предпочтителен Al2(SO4)3 и его гидраты.- 6 031397 Al 2 (SO 4) 3 and its hydrates are particularly preferred as compounds of the class of crosslinking agents IV.

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, I II, I III, I IV, I II III, I II IV, I III IV, II III IV, II IV или III IV.Preferred water-absorbing polymers obtained by the method according to the present invention are polymers crosslinked with crosslinking agents of the following classes of crosslinking agents, or crosslinking agents of the following combinations of classes of crosslinking agents, respectively: I, II, III, IV, I II, I III, I IV, I II III, I II IV, I III IV, II II IV, II IV or III IV.

Дополнительно предпочтительные водоабсорбирующие полимеры, полученные способом согласно настоящему изобретению, представляют собой полимеры, сшитые любыми сшивающими агентами, описанными в DE 10223060 А1 в качестве сшивающего агента класса сшивающих агентов I, таким образом, особенно предпочтительны в качестве сшивающих агентов класса сшивающих агентов I N,N'метиленбисакриламид, ди(мет)акрилаты полиэтиленгликоля, хлорид триаллилметиламмония, хлорид тетрааллиламмония и акрилат аллилнонаэтиленгликоля, полученный из 9 моль этиленоксида на моль акриловой кислоты, где еще более предпочтителен Ν,Ν'-метиленбисакриламид.Additionally, preferred water-absorbing polymers obtained by the method according to the present invention are polymers crosslinked by any crosslinking agents described in DE 10223060 A1 as a crosslinking agent of crosslinking agents class I, thus, are particularly preferred as crosslinking agents of the class of crosslinking agents IN, N ' methylene bisacrylamide, polyethylene glycol di (meth) acrylates, triallylmethylammonium chloride, tetraallyl ammonium chloride and allyl non-ethylene glycol acrylate, prepared from 9 mol of ethylene oxide per m l of acrylic acid, wherein more preferably Ν, Ν'-methylenebisacrylamide.

Водный раствор мономера может дополнительно содержать водорастворимые полимеры (α4). Предпочтительные водорастворимые полимеры (α4) 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 (α4) представляют собой крахмал или производные крахмала, или поливиниловый спирт. Водорастворимые полимеры (α4), 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.The aqueous monomer solution may additionally contain water-soluble polymers (α4). Preferred water-soluble polymers (α4) include partially or fully saponified polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, starch or starch derivatives, polyglycols or polyacrylic acid. The molecular weight of these polymers is not critical, provided that they are water soluble. Preferred water-soluble polymers (α4) are starch or starch derivatives, or polyvinyl alcohol. Water-soluble polymers (α4), preferably synthetic, such as polyvinyl alcohol, can not only serve as the basis for grafting polymerizable monomers. It is clear that these water-soluble polymers can also be mixed with a polymer gel or with an already dried water-absorbing polymer.

Водный раствор мономера может дополнительно содержать вспомогательные вещества (α5), и указанные вспомогательные вещества включают, в частности, комплексообразующие агенты, такие как, например, ЭДТА.The aqueous monomer solution may additionally contain auxiliary substances (α5), and these auxiliary substances include, in particular, complexing agents, such as, for example, EDTA.

Относительное количество мономеров (α1) и (α2), и сшивающих агентов (α3), и водорастворимых полимеров (α4), и вспомогательных веществ (α5) 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 (α1), на 0-80 мас.%, предпочтительно на 0-44,99 мас.% и особенно предпочтительно на 0,1-44,89 мас.% на мономерах (α2), на 0-5 мас.%, предпочтительно на 0,001-3 мас.% и особенно предпочтительно на 0,01-2,5 мас.% на сшивающих агентах (α3), на 0-30 мас.%, предпочтительно на 0-5 мас.% и особенно предпочтительно на 0,1-5 мас.% на водорастворимых полимерах (α4), на 0-20 мас.%, предпочтительно на 0-10 мас.% и особенно предпочтительно на 0,1-8 мас.% на вспомогательных веществах (α5), и на 0,5-25 мас.%, предпочтительно на 1-10 мас.% и особенно предпочтительно на 3-7 мас.% на воде (α6), сумма количеств по массе (α1)-(α6) составляет 100 мас.%.The relative amount of monomers (α1) and (α2), and crosslinking agents (α3), and water-soluble polymers (α4), and excipients (α5) in an aqueous monomer solution is preferably chosen so that the structure of the water-absorbing polymer obtained after drying the optionally crushed polymer the gel is based on 20-99.999 wt.%, preferably 55-98.99 wt.% and particularly preferably 70-98.79 wt.% on monomers (α1), on 0-80 wt.%, preferably on 0- 44.99 wt.% And particularly preferably 0.1-44.89 wt.% On monomers (α2), 0-5 wt.%, Preferably 0 , 001-3 wt.% And particularly preferably 0.01-2.5 wt.% On cross-linking agents (α3), 0-30 wt.%, Preferably 0-5 wt.% And particularly preferably 0, 1-5 wt.% On water-soluble polymers (α4), 0-20 wt.%, Preferably 0-10 wt.% And particularly preferably 0.1-8 wt.% On auxiliary substances (α5), and 0.5-25 wt.%, Preferably 1-10 wt.% And particularly preferably 3-7 wt.% On water (α6), the sum of the quantities by weight (α1) - (α6) is 100 wt.%.

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.The optimal concentration values, in particular, monomers, cross-linking agents and water-soluble polymers in the monomer solution can be determined by simple preliminary experiments or based on the known prior art, in particular, from publications US 4286082, DE 2706135 A1, US 4076663, DE 3503458 A1, DE 40 20 780 C1, DE 4244548 A1, DE 4333056 A1 and 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.In the process step (ii), fine particles of a water-absorbent polymer may optionally be added to the aqueous monomer solution. Regardless of the optional step (ii), fine particles of the water-absorbing polymer can be added to the aqueous monomer solution at any step selected from the group consisting of: after step (iii), after step (iv) and before step (v), or in combinations of at least two of them.

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 предпочтительно по меньшей мере 99 мас.% водоабсорбирующих мелких частиц от общей массы водоабсорбирующих мелких частиц имеют размер частиц менее 200 мкм, предпочтительно менее 150 мкм и особенно предпочтительно менее 100 мкм.Water-absorbing fine particles are preferably particles of a water-absorbing polymer, the composition of which corresponds to the composition of the water-absorbing polymer particles described above, it is preferable that at least 90% by weight of water-absorbing small particles, preferably at least 95% by weight of water-absorbing small particles and most preferably at least 99% by weight of water-absorbing fine particles of the total mass of water-absorbing fine particles have a particle size of less than 200 microns, preferably less than 150 microns and especially preferably less than 100 microns.

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 по- 7 031397 лучают на технологической стадии (х) способа согласно настоящему изобретению и которые, таким образом, возвращают в цикл.In a preferred embodiment of the method according to the present invention, the water-absorbing fine particles, which may optionally be added to the aqueous solution of monomer at the technological stage (ii), are water-absorbing small particles, which at the technological stage (x) of the method according to the present invention and which, thus, return to the cycle.

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.These fine particles can be added to the aqueous monomer solution using any mixing device known to those skilled in the art as suitable for the purpose indicated. In a preferred embodiment of the present invention, which is particularly suitable if the process is carried out continuously as described above, fine particles are added to an aqueous solution of monomer in a mixing device, in which the first stream of small particles and the second stream of aqueous solution of monomer are sent continuously, but from different positions , in a rotating mixing device. This type of mixing plant can be implemented in a so-called rotor-stator mixer, which contains in the mixing zone a preferably cylindrical, non-rotating stator, in the center of which also preferably a cylindrical rotor rotates. The walls of the rotor, as well as the walls of the stator, are usually provided with notches, for example, notches in the form of slots through which a mixture of fine particles and an aqueous solution of monomer can be sucked and, therefore, subjected to high shear forces.

В данном контексте особенно предпочтительно, что первый поток мелких частиц и второй поток водного раствора мономера образуют угол 5 в диапазоне от 60 до 120°, более предпочтительно в диапазоне от 75 до 105°, еще более предпочтительно в диапазоне 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, образуют угол s в диапазоне от 60 до 120°, предпочтительно в диапазоне от 75 до 105°, более предпочтительно в диапазоне от 85 до 95° и наиболее предпочтительно образуют угол примерно 90°.In this context, it is particularly preferred that the first stream of fine particles and the second stream of monomer aqueous solution form an angle of 5 in the range from 60 to 120 °, more preferably in the range from 75 to 105 °, even more preferably in the range from 85 to 95 ° and most preferably form an angle of about 90 °. It is also preferable that the flow of the mixture of fine particles and the aqueous monomer solution leaving the mixer, and the first stream of fine particles entering the mixer, form an angle s in the range from 60 to 120 °, preferably in the range from 75 to 105 °, more preferably in range from 85 to 95 ° and most preferably form an angle of about 90 °.

Такой тип смесительной установки может быть, например, реализован с помощью смесительных устройств, описанных в DE-A-2520788 и DE-A-2617612. 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 IKA® 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®.This type of mixing plant can, for example, be implemented using mixing devices described in DE-A-2520788 and DE-A-2617612. Specific examples of mixing devices that can be used to add fine particles to an aqueous solution of monomer at the technological stage (ii) according to the present invention are mixing devices that can be purchased from IKA® Werke GmbH & Co. KG, Staufen, Germany, under the trade designations MHD 2000/4, MHD 2000/05, MHD 2000/10, MDH 2000/20, MHD 2000/30 and MHD 2000/50, where the MHD 2000/20 mixing device is particularly preferred. Additional mixing devices that can be used are those manufactured by Ystral GmbH, Balrechten-Döttingen, Germany, for example, under the trademark Conti TDS, or by Kinematika AG, Littau, Switzerland, for example, under the trademark 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.The amount of fine particles that can be added to the aqueous monomer solution in the process step (ii) is preferably from 0.1 to 15% by weight, even more preferably from 0.5 to 10% by weight and most preferably from 3 to 8 wt.% relative to the mass of the aqueous solution of monomer.

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 компонентов.In the process step (iii) of the process of the present invention, a polymerization initiator or at least one component of the polymerization initiator system, which contains two or more components, is added to the aqueous monomer solution.

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.As initiators of polymerization for initiating polymerization, all initiators forming radicals under polymerization conditions, which are usually used in the preparation of superabsorbents, can be used. These include thermal catalysts, redox catalysts and photoinitiators, the activation of which occurs during energy irradiation. Polymerization initiators can be dissolved or dispersed in an aqueous solution of the monomer. Preferably the use of water-soluble catalysts.

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 пероксидацетилацетона, пероксид метилэтилкетона, пероксид бензоила, пероксид лауроила, пероксидацетила, пероксид каприла, изопропилпероксидикарбонат, 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- 8 031397 изобутиронитрил, азо-бис-диметилвалеронитрил, азо-бис-амидинопропана дигидрохлорид, 2,2'-азобис(М,М-диметилен)изобутирамидина дигидрохлорид, 2-(карбамоилазо)изобутиронитрил и 4,4'-азобис-(4циановалериановая кислота). Вышеуказанные соединения используют в обычных количествах, предпочтительно в диапазоне от 0,01 до 5 мол.%, предпочтительно от 0,1 до 2 мол.% соответственно относительно количества полимеризуемых мономеров.As thermal initiators, all compounds known to those skilled in the art that decompose under the action of elevated temperature to form radicals can be used. Thermal polymerization initiators with a half-life of less than 10 s, more preferably less than 5 s at a temperature of less than 180 ° C, more preferably less than 140 ° C, are particularly preferred. Particularly preferred thermal polymerization initiators are peroxides, hydroperoxides, hydrogen peroxide, persulfates and azo compounds. In some cases, it is preferable to use mixtures of various thermal polymerization initiators. Among such mixtures, mixtures containing hydrogen peroxide and sodium or potassium peroxodisulfate are preferred, which can be used in any desired proportion. Suitable organic peroxides are the peroxide tert-butyl per-2-ethylhexenoate, tert-butylperisone, tert-butyl permaleate, tert-butylperbenzoate, tert-butyl-3,5,5-trimethylhex anoata and amilperneodekanoata. Further preferred are the following thermal polymerization initiators are: azo compounds such as azo-bis- isobutyronitrile 8 031397, azobis-dimethylvaleronitrile, azobis-amidinopropane dihydrochloride, 2,2'-azobis (N, N-dimethylene) izobutiramidina dihydrochloride 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile and 4,4'-azobis- (4 cyanoaleric acid). The above compounds are used in conventional amounts, preferably in the range from 0.01 to 5 mol.%, Preferably from 0.1 to 2 mol.%, Respectively, relative to the amount of polymerized monomers.

Редокс-катализаторы содержат два или более компонентов, 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 (II) или ионы серебра, или гидроксиметилсульфоксилат натрия. Предпочтительно в качестве восстановительного компонента редокс-катализатора используют аскорбиновую кислоту или пиросульфит натрия. Используют от 1 х 10-5 до 1 мол.% восстановительного компонента редокс-катализатора и от 1 х 10-5 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.Redox catalysts contain two or more components, usually one or more of the peroxo compounds listed above, and at least one reducing component, preferably ascorbic acid, glucose, sorbose, mannose, hydrosulfite, sulfate, thiosulfate, hyposulfite or ammonium sulfide or an alkali metal , metal salts, such as iron (II) ions or silver ions, or sodium hydroxymethyl sulphoxylate. Preferably, ascorbic acid or sodium pyrosulfite is used as the reducing component of the redox catalyst. From 1 x 10 -5 to 1 mol.% Of the reducing component of the redox catalyst and from 1 x 10 -5 to 5 mol.% Of the oxidizing component of the redox catalyst are used, in each case relative to the amount of monomers used in the polymerization. Instead of the oxidative component of the redox catalyst or as its addition, one or more preferably water-soluble azo compounds can be used.

Полимеризацию предпочтительно инициируют действием энергетического излучения, в качестве инициатора обычно используют так называемые фотоинициаторы. Они могут включать, например, так называемые α-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,И-диметиламино)этил-4-азидоциннамат, 2-(И,И-диметиламино)этил-4-азидонафтилкетон, 2-(И,И-диметиламино)этил-4-азидобензоат, 5-азидо-1-нафтил-2'-(И,И-диметиламино)этилсульфон, N-(4сульфонилазидофенил)малеинимид, №ацетил-4-сульфонилазидоанилин, 4-сульфонилазидоанилин, 4азидоанилин, 4-азидофенацилбромид, п-азидобензойную кислоту, 2,6-бис-(п-азидобензилиден)циклогексанон и 2,6-бис-(п-азидобензилиден)-4-метилциклогексанон. 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.Polymerization is preferably initiated by the action of energy radiation, so-called photoinitiators are usually used as initiators. These may include, for example, so-called α-splitters, H-depleting systems, or also azides. Examples of such initiators are benzophenone derivatives, such as Michler's ketone, phenanthrene derivatives, fluorine derivatives, anthraquinone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, benzoic ester and its derivatives, azo compounds, such as the aforementioned radical-forming compounds, substitute cacidic acid, Icidic acid,. Examples of azides are: 2- (K, I-dimethylamino) ethyl 4-azidocinnamate, 2- (I, I-dimethylamino) ethyl 4-azidonaphthylketone, 2- (I, I-dimethylamino) ethyl 4-azidobenzoate, 5-azido-1-naphthyl-2 '- (I, I-dimethylamino) ethylsulfone, n-c (4-sulfonyl azidophenyl) maleimide, No-acetyl-4-sulphonyl azidoaniline, 4-sulfonyl-azidoaniline, 4-azidoaniline, 4-azidophenylace, 4-sulfonyl azidoaniline, 4-azidoaniline, 4-azidophenyl, 4-sulfonyl azidoaniline , 6-bis- (p-azidobenzylidene) cyclohexanone and 2,6-bis- (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone. An additional group of photoinitiators are dialkoxyketals, such as 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one. Photoinitiators, when used, are usually used in an amount of from 0.0001 to 5 wt.% Relative to the polymerized monomers.

В соответствии с дополнительным вариантом реализации способа согласно настоящему изобретению предпочтительно, что на технологической стадии (iii) инициатор содержит следующие компоненты:In accordance with an additional embodiment of the method according to the present invention, it is preferable that at the technological stage (iii) the initiator contains the following components:

iiia) пероксодисульфат и iiib) молекулу органического инициатора, содержащую по меньшей мере три атома кислорода или по меньшей мере три атома азота;iiia) peroxodisulfate; and iiib) an organic initiator molecule containing at least three oxygen atoms or at least three nitrogen atoms;

где указанный инициатор содержит пероксодисульфат и молекулу органического инициатора в молярном соотношении от 20:1 до 50:1.where the specified initiator contains peroxodisulfate and a molecule of organic initiator in a molar ratio of from 20: 1 to 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-азобис-(2-амидинопропан)дихлорида, 2,2-азобис-(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, Ka 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.In one aspect of this embodiment, it is preferable that the concentration of the initiator component iiia is from 0.05 to 2% by weight with respect to the amount of polymerizable monomers. In another aspect of this embodiment, it is preferred that the organic initiator molecule is selected from the group consisting of 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 2,2-azobis- (2-amidinopropane) dichloride, 2,2 -azobis- (cyanovaleric acid) or a combination of at least two of them. In an additional aspect of this embodiment, it is preferred that the peroxodisulfate has the general formula M 2 S 2 O 8 , where M is selected from the group consisting of NH 4 , Li, Na, Ka, or at least two of them. The components described above are particularly suitable for UV initiating the polymerization in step (vi) of the process according to the present invention. The use of this composition additionally results in a low amount of residual monomer and a decrease in yellowing of the water-absorbing polymer particle, which can be obtained by the method according to the present invention.

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 компонентов, как в случае предпочтительной системы инициатора, которая содержит пероксид водорода, пероксодисульфат натрия и аскорбиновую кислоту, и которая является активной только при добавлении всех компонентов, один или более компонентов такой системы инициатора полимеризации может быть, например, добавлен до технологической стадии (iv), тогда как остальной компонент или остальные компоненты, необходимые для дополнения активности системы инициатора полимеризации, добавляют после технологической стадии (iv), возможно даже после технологической стадии (v).In this context, it should also be noted that stage (iii), the addition of a polymerization initiator, can be implemented to stage (iv), simultaneously with stage (iv) or overlap in time with stage (iv), i.e. with a decrease in the oxygen content in the aqueous solution of the monomer. When using a polymerization initiator system that contains two or more components, as in the case of a preferred initiator system that contains hydrogen peroxide, sodium peroxodisulfate and ascorbic acid, and which is active only when all components are added, one or more components of such a polymerization initiator system can for example, be added to the technological stage (iv), while the rest of the component or the rest of the components needed to supplement the system activity initiator The polymerization is added after process step (iv), possibly even after process step (v).

На технологической стадии (iv) способа согласно настоящему изобретению в водном растворе моAt the technological stage (iv) of the method according to the present invention in an aqueous solution of

- 9 031397 номера необязательно снижают содержание кислорода. Необязательная стадия (iv), снижение содержания кислорода в водном растворе мономера, может быть проведена до, во время или после технологической стадии (ii). Предпочтительно содержание кислорода в водном растворе мономер снижают после добавления мелких частиц на технологической стадии (ii).- 9 031397 numbers do not necessarily reduce the oxygen content. The optional step (iv), the reduction of the oxygen content in the aqueous monomer solution, can be carried out before, during or after the technological step (ii). Preferably, the content of oxygen in the aqueous solution of the monomer is reduced after the addition of small particles at the technological stage (ii).

Снижение содержания кислорода в водном растворе мономера 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 мас. ppm, более предпочтительно до менее 0,5 мас. ppm относительно общего количества раствора мономера.Reducing the oxygen content of the aqueous monomer solution can be accomplished by bringing the aqueous monomer solution into contact with an inert gas, such as nitrogen. The inert gas phase brought into contact with the aqueous monomer solution does not contain oxygen and, therefore, is characterized by a very low partial pressure of oxygen. Consequently, oxygen is transferred from the aqueous solution of the monomer to the inert gas phase before the partial pressure of oxygen in the inert gas phase and in the aqueous monomer solution is equal. The contacting of the aqueous monomer phase with the inert gas phase can be accomplished, for example, by passing inert gas bubbles through the monomer solution in the form of a direct flow, countercurrent or at an intermediate feed angle. Good mixing can be achieved, for example, using nozzles, static or dynamic mixers, or bubble columns. The oxygen content in the monomer solution before polymerization is preferably reduced to less than 1 wt. ppm, more preferably to less than 0.5 wt. ppm relative to the total amount of monomer solution.

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 полимеризационной ленте в качестве реактора полимеризации, в задней по ходу части конвейерной ленты получают стренгу полимерного геля, который перед высушиванием предпочтительно дробят с получением частиц геля.At the technological stage (v) of the method according to the present invention, an aqueous monomer solution is loaded into a polymerization reactor, preferably on a conveyor belt, particularly preferably in the forward position of the conveyor belt, and at the technological stage (vi) monomers in an aqueous monomer solution are polymerized in a polymerization reactor obtaining a polymer gel. When carrying out polymerization on a polymerization belt as a polymerization reactor, in the rear part of the conveyor belt, a strand of polymer gel is obtained, which is preferably crushed before drying to form gel particles.

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, полученный при полимеризации водного раствора мономера, непрерывно дробят, например, с помощью вращающихся в противоположных направлениях валов мешалки, как описано в WO 2001/38402.As a polymerization reactor, any reactor can be used that is considered suitable by those skilled in the art for continuous or batch polymerization of monomers such as acrylic acid in aqueous solution. An example of a suitable polymerization reactor is a kneading reactor. In a kneader, the polymer gel obtained by polymerizing an aqueous monomer solution is continuously crushed, for example, using agitator shafts rotating in opposite directions, as described in WO 2001/38402.

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 подходящими в качестве поддерживающего материала, на который может быть загружен описанный выше водный раствор мономера, а затем полимеризован с получением гидрогеля. Примеры конвейерных лент, которые могут быть использованы в способе согласно настоящему изобретению, описаны в DE-A3544770, EP-А-0955086 и EP-А-1683813.Another example of a preferred polymerization reactor is a conveyor belt. As a conveyor belt suitable for the method according to the present invention, any conveyor belt can be used, which experts in the field of technology consider suitable as a supporting material on which the aqueous monomer solution described above can be loaded and then polymerized to obtain a hydrogel. Examples of conveyor belts that can be used in the method according to the present invention are described in DE-A3544770, EP-A-0955086 and EP-A-1683813.

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 стренги 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 поперечного 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,A conveyor belt usually contains an infinitely moving conveyor belt passing over the supporting elements and at least two guide rollers, of which at least one is driven and adjustable. Optionally, a system for unwinding and supplying a release sheet is presented, which can be used in sections on the upper surface of a conveyor belt. This system contains a system for supplying and dispensing reaction components, as well as optional radiation means located in the direction of movement of the conveyor belt after the supply and dispensing system, along with cooling and heating devices, as well as a polymer gel strand removal system located near the guide roller of the reverse conveyor branch tapes. In order to ensure complete polymerization with the maximum possible product yield in a single pass per unit of time, in accordance with the present invention, upward supporting elements, longitudinal axes, are located on both sides of the horizontal support elements, starting in the delivery zone and dosing systems. which intersect at a point under the upper branch, and which give the conveyor belt, supported by them, the shape of a suitable gutter. Thus, in accordance with the present invention, a conveyor belt in the vicinity of the reaction component supply system supports a plurality of support and support elements in the form of a gutter, which provide a configuration of the supplied reaction components in the form of a deep trough or plate. The desired shape of the gutter is determined by the shape and location of the supporting elements along the entire length of the path of the upper branch. In the area of introduction of the reaction components, the support elements should be located relatively close to each other, and in the next area, after initiation of the polymerization, the support elements can be located at a somewhat larger distance from each other. The angle of inclination of the supporting elements and the cross-sectional shape of the supporting elements can be variable to align the initially deep chute as it moves toward the end of the polymerization part and re-bring it into a stretched state. In an additional embodiment, the implementation of the present invention, each support element is preferably formed by a cylindrical or spherical roller, able to rotate about its longitudinal axis. By changing the cross section of the roller, as well as the configuration of the roller,

- 10 031397 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. На технологической стадии (vi) мономеры в водном растворе мономера предпочтительно полимеризуют на ленте с получением полимерного геля. Предпочтительно полимерный гель получают на задней по ходу части ленты. До высушивания полимерный гель предпочтительно дробят с получением частиц полимерного геля.- 10 031397 can easily achieve the desired shape of the cross section of the gutter. To ensure proper molding of the gutter from the conveyor belt, when it goes from a flat state to a gutter shape and when it returns back to a flat state, it is preferable to use a conveyor belt in a flexible longitudinal and transverse directions. In process step (vi), the monomers in the aqueous monomer solution are preferably polymerized on a belt to form a polymer gel. Preferably, the polymer gel is obtained on the back along the tape. Before drying, the polymer gel is preferably crushed to obtain particles of a polymer gel.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения раствор мономера подвергают радикальной полимеризации для получения полимера-предшественника. Радикальная полимеризация может быть инициирована любым способом, выбранным специалистом в данной области техники. Предпочтительно инициатор выбран из группы, состоящей из нагревания, облучения или их комбинации. Предпочтительна инициация облучением. Облечение предпочтительно обеспечивают с помощью УФ излучения. Предпочтительно полимер-предшественник подвергают дополнительной стадии поперечного сшивания. Дополнительная стадия поперечного сшивания может быть проведена с помощью любой стадии, выбранной специалистом в данной области техники для процесса поперечного сшивания. Дополнительная стадия поперечного сшивания может включать следующие стадии:In a preferred embodiment of the present invention, the monomer solution is subjected to radical polymerization to form a precursor polymer. Radical polymerization can be initiated by any method chosen by a person skilled in the art. Preferably, the initiator is selected from the group consisting of heat, irradiation, or a combination thereof. Radiation initiation is preferred. The investment is preferably provided by UV radiation. Preferably, the precursor polymer is subjected to an additional crosslinking step. An additional crosslinking step can be carried out using any step chosen by a person skilled in the art for the crosslinking process. The optional crosslinking step may include the following steps:

a1) добавление мономеров к полимеру-предшественнику;a1) adding monomers to the precursor polymer;

а2) добавление сшивающего агента (α3) к полимеру-предшественнику;A2) adding a crosslinking agent (α3) to the precursor polymer;

а3) добавление инициатора к полимеру-предшественнику;a3) adding an initiator to the precursor polymer;

а4) инициация полимеризации.A4) initiation of polymerization.

Стадии a1-a4 могут быть проведены по отдельности или в любой комбинации друг с другом и в любой последовательности.Stages a1-a4 can be carried out individually or in any combination with each other and in any sequence.

На технологической стадии (vii) способа согласно настоящему изобретению полимерный гель в виде частиц, полученный в реакторе полимеризации, предпочтительно частицы полимерного геля, полученные в месильном реакторе, или стренги полимерного геля, полученного в задней по ходу части конвейерной ленты, выгружают из реактора и, особенно в случае стренги полимерного геля, полученного на конвейерной ленте, (дополнительно) дробят с получением частиц полимерного геля. Предпочтительно полученную стренгу полимерного геля выгружают с конвейерной ленты в виде непрерывной стренги, который имеет мягкую, полутвердую консистенцию, а затем направляют на дополнительную обработку, такую как дробление.At the technological stage (vii) of the method according to the present invention, the particulate polymer gel obtained in the polymerization reactor, preferably the polymer gel particles obtained in the kneading reactor, or strands of the polymer gel obtained in the rear part of the conveyor belt, is unloaded from the reactor and, especially in the case of a polymer gel strand obtained on a conveyor belt, it is (additionally) crushed to obtain polymer gel particles. Preferably, the obtained polymer gel strand is unloaded from the conveyor belt in the form of a continuous strand, which has a soft, semi-solid consistency, and then is sent for additional processing, such as crushing.

Дробление полимерного геля или стренги геля предпочтительно проводят по меньшей мере в три стадии:The crushing of the polymer gel or gel strand is preferably carried out in at least three stages:

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;In the first stage, a cutting machine is used, preferably a knife, for example, a knife described in WO-A-96/36464, to cut a polymer gel into flat strips of gel, preferably from 5 to 500 mm long, preferably from 10 to 300 mm and particularly preferably from 100 to 200 mm, height from 1 to 30 mm, preferably from 5 to 25 mm and particularly preferably from 10 to 20 mm, and also from 1 to 500 mm wide, preferably from 5 to 250 mm and particularly preferably from 10 to 200 mm;

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, и 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.in the second stage, a grinding device, preferably a crusher, is used to grind gel strips into gel pieces, preferably from 3 to 100 mm long, preferably from 5 to 50 mm, up to 1 to 25 mm high, preferably from 3 to 20 mm, and also wide from 1 to 100 mm, preferably from 3 to 20 mm, and in the third stage a (crushing) installation of a top is used, preferably of the cutter type, preferably having a screw and a plate with holes, where the screw pushes the product through the plate with holes, for grinding and grinding chkov gel particles in the polymer gel, which gel preferably smaller pieces. Thereby, an optimum ratio of surface area to volume is achieved, which has a favorable effect on the drying characteristics at the technological stage (viii). Gel crushed in this way is particularly suitable for drying on tape. Three-stage crushing provides better air access due to air ducts located between the granulate particles.

На технологической стадии (viii) способа согласно настоящему изобретению полимерный гель высушивают. Во время указанной стадии (viii) высушивания воду предпочтительно удаляют из полимерного геля со скоростью от 120 до 240 кг/мин, предпочтительно от 130 до 230 кг/мин, или предпочтительно от 140 до 220 кг/мин, или предпочтительно от 150 до 210 кг/мин, или предпочтительно от 160 до 200 кг/мин относительно партии полимерного геля массой от 0,5 до 5 т или предпочтительно от 0,8 до 4,5 т, или предпочтительно от 1 до 4 т. Предпочтительно снижения содержания воды с 40-60 мас.% от общей массы полимерного геля до 3-7 мас.% от общей массы высушенного полимера достигают за период времени от 1 до 60 мин или предпочтительно от 2 до 50 мин, или предпочтительно от 3 до 40 мин. Полученный сухой полимер предпочтительно имеет содержание воды от 3 до 7 мас.% или предпочтительно от 3,5 до 6,5 мас.%, или предпочтительно от 4 до 6 мас.% от общей массы высушенного полимера. Содержание воды измеряют по методу титрования Карла-Фишера.At the technological stage (viii) of the method according to the present invention, the polymer gel is dried. During this stage of (viii) drying, water is preferably removed from the polymer gel at a rate of from 120 to 240 kg / min, preferably from 130 to 230 kg / min, or preferably from 140 to 220 kg / min, or preferably from 150 to 210 kg / min, or preferably from 160 to 200 kg / min relative to a batch of polymer gel weighing from 0.5 to 5 tons, or preferably from 0.8 to 4.5 tons, or preferably from 1 to 4 tons. It is preferable to reduce the water content from 40 -60 wt.% Of the total mass of the polymer gel to 3-7 wt.% Of the total mass of the dried polymer reach over a period of time and from 1 to 60 minutes or preferably from 2 to 50 minutes, or preferably from 3 to 40 minutes. The dry polymer obtained preferably has a water content of from 3 to 7 wt.% Or preferably from 3.5 to 6.5 wt.%, Or preferably from 4 to 6 wt.% Of the total weight of the dried polymer. The water content is measured by the Karl-Fisher titration method.

Высушивание полимерного геля может быть осуществлено в любой сушилке или печи, которые специалисты в данной области техники считают подходящими для высушивания полимерного геля илиThe drying of the polymer gel can be carried out in any dryer or kiln, which is considered suitable by those skilled in the art to dry the polymer gel or

- 11 031397 описанных выше частиц геля. В качестве примера могут быть упомянуты вращающиеся трубчатые печи, сушилки с псевдоожиженным слоем, тарельчатые сушилки, лопастные сушилки и инфракрасные сушилки.- 11 031397 gel particles described above. As an example, rotary tube furnaces, fluidized bed dryers, disc dryers, rotary paddle dryers and infrared dryers can be mentioned.

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 непрерывную конвейерную ленту, которая пропускает газ, и обрабатывают потоком нагретого газа, предпочтительно воздуха. Сушильный газ предпочтительно рециркулируют, 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.Belt dryers are particularly preferred. Belt dryer is a convection drying system for particularly gentle processing of products with free air access. The product to be dried is placed on a continuous conveyor belt, which passes the gas, and is treated with a stream of heated gas, preferably air. The drying gas is preferably recycled so that it can become very highly saturated with multiple passes through the product bed. A certain part of the drying gas, preferably not less than 10%, more preferably not less than 15% and most preferably not less than 20% and preferably up to 50%, more preferably up to 40% and most preferably up to 30% of the gas per pass, is discharged from the dryer in as a highly saturated steam that carries a certain amount of water evaporated from the product. The temperature of the heated gas stream is preferably at least 50 ° C, more preferably at least 100 ° C and most preferably at least 150 ° C and preferably up to 250 ° C, more preferably up to 220 ° C and most preferably up to 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.The size and design of the dryers depend on the processed product, production capacity and load during drying. Belt dryer can be implemented as a single belt, multiple belt system, multi-stage or multi-stage system. The present invention is preferably carried out using a belt dryer having at least one belt. Particularly preferred are single-belt dryers. To ensure optimal drying characteristics, the drying properties of water-absorbing polymers are separately determined on the tape as a function of the selected process parameters. For a particular product, choose the size of the holes and the size of the cells of the tape. There are also some options for surface optimization, such as electrolytic polishing or teflon coating.

Полимерный гель, подлежащий 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 полимерного геля, подлежащего 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.The polymer gel to be dried is preferably applied to the belt of the belt dryer using a rotating belt. Feed height, i.e. the vertical distance between the rotary belt and the belt dryer belt is preferably not less than 10 cm, more preferably not less than 20 cm and most preferably not less than 30 cm and preferably up to 200 cm, more preferably up to 120 cm and most preferably up to 40 cm. The thickness of the polymer the gel to be dried on a belt dryer is preferably not less than 2 cm, more preferably not less than 5 cm and most preferably not less than 8 cm and preferably not more than 20 cm, more preferably not more than 15 m and most preferably not more than 12 cm. The belt speed of the belt dryer is preferably not less than 0.005 m / s, more preferably not less than 0.01 m / s and most preferably not less than 0.015 m / s and preferably up to 0.05 m / s more preferably up to 0.03 m / s and most preferably up to 0.025 m / s.

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.In addition, in accordance with the present invention, the gel is preferably dried to a water content in the range from 0.5 to 25 wt.%, Preferably from 1 to 10 wt.% And particularly preferably from 3 to 7 wt.% Relative to the dried polymer gel.

На технологической стадии (ix) способа согласно настоящему изобретению высушенный полимерный гель измельчают с получением водоабсорбирующих полимерных частиц.At the technological stage (ix) of the method according to the present invention, the dried polymer gel is ground to form water-absorbing polymer particles.

Для измельчения высушенного полимерного геля может быть использовано любое устройство, которое специалисты в данной области техники считают подходящим для измельчения высушенного полимерного геля или описанного выше высушенного полимерного геля. В качестве примера подходящего измельчающего устройства может быть упомянута одностадийная или многостадийная роликовая мельница, предпочтительно двух- или трехстадийная роликовая мельница, штифтовая мельница, молотковая мельница или вибрационная мельница.For grinding the dried polymer gel, any device can be used that is considered suitable by those skilled in the art for grinding the dried polymer gel or the above-described dried polymer gel. As an example of a suitable grinding device, a single or multi-stage roller mill can be mentioned, preferably a two- or three-stage roller mill, a pin mill, a hammer mill, or a vibratory mill.

На технологической стадии (х) способа согласно настоящему изобретению 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, составляет 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.%, каждое значение выражено относительно общей массы частиц водоабсорбирующего полимера. 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 водоабсорбирующего полимера имеют размер частиц от 300 до 600 мкм.At the technological stage (x) of the method according to the present invention, the ground particles of the water-absorbing polymer are sorted, preferably using suitable sieves. In this context, it is particularly preferable that after sorting the particles of the water-absorbing polymer, the content of polymer particles having a particle size of less than 150 microns is less than 10% by weight, preferably less than 8% by weight and, in particular, less than 6% by weight, and that the content is polymer particles having a particle size of more than 850 μm are also less than 10% by weight, preferably less than 8% by weight and particularly preferably less than 6% by weight, each value is expressed relative to the total weight of the particles of the water-absorbing polymer. It is also preferable that after sorting the particles of the water-absorbing polymer, at least 30% by weight, more preferably at least 40% by weight and most preferably at least 50% by weight of the particles of the water-absorbing polymer have a particle size of from 300 to 600 μm.

На технологической стадии (xi) способа согласно настоящему изобретению поверхность 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, обработкуAt the technological stage (xi) of the method according to the present invention, the surface of the crushed and sorted particles of water-absorbing polymer is not necessarily treated. As a means for treating the surface of particles of a water-absorbing polymer, any means that experts in the art will consider appropriate for this purpose can be used. Examples of surface treatment include, for example, surface crosslinking, processing

- 12 031397 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. Дополнительно предпочтительно обработка водоабсорбирующих полимерных частиц или поверхностно сшитых водоабсорбирующих полимерных частиц представляет собой смешивание частиц в одной, двух или более фракциях с цеолитами. Цеолиты предпочтительно содержат один из элементов, выбранных из группы, состоящей из Ag, Na, Zn, или смесь по меньшей мере двух из них. Предпочтительно цеолиты смешивают с водоабсорбирующими полимерными частицами в количестве от 0,05 до 5 мас.% или предпочтительно от 0,1 до 13 мас.%, или предпочтительно от 0,2 до 10 мас.% от общей массы водоабсорбирующих полимерных частиц. Посредством такой обработки получают дополнительно обработанные водоабсорбирующие полимерные частицы.- 12 031397 surfaces with water-soluble salts, such as aluminum sulphate or aluminum lactate, surface treatment with inorganic particles, such as silicon dioxide, etc. Preferably, the components used to treat the surface of the polymer particles (crosslinking agents, water soluble salts) are added to the particles of the water-absorbing polymer in the form of aqueous solutions. After mixing the particles with these aqueous solutions, they are heated to a temperature of from 150 to 230 ° C, preferably from 160 to 200 ° C to accelerate the surface crosslinking reaction. Additionally, preferably, the treatment of water-absorbing polymer particles or surface-crosslinked water-absorbing polymer particles is mixing the particles in one, two or more fractions with zeolites. Zeolites preferably contain one of the elements selected from the group consisting of Ag, Na, Zn, or a mixture of at least two of them. Preferably, the zeolites are mixed with water-absorbing polymer particles in an amount of from 0.05 to 5 wt.% Or preferably from 0.1 to 13 wt.%, Or preferably from 0.2 to 10 wt.% Of the total mass of water-absorbing polymer particles. Through this treatment, an additional treated water-absorbing polymer particles are obtained.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения степень нейтрализации акрилатной фазы на стадии (i2) составляет более 1, предпочтительно более 1,05, более предпочтительно более 1,1, наиболее предпочтительно более 1,15. Предпочтительно степень нейтрализации акрилатной фазы на стадии (i2) составляет не более 1,2.In a preferred embodiment of the present invention, the degree of neutralization of the acrylate phase in step (i2) is more than 1, preferably more than 1.05, more preferably more than 1.1, most preferably more than 1.15. Preferably, the degree of neutralization of the acrylate phase in step (i2) is no more than 1.2.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения температура первой части акриловой кислоты и температура гидроксида отличаются на 2 К или более, предпочтительно на 5 К или более, более предпочтительно на 10 К или более, более предпочтительно на 15 К или более, более предпочтительно на 20 К или более, наиболее предпочтительно на 25 К или более. Предпочтительно гидроксид имеет температуру от 0 до 20°C, более предпочтительно от 0 до 15°C, более предпочтительно от 0 до 10°C, наиболее предпочтительно от 0 до 5°C.In a preferred embodiment of the present invention, the temperature of the first part of acrylic acid and the temperature of the hydroxide differ by 2 K or more, preferably by 5 K or more, more preferably by 10 K or more, more preferably by 15 K or more, more preferably by 20 K or more, most preferably 25 K or more. Preferably, the hydroxide has a temperature of from 0 to 20 ° C, more preferably from 0 to 15 ° C, more preferably from 0 to 10 ° C, most preferably from 0 to 5 ° C.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения дополнительная часть акриловой кислоты содержит менее 5 мас.% воды, предпочтительно менее 3 мас.% воды, более предпочтительно менее 2 мас.% воды от общей массы дополнительной части акриловой кислоты.In a preferred embodiment of the present invention, the additional part of acrylic acid contains less than 5% by weight of water, preferably less than 3% by weight of water, more preferably less than 2% by weight of water, based on the total weight of the additional part of acrylic acid.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения первая часть акриловой кислоты содержит 50 мас.% или более воды, предпочтительно 60 мас.% или более воды, более предпочтительно от 60 до 70 мас.% воды, более предпочтительно от 62 до 68 мас.%, более предпочтительно от 62 до 66 мас.% воды, наиболее предпочтительно от 63 до 64 мас.% воды от общей массы первой части акриловой кислоты.In a preferred embodiment of the present invention, the first part of acrylic acid contains 50% by weight or more of water, preferably 60% by weight or more of water, more preferably from 60 to 70% by weight of water, more preferably from 62 to 68% by weight, more preferably from 62 to 66% by weight of water, most preferably from 63 to 64% by weight of water, based on the total weight of the first part of acrylic acid.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения pH раствора мономера составляет от 8 до 12, предпочтительно от 8 до 11, более предпочтительно от 8 до 10, наиболее предпочтительно от 8 до 9.In a preferred embodiment of the present invention, the pH of the monomer solution is from 8 to 12, preferably from 8 to 11, more preferably from 8 to 10, most preferably from 8 to 9.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения гидроксид выбран из группы, состоящей из гидроксида натрия, гидроксида калия и гидроксида лития, или смеси по меньшей мере двух из них.In a preferred embodiment of the present invention, the hydroxide is selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, or a mixture of at least two of them.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения содержание газообразного кислорода в растворе мономера составляет от 3 до 15 мас. ppm, предпочтительно от 5 до 12 мас. ppm, более предпочтительно от 6 до 10 мас. ppm от массы раствора мономера. Предпочтительно раствор мономера насыщен газообразным кислородом.In a preferred embodiment of the present invention, the oxygen gas content in the monomer solution is from 3 to 15 wt. ppm, preferably from 5 to 12 wt. ppm, more preferably from 6 to 10 wt. ppm by weight of the monomer solution. Preferably the monomer solution is saturated with gaseous oxygen.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения раствор мономера приводят в контакт с активным углеродом на дополнительной стадии приведения в контакт. Предпочтительно дополнительную стадию приведения в контакт проводят до стадии (i2). Предпочтительно дополнительную стадию приведения в контакт проводят в течение от 60 до 240 мин, предпочтительно от 80 до 220 мин, более предпочтительно от 100 до 200 мин, наиболее предпочтительно от 120 до 180 мин. Предпочтительно количество активного углерода, используемого на дополнительной стадии приведения в контакт, составляет от 0,05 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 5 мас.%, более предпочтительно от 0,2 до 1 мас.% от общей массы раствора мономера. Предпочтительно активный углерод представляет собой гранулы, содержащие порошок. Предпочтительно диаметр гранул составляет менее 1,0 мм, предпочтительно менее 0,7 мм, более предпочтительно менее 0,5 мм.In a preferred embodiment of the present invention, the monomer solution is brought into contact with active carbon in an additional step of bringing into contact. Preferably, the additional contacting step is carried out to step (i2). Preferably, the additional contacting step is carried out for from 60 to 240 minutes, preferably from 80 to 220 minutes, more preferably from 100 to 200 minutes, most preferably from 120 to 180 minutes. Preferably the amount of active carbon used in the additional stage of bringing into contact is from 0.05 to 10 wt.%, Preferably from 0.1 to 5 wt.%, More preferably from 0.2 to 1 wt.% Of the total mass of the solution monomer. Preferably the active carbon is a granule containing powder. Preferably, the diameter of the granules is less than 1.0 mm, preferably less than 0.7 mm, more preferably less than 0.5 mm.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, по меньшей мере, первую стадию приведения в контакт или вторую стадию приведения в контакт, или обе стадии завершают за период времени от 10 до 300 мин, предпочтительно от 20 до 250 мин, более предпочтительно от 30 до 200 мин.In a preferred embodiment of the present invention, at least the first stage of bringing into contact or the second stage of bringing into contact, or both stages complete within a period of time from 10 to 300 minutes, preferably from 20 to 250 minutes, more preferably from 30 to 200 minutes .

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, по меньшей мере, первую стадию приведения в контакт или вторую стадию приведения в контакт, или обе стадии, предпочтительно обе стадии в совокупности проводят при температуре водного раствора мономера менее 40°C, предпочтительно менее 30°C, более предпочтительно менее 25°C.In a preferred embodiment of the present invention, at least the first stage of bringing into contact or the second stage of bringing into contact, or both stages, preferably both stages are carried out in aggregate at a temperature of an aqueous solution of monomer less than 40 ° C, preferably less than 30 ° C, more preferably less than 25 ° C.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения на стадии (v) реактор полимеризации представляет собой ленточный реактор полимеризации. Предпочтительный ленточный реакторIn a preferred embodiment of the present invention, in step (v), the polymerization reactor is a ribbon polymerization reactor. Preferred ribbon reactor

- 13 031397 полимеризации содержит конвейерную ленту, предпочтительно бесконечную конвейерную ленту.- 13 031397 polymerization contains a conveyor belt, preferably an endless conveyor belt.

В предпочтительном варианте 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.In a preferred embodiment of the present invention, the polymer gel discharged at the technological stage (vii) contains water in an amount of 40-60 wt.%, Preferably 50-60 wt.%, More preferably 53-56 wt.% Relative to the polymer gel.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения полимерный гель, выгружаемый на технологической стадии (vii), представляет собой лист полимерного геля; где указанный лист полимерного геля характеризуется толщиной в диапазоне 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.In a preferred embodiment of the present invention, the polymer gel discharged at the technological stage (vii) is a sheet of polymer gel; where the specified sheet of polymer gel is characterized by a thickness in the range from 10 to 200 mm, preferably from 10 to 100 mm, more preferably from 15 to 75 mm, most preferably from 15 to 50 mm.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения полимерный гель, выгружаемый на технологической стадии (vii), представляет собой лист полимерного геля; где указанный лист полимерного геля характеризуется шириной в диапазоне 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.In a preferred embodiment of the present invention, the polymer gel discharged at the technological stage (vii) is a sheet of polymer gel; where the specified sheet of polymer gel is characterized by a width in the range from 30 to 300 cm, preferably from 50 to 250 cm, more preferably from 60 to 200 cm, most preferably from 80 to 100 cm

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 сразу после или одновременно с добавлением инициатора или компонента системы инициатора. Предпочтительно вспенивающий агент добавляют к раствору мономера в количестве от 500 до 4000 мас. ppm, предпочтительно от 1000 до 3500 мас. ppm, более предпочтительно от 1500 до 3200 мас. ppm, наиболее предпочтительно от 2000 до 3000 мас. ppm от общей массы раствора мономера.In one embodiment of the present invention, the polymerization in step (vi) is carried out in the presence of a blowing agent. The blowing agent may be added to the aqueous monomer solution in one of the stages selected from the group consisting of stage (i), stage (ii), stage (iii), stage (iv), stage (v) and stage (iv), or in combination of at least two of them. Preferably, a foaming agent is added to the monomer solution in step (i). A blowing agent must be added before or immediately after the initiation of the polymerization in step (vi). Particularly preferably, a foaming agent is added to the monomer solution immediately after or simultaneously with the addition of an initiator or a component of the initiator system. Preferably, the foaming agent is added to the monomer solution in an amount of from 500 to 4000 wt. ppm, preferably from 1000 to 3500 wt. ppm, more preferably from 1500 to 3200 wt. ppm, most preferably from 2000 to 3000 wt. ppm of the total mass of the monomer solution.

Вспенивающий агент представляет собой вещество, способное образовывать ячейки 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 CO2 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.A blowing agent is a substance capable of forming cells or pores, or both, by foaming during the polymerization of the monomers. The foaming process is preferably endothermic. The preferred endothermic foaming process is initiated by heat generated in an exothermic polymerization or cross-linking reaction, or in both reactions. A preferred blowing agent is a physical blowing agent, or a chemical blowing agent, or both. A preferred physical blowing agent is an agent selected from the group consisting of CFC, HCFC, hydrocarbon and CO 2 , or a combination of at least two of them. Preferred CO 2 is liquid CO 2 . The preferred hydrocarbon is a hydrocarbon selected from the group consisting of pentane, isopentane and cyclopentane, or a combination of at least two of them. Preferred chemical blowing agent is an agent selected from the group consisting of carbonate blowing agent, nitrite, peroxide, soda ash, oxalic acid derivative, aromatic azo compound, hydrazine, azide, N, N-dinitrosoamide and organic blowing agent, or in combination least two of them.

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 А, 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 CO2 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 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 ^gCOsE-Mg^^^n^. 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, Ca(HCO3)2, ZnCO3 и BaCO3. Несмотря на то, что могут быть использованы некоторые катионы поливалентных переходных металлов, некоторые из них, такие как катион железа (III), 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.A particularly preferred blowing agent is a carbonate blowing agent. Carbonate blowing agents that can be used in accordance with the present invention are described in US Pat. No. 5,118,719 A, incorporated herein by reference. A preferred carbonate blowing agent is a carbonate-containing salt or a bicarbonate-containing salt, or both. Another preferred carbonate blowing agent contains an agent selected from the group consisting of CO2 as a gas, CO2 as a solid, ethylene carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, magnesium carbonate or magnesium hydroxycarbonate, calcium carbonate, barium carbonate, bicarbonate, their hydrates, other cations and natural carbonates, or a combination of at least two of them. Preferred natural carbonate is dolomite. The above carbonate foaming agents, dissolved or dispersed in the monomer solution, release CO2 when heated. A particularly preferred carbonate blowing agent is MgCO 3 , which can also be represented by the formula ^ gCOsE-Mg ^^^ n ^. Another preferred carbonate foaming agent is (NH 4 ) 2 CO 3 . MgCO 3 and (NH 4 ) 2 CO 3 can also be used in mixtures. Preferred carbonate foaming agents are carbonate salts of polyvalent cations such as Mg, Ca, Zn, and the like. Examples of such carbonate foaming agents are Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , (NH 4 ) 2 CO 3 , MgCO 3 , CaCO 3 , NaHCO 3 , KHCO 3 , NH 4 HCO 3 , Mg (HCO 3 ) 2 , Ca (HCO 3 ) 2 , ZnCO 3 and BaCO 3 . Although some polyvalent transition metal cations can be used, some of them, such as the iron (III) cation, can cause staining and can undergo oxidation-reduction reactions or hydrolytic equilibrium in water. This can lead to difficulties in controlling the quality of the finished polymer product. In addition, other polyvalent cations, such as Ni, Ba, Cd, Hg, may be unacceptable due to their potentially toxic or skin-sensitizing effects.

Предпочтительный нитрит представляет собой нитрит аммония. Предпочтительный пероксид представляет собой пероксид водорода. Предпочтительное ароматическое азосоединение представляет собойThe preferred nitrite is ammonium nitrite. The preferred peroxide is hydrogen peroxide. The preferred aromatic azo compound is

- 14 031397 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-К^-динитрозотерефталамид.- 14 031397 a compound selected from the group consisting of triazene, arylazosulfones, arylazotriarylmethanes, hydrazo compounds, a diazo ester and diazo aminobenzene, or a combination of at least two of them. The preferred hydrazine is phenylhydrazine. The preferred azide is carbonyl azide or sulfonyl azide, or both. A preferred N.N'-dinitrosoamide is CI-dimethyl-K ^ -dinitrosoterephthalamide.

Вклад в решение по меньшей мере одной из вышеуказанных задач сделан посредством устройства для получения водоабсорбирующих полимерных частиц в технологическом потоке, содержащего:The contribution to the solution of at least one of the above tasks is made by means of a device for producing water-absorbing polymer particles in a process stream, comprising:

a) первый контейнер, выполненный с возможностью вмещения акриловой кислоты;a) a first container configured to accommodate acrylic acid;

b) второй контейнер, выполненный с возможностью вмещения гидроксида металла;b) a second container configured to accommodate a metal hydroxide;

c) охлаждающее устройство, где охлаждающее устройствоc) a cooling device where the cooling device

i) расположено после второго контейнера, ii) выполнено с возможностью охлаждения гидроксида металла;i) located after the second container, ii) configured to cool the metal hydroxide;

d) первое смесительное устройство, где первое смесительное устройство:d) the first mixing device, where the first mixing device:

i) расположено после первого контейнера и охлаждающего устройства, ii) оснащено охладителем и приведенными в движение смесительными приспособлениями;i) located after the first container and the cooling device, ii) is equipped with a cooler and mixing tools set in motion;

e) третий контейнер, где третий контейнер:e) the third container, where the third container:

i) расположен после первого смесительного устройства, ii) выполнен с возможностью приема водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный, моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий группы карбоновой кислоты (α1);i) located after the first mixing device; ii) configured to receive an aqueous monomer solution containing at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer containing carboxylic acid groups (α1);

f) четвертый контейнер, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного сшивающего агента (α3);f) a fourth container configured to receive at least one crosslinking agent (α3);

g) второе смесительное устройство, где второе смесительное устройство:g) a second mixing device, where the second mixing device:

i) расположено после третьего контейнера и четвертого контейнера, ii) выполнено с возможностью смешивания раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (α3);i) located after the third container and the fourth container, ii) made with the possibility of mixing the monomer solution and at least one crosslinking agent (α3);

h) ленточный реактор полимеризации, где ленточный реактор полимеризации:h) a ribbon polymerization reactor, where the ribbon polymerization reactor:

i) расположен после второго смесительного устройства, ii) выполнен с возможностью вмещения водного раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (α3) во время полимеризации мономеров в водном растворе мономера, с образованием полимерного геля;i) is located after the second mixing device, ii) configured to accommodate the aqueous monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) during the polymerization of the monomers in the aqueous monomer solution, to form a polymer gel;

j) дробильное устройство, где дробильное устройство:j) crushing device, where crushing device:

i) расположено после ленточного реактора полимеризации, ii) выполнено с возможностью дробления полимерного геля;i) located after the ribbon polymerization reactor, ii) made with the possibility of crushing the polymer gel;

k) ленточную сушилку, где ленточная сушилка:k) belt dryer, where belt dryer:

i) расположена после дробильного устройства, ii) выполнена с возможностью сушки полимерного геля;i) is located after the crushing device, ii) made with the possibility of drying the polymer gel;

l) измельчающее устройство, где измельчающее устройство:l) grinding device, where the grinding device:

i) расположено после ленточной сушилки, ii) выполнено с возможностью измельчения высушенного полимерного геля с получением водоабсорбирующих полимерных частиц;i) located after the belt dryer, ii) made with the possibility of grinding the dried polymer gel with getting water-absorbing polymer particles;

m) сортировочное устройство, где сортировочное устройство:m) sorting device, where sorting device:

i) расположено после измельчающего устройства, ii) выполнено с возможностью сортировки измельченных частиц водоабсорбирующего полимера.i) located after the grinding device, ii) made with the possibility of sorting the crushed particles of water-absorbing polymer.

Предпочтительные компоненты или устройства, или оба варианта, указанного оборудования для получения частиц водоабсорбирующего полимера согласно настоящему изобретению, выполнены в соответствии со способом согласно настоящему изобретению.Preferred components or devices, or both, of said equipment for producing particles of a water-absorbing polymer according to the present invention, are made in accordance with the method according to the present invention.

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.The contribution to the solution of at least one of the above objectives is provided by the method for producing particles of a water-absorbing polymer in the device according to the present invention. Preferably, said process includes process steps (i) - (xi) according to the present invention.

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.The contribution to the solution of at least one of the above objectives is provided by using a particle of a water-absorbing polymer, which can be obtained by the method according to the present invention.

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.The contribution to the solution of at least one of the above objectives is provided with a composite material containing a particle of a water-absorbing polymer, which can be obtained by the method according to the present invention.

В предпочтительном варианте 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, упаковочногоIn a preferred embodiment of the present invention, the composite material according to the present invention contains a material selected from the group consisting of foam, a shaped article, fiber, foil, film, cable, sealing material, a moisture-absorbing hygienic article, a carrier for plant and fungal growth control agents, a packaging

- 15 031397 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.- 15 031397 material, additives for soil, building material or a combination of at least two of them. The preferred cable is a blue submarine cable. A preferred dehumidifying sanitary article is a product selected from the group consisting of a diaper, a tampon and a sanitary pad, or a combination of at least two of them. A preferred diaper is a baby diaper or a diaper for incontinent adults, or both.

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.The contribution to the solution of at least one of the above objectives is provided by a method for producing a composite material, where a particle of a water-absorbing polymer according to the present invention and a substrate, as well as an optional adjuvant, are brought into contact with each other.

Вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивают с помощью композиционного материала, который может быть получен способом согласно настоящему изобретению.The contribution to the solution of at least one of the above problems is provided with a composite material, which can be obtained by the method according to the present invention.

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.The contribution to the solution of at least one of the above objectives is provided by applying the water-absorbent polymer particle according to the present invention in a foam, a shaped article, a fiber, a foil, a film, a cable, a sealing material, a moisture-absorbing hygienic article, a carrier for plant growth regulators and fungi, packaging material, soil additive, controlled release of the active compound, or in a building material.

Ленточный реактор полимеризацииPolymerization Tape Reactor

Предпочтительная лента ленточного 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 подходящими в качестве поддерживающего материала, на который может быть загружен описанный выше водный раствор мономера, а затем полимеризован с получением полимерного геля.The preferred ribbon of a polymerization belt reactor is a conveyor belt. As a conveyor belt suitable for the method according to the present invention, any conveyor belt can be used, which experts in the field of technology consider suitable as a supporting material on which the aqueous monomer solution described above can be loaded and then polymerized to obtain a polymer gel .

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 для способа 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.The tape can be made of various materials, although they should preferably meet the requirements of good tensile strength and flexibility, good fatigue strength at repeated bending stresses, good deformability and chemical resistance to individual components of the reaction under polymerization conditions. One material usually does not meet the specified requirements. Therefore, as the tape for the method according to the present invention is usually used multilayer material. Mechanical requirements can be met with a frame, for example, woven inserts made from natural and / or synthetic fibers, or glass fibers, or steel cords. Chemical resistance can be achieved by coating, for example, polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, halogenated polyolefins such as polyvinyl chloride or polytetrafluoroethylene, polyamides, natural or synthetic rubbers, polyester resins or epoxy resins. The preferred coating material is silicone rubber.

Ленточный реактор полимеризации располагают вблизи направляющего ролика для обратной ветви конвейерной ленты.The polymerization belt reactor is located near the guide roller for the return leg of the conveyor belt.

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, могут быть 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.In order to ensure complete polymerization with the maximum possible product yield in a single pass per unit of time, in accordance with the present invention, upward supporting elements can be arranged on both sides of the horizontal support elements, starting in the delivery zone and dosing systems, whose longitudinal axes intersect at a point under the upper branch, and which give the conveyor belt, supported by them, the shape of a suitable groove.

Другое средство обеспечения конфигурации в форме желоба заключается в размещении переливных элементов на примерно плоской ленте. В указанном способе по меньшей мере один переливной элемент располагают в продольном направлении на каждой боковой кромке ленты. По меньшей мере два дополнительных переливных элемента располагают в поперечном направлении в других продольных положениях ленты, при этом желоб продольно простирается между указанными двумя положениями. Высота переливных элементов определяет глубину желоба и, следовательно, количество реакционных компонентов, которые могут быть загружены в желоб. Продольные переливные элементы должны быть сконструированы с возможностью продольного изгиба вместе с лентой в поворотных секциях ленты. Для этого продольные переливные элементы могут быть изготовлены из гибкого материала, или они могут состоять из множества более коротких продольных переливных элементов, расположенных близко друг к другу.Another means of providing a configuration in the form of a gutter is to place overflow elements on an approximately flat tape. In this method, at least one overflow element is placed in the longitudinal direction at each side edge of the tape. At least two additional overflow elements are arranged in the transverse direction in other longitudinal positions of the tape, with the groove extending longitudinally between said two positions. The height of the overflow elements determines the depth of the chute and, therefore, the number of reaction components that can be loaded into the chute. Longitudinal overflow elements should be designed with the possibility of buckling along with the tape in the rotary sections of the tape. For this, the longitudinal overflow elements may be made of a flexible material, or they may consist of a plurality of shorter longitudinal overflow elements located close to each other.

Конфигурация полимеризационной ленты в форме желоба также может быть достигнута комбинацией поперечно ориентированных переливных элементов и обеспечения формы ленты в поперечном направлении с помощью опорных элементов, или комбинацией продольно ориентированных переливных элементов и обеспечения формы ленты в продольном направлении с помощью опорных элементов.The configuration of the gutter-shaped polymerization tape can also be achieved by combining transversely oriented overflow elements and ensuring the shape of the tape in the transverse direction using support elements, or a combination of longitudinally oriented overflow elements and ensuring the shape of the tape in the longitudinal direction using support elements.

Методы испытанийTest methods

В настоящем изобретении использовали следующие методы испытаний. В отсутствие метода испытаний использовали метод испытания ISO для измерения характеристики, наиболее близкий к раннейIn the present invention, the following test methods were used. In the absence of a test method, an ISO test method was used to measure the characteristics closest to the earliest

- 16 031397 дате подачи настоящей заявки. При отсутствии метода испытания ISO использовали метод испытания EDANA, наиболее близкий к ранней дате подачи настоящей заявки. В отсутствие определенных условий измерения использовали температуру и давление окружающей среды (SATP), то есть температуру 298,15 К (25°C, 77°F) и абсолютное давление 100 кПа (14,504 psi, 0,986 атм).- 16 031397 filing date of this application. In the absence of an ISO test method, the EDANA test method was used closest to the earlier filing date of the present application. In the absence of specific measurement conditions, ambient temperature and pressure (SATP) were used, that is, a temperature of 298.15 K (25 ° C, 77 ° F) and an absolute pressure of 100 kPa (14.504 psi, 0.986 atm).

Содержание водыWater content

Содержание воды определяли по методу Карла-Фишера.The water content was determined by the Karl-Fisher method.

Содержание остаточного мономераThe residual monomer content

Содержание остаточного мономера измеряли в соответствии со стандартным методом испытания суперабсорбирующих материалов, определенным EDANA. Указанный метод испытания описан в EDANA, Harmonized Test Methods Nonwovens and Related Industries, 2012 издание, в разделе Residual Monomers с номером метода WSP 210.2.R3 (12).The residual monomer content was measured in accordance with the standard test method for superabsorbent materials determined by EDANA. This test method is described in EDANA, Harmonized Test Methods Nonwovens and Related Industries, 2012 edition, in the Residual Monomers section with the method number WSP 210.2.R3 (12).

Способ осуществления изобретенияThe method of carrying out the invention

ПримерыExamples

Далее настоящее изобретение объяснено более подробно с помощью примеров и чертежей, приведенных в качестве примера, которые не ограничивают его.Further, the present invention is explained in more detail using the examples and drawings given as an example, which do not limit it.

A) Получение раствора мономера частично нейтрализованной акриловой кислотыA) Obtaining a solution of monomer partially neutralized acrylic acid

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 0,7. Для получения указанного раствора мономера водный обеспечивали водный раствор акриловой кислоты с содержанием воды 63 мас.% и температурой 25°C. Водный раствор NaOH с содержанием NaOH 30 мас.% охлаждали до температуры, указанной в таблице, и добавляли к водному раствору акриловой кислоты в смесителе с получением степени нейтрализации, указанной в таблице, поддерживая во время нейтрализации температуру в пределах 35°C. Через пять минут после нейтрализации добавляли ледяную акриловую кислоту до достижения степени нейтрализации 0,7, поддерживая во время нейтрализации температуру в пределах 35°C.0,4299 wt.h. water was mixed in a suitable container with 0.27 wt.h. acrylic acid and 0.0001 wt.h. hydroquinone monomethyl ester (MEHQ). 0.2 wt.h. 48 wt.% Sodium hydroxide solution. A sodium acrylate monomer solution was obtained with a neutralization degree of 0.7. To obtain the specified monomer solution, an aqueous solution of acrylic acid was provided with a water content of 63% by weight and a temperature of 25 ° C. An aqueous solution of NaOH containing 30% by weight of NaOH was cooled to the temperature indicated in the table and added to the aqueous solution of acrylic acid in the mixer to obtain the degree of neutralization indicated in the table, maintaining the temperature during the neutralization within 35 ° C. Five minutes after neutralization, ice-cold acrylic acid was added to achieve a degree of neutralization of 0.7, maintaining the temperature during the neutralization within 35 ° C.

Раствор натрий-акрилатного мономера необязательно дегазировали азотом.The sodium acrylate monomer solution was optionally degassed with nitrogen.

B) Полимеризация раствора мономераB) Polymerization of the monomer solution

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.In the container were mixed 1 wt.h. the monomer solution obtained in stage A), with 0.001 wt.h. trimethylolpropane triacrylate as a crosslinking agent, 0.001 wt.h. sodium peroxodisulfate as the first component of the initiator, 0,000034 wt.h. 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one (Ciba® Irgacure® 651 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Inc., Basel, Switzerland) as the second initiator component, up to 0.1 wt.h. particles of acrylic acid (with a particle size of less than 150 microns) to obtain a mixed solution.

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.A sufficient amount of the mixed solution was subjected to additional processing to obtain a polymer gel and then subsequent particles of a water-absorbing polymer, and then surface-crosslinked particles of a water-absorbing polymer, and then a further treated water-absorbing product. Details of the additional processing are presented below.

Затем перемешанный раствор помещали на ленту конвейерного ленточного реактора, как показано на фиг. 4, и инициировали полимеризацию УФ-излучением. Длина конвейерной ленты составляла по меньшей мере 20 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 примерно 52 мас.% от общей массы полимерного геля.The mixed solution was then placed on a conveyor belt belt as shown in FIG. 4, and initiated polymerization by UV radiation. The length of the conveyor belt was at least 20 m. The conveyor belt was shaped like a groove to hold the solution on the belt before and during the polymerization. The dimensions of the conveyor belt and the transport speed of the conveyor belt were chosen so as to obtain a polyacrylic acid gel at the far end of the belt. At the end of this stage, a water-absorbent polymer gel was obtained. The polymer gel had a water content of about 52% by weight of the total weight of the polymer gel.

C) Дробление и высушивание полимерного геляC) Crushing and drying the polymer gel

Полимерный гель образовывал стренгу полимерного геля, который выгружали с конвейерной ленты и дробили в три стадии:The polymer gel formed a strand of polymer gel, which was unloaded from the conveyor belt and crushed in three stages:

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.rubbery polyacrylic acid gel was cut into flat gel strips with a knife; the gel strips had a length of 10 to 20 cm, a height of 10 to 200 m and a width of 10 to 200 mm, then a crusher was used to cut the strips into gel pieces with a length of 5 to 50 mm, a height of 3 to 20 mm, and a width of 3 to 20 mm, then the gel pieces were forced through a mixer with a grinder to grind the gel pieces to obtain gel particles having a length of 3 to 20 mm, a height of 3 to 20 mm, and a width of 3 to less than 20 mm.

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.The crushed gel was dried on a belt dryer at a temperature of 180 ° C to a water content of 5 wt.% Relative to the dried polymer gel. The belt of the belt dryer contained holes through which hot air under pressure was injected into the polymer gel through nozzles. The gel on the tape was also blown off with hot air from above.

D) Измельчение и сортировка по размеруD) Grinding and sorting by size

Высушенный полимерный гель измельчали в три стадии. Сначала высушенный полимерный гельThe dried polymer gel was crushed in three stages. First dried polymer gel

- 17 031397 пропускали через гранулятор Herbold HGM 60/145 (HERBOLD Meckesheim GmbH) и полученные частицы высушенного полимерного геля, которые имели размер менее 7 мм, помещали на 2,5 часа в контейнер для уравновешивания содержания влаги в частицах полимерного геля. Частицы высушенного полимерного геля затем измельчали в роликовой мельнице типа Bauermeister, 350,1 х 1800 (3-стадийная дробилка) (Bauermeister Zerkleinerungstechnik GmbH) с получением водоабсорбирующих полимерных частиц, имеющих размер частиц менее 1 мм.- 17 031397 was passed through a Herbold HGM 60/145 granulator (HERBOLD Meckesheim GmbH) and the obtained dried polymer gel particles, which had a size less than 7 mm, were placed for 2.5 hours in a container to balance the moisture content of the polymer gel particles. The particles of the dried polymer gel were then ground in a roller mill of the type Bauermeister, 350.1 x 1800 (3-stage crusher) (Bauermeister Zerkleinerungstechnik GmbH) to obtain water-absorbing polymer particles having a particle size of less than 1 mm.

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 в диапазоне 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.Water-absorbing polymer particles were sieved through drum sieves having several grids. The following grid sizes were used: from 20, 30, 40, 50, 60 to 100 US mesh. At least 50 wt.% Of the obtained water-absorbing polymer particles had a particle size in the range from 300 to 600 microns. Less than 5 wt.% Of water-absorbing polymer particles in the examples according to the present invention had a size of less than 150 microns, less than 5 wt.% Of water-absorbing polymer particles in the examples according to the present invention had a particle size of more than 850 microns. The resulting water-absorbing polymer particles were called the precursor I.

E) Обработка диоксидом кремнияE) Treatment with silica

На стадии обработки предшественник I смешивали в дисковом смесителе с примерно 0,01 мас.ч. (+10%) диоксида кремния (SiO2) относительно общей массы предшественника I и SiO2. Диоксид кремния использовали в форме Sipernat® 22 производства компании Evonik Industries AG, Эссен, Г ермания. При смешивании предшественника I с SiO2 температура предшественника все еще была более 80-100°C, предпочтительно 100°C. Получали предшественник II.At the processing stage, the precursor I was mixed in a disk mixer with about 0.01 wt.h. (+ 10%) silicon dioxide (SiO 2 ) relative to the total mass of the precursor I and SiO 2 . Silicon dioxide was used in the form of Sipernat® 22 manufactured by Evonik Industries AG, Essen, Germany. When mixing the precursor I with SiO 2, the temperature of the precursor was still more than 80-100 ° C, preferably 100 ° C. Received predecessor II.

F) Поверхностное сшиваниеF) Surface stitching

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 (Gebruder 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.In the next stage, 1 wt.h. predecessor II was mixed with 0,003 wt.h. (+ - 10%) surface crosslinking agent relative to the total mass of the mixture of precursor II and crosslinking agent. The surface crosslinking agent consisted of 19 wt.% Water, 40 wt.% Ethylene glycol diglycidyl ether, 1 wt.% Na 2 SO 3 , 40 wt.% Polyethylene glycol with a molecular weight of 400 g / mol, all values relative to the total amount of the crosslinking agent. The ingredients of the crosslinking agent were mixed in a linear static mixer. The crosslinking agent was mixed in a CoriMix® CM 350 annular blender (Gebruder Lodige Mascheninenbau GmbH, Paderborn, Germany) with its predecessor II. The mixture was heated to a temperature of from 130 to 160 ° C. The mixture was then dried in a paddle dryer Andritz Gouda Paddle Dryer, preferably of the type GPWD12W120 manufactured by Andritz AG, Graz, Austria, for 45 minutes at a temperature of 130 to 160 ° C. Received surface-linked particles of absorbent polymer.

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.In the fluidized bed cooler, the temperature of the surface-crosslinked particles of the absorbent polymer was lowered to less than 60 ° C to form cooled, surface-crosslinked particles of the absorbent polymer called precursor III.

G) Дополнительная обработкаG) Additional processing

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 в диапазоне 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. Получали дополнительно обработанные поверхностно сшитые частицы водоабсорбирующего полимера.Then 1 wt.h. the precursor III was mixed with 0.005 wt.h. Ag zeolite. Then the mixture was sieved. The sieve was chosen to separate the agglomerates of cooled, surface-crosslinked particles of absorbent polymer having a particle size greater than 850 microns. At least 50 wt.% Of the surface-crosslinked particles of the absorbent polymer had a particle size in the range from 300 to 600 μm. Less than 5 wt.% Of the crosslinked absorbent polymer particles in the examples according to the present invention were less than 150 microns, less than 5 wt.% Of the crosslinked absorbent polymer particles in the examples according to the present invention had a particle size of more than 850 microns. Received additionally treated surface-crosslinked particles of a water-absorbing polymer.

Содержание остаточного мономера в зависимости от степени нейтрализации и температуры NaOHThe content of residual monomer, depending on the degree of neutralization and temperature of NaOH

Пример Example Степень нейтрализации Degree of neutralization Температура NaQHR04HTemperature NaQH R0 4H Содержание остаточного мономера Content residual monomer Сравнительный пример 1 Comparative Example 1 0,7 0.7 25°С 25 ° С Сравнительный пример 2 Comparative Example 2 0,7 0.7 5°С 5 ° С Сравнительный пример 2 Comparative Example 2 0,8 0.8 5°С 5 ° С Пример 1 Example 1 0,97 0.97 25°С 25 ° С + + Пример 2 Example 2 1,01 1.01 25°С 25 ° С ++ ++ Пример 3 Example 3 1,01 1.01 5°С 5 ° С +++ +++ Пример 4 Example 4 1,1 1.1 5°С 5 ° С +++ +++

Использовали следующую шкалу для сравнения результатов измерения параметров, представленных в таблице, для примеров и сравнительных примеров. В порядке, представленном ниже, результаты измерений улучшаются слева направо: ---, --, -, +, ++, +++.The following scale was used to compare the measurement results of the parameters presented in the table for examples and comparative examples. In the order shown below, the measurement results are improved from left to right: ---, -, -, +, ++, +++.

- 18 031397- 18 031397

Из представленной выше таблицы очевидно, что содержание остаточного мономера в поверхностно сшитых водоабсорбирующих полимерных частицах может быть существенно снижено посредством избыточной нейтрализации водным раствором NaOH, имеющим низкую температуру.From the table above it is obvious that the content of residual monomer in surface-crosslinked water-absorbing polymer particles can be significantly reduced by excessive neutralization with an aqueous solution of NaOH having a low temperature.

На фиг. 1 представлена технологическая схема, иллюстрирующая стадии (101-111), обеспечиваемые после стадий 112 и 114, процесса 100 получения водоабсорбирующих полимерных частиц согласно настоящему изобретению. Первая стадия (i1) 112 включает: обеспечение первой части акриловой кислоты, содержащей монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ) или гидрохинон (HQ), или оба соединения. Дополнительная стадия (i2) 113 включает: приведение в контакт первой части акриловой кислоты с гидроксидом натрия (NaOH) на первой стадии приведения в контакт, где достигают pH 10 или более с получением первой водной фазы, содержащей акрилат натрия. Предпочтительно, что первая водная фаза, содержащая акрилат натрия, имеет степень нейтрализации 1 или более. На стадии (i3) 114 первую акрилатную фазу приводят в контакт с дополнительной частью акриловой кислоты на второй стадии приведения в контакт с получением раствора мономера. На стадии (i) 101 водный раствор мономера содержит по меньшей мере один частично нейтрализованный, моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий группы карбоновой кислоты (α1). Раствор мономера получают на стадии (i1) 112, стадии (i2) 114, стадии (i3) 116. Предпочтительно водный раствор мономера представляет собой водный раствор частично нейтрализованной акриловой кислоты, дополнительно содержащий сшивающие агенты. Предпочтительно частично нейтрализованную акриловую кислоту обеспечивают в виде раствора в форме первой части акриловой кислоты, содержащей MEHQ, нейтрализованной гидроксидом натрия NaOH до первой акрилатной фазы. После нейтрализации в первой акрилатной фазе примерно 96 мол.% акриловой кислоты представляет собой акрилат. Водный раствор мономера также может содержать дополнительный мономер типа акриловой кислоты или акриламида. Раствор мономера и по меньшей мере один сшивающий агент (α3) обеспечивают на стадии (i) 101.FIG. 1 is a flow chart illustrating steps (101-111) provided after steps 112 and 114, process 100 for preparing water-absorbing polymer particles according to the present invention. The first stage (i1) 112 includes: providing the first part of acrylic acid containing hydroquinone monomethyl ester (MEHQ) or hydroquinone (HQ), or both. Additional stage (i2) 113 includes: bringing into contact the first part of acrylic acid with sodium hydroxide (NaOH) in the first stage of bringing into contact, where a pH of 10 or more is reached to obtain the first aqueous phase containing sodium acrylate. Preferably, the first aqueous phase containing sodium acrylate has a degree of neutralization of 1 or more. In step (i3) 114, the first acrylate phase is brought into contact with an additional part of acrylic acid in the second step of bringing into contact to form a monomer solution. In step (i), a 101 monomer aqueous solution contains at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer containing carboxylic acid groups (α1). The monomer solution is obtained in step (i1) 112, step (i2) 114, step (i3) 116. Preferably, the aqueous monomer solution is an aqueous solution of partially neutralized acrylic acid, which additionally contains crosslinking agents. Preferably, the partially neutralized acrylic acid is provided as a solution in the form of a first part of acrylic acid containing MEHQ neutralized with sodium hydroxide NaOH prior to the first acrylate phase. After neutralization in the first acrylate phase, about 96 mol.% Acrylic acid is an acrylate. The aqueous monomer solution may also contain additional monomer such as acrylic acid or acrylamide. The monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) are provided in step (i) 101.

На второй стадии 102 к водному раствору мономера могут быть добавлены мелкие частицы водоабсорбирующего полимера. Предпочтительно указанные частицы содержат частицы полиакриловой кислоты. 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 компонентов. 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 401 ленточного реактора 400 полимеризации. Лента 401 представляет собой непрерывную конвейерную ленту. На шестой стадии 106 водный раствор мономера полимеризуют в полимерный гель. На седьмой стадии 107 полимерный гель выгружают с ленты 401. 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 полимерного геля выгружают с ленточной сушилки, а затем на девятой стадии 109 измельчают с получением водоабсорбирующих полимерных частиц. На десятой стадии 110 водоабсорбирующие полимерные частицы сортируют по размеру с получением водоабсорбирующих полимерных частиц, имеющих четко определенное распределение частиц по размеру. На одиннадцатой стадии 111 поверхность водоабсорбирующих полимерных частиц подвергают обработке поверхностным сшиванием.In the second stage 102, fine particles of a water-absorbing polymer may be added to the aqueous monomer solution. Preferably, said particles comprise polyacrylic acid particles. In the third step 103, a polymerization initiator or at least one component of the polymerization initiator system, which contains two or more components, is added to the aqueous monomer solution. In the fourth stage 104, the oxygen content in the monomer aqueous solution is reduced by passing nitrogen through the monomer aqueous solution. In the fifth stage 105, the monomer solution is loaded onto a ribbon 401 of a polymerization ribbon reactor 400. The belt 401 is a continuous conveyor belt. In the sixth stage 106, the aqueous monomer solution is polymerized into a polymer gel. In the seventh stage 107, the polymer gel is discharged from the belt 401. Then the polymer gel is crushed to obtain particles of the polymer gel. In the eighth stage 108, particles of a polymer gel are loaded onto a belt of a belt dryer, and then dried at a temperature of about 120-150 ° C. The dried particles of the polymer gel are discharged from the belt dryer, and then crushed in the ninth stage 109 to form water-absorbing polymer particles. At the tenth stage 110, water-absorbing polymer particles are sorted by size to form water-absorbing polymer particles having a well-defined particle size distribution. At the eleventh stage 111, the surface of the water-absorbing polymer particles is subjected to surface crosslinking.

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.FIG. 2 is a flow chart illustrating steps 101-111 of process 100 for producing water-absorbing polymer particles according to the present invention. Process 100 shown in FIG. 2 is the same as process 100 of FIG. 1, with the third process stage 103 and the fourth process stage 104 overlapping in time. When a polymerization initiator is added to an aqueous monomer solution, nitrogen is passed through the monomer aqueous solution to reduce its oxygen content.

На фиг. 3 представлена технологическая схема, иллюстрирующая стадии 101, 103 и 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.FIG. 3 is a flow chart illustrating steps 101, 103 and 105-110 of process 100 for producing water-absorbing polymer particles according to the present invention. Process 100 depicted in FIG. 3 is the same as process 100 of FIG. 1, with the second stage 102, the fourth stage 104 and the eleventh stage 111 being absent in process 100 in accordance with FIG. 3

На фиг. 4 представлена схема базовых настроек ленточного реактора 400 полимеризации согласно настоящему изобретению. Ленточный реактор 400 полимеризации содержит ленту 401. Лента 401 представляет собой бесконечную конвейерную ленту. Лента 401 проходит вокруг двух направляющих роликов 402, так что верхняя ветвь ленты 401 движется в нисходящем направлении. Нисходящее движение верхней ветви ленты 401 определяет направление движения 403 полимерного геля (не показан) на ленте 401, обозначенное стрелкой. Другая стрелка указывает направление 404, противоположное направлению движения полимерного геля на ленте. Другая стрелка указывает оба продольных направления 405 ленты 401, и еще одна стрелка указывает поперечные направления 406 ленты. Ленточный реактор 400 полимеризации может содержать дополнительные компоненты, не показанные на фигуре, такие как опорные элементы, система подачи и дозирования, облучающие устройства, устройства для охлаждения и нагревания, а также разгрузочную систему.FIG. 4 is a schematic diagram of basic settings for a polymerization belt reactor 400 according to the present invention. The polymerization belt reactor 400 comprises a belt 401. The belt 401 is an endless conveyor belt. The belt 401 runs around two guide rollers 402, so that the upper branch of the belt 401 moves in a downward direction. The downward movement of the upper branch of the belt 401 determines the direction of movement 403 of the polymer gel (not shown) on the belt 401, indicated by the arrow. Another arrow indicates the direction 404, opposite to the direction of movement of the polymer gel on the tape. The other arrow indicates both longitudinal directions 405 of the tape 401, and another arrow indicates the transverse directions 406 of the tape. The ribbon polymerization reactor 400 may contain additional components that are not shown in the figure, such as support elements, a feed and dispense system, irradiating devices, cooling and heating devices, as well as a discharge system.

На фиг. 5 представлена блок-схема устройства 500 для получения водоабсорбирующих полимерныхFIG. 5 is a block diagram of an apparatus 500 for preparing water-absorbent polymers.

- 19 031397 частиц согласно настоящему изобретению. Стрелки показывают направление технологического потока 512 получения водоабсорбирующих полимерных частиц. Устройство 500 содержит первый контейнер 501, второй контейнер 502, следующее за вторым контейнером 502 охлаждающее устройство 503, следующее за охлаждающим устройством 503 и первым контейнером 501 первое смесительное устройство 504, следующий за первым смесительным устройством 504 третий контейнер 505, четвертый контейнер 506, следующее за третьим контейнером 505 и четвертым контейнером 506 второе смесительное устройство 507, следующий ленточный реактор 400 полимеризации, следующее дробильное устройство 508, следующую ленточную сушилку 509, следующее измельчающее устройство 510 и следующее сортировочное устройство 511, каждое из которых соответствует настоящему изобретению.- 19 031397 particles according to the present invention. The arrows indicate the direction of the process stream 512 for producing water-absorbing polymer particles. The device 500 comprises a first container 501, a second container 502, a cooling device 503 following the second container 502, a cooling device 503 following the cooling device 50 and a first mixing device 504 504 following the first mixing device 504, the third container 505, the fourth container 506, following the third container 505 and the fourth container 506 second mixing device 507, the next polymerization belt reactor 400, the next crushing device 508, the next belt dryer 509, the next grinding A device 510 and a subsequent screening device 511, each of which is in accordance with the present invention.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения водоабсорбирующих полимерных частиц, включающий технологические стадии:1. A method of obtaining a water-absorbing polymer particles, including technological stages: (i) получения водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный, моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий карбоксильные группы (α1), и по меньшей мере один сшивающий агент (α3);(i) obtaining an aqueous solution of a monomer containing at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer containing carboxyl groups (α1) and at least one crosslinking agent (α3); (ii) добавления инициатора полимеризации или по меньшей мере одного компонента системы инициатора полимеризации, которая содержит два или более компонента, к водному раствору мономера;(ii) adding a polymerization initiator or at least one component of a polymerization initiator system, which contains two or more components, to an aqueous solution of a monomer; (iii) загрузки водного раствора мономера в реактор (400) полимеризации;(iii) loading the aqueous monomer solution into the polymerization reactor (400); (iv) полимеризации мономеров в водном растворе мономера в реакторе (400) полимеризации с получением полимерного геля;(iv) polymerizing monomers in an aqueous solution of monomer in a polymerization reactor (400) to form a polymer gel; (v) выгрузки полимерного геля из реактора (400) полимеризации;(v) discharging the polymer gel from the polymerization reactor (400); (vi) высушивания полимерного геля;(vi) drying the polymer gel; (vii) измельчения высушенного полимерного геля с получением водоабсорбирующих полимерных частиц; и (viii) сортировки по размеру измельченных водоабсорбирующих полимерных частиц;(vii) grinding the dried polymer gel to form water-absorbing polymer particles; and (viii) sorting by size of ground water-absorbing polymer particles; где на технологической стадии (i) получение водного раствора мономера дополнительно включает стадии:where at the technological stage (i) obtaining an aqueous solution of the monomer further includes the steps: (11) обеспечения первой части акриловой кислоты и (12) приведения в контакт первой части акриловой кислоты с гидроксидом на первой стадии контактирования с получением первой акрилатной фазы, где первая акрилатная фаза имеет pH 10 или более, где первая акрилатная фаза имеет степень нейтрализации по меньшей мере 0,95; и (13) приведения в контакт первой акрилатной фазы с дополнительной частью акриловой кислоты на второй стадии контактирования с получением раствора мономера, где дополнительная часть акриловой кислоты имеет содержание воды меньше, чем содержание воды в первой акрилатной фазе, где раствор мономера имеет pH меньше, чем pH первой акрилатной фазы, где раствор мономера имеет степень нейтрализации от 0,5 до 0,9;(11) providing the first part of acrylic acid and (12) bringing the first part of acrylic acid into contact with the hydroxide in the first contacting stage to obtain the first acrylate phase, where the first acrylate phase has a pH of 10 or more, where the first acrylate phase has a degree of neutralization of at least least 0.95; and (13) bringing the first acrylate phase into contact with an additional part of acrylic acid in the second contacting stage to obtain a monomer solution, where the additional part of acrylic acid has a water content less than the water content in the first acrylate phase, where the monomer solution has a pH less than the pH of the first acrylate phase, where the monomer solution has a degree of neutralization of from 0.5 to 0.9; где содержание акрилата и акриловой кислоты в водном растворе мономера составляет от 30 до 50 мас.% от общей массы водного раствора мономера.where the content of acrylate and acrylic acid in an aqueous solution of the monomer is from 30 to 50 wt.% from the total mass of the aqueous solution of monomer. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что степень нейтрализации акрилатной фазы на стадии (i2) составляет более 1.2. The method according to claim 1, characterized in that the degree of neutralization of the acrylate phase in stage (i2) is more than 1. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что температура первой части акриловой кислоты и температура гидроксида отличаются на 2 К или более.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the first part of acrylic acid and the temperature of the hydroxide differ by 2 K or more. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительная часть акриловой кислоты содержит менее 5 мас.% воды относительно общей массы дополнительной части акриловой кислоты.4. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the additional part of acrylic acid contains less than 5 wt.% Water relative to the total mass of the additional part of acrylic acid. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первая часть акриловой кислоты содержит 50 мас.% или более воды относительно общей массы первой части акриловой кислоты.5. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the first part of acrylic acid contains 50 wt.% Or more of water relative to the total mass of the first part of acrylic acid. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что pH раствора мономера составляет от 8 до 12.6. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the pH of the monomer solution is from 8 to 12. 7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что гидроксид выбран из группы, состоящей из гидроксида натрия, гидроксида калия и гидроксида лития или смеси по меньшей мере двух из них.7. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the hydroxide is selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide or a mixture of at least two of them. 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержание газообразного кислорода в растворе мономера составляет от 3 до 15 мас. ppm относительно массы раствора мономера.8. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the content of oxygen gas in the monomer solution is from 3 to 15 wt. ppm relative to the mass of the monomer solution. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что раствор мономера приводят в контакт с активным углеродом на дополнительной стадии контактирования.9. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the monomer solution is brought into contact with active carbon at an additional stage of contacting. 10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что, по меньшей мере, первую стадию контактирования, или вторую стадию контактирования, или обе стадии завершают за период10. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that at least the first stage of contact, or the second stage of contact, or both stages are completed for the period - 20 031397 времени от 10 до 300 мин.- 20 031397 time from 10 to 300 minutes. 11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что, по меньшей мере, первую стадию контактирования, или вторую стадию контактирования, или обе стадии проводят при температуре водного раствора мономера менее 40°C.11. The method according to any of the preceding paragraphs, characterized in that at least the first stage of contacting, or the second stage of contacting, or both stages are carried out at a temperature of an aqueous solution of monomer less than 40 ° C. 12. Устройство для получения водоабсорбирующих полимерных частиц в технологическом потоке (512), содержащее:12. An apparatus for producing water-absorbing polymer particles in a process stream (512), comprising: a) первый контейнер (501), предназначенный для приема акриловой кислоты;a) a first container (501) for receiving acrylic acid; b) второй контейнер (502), предназначенный для приема гидроксида металла;b) a second container (502) for receiving a metal hydroxide; c) охлаждающее устройство (503), где охлаждающее устройство (503):c) a cooling device (503), where a cooling device (503): i) расположено после второго контейнера (502), ii) выполнено с возможностью охлаждения гидроксида металла;i) located after the second container (502), ii) made with the possibility of cooling the metal hydroxide; d) первое смесительное устройство (504), где первое смесительное устройство (504):d) the first mixing device (504), where the first mixing device (504): i) расположено после первого контейнера (501) и охлаждающего устройства (503), ii) оснащено охладителем и приводимыми в движение смесительными приспособлениями;i) located after the first container (501) and the cooling device (503), ii) is equipped with a cooler and driven mixing devices; e) третий контейнер (505), где третий контейнер (505):e) the third container (505), where the third container (505): i) расположен после первого смесительного устройства (504), ii) предназначен для приема водного раствора мономера, содержащего по меньшей мере один частично нейтрализованный, моноэтиленненасыщенный мономер, содержащий карбоксильные группы (α1);i) is located after the first mixing device (504), ii) is designed to receive an aqueous monomer solution containing at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer containing carboxyl groups (α1); f) четвертый контейнер (506), предназначенный для приема по меньшей мере одного сшивающего агента (α3);f) a fourth container (506) for receiving at least one crosslinking agent (α3); g) второе смесительное устройство (507), где второе смесительное устройство (507):g) the second mixing device (507), where the second mixing device (507): i) расположено после третьего контейнера (505) и четвертого контейнера (506), ii) выполнено с возможностью смешивания раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (α3);i) located after the third container (505) and the fourth container (506), ii) is arranged to mix the monomer solution and at least one crosslinking agent (α3); h) ленточный реактор (400) полимеризации, где ленточный реактор (400) полимеризации:h) a polymerization ribbon reactor (400), where the polymerization ribbon reactor (400): i) расположен после второго смесительного устройства (507), ii) предназначен для вмещения водного раствора мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента (α3) во время полимеризации мономеров в водном растворе мономера с образованием полимерного геля;i) is located after the second mixing device (507), ii) is designed to contain the aqueous monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) during the polymerization of the monomers in the aqueous monomer solution to form a polymer gel; j) дробильное устройство (508), где дробильное устройство (508):j) the crushing device (508), where the crushing device (508): i) расположено после ленточного реактора (400) полимеризации, ii) выполнено с возможностью дробления полимерного геля;i) located after the ribbon polymerization reactor (400), ii) made with the possibility of crushing the polymer gel; k) ленточную сушилку (509), где ленточная сушилка (509):k) belt dryer (509), where belt dryer (509): i) расположена после дробильного устройства (508), ii) выполнена с возможностью сушки полимерного геля;i) is located after the crushing device (508), ii) is made with the possibility of drying the polymer gel; l) измельчающее устройство (510), где измельчающее устройство (510):l) grinding device (510), where grinding device (510): i) расположено после ленточной сушилки (509), ii) выполнено с возможностью измельчения высушенного полимерного геля с получением водоабсорбирующих полимерных частиц;i) located after the belt dryer (509), ii) made with the possibility of grinding the dried polymer gel with getting water-absorbing polymer particles; m) сортировочное устройство (511), где сортировочное устройство (511):m) sorting device (511), where the sorting device (511): i) расположено после дробильного устройства (510), ii) выполнено с возможностью сортировки измельченных частиц водоабсорбирующего полимера.i) located after the crushing device (510), ii) made with the possibility of sorting the crushed particles of water-absorbing polymer. 13. Способ получения водоабсорбирующих полимерных частиц по любому из пп.1-11, использующий устройство по п.12.13. The method of obtaining water-absorbing polymer particles according to any one of claims 1 to 11, using the device according to item 12. 14. Водоабсорбирующая полимерная частица, полученная способом по любому из пп.1-11 или 13.14. Water-absorbing polymer particle obtained by the method according to any one of claims 1 to 11 or 13. 15. Композиционный материал, содержащий водоабсорбирующую полимерную частицу по п.14.15. Composite material containing water-absorbing polymer particle according to 14. 16. Способ получения композиционного материала, в котором водоабсорбирующую полимерную частицу по п.14 и подложку приводят в контакт друг с другом.16. A method of producing a composite material in which the water-absorbing polymer particle of claim 14 and the substrate are brought into contact with each other. 17. Композиционный материал, полученный способом по п.16.17. Composite material obtained by the method according to clause 16. 18. Применение водоабсорбирующей полимерной частицы по п.14 во влагопоглощающем гигиеническом изделии.18. The use of water-absorbing polymer particles according to claim 14 in the moisture-absorbing hygienic product. 100100 114 |<—1~ 113 |<—| 112 | 101114 | <—1 ~ 113 | <- | 112 | 101 | 102 |—>| 103 |—>| 104 |—>| 105 |—>| 106 | | 102 | -> | 103 | -> | 104 | -> | 105 | -> | 106 | | 107 |—>| 108 μ 109 110 |—>| 111 | | 107 | -> | 108 μ 109 110 | -> | 111 |
Фиг. 1FIG. one - 21 031397- 21 031397 Фиг. 3FIG. 3 Фиг. 5FIG. five
EA201691537A 2014-04-25 2014-04-25 Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles, use of particles, composite material and process for the preparation thereof EA031397B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2014/003672 WO2015163514A1 (en) 2014-04-25 2014-04-25 Monomer preparation with over-neutralization for production of water-absorbent polymer particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201691537A1 EA201691537A1 (en) 2017-02-28
EA031397B1 true EA031397B1 (en) 2018-12-28

Family

ID=54332666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201691537A EA031397B1 (en) 2014-04-25 2014-04-25 Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles, use of particles, composite material and process for the preparation thereof

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR102223611B1 (en)
CN (1) CN106232630B (en)
EA (1) EA031397B1 (en)
WO (1) WO2015163514A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11931928B2 (en) * 2016-12-29 2024-03-19 Evonik Superabsorber Llc Continuous strand superabsorbent polymerization
KR102075735B1 (en) 2017-02-16 2020-02-10 주식회사 엘지화학 Method of preparation for super absorbent polymer
WO2018151453A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-23 주식회사 엘지화학 Method for producing super absorbent polymer
CN113717299B (en) * 2020-05-21 2023-05-30 中国石油化工股份有限公司 Intermittent hydrogenation method of nitrile rubber solution

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120309920A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Basf Se Process for Continuously Producing Water-Absorbing Polymer Particles
WO2013104480A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 Evonik Degussa Gmbh Cooling neutralized acrylic acid by means of an absorption chiller
WO2013104479A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 Evonik Degussa Gmbh Process for the continuous preparation of water-absorbent polymers
WO2014033083A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Basf Se Process for producing water-absorbing polymer particles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2001397A1 (en) * 1988-10-28 1990-04-28 Tadao Shimomura Method for production of acrylate and acrylate-containing polymer
KR940006449A (en) * 1992-09-21 1994-04-25 이웬짐 Growth-induced Shore of Vine Plants
CN1279067C (en) * 2001-12-19 2006-10-11 株式会社日本触媒 Acrylic acid composition, method of manufacturing the same, method of manufacturing water-absorbing resin using the same and water-soluble resin
DE102005042606A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Basf Ag Neutralization process
EP2557095B1 (en) * 2010-04-07 2016-10-05 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for producing water absorbent polyacrylic acid (salt) resin powder, and water absorbent polyacrylic acid (salt) resin powder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120309920A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Basf Se Process for Continuously Producing Water-Absorbing Polymer Particles
WO2013104480A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 Evonik Degussa Gmbh Cooling neutralized acrylic acid by means of an absorption chiller
WO2013104479A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 Evonik Degussa Gmbh Process for the continuous preparation of water-absorbent polymers
WO2014033083A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Basf Se Process for producing water-absorbing polymer particles

Also Published As

Publication number Publication date
EA201691537A1 (en) 2017-02-28
KR20160149238A (en) 2016-12-27
CN106232630B (en) 2021-08-13
KR102223611B1 (en) 2021-03-11
CN106232630A (en) 2016-12-14
WO2015163514A1 (en) 2015-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI549979B (en) Process for the continuous preparation of water-absorbent polymers
CN106232505B (en) Longitudinal shape of polymeric ribbons in the production of water-absorbent polymer particles
EA032199B1 (en) Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles and composite material based thereon
JP2015507045A (en) Cooling of neutralized acrylic acid by absorption refrigerator.
EA031397B1 (en) Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles, use of particles, composite material and process for the preparation thereof
EA030945B1 (en) Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles, use of particles, composite material and process for the production thereof
CN106232629B (en) Using the production of carbonate foaming agent and the water absorbent polymer of belt drying
EA031991B1 (en) Process and device for the preparation of post-treated surface-crosslinked water-absorbent polymer particles and composite material based thereon
WO2015163513A1 (en) Process for the production of water- absorbent polymer particles comprising subsequent hydrogel comminuting steps
WO2015163519A1 (en) Recycling of fine particles in the production of water-absorbent polymer particles
KR102403560B1 (en) Classifying fines in the production of water-absorbent polymer particles
EA031422B1 (en) Process and device for the preparation of water-absorbent polymer particles, use of particles, composite material and process for the production thereof
WO2015163517A1 (en) Release of polymer gel from polymerization belt in production of water-absorbent polymer particles
WO2015163523A1 (en) Production of water-absorbent polymer particles employing a blowing agent and surface-crosslinking
WO2015163518A1 (en) Initiator system for preparation of a water-absorbent polymer by radical polymerization
WO2015163516A1 (en) Surface-crosslinking and cooling of surface-crosslinked water-absorbent polymer particles in the production thereof
WO2015163520A1 (en) Transversal concave shape of a polymerization belt in the production of water-absorbent polymer particles

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
QB4A Registration of a licence in a contracting state