RU2471812C2 - Method of producing mechanically stable water-absorbent polymer particles - Google Patents

Method of producing mechanically stable water-absorbent polymer particles Download PDF

Info

Publication number
RU2471812C2
RU2471812C2 RU2009127848A RU2009127848A RU2471812C2 RU 2471812 C2 RU2471812 C2 RU 2471812C2 RU 2009127848 A RU2009127848 A RU 2009127848A RU 2009127848 A RU2009127848 A RU 2009127848A RU 2471812 C2 RU2471812 C2 RU 2471812C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer particles
water
particles
absorbing polymer
waxes
Prior art date
Application number
RU2009127848A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009127848A (en
Inventor
Уве ШТЮВЕН
Рюдигер ФУНК
Маттиас ВАЙСМАНТЕЛЬ
Вильфрид ХАЙДЕ
Марко Крюгер
Original Assignee
Басф Се
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 Басф Се filed Critical Басф Се
Publication of RU2009127848A publication Critical patent/RU2009127848A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2471812C2 publication Critical patent/RU2471812C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to a method of producing water-absorbent polymer particles. Described is a method of producing water-absorbent polymer particles which contain at least one cavity inside the particle through polymerisation of droplets of a monomer solution containing: a) at least one ethylenically unsaturated monomer having at least one acid group, b) at least one crosslinker, c) at least one initiator, d) water, in the gaseous phase surrounding the droplets, the obtained polymer particles being re-crosslinked further, said re-crosslinked polymer particles being at least covered by water, an aqueous solution, alkanolamine, a polymer and/or wax. The invention also describes water-absorbent particles obtained using the method given above. The invention describes hygiene items containing said polymer particles.
EFFECT: high mechanical stability of polymer particles containing at least one cavity inside.
12 cl, 11 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение касается способа получения водопоглощающих полимерных частиц посредством полимеризации капель раствора мономера в окружающей капли газовой фазе и вторичное сшивание полимерных частиц, где вторично сшитые полимерные частицы, по меньшей мере, частично имеют покрытие.The invention relates to a method for producing water-absorbing polymer particles by polymerizing droplets of a monomer solution in the surrounding gas phase and second crosslinking of the polymer particles, where the second crosslinked polymer particles are at least partially coated.

Производство водопоглощающих полимерных частиц описывается в монографии "Modern Superabsorbent Polymer Technology", F.L.Buchholz und AT.Graham Wiley-VCH, 1998, стр.71-103.The production of water-absorbing polymer particles is described in the monograph "Modern Superabsorbent Polymer Technology", F. L. Buchholz und AT. Graham Wiley-VCH, 1998, pp. 71-103.

Водопоглощающие полимеры применяют в качестве абсорбирующих водные растворы продуктов для производства подгузников, тампонов, женских прокладок и других предметов гигиены, а также в качестве задерживающего воду средства в сельскохозяйственном садоводстве.Water-absorbing polymers are used as absorbent aqueous solutions of products for the production of diapers, tampons, women's pads and other hygiene products, as well as as a water-holding agent in agricultural gardening.

Свойства водопоглощающих полимеров могут определяться через степень сшивания. С возрастающей степенью сшивания возрастает плотность геля и убывает абсорбционная емкость.The properties of water-absorbing polymers can be determined through the degree of crosslinking. With an increasing degree of crosslinking, the density of the gel increases and the absorption capacity decreases.

Для улучшения свойств применения, как, например, передача жидкости в слое геля (SFC) подгузника и абсорбция под давлением (AUP), водопоглощающие полимерные частицы, как правило, вторично сшиваются. Вследствие этого степень сшивания возрастает только на поверхности частиц, благодаря чему абсорбция под давлением (AUP) и удерживающая емкость при центрифугировании (CRC) как минимум частично могут разъединиться. Это вторичное сшивание может быть проведено в водной гелиевой фазе. Преимущественно, однако, сухие, измельченные и просеянные полимерные частицы (основной полимер) покрываются по поверхности агентом сшивания, термически сшиваются и высушиваются. Подходящими для этого агентами сшивания являются соединения, содержащие группы, которые могут образовывать ковалентные связи с карбоксилат группами гидрофильных полимеров.To improve application properties, such as fluid transfer in the gel layer (SFC) of the diaper and pressure absorption (AUP), the water-absorbing polymer particles are typically crosslinked. As a result, the degree of crosslinking increases only on the surface of the particles, so that the absorption under pressure (AUP) and holding capacity during centrifugation (CRC) can at least partially disconnect. This secondary crosslinking can be carried out in the aqueous helium phase. Advantageously, however, dry, crushed and sieved polymer particles (base polymer) are coated over the surface with a crosslinking agent, thermally crosslinked and dried. Suitable crosslinking agents are compounds containing groups that can form covalent bonds with the carboxylate groups of hydrophilic polymers.

Посредством распылительной полимеризации могут объединяться такие стадии технологического процесса, как полимеризация и сушка. Помимо этого, размеры частиц могут быть установлены в определенных границах посредством подходящего управления процессом.By spray polymerization, process steps such as polymerization and drying can be combined. In addition, particle sizes can be set within certain limits by suitable process control.

Производство водопоглащающих полимерных частиц посредством полимеризации капель раствора мономера описывается, например, в европейской заявке ЕР 348180 А1, в международной заявке WO 96/40427 А1, американском патенте US 5,269,980, немецких заявках на патент DE 10314466 А1, DE 10340253 А1, DE 102004024437 А1 и DE 102005002412 А1, а также и в более старой немецкой заявке с регистрационным номером 102006001596.7.The production of water-absorbing polymer particles through the polymerization of droplets of a monomer solution is described, for example, in European application EP 348180 A1, in international application WO 96/40427 A1, US patent US 5,269,980, German patent applications DE 10314466 A1, DE 10340253 A1, DE 102004024437 A1 and DE 102005002412 A1, as well as in the older German application with registration number 102006001596.7.

В немецких заявках на патент DE 102004042946 А1, DE 102004042948 A1, DE 102004042955 А1 и DE 102005019398 А1 описывается производство загустителя с помощью распылительной полимеризации.German patent applications DE 102004042946 A1, DE 102004042948 A1, DE 102004042955 A1 and DE 102005019398 A1 describe the production of a thickener using spray polymerization.

В международной заявке на патент WO 2006/079631 А1 описывался способ капельной полимеризации, причем полимерные частицы высушивались и выборочно вторично сшивались в вихревом слое.International patent application WO 2006/079631 A1 describes a drip polymerization process, the polymer particles being dried and selectively second crosslinked in a vortex layer.

В европейском патенте ЕР 703265 А1 описывался способ улучшения износостойкости водопоглощающих полимерных частиц с помощью нанесения слоя пленкообразующих полимеров.EP 703265 A1 describes a method for improving the wear resistance of water-absorbing polymer particles by applying a layer of film-forming polymers.

В европейском патенте ЕР 755964 А2 раскрывается также способ улучшения износостойкости водопоглощающих полимерных частиц, причем частицы покрываются восками.European patent EP 755964 A2 also discloses a method for improving the wear resistance of water-absorbing polymer particles, the particles being coated with waxes.

Задачей данного изобретения является предоставление улучшенного способа производства водопоглощающих полимерных частиц посредством полимеризации капель раствора мономера в окружающей капли газовой фазе.The objective of the invention is the provision of an improved method for the production of water-absorbing polymer particles by polymerizing droplets of a solution of monomer in the surrounding gas phase droplets.

Задача была решена через способ производства водопоглощающих полимерных частиц путем полимеризации капель раствора мономера, содержащего:The problem was solved through a method of producing water-absorbing polymer particles by polymerizing drops of a monomer solution containing:

a) по меньшей мере, один этиленовый ненасыщенный мономер,a) at least one ethylene unsaturated monomer,

b) на выбор, по меньшей мере, один агент сшивания,b) at least one crosslinking agent,

c) по меньшей мере, один инициатор;c) at least one initiator;

d) воду,d) water

в окружающей капли газообразной фазе, причем полученные полимерные частицы вторично сшиваются, отличающийся тем, что вторично сшитые полимерные частицы как минимум частично имеют покрытие.in the gaseous phase surrounding the droplet, wherein the obtained polymer particles are secondarily crosslinked, characterized in that the secondly crosslinked polymer particles are at least partially coated.

Посредством полимеризации капель раствора мономера в окружающей капли газовой фазе (капельная полимеризация) получены круглые полимерные частицы с более высокой средней сферичностью (mSPHT). Средняя сферичность - это мера округлости полимерных частиц и может быть определена, например, системой обработки изображения Camsizer® (Retsch Technolgy GmbH; DE).Through the polymerization of droplets of a monomer solution in the gas phase surrounding the droplet (droplet polymerization), round polymer particles with a higher average sphericity (mSPHT) are obtained. Median sphericity is a measure of the roundness of polymer particles and can be determined, for example, by the Camsizer® image processing system (Retsch Technolgy GmbH; DE).

Представленное изобретение лежит в основе научного вывода, что полученные посредством капельной полимеризации полимерные частицы являются полыми сферами и что полые сферы могут быть повреждены посредством механической нагрузки.The presented invention is the basis of the scientific conclusion that polymer particles obtained by drop polymerization are hollow spheres and that hollow spheres can be damaged by mechanical loading.

Благодаря покрытию, в соответствии с данным изобретением, явно возрастает механическая стабильность полых сфер. Подходящим покрывающим средством являются, например, примеси, которые увеличивают эластичность внешней поверхности частиц, например, посредством понижения температуры перехода в стеклообразное состояние и/или упрочняют внешнюю поверхность частиц.Due to the coating, in accordance with this invention, the mechanical stability of the hollow spheres clearly increases. Suitable coating means are, for example, impurities that increase the elasticity of the outer surface of the particles, for example, by lowering the glass transition temperature and / or hardening the outer surface of the particles.

Покрытие может быть получено благодаря тому, что посредством капельной полимеризации полученные водопоглощающие полимерные частицы покрываются общеизвестным образом - посредством введения в смесь покрывающего средства в желаемом массовом соотношении. Это нанесение покрытия выполняется предпочтительно в смесителях с подвижным перемешивающим механизмом, таких как шнековый смеситель, лопастный смеситель, дисковый смеситель, лемеховый смеситель, лопаточный смеситель. Особенно предпочтительны вертикальные смесители, и в высшей степени предпочтительны лемеховый и лопаточный смесители. Подходящими являются смесители фирм Lödige, Bepex, Nauta, Processall и Schugi. В высшей степени предпочтительно использование высокоскоростных смесителей, например, типов Schugi-Flexomix или Turbolizer. Но также предпочтительными являются вихревые смесители.The coating can be obtained due to the fact that through the drop polymerization of the obtained water-absorbing polymer particles are coated in a well-known manner - by introducing into the mixture a coating agent in the desired mass ratio. This coating is preferably carried out in mixers with a movable mixing mechanism, such as a screw mixer, paddle mixer, disk mixer, ploughshare mixer, blade mixer. Vertical mixers are particularly preferred, and ploughshare and paddle mixers are highly preferred. Suitable mixers are Lödige, Bepex, Nauta, Processall and Schugi. The use of high-speed mixers, such as Schugi-Flexomix or Turbolizer types, is highly preferred. But vortex mixers are also preferred.

Вторично сшитые водопоглощающие полимерные частицы покрываются преимущественно водой, водным раствором, алканоламином, полимером и/или воском.The second-crosslinked water-absorbing polymer particles are coated predominantly with water, an aqueous solution, alkanolamine, a polymer and / or wax.

Количество добавляемой воды или водного раствора при нанесении покрытия, согласно изобретению, составляет 1-30% мас., особенно предпочтительно 2-20% мас., в высшей степени предпочтительно 3-15% мас.The amount of added water or aqueous solution during the coating according to the invention is 1-30% by weight, particularly preferably 2-20% by weight, highly preferably 3-15% by weight.

В предпочтительной форме исполнения при нанесении слоя воды или водного раствора добавляется поверхностно-активное вещество в качестве вспомогательного средства для разрушения агломератов, например сложный моноэфир сорбитана, такие как сорбитан монококоат и сорбитан монолаурат или их этоксилированные варианты. Дальнейшим очень подходящим вспомогательным средством для разрушения агломератов являются этоксилированные и алкоксилированные производные 2-пропилгептанола, которые реализуются под товарными знаками Lutensol® XL и Lutensol® XP (BASF Aktiengesellschaft, DE).In a preferred embodiment, when a layer of water or an aqueous solution is applied, a surfactant is added as an aid to agglomerate breakdown, for example sorbitan monoester, such as sorbitan monococoate and sorbitan monolaurate or their ethoxylated variants. Another very suitable aid for breaking down agglomerates is ethoxylated and alkoxylated derivatives of 2-propylheptanol, which are sold under the trademarks Lutensol® XL and Lutensol® XP (BASF Aktiengesellschaft, DE).

Используемое количество вспомогательного средства для разрушения агломератов относительно водопоглощающих полимерных частиц составляет, к примеру, 0,01-1% мас., предпочтительно 0,05-0,5% мас., особенно предпочтительно 0,1-0,2% мас.The amount of aid used to break down agglomerates relative to water-absorbing polymer particles is, for example, 0.01-1% by weight, preferably 0.05-0.5% by weight, particularly preferably 0.1-0.2% by weight.

Используемое количество алканоламина при нанесении покрытия, согласно изобретению, составляет преимущественно 0,5-30% мас., особенно предпочтительно 1-20% мас., в высшей степени предпочтительно 2-15% мас., причем алканоламины также могут применяться в виде раствора в подходящем растворителе, например воде.The amount of alkanolamine used in the coating according to the invention is preferably 0.5-30% by weight, particularly preferably 1-20% by weight, highly preferably 2-15% by weight, and alkanolamines can also be used as a solution in a suitable solvent, for example water.

Подходящими алканоламинами являются моно-, ди- и триалканоламины, такие как этаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин. Предпочитаемыми являются третичные алканоламины, такие как триэтаноламин, метилдиэтаноламин, диметиламинодигликоль, диметилэтаноламин и N,N,N′,N′-тетра-(гидроксиэтил)-этилендиамин. Особенно предпочтительным является триэтаноламин.Suitable alkanolamines are mono-, di- and trialkanolamines, such as ethanolamine, diethanolamine and triethanolamine. Tertiary alkanolamines such as triethanolamine, methyldiethanolamine, dimethylaminodiglycol, dimethylethanolamine and N, N, N ′, N′-tetra- (hydroxyethyl) ethylenediamine are preferred. Triethanolamine is particularly preferred.

Количество полимера и/или восков составляет предпочтительно 0,005-10% мас., особенно предпочтительно 0,05-5% мас., в высшей степени предпочтительно 0,1-2% мас., относительно полимерных частиц.The amount of polymer and / or waxes is preferably 0.005-10% by weight, particularly preferably 0.05-5% by weight, highly preferably 0.1-2% by weight, relative to the polymer particles.

Полимер может также наноситься на поверхность частиц таким образом, что сначала на поверхность частицы наносятся исходные компоненты этого полимера, которые превращаются на поверхности частицы в желаемый полимер, например, через взаимодействие полиолов с полиэпоксидами.The polymer can also be applied to the surface of the particles in such a way that the initial components of this polymer are first applied to the surface of the particle, which are converted on the surface of the particle into the desired polymer, for example, through the interaction of polyols with polyepoxides.

Полимеры, их исходные компоненты или воски могут наноситься на поверхность частицы в качестве водных дисперсий, эмульсий и/или суспензий полимеров.The polymers, their starting components or waxes can be applied to the surface of the particles as aqueous dispersions, emulsions and / or suspensions of polymers.

Полимеры, их исходные компоненты или воски могут также использоваться в форме раствора в органическом растворителе или в смеси из воды и органического смешиваемого с водой растворителя. Также вышеупомянутые водные дисперсии, эмульсии и суспензии могут содержать часть органического выборочно смешиваемого с водой растворителя.The polymers, their starting components or waxes can also be used in the form of a solution in an organic solvent or in a mixture of water and an organic water-miscible solvent. Also, the aforementioned aqueous dispersions, emulsions and suspensions may contain a portion of an organic solvent selectively miscible with water.

Пригодными органическими растворителями являются, например, алифатические и ароматические углеводороды, такие как н-гексан, циклогексан, толуол и ксилол, спирты, такие как метанол, этанол, изопропанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин и полиэтиленгликоли со средней молекулярной массой 200-10000, простой эфир, такой как диэтиловый эфир, сложный эфир, такой как этилацетат и н-бутилацетат и кетон, такие как ацетон и 2-бутанон.Suitable organic solvents are, for example, aliphatic and aromatic hydrocarbons such as n-hexane, cyclohexane, toluene and xylene, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and polyethylene glycols with an average molecular weight of 200-10000, simple ether, such as diethyl ether, ester, such as ethyl acetate and n-butyl acetate and ketone, such as acetone and 2-butanone.

Пригодными смешиваемыми с водой органическими растворителями являются, к примеру, алифатические спирты, имеющие 1-4 атомов углерода, такие как метанол, изопропанол, трет-бутанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин и полителенгликоль со средней молекулярной массой 200-10000, простой эфир и кетон, такие как ацетон и 2-бутанон.Suitable water-miscible organic solvents are, for example, aliphatic alcohols having 1-4 carbon atoms, such as methanol, isopropanol, tert-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and polyethylene glycol with an average molecular weight of 200-10000, ether and ketone such as acetone and 2-butanone.

Полимеры и/или воски могут также дозироваться в виде расплава.Polymers and / or waxes can also be dosed in the form of a melt.

Используемые в способе согласно данному изобретению полимеры и/или воски не являются активными, это означает, что они не имеют реактивных групп, которые реагируют с группами на внешней поверхности полимерной частицы.The polymers and / or waxes used in the method according to this invention are not active, which means that they do not have reactive groups that react with groups on the outer surface of the polymer particle.

Предпочитаемыми полимерами и/или восками являются, прежде всего, такие, которые в температурном интервале между 0°С и 80°С не склонны к склеиванию.Preferred polymers and / or waxes are, first of all, those which are not prone to sticking in the temperature range between 0 ° C and 80 ° C.

Предпочтительными согласно данному изобретению для нанесения покрытия полимерами являются гомо- и сополимеры сложного винилового эфира, в особенности винилацетат-гомополимер и винилацетат-сополимер с этиленом, акрилатами, сложными эфирами малеиновой кислоты, виниламидами и/или другими винилацил производными.The preferred polymers according to the invention for coating are vinyl ester homo- and copolymers, in particular vinyl acetate-homopolymer and vinyl acetate-copolymer with ethylene, acrylates, maleic esters, vinylamides and / or other vinylacyl derivatives.

Предпочтительными являются, кроме того, гомо- и сополимеры сложных эфиров акрил- и метакриловых кислот, такие как, например, сополимеры метилметакрилата и сложный н-бутиловый эфир акриловой кислоты или 2-этилгексиловый эфир акриловой кислоты.Preferred are also homo- and copolymers of esters of acrylic and methacrylic acids, such as, for example, copolymers of methyl methacrylate and n-butyl ester of acrylic acid or 2-ethylhexyl ester of acrylic acid.

Вышеуказанные сополимеры на основе виниловых эфиров, сложных эфиров акриловых и метакриловых кислот могут содержать дальнейшие сомономеры, например стирол, бутадиен, виниламиды, олефиновые непредельные карбоновые кислоты и их производные, олефиновые непредельные сульфокислоты и их производные, винилфосфоновые кислоты и их производные или сложные полигликолевые эфиры непредельных кислот.The above copolymers based on vinyl esters, esters of acrylic and methacrylic acids may contain further comonomers, for example styrene, butadiene, vinyl amides, olefinic unsaturated carboxylic acids and their derivatives, olefinic unsaturated sulfonic acids and their derivatives, vinylphosphonic acids and their derivatives or polyglycol unsaturated esters acids.

Примерами виниламидов являются, прежде всего, N-винилформамид, N-винил-N-метилацетамид и N-винилпирролидон.Examples of vinyl amides are, in particular, N-vinylformamide, N-vinyl-N-methylacetamide and N-vinylpyrrolidone.

Примерами олефиновых непредельных карбоновых кислот являются, прежде всего, акриловая кислота, метакриловая кислота, итаконовая кислота и малеиновая кислота, а также их щелочные, аммонийные и аминные соли. Примерами производных олефиновых непредельных карбоновых кислот являются, прежде всего, амиды, такие как (мет)акриламид, N-трет-бутил(мет)акриламид и N-изопропил(мет)акриламид, но и N-метилоламиды или простой эфир N-метилоламида, полуамиды и имиды алифатических аминов, такие как акрилонитрил.Examples of olefinic unsaturated carboxylic acids are, first of all, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and maleic acid, as well as their alkaline, ammonium and amine salts. Examples of olefinic unsaturated carboxylic acid derivatives are primarily amides, such as (meth) acrylamide, N-tert-butyl (meth) acrylamide and N-isopropyl (meth) acrylamide, but also N-methylolamides or N-methylolamide ether, semi-amides and imides of aliphatic amines, such as acrylonitrile.

Примерами олефиновых непредельных сульфокислот являются соли винилсульфоновой кислоты, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, стиролсульфоновой кислоты, аллил- и металлилсульфоновой кислоты, в особенности их щелочные, аммонийные и аминные соли.Examples of olefinic unsaturated sulfonic acids are salts of vinyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrene sulfonic acid, allyl and metal sulfonic acid, in particular their alkaline, ammonium and amine salts.

Примерами производных винилфосфоновой кислоты являются преимущественно сложные моно- и диэфиры спиртов, имеющих 1-18 атомов углерода, такие как сложные эфиры метилового, пропилового или стеарилового спиртов. Винилфосфоновая кислота сама предоставлена, в частности, в виде моно- и дисолей, причем предпочтительными являются щелочные, аммонийные и аминные соли.Examples of vinylphosphonic acid derivatives are predominantly mono- and diesters of alcohols having 1-18 carbon atoms, such as esters of methyl, propyl or stearyl alcohols. Vinyl phosphonic acid itself is provided, in particular, in the form of mono- and disols, with alkaline, ammonium and amine salts being preferred.

Полигликолевыми сложными эфирами непредельных кислот являются, в частности, гидроксиэтил(мет)акрилат или сложный эфир акриловой и метакриловой кислоты с полиалкиленоксидными соединениями общей формулыPolyglycol esters of unsaturated acids are, in particular, hydroxyethyl (meth) acrylate or an ester of acrylic and methacrylic acid with polyalkylene oxide compounds of the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

причем означаютand mean

Х водород или метил,X is hydrogen or methyl,

n от 0 до 50 иn is from 0 to 50 and

R алифатический, аралифатический или циклоалифатический остаток, содержащий 1-24 атома углерода, например нонилфенил.R is an aliphatic, araliphatic or cycloaliphatic residue containing 1-24 carbon atoms, for example nonylphenyl.

В предпочтительной форме исполнения данного изобретения используют пленкообразующие полимеры для нанесения покрытия. Это особые полимеры, которые имеют прочность разрыва полимерной пленки 0,5-25 Н/мм, предпочтительно 1-20 Н/мм, более предпочтительно 2-15 и в высшей степени предпочтительно 5-10 Н/мм и разрывное удлинение 10-10000%, предпочтительно 20-5000%, более предпочтительно 50-2000% и в высшей степени предпочтительно 500-1000%. Прочность разрыва и разрывное удлинение определены согласно DIN EN ISO 527.In a preferred embodiment of the invention, film-forming polymers are used for coating. These are special polymers that have a tensile strength of the polymer film of 0.5-25 N / mm, preferably 1-20 N / mm, more preferably 2-15 and most preferably 5-10 N / mm and an elongation of 10-10000% preferably 20-5000%, more preferably 50-2000% and highly preferably 500-1000%. Tensile strength and tensile elongation are determined according to DIN EN ISO 527.

Предпочтительными согласно изобретению применяемыми для нанесения покрытия полимерами являются следующие пленкообразующие полимеры на основе:Preferred according to the invention used for coating polymers are the following film-forming polymers based on:

- полиацеталей, то есть продуктов взаимодействия поливиниловых спиртов с альдегидами, как, например, бутиральдегид;- polyacetals, that is, the products of the interaction of polyvinyl alcohols with aldehydes, such as butyraldehyde;

- полиуретанов, то есть доступных через полиприсоединение двух и более валентных спиртов полимеров, например полученных из сложных полиэфирных и/или простых полиэфирных диолов и, к примеру, 2,4- или 2,6-толуолдиизоцианатов, 4,4-метиленди(фенилизоцианатов) или гексаметилендиизоционатов (см. Методы органической химии (Methoden der Organischen Chemie), 4, Houben-Weyl, том Е20/2, стр.1561-1721);- polyurethanes, that is, polymers accessible through polyaddition of two or more valence alcohols, for example, obtained from polyester and / or polyether diols and, for example, 2,4- or 2,6-toluene diisocyanates, 4,4-methylenedi (phenylisocyanates) or hexamethylene diisocyanates (see Methods of Organic Chemistry (Methoden der Organischen Chemie), 4, Houben-Weyl, Volume E20 / 2, pp. 1561-1721);

- полимочевин, то есть полимеров, которые являются доступными посредством полиприсоединения диаминов и диизоцианатов или посредством поликонденсации диаминов с двуокисью углерода, фосгеном, сложными эфирами карбоновых кислот (например, активированные дифенилкарбонаты) или мочевин соответственно посредством взаимодействия диизоцианатов с водой (см. Методы органической химии, 4, Houben-Weyl, том E20/2, стр.1721-1752);- polyureas, i.e. polymers that are available by polyaddition of diamines and diisocyanates or by polycondensation of diamines with carbon dioxide, phosgene, esters of carboxylic acids (e.g. activated diphenyl carbonates) or ureas, respectively, by the interaction of diisocyanates with water (see Organic chemistry methods, 4, Houben-Weyl, Volume E20 / 2, pp. 1721-1752);

- полисилоксанов, причем в качестве основного полимера используется, прежде всего, линейный диметилполисилоксан, концевые группы которого могут быть различно модифицированы (см. "Chemie und Technologie des kalthärtenden Siliconkautschuks", стр.49-64 in SILICONE - Химия и технологии [Симпозиум 28.04.1989] VULKAN-VERLAG, Essen);- polysiloxanes, moreover, linear dimethylpolysiloxane, the end groups of which can be variously modified, is used as the main polymer (see "Chemie und Technologie des kalthärtenden Siliconkautschuks", pages 49-64 in SILICONE - Chemistry and Technology [Symposium 28.04. 1989] VULKAN-VERLAG, Essen);

- полиамидов, причем сополиамидам (см. Plaste Kautsch. Jahrgang 25, стр.440-444 (1978)), как они находят применение, например, для производства лаков, отдается преимущество;- polyamides, with copolyamides (see Plaste Kautsch. Jahrgang 25, pages 440-444 (1978)), as they are used, for example, for the manufacture of varnishes, an advantage is given;

- сложных полиэфиров, то есть полимеров, которые производят полимеризацией с раскрытием цикла лактонов или посредством поликонденсации гидроксикарбоновых кислот или соответственно диолов и производных дикарбоновых кислот (см. Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, 4 издание, том E20/2, страницы 1404-1429);- polyesters, that is, polymers that are polymerized by opening the cycle of lactones or by polycondensing hydroxycarboxylic acids or diols and derivatives of dicarboxylic acids, respectively (see Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, 4th edition, volume E20 / 2, pages 1404- 1429);

- эпоксидных смол, которые получают из полиэпоксидов посредством реакции полиприсоединения с подходящими отвердителями или посредством полимеризации эпоксидных групп (см. Методы органической химии, 4, Houben-Weyl, том 14/2, стр.462-552, и том Е20/2, стр.1891-1994 (например, продукты взаимодействия бисфенола А с эпихлоргидрином) или на основе;- epoxy resins which are prepared from polyepoxides by polyaddition reaction with suitable hardeners or by polymerization of epoxy groups (see Organic Chemistry Methods, 4, Houben-Weyl, Volume 14/2, pages 462-552, and Volume E20 / 2, pages .1891-1994 (e.g., reaction products of bisphenol A with epichlorohydrin) or based on;

- поликарбонатов, которые легко изготавливают посредством взаимодействия дигликолей или бисфенолов с фосгеном, или соответственно сложных диэфиров угольной кислоты в реакциях поликонденсации или переэтерификации (см. Методы органической химии, 4, Houben-Weyl, том Е20/2, стр.1443-1457).- polycarbonates, which are easily made by reacting diglycols or bisphenols with phosgene, or carbonic acid diesters, respectively, in polycondensation or transesterification reactions (see Organic Chemistry Methods, 4, Houben-Weyl, Volume E20 / 2, pp. 1443-1457).

Особенно предпочтительными полимерами, применяемыми для нанесения покрытия согласно изобретению, являются гомо- и сополимеры из сложных эфиров акриловой и метакриловой кислоты, а также полимеры на основе полиацеталей.Particularly preferred polymers used for coating according to the invention are homo- and copolymers of esters of acrylic and methacrylic acid, as well as polymers based on polyacetals.

Могут также применяться смеси двух или более названных выше полимеров. Соотношения компонентов смеси являются совершенно некритичными и приспосабливаются к реальным условиям.Mixtures of two or more of the above polymers may also be used. The ratio of the components of the mixture are completely uncritical and adapt to real conditions.

Предпочтительными полимерами, применяемыми в способе согласно изобретению, являются, кроме того, эластичные полимеры. Это полимеры с резиноэластичными свойствами, которые при 23°С неоднократно могут растягиваться минимум на две свои длины, а после удаления усилия, необходимого для растяжения, тут же принимают опять свою длину, близкую к начальной.Preferred polymers used in the method according to the invention are, in addition, elastic polymers. These are polymers with rubber-elastic properties, which can repeatedly stretch at least two of their lengths at 23 ° C, and after removing the force necessary for stretching, they immediately assume their length close to the initial one.

Репрезентативными примерами для подходящих эластичных полимеров являются природные и синтетические латексы, которые обычно используются в качестве связующего вещества и эластомерного клея при производстве высыхающих на воздухе абсорбирующих продуктов. Дополнительно к описанным в примерах латексам, принимается во внимание, что каждый природный и синтетический эластомер, подходящий для образования латексной дисперсии, пригоден для применения в данном изобретении. Поэтому могут использоваться: природный каучук, полибутадиеновый каучук, стирол-бутадиеновый каучук, арилнитрил-бутадиеновый каучук, поли-2-хлорбутадиеновый каучук, полиизопреновый каучук, изопренизобутиленовые сополимеры, этилен-пропиленовый каучук, этилен-винилацетатные сополимеры, хлорированный полиэтилен, хлорсульфонированный полиэтилен, акриловый каучук, этилен-акрилатные сополимеры, эпихлоргидриновый каучук, полипропиленоксидный каучук и полиуретаны.Representative examples of suitable elastic polymers are natural and synthetic latexes, which are commonly used as a binder and elastomeric adhesive in the manufacture of air-drying absorbent products. In addition to the latexes described in the examples, it is appreciated that each natural and synthetic elastomer suitable for forming the latex dispersion is suitable for use in the present invention. Therefore, it can be used: natural rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, aryl nitrile-butadiene rubber, poly-2-chlorobutadiene rubber, polyisoprene rubber, isoprene isobutylene copolymers, ethylene-propylene rubber, ethylene-polyethylene chloropolyethylene, polyethylene-ethylene-polyethylene-polyethylene rubber, ethylene-acrylate copolymers, epichlorohydrin rubber, polypropylene oxide rubber and polyurethanes.

В дальнейшей предпочтительной форме исполнения данного изобретения на поверхность сшитых водопоглощающих полимерных частиц наносятся воски.In a further preferred embodiment of the invention, waxes are applied to the surface of the crosslinked water-absorbing polymer particles.

Под воском, прежде всего, в соответствии с формулировкой немецкого общества наук о жирах (Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaft (DGF)) от 1974 года (см. DGF-Einheitsmethoden: Untersuchung von Fetten, Fettprodukten und verwandten Stoffen, Abteilung M: Wachse und Wachsprodukte; Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Штутгард, 1975) понимается вещество, которое не зависимо от его химического состава и его природного и искусственного происхождения, как правило, характеризуется следующими механическими и физическими свойствами:Under wax, first of all, in accordance with the wording of the German Society for Fat Sciences (Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaft (DGF)) of 1974 (see DGF-Einheitsmethoden: Untersuchung von Fetten, Fettprodukten und verwandten Stoffen, Abteilung Mündicht; Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 1975) refers to a substance that is independent of its chemical composition and its natural and artificial origin, usually characterized by the following mechanical and physical properties:

- при 20°С пластичный, от прочного до хрупкого твердого;- at 20 ° C plastic, from durable to brittle hard;

- от крупно- до мелкокристаллического, от прозрачного до мутного, тем не менее, не стекловидный;- from coarse to fine crystalline, from clear to cloudy, nonetheless not glassy;

- при более 40°С плавится без разложения;- at more than 40 ° С it melts without decomposition;

- уже при температуре немного выше точки плавления сравнительно маловязкий и не тягучий;- already at a temperature slightly above the melting point, it is relatively low-viscosity and not malleable;

- консистенция и растворимость сильно зависят от температуры- consistency and solubility are highly temperature dependent

- полируемый под легким давлением.- polished under light pressure.

Предпочтительными восками являются особенно такие, у которых точка плавления или соответственно точка каплепадения лежит в области температур между 30 и 180°С, особенно предпочтительно между 40 и 180°С, в высшей степени предпочтительно между 40 и 170°С. Определение точки каплепадения производится при этом в соответствии с DGF-стандартным методом DGF-M-III 3 (75) (Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Штутгард).Preferred waxes are especially those in which the melting point or, correspondingly, the dropping point lies in the temperature range between 30 and 180 ° C, particularly preferably between 40 and 180 ° C, highly preferably between 40 and 170 ° C. The dropping point is determined in accordance with the DGF-standard method DGF-M-III 3 (75) (Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart).

Применяемыми восками согласно изобретению являются природные воски, модифицированные природные воски, частично синтетические и полностью синтетические воски. Примером натуральных восков являются современные воски, такие как растительные воски или животные воски. Примером растительных восков является карнаубский воск, свечной воск, воск урикури, воск сахарного тростника и ретамовый воск. Примером животных восков является воск насекомых, такой как пчелиный воск, воск остиндийских пчел и шеллачный воск, а также шерстяной воск. Дальнейшими примерами для природных восков могут служить ископаемые воски, нефтяной воск или воск бурого угля и торфяные воски. Примерами для нефтяных восков являются озокерит и парафин, примером восков бурого угля и торфяных восков является сырой горный воск. Примерами модифицированных природных восков являются как воски, полученные путем рафинирования, так и полученные из дистиллятов нефти или соответственно дистиллятных остатков макро- и микрокристаллические твердые парафиновые воски или химически измененные воски, как, к примеру, дважды отбеленный сырой горный воск. Примерами частично синтетических восков служат изготовленные из горного воска, кислотные воски и воски сложных эфиров, изготовленные с помощью парафинового окисления восковые кислоты, а также спиртовые и амидные воски. Примерами полностью синтетических восков являются углеводородные воски, такие как полиолефиновые воски и воски Фишера-Тропша, а также синтетические вески с кислородными функциональными группами. Примерами для синтетических восков с кислородными функциональными группами являются кислотные воски, которые образуются с помощью окисления синтетически полученных углеводородных восков или с помощью сополимеризации или теломеризации олефинов с ненасыщенными карбоновыми кислотами, сложноэфировые воски, которые получают с помощью этерификации синтетических восковых кислот с синтетическими спиртами и с помощью сополимеризации олефинов с ненасыщенными сложными эфирами, такими как винилацетат, спиртовые воски, которые произведены путем оксосинтеза с последующим гидрированием, а также с помощью гидрирования синтетических кислот жирного ряда, а также амидные воски, которые получены с помощью взаимодействия синтетических кислот с аминами. Примерами восков, которые получены с помощью окисления синтетически полученных углеводородных восков, являются оксидаты полиэтиленовых восков.The waxes used according to the invention are natural waxes, modified natural waxes, partially synthetic and fully synthetic waxes. An example of natural waxes is modern waxes such as vegetable waxes or animal waxes. Examples of plant waxes are carnauba wax, candle wax, urikuri wax, sugarcane wax, and retam wax. An example of animal waxes is insect wax, such as beeswax, Austindian bee wax and shellac wax, as well as wool wax. Further examples for natural waxes include fossil waxes, petroleum wax or brown coal wax, and peat waxes. Examples of petroleum waxes are ozokerite and paraffin, and raw mountain wax is an example of brown coal and peat waxes. Examples of modified natural waxes are both waxes obtained by refining, and macro- and microcrystalline solid paraffin waxes or chemically modified waxes, such as, for example, double-bleached raw mountain wax, obtained from distillates of oil or, respectively, distillate residues. Examples of partially synthetic waxes are those made from mountain wax, acid waxes and ester waxes, wax acids made using paraffin oxidation, and alcohol and amide waxes. Examples of fully synthetic waxes are hydrocarbon waxes such as polyolefin waxes and Fischer-Tropsch waxes, as well as synthetic waxes with oxygen functional groups. Examples of synthetic waxes with oxygen functional groups are acidic waxes, which are formed by oxidizing synthetically produced hydrocarbon waxes or by copolymerizing or telomerizing olefins with unsaturated carboxylic acids, ester waxes, which are obtained by esterification of synthetic wax acids with synthetic alcohols and using copolymerization of olefins with unsaturated esters such as vinyl acetate, alcohol waxes, which are produced by oxosynthesis followed by hydrogenation, as well as by hydrogenation of synthetic fatty acids, as well as amide waxes, which are obtained by the interaction of synthetic acids with amines. Examples of waxes that are obtained by oxidizing synthetically produced hydrocarbon waxes are polyoxid wax oxidates.

Предпочтительными согласно изобретению применяемыми восками являются облагороженные (т.е. обессмоленные и отбеленные) горные воски, такие как полиолефиновые воски.The preferred waxes used according to the invention are ennobled (i.e., tarless and bleached) mountain waxes, such as polyolefin waxes.

Особенно предпочтительными согласно изобретению применяемыми восками являются полиолефиновые воски, полиэтиленовые воски (воски из полиэтилена высокого давления, воски из полиэтилена низкого давления, воски из полиэтилена, подвергшегося деструкции), оксидаты этого полиэтиленого воска, воски, основывающиеся на этилен-α-олефиновых сополимерах, воски, основывающиеся на этилен-винилацетатных сополимерах, воски, основывающиеся на этилен-стирольных сополимерах, воски, основывающиеся на сополимерах этилена и акриловых кислот, а также воски, основывающиеся на смеси из полиэтиленовых восков с политетрафторэтиленовыми восками.Particularly preferred waxes used according to the invention are polyolefin waxes, polyethylene waxes (waxes from high pressure polyethylene, waxes from low pressure polyethylene, waxes from degraded polyethylene), oxidants of this polyethylene wax, waxes based on ethylene-α-olefin copolymers, waxes based on ethylene-vinyl acetate copolymers, waxes based on ethylene-styrene copolymers, waxes based on copolymers of ethylene and acrylic acids, as well as wax , Based on a mixture of polyethylene waxes with polytetrafluoroethylene waxes.

Могут также применяться смеси из двух или более вышеназванных восков. Соотношение компонентов смеси при этом является совершенно некритичным и приспосабливается к реальным условиям.Mixtures of two or more of the above waxes may also be used. The ratio of the components of the mixture is completely uncritical and adapts to real conditions.

Мономерные растворы, применяемые в способе согласно изобретению для изготовления водопоглощающих полимерных частиц, содержат, по меньшей мере, один этиленовый ненасыщенный мономер а), на выбор агент сшивания b), по меньшей мере, один инициатор с) и воду d).Monomeric solutions used in the method according to the invention for the manufacture of water-absorbing polymer particles contain at least one ethylene unsaturated monomer a), optionally crosslinking agent b), at least one initiator c) and water d).

Мономеры а) являются преимущественно растворимыми в воде, т.е. растворимость в воде при 23°С составляет, как правило, по меньшей мере, 1 г/100 г воды, предпочтительно, по меньшей мере, 5 г/100 г воды, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 25 г/100 г воды и в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 50 г/100 г воды, и имеют по меньшей мере, по одной кислотной группе.Monomers a) are predominantly soluble in water, i.e. the solubility in water at 23 ° C. is usually at least 1 g / 100 g of water, preferably at least 5 g / 100 g of water, particularly preferably at least 25 g / 100 g of water and highly preferably at least 50 g / 100 g of water, and have at least one acid group.

Подходящими мономерами а) являются, к примеру, этиленовые непредельные карбоновые кислоты, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота и итаконовая кислота. Более предпочтительными мономерами являются акриловая кислота и метакриловая кислота. Из них особенно предпочтительной является акриловая кислота.Suitable monomers a) are, for example, ethylene unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid. More preferred monomers are acrylic acid and methacrylic acid. Of these, acrylic acid is particularly preferred.

Предпочтительные мономеры а) имеют, по меньшей мере, одну кислотную группу, причем кислотные группы преимущественно, по меньшей мере, частично нейтрализованы.Preferred monomers a) have at least one acid group, the acid groups being advantageously at least partially neutralized.

Доля акриловых кислот и/или их солей в общем количестве мономера а) составляет предпочтительно минимум 50% мол., особенно предпочтительно минимум 90% мол. и в высшей степени предпочтительно минимум 95% мол.The proportion of acrylic acids and / or their salts in the total amount of monomer a) is preferably at least 50 mol%, particularly preferably at least 90 mol%. and highly preferably at least 95 mol%.

Кислотные группы мономера а) обычно являются частично нейтрализованными, предпочтительно от 25 до 85% мол., особенно предпочтительно от 50 до 80% мол. и в высшей степени предпочтительно 60-75% мол., причем может применяться стандартное нейтрализующие средство, преимущественно гидроксид щелочного металла, карбонат щелочного металла или гидрокарбонат, а также их смеси. Вместо солей щелочных металлов может использоваться аммониевая соль. В качестве щелочных металлов особенно предпочтительны натрий и калий, в высшей степени предпочтительными все же являются гидроксид натрия, карбонат натрия или гидрокарбонат натрия, а также их смеси. Обычно нейтрализация достигается с помощью добавления нейтрализующего средства в виде водного раствора, в виде расплава или предпочтительно также в виде твердого вещества. К примеру, гидроксид натрия с долей воды отчетливо ниже 50% мас. может быть представлен в виде воскообразной массы с температурой плавления свыше 23°С. В этом случае дозировка возможна в виде штучного материала или в виде расплава при повышенной температуре.The acid groups of monomer a) are usually partially neutralized, preferably from 25 to 85 mol%, particularly preferably from 50 to 80 mol%. and highly preferably 60-75 mol%, a standard neutralizing agent, preferably alkali metal hydroxide, alkali metal carbonate or hydrogen carbonate, as well as mixtures thereof, can be used. Instead of alkali metal salts, an ammonium salt may be used. Sodium and potassium are particularly preferred as alkali metals, but sodium hydroxide, sodium carbonate or sodium hydrogen carbonate, as well as mixtures thereof, are still highly preferred. Typically, neutralization is achieved by adding a neutralizing agent in the form of an aqueous solution, in the form of a melt, or preferably also in the form of a solid. For example, sodium hydroxide with a fraction of water is clearly below 50% wt. can be represented as a waxy mass with a melting point above 23 ° C. In this case, the dosage is possible in the form of piece material or in the form of a melt at elevated temperature.

Мономеры а), в особенности акриловые кислоты, содержат преимущественно до 0,025% мас. полуэфира гидрохинона. Предпочитаемыми полуэфирами гидрохинона являются простой монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ) и/или токоферол.Monomers a), in particular acrylic acids, contain predominantly up to 0.025% wt. half ester of hydroquinone. Preferred half-esters of hydroquinone are hydroquinone monomethyl ether (MEHQ) and / or tocopherol.

Под токоферолом понимаются соединения следующей формулы:By tocopherol are meant compounds of the following formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

причем R1 означает водород или метил, R2 означает водород или метил, R3 означает водород или метил и R4 означает водород или кислотный остаток с 1-20 атомами углерода.wherein R 1 is hydrogen or methyl, R 2 is hydrogen or methyl, R 3 is hydrogen or methyl, and R 4 is hydrogen or an acid residue with 1 to 20 carbon atoms.

Предпочтительными радикалами для R4 являются ацетил, аскорбил, сукцинил, никотинил и другие физиологически совместимые карбоновые кислоты. Карбоновые кислоты могут быть моно-, ди- или трикарбоновыми.Preferred radicals for R 4 are acetyl, ascorbyl, succinyl, nicotinyl and other physiologically compatible carboxylic acids. Carboxylic acids may be mono-, di- or tricarboxylic.

Предпочитаемым является альфа-токоферол с R1=R2=R3=метил, в особенности рацемический альфа-токоферол. R1 особо предпочтительно означает водород или ацетил. В особенности предпочтительным является RRR-альфа-токоферол.Alpha tocopherol with R 1 = R 2 = R 3 = methyl, especially racemic alpha tocopherol, is preferred. R 1 particularly preferably means hydrogen or acetyl. Particularly preferred is RRR-alpha-tocopherol.

Мономерный раствор содержит предпочтительно самое большое 130 мас.-мд, особенно предпочтительно не более как 70 мас.-мд, предпочтительным является минимум 10 мас.-мд, особенно предпочтительно минимум 30 мас.-мд и в высшей степени предпочтительно около 50 мас.-мд полуэфира гидрохинона в каждом случае относительно содержания акриловых кислот, причем соли акриловых кислот учитываются в качестве акриловых кислот. К примеру, для изготовления мономерного раствора может быть использована акриловая кислота с соответствующим содержанием полуэфира гидрохинона.The monomer solution preferably contains at most 130 wt. Ppm, particularly preferably not more than 70 wt. Ppm, at least 10 wt. Ppm, particularly preferably at least 30 wt. Ppm, and most preferably about 50 wt. MD half-hydroquinone in each case relative to the content of acrylic acids, and salts of acrylic acids are taken into account as acrylic acids. For example, for the manufacture of a monomer solution, acrylic acid with an appropriate content of hydroquinone half ester can be used.

Ингибиторы полимеризации могут удаляться из мономерного раствора также с помощью абсорбции, например, на активированном угле.Polymerization inhibitors can also be removed from the monomer solution by absorption, for example, on activated carbon.

Агентом сшивания b) являются соединения, по меньшей мере, с двумя группами, способными к полимеризации, которые могут радикально заполимеризовываться в полимерную сетку. Подходящим агентом сшивания b) являются к примеру этиленгликольдиметакрилат, диэтиленгликольдиакрилат, аллилметакрилат, триметилолпропантриакрилат, триаллиламин, тетрааллилоксиэтан, как описано в европейской заявке ЕР 530438 А1, ди- и триакрилаты, как описано в европейских заявках ЕР 547847 А1, ЕР 559476 А1, ЕР 632068 А1, международных WO 93/21237 А1, WO 2003/104299 А1, WO 2003/104300 А1, WO 2003/104301 А1 и немецких заявках DE 10331450 А1, смешанные акрилаты, которые кроме акрилатных групп содержат дальнейшие этиленовые непредельные группы, как описано в немецких заявках DE 10331456 А1 и DE 10355401 А1, или смеси агентов сшивания, которые описаны, например, в немецких DE 19543368 А1, DE 19646484 А1 и международных заявках WO 90/15830 А1 и WO 2002/32962 A2.The crosslinking agent b) are compounds with at least two polymerizable groups that can be radically polymerized into a polymer network. Suitable crosslinking agents b) are, for example, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, allyl methacrylate, trimethylol propane triacrylate, triallylamine, tetraallyloxyethane, as described in European application EP 530438 A1, di- and triacrylates, as described in 54 European Patent Application Advantages, European Patent Application No. 55, European Patent Application. international WO 93/21237 A1, WO 2003/104299 A1, WO 2003/104300 A1, WO 2003/104301 A1 and German applications DE 10331450 A1, mixed acrylates which, in addition to acrylate groups, contain further ethylene unsaturated groups as described in German applications DE 10331456 A1 and DE 10355 401 A1, or mixtures of crosslinking agents, which are described, for example, in German DE 19543368 A1, DE 19646484 A1 and international applications WO 90/15830 A1 and WO 2002/32962 A2.

Подходящими агентами сшивания b) являются, прежде всего, N,N′-метиленбисакриламид и N,N′-метиленбисметакриламид, сложный полиольный эфир ненасыщенных моно- или поликарбоновых кислот, такие как диакрилат или триакрилат, к примеру бутандиол- или этиленгликольдиакрилат или -метакрилат, а также триметилолпропантриакрилат и аллильные соединения, такие как аллил(мет)акрилат, триаллилцианурат, сложный диаллиловый эфир малеиновой кислоты, сложный полиаллиловый эфир, тетрааллилоксиэтан, триаллиламид, тетрааллилэтилендиамид, сложный аллиловый эфир фосфорной кислоты, а также производные винилфосфорной кислоты, как они описаны, например, в европейской заявке ЕР 343427 А2.Suitable crosslinking agents b) are, in particular, N, N′-methylenebisacrylamide and N, N′-methylenebismethacrylamide, a polyol ester of unsaturated mono- or polycarboxylic acids, such as diacrylate or triacrylate, for example, butanediol or ethylene glycol diacrylate, or -methacrylate as well as trimethylol propane triacrylate and allyl compounds such as allyl (meth) acrylate, triallyl cyanurate, maleic acid diallyl ester, polyallyl ester, tetraallyloxyethane, triallylamide, tetraallyl ethylenediamide, allyl e firms of phosphoric acid, as well as derivatives of vinylphosphoric acid, as described, for example, in European application EP 343427 A2.

Дальнейшими пригодными агентами сшивания b) являются простые пентаэритритолди-, пентаэритритолтри- и пентаэритритолтетрааллиловый эфир, простой полиэтиленгликольдиаллиловый эфир, этиленгликольдиаллиловый эфир, глицеринди- и глицеринтриаллиловый эфир, простой полиаллиловый эфир на основе сорбитола, а также его этоксилированные варианты. В способе согласно изобретению применяются полиэтиленгликолевые ди(мет)акрилаты, причем используемый полиэтиленгликоль имеет молекулярную массу между 100 и 1000.Further suitable crosslinking agents b) are pentaerythritol di-, pentaerythritol tri- and pentaerythritol tetraallyl ether, polyethylene glycol diallyl ether, ethylene glycol diallyl ether, glycerol di and glyceryl triethyl ether, and also sorbitol ethyl allyl ether. In the method according to the invention, polyethylene glycol di (meth) acrylates are used, the polyethylene glycol used having a molecular weight of between 100 and 1000.

Особенно выгодным агентом сшивания b) являются, тем не менее, ди- и триакрилаты 3-20-кратно этоксилированного глицерина, 3-20-кратно этоксилированного триметилолпропана, 3-20-кратно этоксилированного триметилолэтана, в особенности ди- и триакрилаты 2-6-кратно этоксилированного глицерина или триметилолпропана, 3-кратно пропоксилированного глицерина или триметилолпропана, а также 3-кратно смешанно этоксилированного или пропоксилированного глицерина или триметилолпропана, 15-кратно этоксилированного глицерина или триметилолпропана, а также, по меньшей мере, 40-кратно этоксилированного глицерина, триметилолэтана или триметилолпропана.A particularly advantageous crosslinking agent b) is nevertheless di- and triacrylates of 3-20-fold ethoxylated glycerol, 3-20-fold ethoxylated trimethylolpropane, 3-20-fold ethoxylated trimethylol ethane, in particular 2-6- and tri- acrylates ethoxylated glycerol or trimethylolpropane; 3 times propoxylated glycerol or trimethylolpropane; and 3 times ethoxylated or propoxylated glycerol or trimethylolpropane; 15 times ethoxylated glycerol or trimethylolpropane; at least 40-fold ethoxylated glycerol, trimethylol ethane or trimethylol propane.

В высшей степени предпочтительными агентами сшивания b) являются акриловые кислоты или метакриловые кислоты этерифицированные до ди- и триакрилатов многократно этоксилированных или пропоксилированных глицеринов, как, к примеру, описано в международной заявке WO 2003/104301 А1. Особенно выгодными являются ди- и/или триакрилаты 3-10-кратно этоксилированных глицеринов. Особенно предпочтительными являются ди- или триакрилаты 1-5-кратно этоксилированных и/или пропоксилированных глицеринов. В высшей степени предпочтительным являются триакрилаты 3-5-кратно этоксилированных и/или пропоксилированных глицеринов.The highly preferred crosslinking agents b) are acrylic acids or methacrylic acids esterified to multiple ethoxylated or propoxylated glycerols esterified to di- and triacrylates, as, for example, described in international application WO 2003/104301 A1. Especially advantageous are the di- and / or triacrylates of 3-10-fold ethoxylated glycerols. Particularly preferred are di- or triacrylates of 1-5-fold ethoxylated and / or propoxylated glycerols. Triacrylates of 3-5-fold ethoxylated and / or propoxylated glycerols are highly preferred.

Раствор мономера содержит преимущественно, по меньшей мере, 0,1% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 0,2% мас., более предпочтительно, по меньшей мере, 0,3% мас., и особенно предпочтительно, по меньшей мере, 0,4% мас. и не более 2,5% мас., предпочтительным является не более 2% мас., более предпочтительно не более 1,5% мас., и особенно предпочтительным является не более 1% мас. агента сшивания b), в каждом случае относительно мономера а).The monomer solution contains predominantly at least 0.1% by weight, preferably at least 0.2% by weight, more preferably at least 0.3% by weight, and particularly preferably at least 0.4% wt. and not more than 2.5% wt., preferred is not more than 2% wt., more preferably not more than 1.5% wt., and particularly preferred is not more than 1% wt. crosslinking agent b), in each case, relative to monomer a).

В качестве инициатора с) могут использоваться все без исключения распадающиеся в полимеризационных условиях на радикалы соединения, к примеру пероксиды, гидропероксиды, пероксид водорода, персульфаты, азосоединения и так называемые окислительно-восстановительные инициаторы. Предпочтительно применение растворимых в воде инициаторов. В некоторых случаях является выгодным использование смесей различных инициаторов, например смеси из пероксида водорода и персульфата натрия или калия. Смеси из пероксида водорода и персульфата натрия могут использоваться в любых соотношениях.As initiator c), all, without exception, decomposing compounds under the polymerization conditions into radicals, for example, peroxides, hydroperoxides, hydrogen peroxide, persulfates, azo compounds, and so-called redox initiators, can be used. The use of water soluble initiators is preferred. In some cases, it is advantageous to use mixtures of various initiators, for example mixtures of hydrogen peroxide and sodium or potassium persulfate. Mixtures of hydrogen peroxide and sodium persulfate can be used in any ratio.

Особенно предпочтительными инициаторами с) являются азоинициаторы, такие как 2,2′-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорид и 2,2′-азобис[2-(5-метил-2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорид, и фотоинициаторы, такие как 2-гидрокси-2-метилпропиофенон и 1-[4-(2-гидроксиэтокси)-фенил]-2-гидрокси-2-метил-1-пропан-1-он, окислительно-восстановительные инициаторы, такие как персульфат натрия/гидроксиметилсульфиновая кислота, пероксодисульфат аммония/гидроксиметилсульфиновая кислота, пероксид водорода/гидроксиметилсульфиновая кислота, персульфат натрия/аскорбиновая кислота, пероксодисульфат аммония/аскорбиновая кислота и пероксид водорода/аскорбиновая кислота, а также их смеси.Particularly preferred initiators c) are azo initiators such as 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride and 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin- 2-yl) propane] dihydrochloride, and photoinitiators such as 2-hydroxy-2-methylpropiophenone and 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one redox initiators such as sodium persulfate / hydroxymethyl sulfinic acid, ammonium peroxodisulfate / hydroxymethyl sulfinic acid, hydrogen peroxide / hydroxymethyl sulfinic acid, sodium persulfate ia / ascorbic acid, ammonium peroxodisulfate / ascorbic acid and hydrogen peroxide / ascorbic acid, as well as mixtures thereof.

Инициаторы используются в общепринятых количествах, к примеру в количестве 0,001-5% мас., предпочтительно 0,01-1% мас., относительно мономера а).The initiators are used in conventional amounts, for example, in an amount of 0.001-5% wt., Preferably 0.01-1% wt., Relative to monomer a).

Предпочтительные ингибиторы полимеризации нуждаются для оптимального действия в растворенном кислороде, а потому раствор мономера до полимеризации может освобождаться от растворенного кислорода с помощью создания инертной атмосферы, т.е. пропускания инертного газа, преимущественно азота. Предпочтительно содержание кислорода в растворе мономера до полимеризации понижают до менее чем 1 мас.-мд, особенно предпочтительно до менее чем 0,5 мас.-мд.Preferred polymerization inhibitors need optimal action in dissolved oxygen, and therefore, the monomer solution can be freed from dissolved oxygen prior to polymerization by creating an inert atmosphere, i.e. transmitting an inert gas, mainly nitrogen. Preferably, the oxygen content in the monomer solution is lowered to less than 1 w / w before polymerization, particularly preferably to less than 0.5 w / w.

Для полимеризации в газовой фазе раствор мономера прикапывают.For polymerization in the gas phase, the monomer solution is added dropwise.

Содержание твердых частиц в растворе мономера составляет преимущественно, по меньшей мере, 35% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 38% мас., особенно предпочтительно, по меньшей мере, 40% мас., в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 42% мас. При этом содержание твердых частиц является суммой всех нелетучих веществ после полимеризации. Ими являются мономер а), агент сшивания b) и инициатор с).The solids content of the monomer solution is advantageously at least 35% by weight, preferably at least 38% by weight, particularly preferably at least 40% by weight, highly preferably at least 42% wt. The solids content is the sum of all non-volatile substances after polymerization. These are monomer a), crosslinking agent b) and initiator c).

Содержание кислорода в газовой фазе составляет преимущественно 0,001-0,15% об., особенно предпочтительно 0,002-0,1% об., в высшей степени предпочтительно 0,005-0,05% об.The oxygen content in the gas phase is preferably 0.001-0.15% vol., Particularly preferably 0.002-0.1% vol., Highly preferred 0.005-0.05% vol.

Газовая фаза содержит кроме кислорода преимущественно только инертные газы, т.е. газы, которые в условиях реакции не вступают в реакцию полимеризации, например азот и/или водяной пар.The gas phase contains, in addition to oxygen, mainly only inert gases, i.e. gases that do not enter into the polymerization reaction under the reaction conditions, for example nitrogen and / or water vapor.

При прикапывании раствор мономера дозируется в газовую фазу с помощью образования капель. Прикапывание раствора мономера могут проводить, например, при помощи капельной пластины.When dropping, the monomer solution is metered into the gas phase by droplet formation. The instillation of the monomer solution can be carried out, for example, using a drip plate.

Капельной пластиной является пластина, по меньшей мере, с одним отверстием, причем жидкость вытекает сверху через отверстие. Капельная пластина или соответственно жидкость может переходить в колебания, вследствие чего на нижней стороне пластины каждое отверстие производит в идеале монодисперсную цепь капель.A drip plate is a plate with at least one hole, and the liquid flows from above through the hole. A drip plate or, accordingly, a liquid can go into oscillations, as a result of which, on the bottom side of the plate, each hole ideally produces a monodisperse chain of drops.

Количество и размер отверстий подбираются согласно желаемому объему и размеру капель. Диаметр капли при этом обычно составляет 1,9 диаметров отверстия. Важным при этом является, чтобы прикапываемая жидкость не слишком быстро проходила через отверстия или падение напора в отверстиях было не слишком велико.The number and size of holes are selected according to the desired volume and size of the droplets. The droplet diameter in this case is usually 1.9 hole diameters. It is important in this case that the liquid to be dripped does not pass too quickly through the holes or the pressure drop in the holes is not too large.

В противном случае жидкость не капает, а струя жидкости разрывается (разбрызгивается) вследствие высокой кинетической энергии. Каплеобразователь используется в области течения ламинарного распада струи, т.е. число Рейнольдса относительно пропускной способности отверстия и диаметра отверстия составляет преимущественно менее чем 2000, предпочтительно менее 1000, особенно предпочтительно менее 500, в высшей степени предпочтительно менее 100. Потеря давления в отверстии составляет преимущественно менее чем 2,5 бара, особенно предпочтительно менее чем 1,5 бара и в высшей степени предпочтительно менее чем 1 бар.Otherwise, the liquid does not drip, and the liquid stream breaks (splashes) due to the high kinetic energy. A droplet former is used in the region of the laminar flow decay, i.e. the Reynolds number relative to the throughput of the hole and the diameter of the hole is preferably less than 2000, preferably less than 1000, particularly preferably less than 500, highly preferably less than 100. The pressure loss in the hole is mainly less than 2.5 bar, particularly preferably less than 1, 5 bar and most preferably less than 1 bar.

Капельная пластина имеет обычно, по меньшей мере, одно, предпочтительно, по меньшей мере, 10, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 50, и обычно до 10000, предпочтительно до 5000, особенно предпочтительно до 1000 отверстий, причем отверстия распределяются обычно равномерно на капельной пластине, преимущественно в так называемом треугольном распределении, т.е. три отверстия соответственно образуют углы равностороннего треугольника.The drip plate usually has at least one, preferably at least 10, particularly preferably at least 50, and usually up to 10,000, preferably up to 5,000, particularly preferably up to 1,000 holes, the holes being distributed evenly on the drip plate, mainly in the so-called triangular distribution, i.e. three holes respectively form the corners of an equilateral triangle.

Диаметр отверстий приводится в соответствие с желаемыми размерами капель. Вырабатываемые капли имеют средний размер предпочтительно минимум от 100 мкм, особенно предпочтительно минимум от 150 мкм, в высшей степени предпочтительно минимум от 200 мкм, причем диаметр капли определяется с помощью рассеивания света.The diameter of the holes is adjusted to the desired droplet size. The droplets produced have an average size of preferably at least 100 microns, particularly preferably at least 150 microns, highly preferably at least 200 microns, the diameter of the droplet being determined by light scattering.

Может быть выгодно поместить капельную пластину на несущую пластину, причем эта пластина также имеет отверстия. При этом отверстия несущей пластины имеют больший диаметр, чем отверстия на капельной пластине, и расположены таким образом, что под каждым отверстием капельной пластины находится концентрическое с ним отверстие на несущей пластине. Подобное расположение делает возможным быструю замену капельной пластины, к примеру, для того чтобы произвести каплю другого размера.It may be advantageous to place the drip plate on the carrier plate, which plate also has openings. The holes of the carrier plate have a larger diameter than the holes on the drip plate, and are located so that under each hole of the drip plate there is a concentric hole with it on the carrier plate. This arrangement makes it possible to quickly replace the drip plate, for example, in order to produce a drop of a different size.

Прикапывание может также проводиться с помощью пневматических форсунок, вращения, разрезания потока или быстро регулируемых микровентильных сопел.Dropping can also be carried out using pneumatic nozzles, rotation, cutting the flow or quickly adjustable microvent nozzles.

В пневматической форсунке струю жидкости вместе с потоком газа ускоряют через диафрагму. Через расход газа можно влиять на диаметр струи жидкости и вместе с ним на диаметр капли.In a pneumatic nozzle, a stream of liquid along with a gas stream is accelerated through the diaphragm. Through the gas flow, it is possible to influence the diameter of the liquid jet and, together with it, the diameter of the drop.

При прикапывании с помощью вращения жидкость выходит сквозь отверстия вращающегося диска. С помощью центробежной силы, влияющей на жидкость, отрываются капли определенной величины. Предпочтительные устройства для ротационного прикапывания описываются, например, в немецкой заявке DE 4308842 А1.When dropping by rotation, fluid escapes through the holes of the rotating disc. With the help of centrifugal force affecting the liquid, drops of a certain size come off. Preferred rotary dropping devices are described, for example, in German application DE 4308842 A1.

Выходящая струя жидкости может разрезаться с помощью вращающегося ножа на определенные сегменты. Каждый сегмент образует затем каплю.The escaping stream of liquid can be cut with the help of a rotating knife into certain segments. Each segment then forms a drop.

При использовании микровентильных сопел производятся непосредственно капли с заданным объемом жидкости.When using microvent nozzles directly drops with the set volume of liquid are made.

Преимущественно газовая фаза в виде газа-носителя течет через реакционное пространство. При этом газ-носитель пропускают через реакционное пространство в прямотоке или в противотоке к свободно подающим каплям раствора мономера, преимущественно в прямотоке. Преимущественно газ-носитель после прохождения, по меньшей мере, частично, предпочтительно, по меньшей мере, 50%, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 75%, возвращается в качестве циркуляционного газа обратно в реакционное пространство. Обычно часть газа-носителя, предпочтительно до 10%, особенно предпочтительно до 3% и в высшей степени предпочтительно до 1% после прохождения выводится.Mostly the gas phase in the form of a carrier gas flows through the reaction space. In this case, the carrier gas is passed through the reaction space in a direct flow or in countercurrent to freely supplying drops of a monomer solution, mainly in a direct flow. Advantageously, the carrier gas, after passing at least partially, preferably at least 50%, particularly preferably at least 75%, is returned as the circulation gas back to the reaction space. Typically, a portion of the carrier gas, preferably up to 10%, particularly preferably up to 3%, and most preferably up to 1% after passage, is discharged.

Скорость газа регулируется преимущественно так, что поток в реакторе направлен, например, представляет собой отсутствие конвекционных вихрей, противоположных общему направлению потока, и составляет, например, 0,01-5 м/с, предпочтительно 0,02-4 м/с, особенно предпочтительно 0,05-3 м/с, в высшей степени предпочтительно 0,1-2 м/с.The gas velocity is mainly controlled so that the flow in the reactor is directed, for example, is the absence of convection vortices, opposite the general direction of flow, and is, for example, 0.01-5 m / s, preferably 0.02-4 m / s, especially preferably 0.05-3 m / s, highly preferably 0.1-2 m / s.

Газ-носитель подогревается до температуры реакции, целесообразнее всего до реактора.The carrier gas is heated to the reaction temperature, most preferably to the reactor.

Температура реакции составляет при термически индуцируемой полимеризации предпочтительно 70-250°С, особенно предпочтительно 100-220°С и в высшей степени предпочтительно 120-200°С.The temperature of the reaction during thermally induced polymerization is preferably 70-250 ° C, particularly preferably 100-220 ° C and highly preferably 120-200 ° C.

Реакция может проводиться при избыточном давлении или пониженном давлении, предпочтительным является разрежение до 100 мбар по отношению к внешнему давлению.The reaction can be carried out at an overpressure or a reduced pressure, a vacuum of up to 100 mbar with respect to the external pressure is preferred.

Отработавший реакционный газ, т.е. покинувший реакционное пространство газ-носитель, может охлаждаться, например, в теплообменнике. При этом конденсируются вода и непрореагировавший мономер а). После этого отработанный реакционный газ может как минимум частично снова подогреваться и в качестве циркуляционного газа вводиться обратно в реакцию. Часть отработанного газа может выводиться из реакции и заменяться свежим газом-носителем, причем содержащиеся в отработанном газе вода и непреобразованный мономер а) отделяются и могут быть возвращены в реакцию.Exhaust reaction gas, i.e. The carrier gas that has left the reaction space can be cooled, for example, in a heat exchanger. In this case, water and the unreacted monomer a) condense. After that, the spent reaction gas can be at least partially reheated and introduced back into the reaction as a circulation gas. A portion of the exhaust gas may be removed from the reaction and replaced with fresh carrier gas, the water contained in the exhaust gas and the unconverted monomer a) being separated and may be returned to the reaction.

Особенно предпочтительной является тепловая система, что означает, что часть отходящего тепла при охлаждении отработанного газа используется для подогрева циркуляционного газа.A thermal system is particularly preferred, which means that part of the waste heat when cooling the exhaust gas is used to heat the circulating gas.

Реакторы могут дополнительно подогреваться. Дополнительный обогрев устанавливается при этом таким образом, что температура стенок составляет, по меньшей мере, на 5°С выше внутренней температуры реактора и конденсация на стенах реактора надежно предотвращается.Reactors can be additionally heated. The additional heating is set in such a way that the temperature of the walls is at least 5 ° C higher than the internal temperature of the reactor and condensation on the walls of the reactor is reliably prevented.

Продукт реакции может обычно извлекаться из реактора, преимущественно с пола посредством шнекового транспортера и сушится при необходимости до желаемой остаточной влажности и до желаемого содержания мономера.The reaction product can usually be removed from the reactor, preferably from the floor, by means of a screw conveyor and, if necessary, dried to the desired residual moisture and to the desired monomer content.

Полимерные частицы впоследствии вторично сшиваются для дальнейшего усовершенствования свойств. Подходящими агентами вторичного сшивания являются соединения, которые содержат, по меньшей мере, 2 группы, которые с карбоксилатными группами гидрогелей могут образовывать ковалентные связи. Подходящими соединениями являются, например, алкоксисилильные соединения полиациридина, полиамины, полиамидоамины, ди- или полиэлоксиды, как описано, например, в европейских заявках на патент ЕР 83022 А2, ЕР 543303 А1 и ЕР 937736 А2, ди- и полифункциональные спирты, как описывается в немецких DE 3314019 А1, DE 3523617 А1 и европейском ЕР 450922 А2 патентах, или β-гидроксиалкиламиды, как описывается в немецком DE 10204938 А1 и американском US 6239230 патентах.The polymer particles are subsequently crosslinked to further improve the properties. Suitable secondary crosslinking agents are compounds that contain at least 2 groups that can form covalent bonds with the carboxylate groups of hydrogels. Suitable compounds are, for example, polyacridine alkoxysilyl compounds, polyamines, polyamidoamines, di- or polyeloxides, as described, for example, in European patent applications EP 83022 A2, EP 543303 A1 and EP 937736 A2, di- and polyfunctional alcohols, as described in German DE 3314019 A1, DE 3523617 A1 and European EP 450 922 A2 patents, or β-hydroxyalkylamides, as described in German DE 10204938 A1 and US patent 6239230.

Кроме того, подходящими агентами вторичного сшивания являются описанные в немецком патенте DE 40 20-780 С1 циклические карбонаты, в DE 19807502 А1 - 2-оксазолидон и его производные, такие как 2-гидроксиэтил-2-оксазолидон, в DE 19807992 С1 - бис- и поли-2-оксазолидиноны, в DE 19854573 А1 - 2-оксотетрагидро-1,3-оксазин и его производные, в DE 19854574 А1 - N-акрил-2-оксазолидоны, в DE 10204937 А1 - циклическая мочевина, в DE 10334584 А1 - бициклические амид-ацетаты, в европейском патенте ЕР 1199327 А2 - оксетаны и циклическая мочевина, и в международной заявке WO 2003/31482 А - морфолин-2,3-дион и его производные.In addition, suitable secondary crosslinking agents are cyclic carbonates described in German patent DE 40 20-780 C1, in DE 19807502 A1 - 2-oxazolidone and its derivatives, such as 2-hydroxyethyl-2-oxazolidone, in DE 19807992 C1 - bis- and poly-2-oxazolidinones, in DE 19854573 A1 - 2-oxo-tetrahydro-1,3-oxazine and its derivatives, in DE 19854574 A1 - N-acryl-2-oxazolidones, in DE 10204937 A1 - cyclic urea, in DE 10334584 A1 - bicyclic amide acetates, in European patent EP 1199327 A2 - oxetanes and cyclic urea, and in international application WO 2003/31482 A - morpholine-2,3-dione and its derivative Wow.

Далее можно также использовать агенты вторичного сшивания, которые содержат дополнительные полимеризирующиеся этиленовые ненасыщенные группы, как описано в немецком патенте DE 3713601 А1.Further, secondary crosslinking agents can be used that contain additional polymerizable ethylene unsaturated groups, as described in German patent DE 3713601 A1.

Количество агента вторичного сшивания составляет преимущественно 0,01 до 1% мас., особенно предпочтительно 0,05 до 0,5% мас., в высшей степени предпочтительно 0,1 до 0,2% мас., в каждом случае относительно полимера.The amount of the secondary crosslinking agent is preferably 0.01 to 1% by weight, particularly preferably 0.05 to 0.5% by weight, highly preferably 0.1 to 0.2% by weight, in each case relative to the polymer.

В одной из предпочтительных форм исполнения данного изобретения дополнительно к агентам вторичного сшивания на поверхность частиц наносятся поливалентные катионы.In one preferred embodiment of the invention, in addition to the secondary crosslinking agents, polyvalent cations are applied to the surface of the particles.

Используемыми в способе согласно изобретению поливалентными катионами являются, например, двухвалентные катионы, как, например, катионы цинка, магния, кальция и стронция, трехвалентные катионы, такие как катионы алюминия, железа, хрома, оксидов редкоземельных металлов и марганца, четырехвалентные катионы, такие как катионы титана и циркония. В качестве противоиона можно использовать хлорид, бромид, сульфат, гидросульфат, карбонат, гидрокарбонат, нитрат, фосфат, гидрофосфат, дигидрофосфат и карбоксилат, такие как ацетат и лактат. Сульфат алюминия является предпочтительным.The polyvalent cations used in the method according to the invention are, for example, divalent cations, such as, for example, zinc, magnesium, calcium and strontium cations, trivalent cations, such as aluminum, iron, chromium, rare earth metal and manganese oxides, tetravalent cations, such as cations of titanium and zirconium. As the counterion, chloride, bromide, sulfate, hydrogen sulfate, carbonate, hydrogen carbonate, nitrate, phosphate, hydrogen phosphate, dihydrogen phosphate and carboxylate such as acetate and lactate can be used. Aluminum sulfate is preferred.

Применяемое количество составляет например 0,001 до 0,5% мас., предпочтительно 0,005 до 0,2% мас., особенно предпочтительно 0,02 до 0,1 % мас. относительно полимерных частиц.The amount used is, for example, 0.001 to 0.5% by weight, preferably 0.005 to 0.2% by weight, particularly preferably 0.02 to 0.1% by weight. relative to polymer particles.

Вторичное сшивание проводится обычно таким образом, что раствор агента вторичного сшивания распыляется на гидрогель или сухие полимерные частицы. Для присоединения напыление термически сушат, причем реакция вторичного сшивания может протекать как до, так и во время сушки.Secondary crosslinking is usually carried out in such a way that the solution of the secondary crosslinking agent is sprayed onto a hydrogel or dry polymer particles. To attach, the sputtering is thermally dried, and the secondary crosslinking reaction can occur both before and during drying.

Распыление раствора агента вторичного сшивания проводится преимущественно в миксере с подвижными перемешивающими механизмами, такими как шнековый смеситель, лопастный смеситель, дисковый смеситель, лемеховый миксер и лопаточный смеситель. Особенно предпочтительными являются вертикальные миксеры, в высшей степени предпочтительным является лемеховый миксер и лопастный смеситель. Подходящими являются смесители фирм Lödige, Bepex, Nauta, Processall и Schugi.The spraying of the solution of the secondary crosslinking agent is carried out mainly in a mixer with moving mixing mechanisms, such as a screw mixer, paddle mixer, disk mixer, ploughshare mixer and blade mixer. Vertical mixers are particularly preferred; a ploughshare mixer and paddle mixer are highly preferred. Suitable mixers are Lödige, Bepex, Nauta, Processall and Schugi.

Термическая сушка проводится преимущественно в контактной сушилке, особенно предпочтительна лопаточная сушилка, в особенной степени предпочтительна дисковая сушилка. Подходящими являются, к примеру, сушилки фирм Bepex und Nara. При этом могут также применяться сушилки с кипящим слоем.Thermal drying is carried out mainly in a contact drier, a blade dryer is particularly preferred, and a disk dryer is particularly preferred. Suitable are, for example, dryers from Bepex und Nara. Fluid bed dryers may also be used.

Высушивание может проводиться собственно в смесителе, с помощью нагрева корпуса или продувания теплого воздуха. Таким же образом подходящей является отдельно присоединенная сушилка, как, например, решетчатая сушилка, вращающаяся трубчатая печь или отапливаемый шнек. Особенно выгодным является сушить и перемешивать в сушилке с кипящим слоем.Drying can be carried out in the mixer itself, by heating the housing or blowing warm air. In the same way, a separately connected dryer, such as, for example, a grid dryer, a rotary tube furnace or a heated screw, is suitable. It is especially advantageous to dry and mix in a fluid bed dryer.

Предпочтительная температура сушки лежит в области 100-250°С, предпочтительно 120-220°С и особенно предпочтительно 140-200°С. Предпочтительное время обработки при этой температуре в реакционном смесителе или сушилке составляет преимущественно, по меньшей мере, 10 минут, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 20 минут, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 30 минут.The preferred drying temperature lies in the range of 100-250 ° C, preferably 120-220 ° C and particularly preferably 140-200 ° C. The preferred processing time at this temperature in the reaction mixer or dryer is preferably at least 10 minutes, particularly preferably at least 20 minutes, highly preferably at least 30 minutes.

Способ согласно изобретению делает возможным изготовление водопоглощающих полимерных частиц с высокой удерживающей емкостью при центрифугировании (CRC), с высокой абсорбцией под давлением от 4,83 кПа (AUP 0.7 psi) и высокой механической стабильностью.The method according to the invention makes it possible to manufacture water-absorbing polymer particles with a high centrifugal retention capacity (CRC), with high absorption under pressure of 4.83 kPa (AUP 0.7 psi) and high mechanical stability.

В соответствии со способом согласно изобретению получаемые водопоглощающие полимерные частицы имеют обычно форму полых шаров. Дальнейшим предметом данного изобретения являются водопоглощающие полимерные частицы, содержащие по меньшей мере одну полость внутри частицы и по меньшей мере 1% мас. воды и/или по меньшей мере один алканоламин, причем плотность сшивки на поверхности частицы увеличена.In accordance with the method according to the invention, the resulting water-absorbing polymer particles are usually in the form of hollow balls. A further subject of this invention is water-absorbing polymer particles containing at least one cavity within the particle and at least 1% wt. water and / or at least one alkanolamine, and the density of crosslinking on the surface of the particles is increased.

Содержание воды в описанных в изобретении полимерных частицах составляет предпочтительно 1-30% мас., особенно предпочтительно 2-20 % мас., в высшей степени предпочтительно 3-15% мас.The water content of the polymer particles described in the invention is preferably 1-30% by weight, particularly preferably 2-20% by weight, highly preferably 3-15% by weight.

Описанные в изобретении полимерные частицы содержат предпочтительно 0,5-30% мас., особенно предпочтительно 1-20% мас., в высшей степени предпочтительно 2-15% мас., по меньшей мере, одного алканоламина.The polymer particles described in the invention preferably comprise 0.5-30% by weight, particularly preferably 1-20% by weight, highly preferably 2-15% by weight, of at least one alkanolamine.

Описанные в изобретении водопоглощающие полимерные частицы являются почти круглыми, т.е. полимерные частицы имеют среднюю сферичность (mSPHT) обычно, по меньшей мере, 0,84, предпочтительно, по меньшей мере, 0,86, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 0,88, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 0,9. Сферичность определяется какThe water-absorbing polymer particles described in the invention are almost round, i.e. the polymer particles have an average sphericity (mSPHT) of usually at least 0.84, preferably at least 0.86, particularly preferably at least 0.88, highly preferably at least 0, 9. Sphericity is defined as

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

причем А - площадь поперечного сечения и U - длина окружности поперечного сечения. Средняя сферичность является объемно усредненной сферичностью.moreover, A is the cross-sectional area and U is the circumference of the cross-section. Average sphericity is volume averaged sphericity.

Средняя сферичность (mSPHT) определяется, например, системой обработки изображений Camsizer® (Retsch Technolgy GmbH; DE).Average sphericity (mSPHT) is determined, for example, by a Camsizer® image processing system (Retsch Technolgy GmbH; DE).

Полимерные частицы с относительно низкой средней сферичностью (mSPHT) получают с помощью обратной суспензионной полимеризации, где полимерные частицы агломерируют во время или после полимеризации.The relatively low average sphericity polymer particles (mSPHTs) are prepared by reverse suspension polymerization, where the polymer particles agglomerate during or after polymerization.

Водопоглощающие полимерные частицы, полученные через обычную полимеризацию в растворе (полимеризацию в геле), после сушки измельчают и сортируют, причем получаются неупорядоченные полимерные частицы. Средняя сферичность этих полимерных частиц лежит между примерно 0,72 и примерно 0,78.The water-absorbing polymer particles obtained through conventional solution polymerization (gel polymerization) are crushed and sorted after drying, and disordered polymer particles are obtained. The average sphericity of these polymer particles lies between about 0.72 and about 0.78.

Последующим предметом данного изобретения являются полимерные частицы, содержащие, по меньшей мере, одну полость внутри частицы, причем плотность сшивки на поверхности частицы увеличена, частица проявляет среднюю сферичность (mSPHT), по меньшей мере, 0,84, предпочтительно, по меньшей мере, 0,86, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 0,88, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 0,9, и частицы, имеющие абсорбционный индекс (AUP0.7 psi-Index), по меньшей мере, 60%, предпочтительно, по меньшей мере, 70%, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 80% и в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 85%.A further subject of the invention are polymer particles containing at least one cavity within the particle, the crosslink density on the surface of the particle being increased, the particle exhibiting an average sphericity (mSPHT) of at least 0.84, preferably at least 0 86, particularly preferably at least 0.88, highly preferably at least 0.9, and particles having an absorption index (AUP0.7 psi-Index) of at least 60%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 80% and in highly preferred, at least 85%.

Дальнейшим предметом данного изобретения являются полимерные частицы, содержащие, по меньшей мере, одну полость внутри частицы, причем плотность сшивки на поверхности частицы увеличена, и имеют среднюю сферичность (mSPHT), по меньшей мере, 0,84, предпочтительно, по меньшей мере, 0,86, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 0,88, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 0,9, и индекс устойчивости менее чем 0,15, предпочтительно менее чем 0,10, особенно предпочтительно менее чем 0,075, в высшей степени предпочтительно менее чем 0,05.A further subject of the invention are polymer particles containing at least one cavity within the particle, the crosslink density on the surface of the particle being increased and having an average sphericity (mSPHT) of at least 0.84, preferably at least 0 86, particularly preferably at least 0.88, highly preferably at least 0.9, and a stability index of less than 0.15, preferably less than 0.10, particularly preferably less than 0.075, highly preferred, less than 0.05.

Содержание воды в водопоглощающих полимерных частицах составляет, как правило, менее чем 10% мас., предпочтительно менее чем 8% мас., особенно предпочтительно менее чем 6% мас., в высшей степени предпочтительно менее чем 4% мас., причем содержание воды определяется в соответствии с рекомендованным EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) методом исследования Nr. WSP 230.2-05 «содержание влаги» ("Moisture content").The water content of the water-absorbing polymer particles is typically less than 10% by weight, preferably less than 8% by weight, particularly preferably less than 6% by weight, highly preferably less than 4% by weight, the water content being determined in accordance with the recommended EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) research method Nr. WSP 230.2-05 "Moisture content".

Соотношение максимального диаметра полости к максимальному диаметру полимерной частицы составляет предпочтительно, по меньшей мере, 0,1, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 0,3, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 0,4.The ratio of the maximum diameter of the cavity to the maximum diameter of the polymer particle is preferably at least 0.1, particularly preferably at least 0.3, highly preferably at least 0.4.

Полимерные частицы содержат предпочтительно, по меньшей мере, 50% мол., особенно предпочтительно, по меньшей мере, 90% мол., в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 95% мол. полимеризированных акриловых кислот. Полимеризированные акриловые кислоты предпочтительно до 25-85% мол., особенно предпочтительно до 50-80% мол., в высшей степени предпочтительно до 60-75% мол., нейтрализованы.The polymer particles preferably contain at least 50 mol%, particularly preferably at least 90 mol%, highly preferably at least 95 mol%. polymerized acrylic acids. Polymerized acrylic acids, preferably up to 25-85 mol%, particularly preferably up to 50-80 mol%, highly preferably up to 60-75 mol%, are neutralized.

Последующим предметом данного изобретения являются полимерные частицы, которые могут быть получены по способу согласно изобретению.A further subject of the invention are polymer particles, which can be obtained by the method according to the invention.

В соответствии со способом согласно изобретению получаемые водопоглощающие полимерные частицы имеют удерживающую емкость при центрифугировании (CRC) обычно, по меньшей мере, 20 г/г, преимущественно, по меньшей мере, 25 г/г, предпочтительно, по меньшей мере, 30 г/г, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 35 г/г, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 40 г/г. Удерживающая емкость при центрифугировании (CRC) водопоглощающих полимерных частиц составляет обычно менее чем 60 г/г.In accordance with the method according to the invention, the resulting water-absorbing polymer particles have a retention capacity during centrifugation (CRC), usually at least 20 g / g, preferably at least 25 g / g, preferably at least 30 g / g , particularly preferably at least 35 g / g, highly preferably at least 40 g / g. The centrifugal retention capacity (CRC) of the water-absorbing polymer particles is usually less than 60 g / g.

В соответствии со способом согласно изобретению получаемые водопоглощающие полимерные частицы имеют абсорцию под давлением 4,83 кПа (AUP0.7 psi) обычно, по меньшей мере, 15 г/г, предпочтительно, по меньшей мере, 20 г/г, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 25 г/г, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 30 г/г. Абсорбция под давлением 4,83 кПа (AUP0.7 psi) водопоглощающих полимерных частиц составляет обычно менее чем 50 г/г.In accordance with the method according to the invention, the resulting water-absorbing polymer particles have a pressure absorption of 4.83 kPa (AUP0.7 psi), usually at least 15 g / g, preferably at least 20 g / g, particularly preferably at least 25 g / g, highly preferably at least 30 g / g. Absorption under pressure of 4.83 kPa (AUP0.7 psi) of water-absorbing polymer particles is usually less than 50 g / g.

В соответствии со способом согласно изобретению получаемые водопоглощающие полимерные частицы имеют проницаемость (SFC) обычно, по меньшей мере, 2×10-7 см3с/г, преимущественно, по меньшей мере, 10×10-7 см3с/г, предпочтительно, по меньшей мере, 30×10-7 см3с/г, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 60×10-7 см3с/г, в высшей степени предпочтительно, по меньшей мере, 200×10-7 см3с/г. Проницаемость (SFC) водопоглощающих полимерных частиц составляет обычно менее чем 500×10-7 см3с/г.In accordance with the method according to the invention, the resulting water-absorbing polymer particles have a permeability (SFC) of usually at least 2 × 10 −7 cm 3 s / g, preferably at least 10 × 10 −7 cm 3 s / g, preferably at least 30 × 10 −7 cm 3 s / g, particularly preferably at least 60 × 10 −7 cm 3 s / g, highly preferably at least 200 × 10 −7 cm 3 s / g The permeability (SFC) of the water-absorbing polymer particles is usually less than 500 × 10 −7 cm 3 s / g.

Средний диаметр полимерных частиц составляет предпочтительно, по меньшей мере, 200 мкм, особенно предпочтительно от 250 до 600 мкм, в высшей степени предпочтительно от 300 до 500 мкм, причем диаметр полимерных частиц может определяться через светорассеивание и означает объемно усредненный средний диаметр. 90% полимерных частиц имеют диаметр предпочтительно от 100 до 800 мкм, особенно предпочтительно от 150 до 700 мкм, в высшей степени предпочтительно от 200 до 600 мкм.The average diameter of the polymer particles is preferably at least 200 microns, particularly preferably from 250 to 600 microns, highly preferably from 300 to 500 microns, and the diameter of the polymer particles can be determined through light scattering and means a volume-averaged average diameter. 90% of the polymer particles have a diameter of preferably from 100 to 800 microns, particularly preferably from 150 to 700 microns, highly preferably from 200 to 600 microns.

Дальнейшим предметом данного изобретения являются способы изготовления предметов гигиены, в особенности подгузников, охватывающие применение водопоглощающих полимерных частиц, полученных согласно вышеупомянутым способам.A further subject of this invention are methods for the manufacture of hygiene products, in particular diapers, covering the use of water-absorbing polymer particles obtained according to the above methods.

Последующим предметом данного изобретения является применение описанных в изобретении водопоглощающих полимерных частиц в предметах гигиены, для сгущения отходов, в особенности медицинских отходов, или в качестве задерживающих воду средств в сельском хозяйстве.A further object of this invention is the use of the water-absorbing polymer particles described in the invention in hygiene products, for thickening waste, especially medical waste, or as a water-holding agent in agriculture.

Водопоглощающие полимерные частицы тестируются с помощью далее описываемых испытательных методов.Water-absorbing polymer particles are tested using the following test methods.

МетодыMethods

Измерения должны проводиться, если не указанно другое, при температуре окружающей среды от 23±2°С и относительной влажности воздуха от 50±10%. Водопоглощающие полимерные частицы тщательно перемешиваются перед измерением.Measurements should be taken, unless otherwise indicated, at an ambient temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 50 ± 10%. Water-absorbing polymer particles are thoroughly mixed before measurement.

Средняя сферичность (mSPHT)Average sphericity (mSPHT)

Средняя сферичность (mSPHT) определяется при помощи системы обработки изображений Camsizer® (Retsch Technolgy GmbH; DE).Average sphericity (mSPHT) is determined using the Camsizer® image processing system (Retsch Technolgy GmbH; DE).

Для измерения продукт засыпается через воронку и доставляется при помощи вибрационного желоба-дозатора к загрузочной шахте. В момент, когда частицы пролетают мимо светящегося экрана, они выборочно фиксируются камерой. Полученные изображения обрабатываются программной частью согласно выбранным параметрам.For measurement, the product is poured through a funnel and delivered via a vibrating metering trough to the loading shaft. When particles fly past the luminous screen, they are selectively captured by the camera. The resulting images are processed by the software according to the selected parameters.

Для характеристики округлости привлекаются показатели, обозначенные в программе вместе со сферичностью. Указываются средние сферичности, соотнесенные с объемом, причем объем частицы определяют с помощью эквивалентного диаметра xcmin. Для определения эквивалентного диаметра xcmin измеряют в каждом случае самый длинный хордовый диаметр для 32 различных направлений пространства. Эквивалентным диаметром xcmin будет являться самый короткий из этих 32 хордовых диаметров. Эквивалентный диаметр соответствует размеру отверстия фильтра, который частица еще может непосредственно пройти. Для обнаружения частиц применяется так называемая CCD-Zoom камера (CAM-Z). Для управления вибрационным желобом-дозатором доля заряженной поверхности задается от 0,5%.To characterize the roundness, the indicators indicated in the program along with sphericity are used. The average sphericities correlated with the volume are indicated, and the particle volume is determined using the equivalent diameter xc min . To determine the equivalent diameter xc min , the longest chordal diameter is measured in each case for 32 different directions of space. The equivalent diameter xc min will be the shortest of the 32 chordal diameters. The equivalent diameter corresponds to the size of the filter opening, which the particle can still pass directly. To detect particles, the so-called CCD-Zoom camera (CAM-Z) is used. To control the vibratory metering chute, the fraction of the charged surface is set from 0.5%.

Содержание водыWater content

Содержание воды в водопоглощающих полимерных частицах определяется согласно рекомендованным EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) методам исследования Nr. WSP 230.2-05 «содержание влаги» ("Moisture content").The water content in water-absorbing polymer particles is determined according to the recommended EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) research methods Nr. WSP 230.2-05 "Moisture content".

Удерживающая емкость при центрифугировании (CRC Centrifuge Retention Capacity)Centrifuge Retention Capacity (CRC)

Удерживающая емкость при центрифугировании водопоглощающих полимерных частиц определяется согласно рекомендованным EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) методам исследования Nr. WSP 241.2-05 "Centrifuge retention capacity".The retention capacity during centrifugation of water-absorbing polymer particles is determined according to the recommended EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) research methods Nr. WSP 241.2-05 "Centrifuge retention capacity".

Абсорбция под давлением (AUP0.7 psi Absorption Under Pressure)Absorption Under Pressure (AUP0.7 psi Absorption Under Pressure)

Абсорбция под давлением определяется согласно рекомендованным EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) методам исследования Nr. WSP 242.2-05 "Absorption under pressure", причем используется вес 49 г/см2 (0,7 psi) вместо 21 г/см2 (0,3 psi).Pressure absorption is determined according to the recommended EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) research methods Nr. WSP 242.2-05 "Absorption under pressure", using a weight of 49 g / cm 2 (0.7 psi) instead of 21 g / cm 2 (0.3 psi).

Проницаемость жидкости (SFC Saline Flow Conductivity)Liquid Permeability (SFC Saline Flow Conductivity)

Проницаемость жидкости набухшего слоя геля под сжимающей нагрузкой 0,3 psi (2070 Па), как описано в европейской заявке на патент ЕР 640330 А1, определяется как Gel-Layer-Permeability набухшего слоя геля из водопоглощающих полимерных частиц, причем в ранее упомянутой заявке на патент на странице 19 и рисунке 8 описанное оборудование модифицировано в том отношении, что стеклянный фильтр (40) больше не используется, плунжер (39) состоит из такого же синтетического материала, как и цилиндр (37), и теперь содержит на всей опорной поверхности равномерно распределенное 21 равновеликое отверстие. Принцип измерений и обработка остаются неизменными в соответствии с европейской заявкой ЕР 640330 А1. Протекание регистрируется автоматически.The fluid permeability of the swollen gel layer under a compressive load of 0.3 psi (2070 Pa), as described in European patent application EP 640330 A1, is defined as the Gel-Layer-Permeability of the swollen gel layer of water-absorbing polymer particles, moreover, in the previously mentioned patent application on page 19 and figure 8, the described equipment is modified in that the glass filter (40) is no longer used, the plunger (39) consists of the same synthetic material as the cylinder (37), and now contains uniformly distributed on the entire supporting surface 21 avnovelikoe hole. The measurement principle and processing remain unchanged in accordance with European application EP 640330 A1. Leaks are recorded automatically.

Проницаемость жидкости (SFC) вычисляется таким образом:Liquid Permeability (SFC) is calculated as follows:

SFC[см3с/г]=(Fg(t=0)×L0)/(d×A×WP),SFC [cm 3 s / g] = (Fg (t = 0) × L0) / (d × A × WP),

причем Fg(t=0) выражает протекание раствора хлорида натрия NaCl в г/с, который получен посредством линейного регрессионного анализа данных Fg(t) определения протекания с помощью экстраполяции к t=0, L0 - толщину слоя геля в см, d - плотность раствора хлорида натрия NaCl в г/см3, А - площадь слоя геля в см2, и WP - гидростатическое давление на слой геля в дин/см2.moreover, Fg (t = 0) expresses the flow of a solution of sodium chloride NaCl in g / s, which is obtained by linear regression analysis of the data Fg (t) to determine the flow using extrapolation to t = 0, L0 is the gel layer thickness in cm, d is the density a solution of sodium chloride NaCl in g / cm 3 , A is the area of the gel layer in cm 2 , and WP is the hydrostatic pressure on the gel layer in dyne / cm 2 .

Абсорбционный индекс (AUP0.7 psi-Index)Absorption Index (AUP0.7 psi-Index)

Абсорбционный индекс (AUP0.7 psi-Index) описывает механическую стабильность водопоглощающих полимерных частиц.The absorption index (AUP0.7 psi-Index) describes the mechanical stability of water-absorbing polymer particles.

Для этого взвешивают 20 г водопоглощающих полимерных частиц в цилиндрической фарфоровой мельнице с внутренним объемом примерно 360 мл. Фарфоровая мельница имеет внутреннюю длину 8,8 см и внутренний диаметр 7,2 см. Дополнительно засыпают 24 цилиндрические фарфоровые капсулы. Фарфоровые капсулы имеют высоту 1,25 см и диаметр 1,25 см. Вес фарфоровой капсулы составляет 5,3 г. Цилиндрическую фарфоровую мельницу закрывают и вращают 15 минут со скоростью 150 оборотов в минуту при помощи вальцового привода.For this, 20 g of water-absorbing polymer particles are weighed in a cylindrical porcelain mill with an internal volume of approximately 360 ml. The porcelain mill has an internal length of 8.8 cm and an inner diameter of 7.2 cm. Additionally, 24 cylindrical porcelain capsules are poured. Porcelain capsules have a height of 1.25 cm and a diameter of 1.25 cm. The weight of the porcelain capsule is 5.3 g. The cylindrical porcelain mill is closed and rotated for 15 minutes at a speed of 150 rpm using a roller drive.

Абсорбция под давлением (AUP0.7 psi) водопоглощающих полимерных частиц измеряется до и после механических нагрузок.Pressure absorption (AUP0.7 psi) of water-absorbing polymer particles is measured before and after mechanical stress.

Абсорбционный индекс (AUP0.7 psi-Index) рассчитывается следующим образом:The absorption index (AUP0.7 psi-Index) is calculated as follows:

AUP0.7 psi-Index=AUP0.7 psiпосле/AUP0.7psiдo×100%,AUP0.7 psi-Index = AUP0.7 psi after /AUP0.7psi to × 100%,

причем AUP0.7 psiдо, абсорбция под давлением (AUP0.7 psi) полимерных частиц до механических нагрузок, и AUP0.7 psiпосле - абсорбция под давлением (AUP0.7 psi) полимерных частиц после механических нагрузок.moreover, AUP0.7 psi before , absorption under pressure (AUP0.7 psi) of polymer particles before mechanical loads, and AUP0.7 psi after - absorption under pressure (AUP0.7 psi) of polymer particles after mechanical loads.

Индекс стабильностиStability index

Индекс стабильности описывает механическую стабильность водопоглощающих полимерных частиц.The stability index describes the mechanical stability of water-absorbing polymer particles.

Механическая нагрузка осуществляется, как это уже описано в абсорбционном индексе.Mechanical loading is carried out, as already described in the absorption index.

Часть водопоглощающих полимерных частиц с размером частиц менее 100 мкм измеряется до и после механической нагрузки. Водопоглощающие полимерные частицы содержат более 1% мас. частиц с размером менее 100 мкм, таким образом, они заранее отделяются.Part of the water-absorbing polymer particles with a particle size of less than 100 μm is measured before and after mechanical loading. Water-absorbing polymer particles contain more than 1% wt. particles with a size of less than 100 microns, so they are separated in advance.

Индекс стабильности рассчитывается следующим образом:The stability index is calculated as follows:

Индекс стабильности =(Частицы <100 мкмпосле-Частицы <100 мкМдо)/100% мас.Stability Index = (Particles <100 μm after -Particles <100 μM before ) / 100% wt.

причем Частицы <100 мкМдо - это массовая доля полимерных частиц с размером частиц менее 100 мкм до механических нагрузок, и Частицы <100 мкмпосле - это массовая доля полимерных частиц с размером частиц менее 100 мкм после механических нагрузок.moreover, Particles <100 μm before - this is the mass fraction of polymer particles with a particle size of less than 100 microns before mechanical loads, and Particles <100 microns after - this is the mass fraction of polymer particles with a particle size of less than 100 microns after mechanical loads.

Частицы с размером частиц менее 100 определяются фотооптически с помощью PartAn Анализатора частиц Тур 2001 F/L (Fa. AnaTec, Дюйсбург, DE). Для измерений используется 20 г полимерных частиц.Particles with particle sizes less than 100 are detected optically using the PartAn Particle Analyzer Tour 2001 F / L (Fa. AnaTec, Duisburg, DE). For measurements, 20 g of polymer particles are used.

ПримерыExamples

Пример 1Example 1

14,3 кг акрилата натрия (37,5%-ный по массе раствор в воде) и 1,6 кг акриловой кислоты смешивали с 29 г 15-кратно этоксилированого триметилолпропантриакрилата. Раствор прикапывали в нагретой, наполненной азотной атмосферой капельной башне (180°С, 12 м высота, 2 м ширина, скорость газа в прямотоке 0,1 м/с).14.3 kg of sodium acrylate (37.5% by weight solution in water) and 1.6 kg of acrylic acid were mixed with 29 g of 15-fold ethoxylated trimethylol propane triacrylate. The solution was added dropwise in a heated drop tower filled with nitrogen atmosphere (180 ° C, 12 m high, 2 m wide, gas velocity in the forward flow 0.1 m / s).

Скорость дозирования составляла 16 кг/час. Капельная пластина имела 30 отверстий диаметром 170 мкм. Диаметр капельной пластины составлял 65 мм. Инициатор смешивали с помощью статического миксера с раствором мономера незадолго до каплеобразователя.The dosing rate was 16 kg / h. The drip plate had 30 holes with a diameter of 170 μm. The diameter of the drip plate was 65 mm. The initiator was mixed using a static mixer with a solution of monomer shortly before the dropping agent.

В качестве инициатора использовали 6,5%-ный по массе раствор 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропан]дигидрохлорида в воде. Скорость дозирования раствора инициатора составляет 0,44 кг/час. Температура газа на выходе из капельной башни составляла 126°С.A 6.5% by weight solution of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride in water was used as an initiator. The dosage rate of the initiator solution is 0.44 kg / h. The gas temperature at the outlet of the drip tower was 126 ° C.

В заключение полученные водопоглощающие полимерные частицы вторично сшивали. Для этого 200 г водопоглощающих полимерных частиц опрыскивали 6,3 г раствора агента вторичного сшивания при помощи двухкомпонентной форсунки в кухонном комбайне на средней степени перемешивания. Раствор агента вторичного сшивания состоял из 0,3 г 2-гидроксиэтил-2-оксазолидона, 4,2 г воды и 1,8 г изопропанола. Влажный полимер гомогенизировался еще раз с помощью шпателя и прогревался 90 мин при 170°С в сушильном шкафу с циркуляцией воздуха. Вторично сшитые полимерные частицы освобождались от комков через 850 мкм сита.In conclusion, the resulting water-absorbing polymer particles were crosslinked a second time. For this, 200 g of water-absorbing polymer particles were sprayed with 6.3 g of a solution of a secondary crosslinking agent using a two-component nozzle in a food processor with a moderate degree of mixing. The solution of the secondary crosslinking agent consisted of 0.3 g of 2-hydroxyethyl-2-oxazolidone, 4.2 g of water and 1.8 g of isopropanol. The wet polymer was homogenized again with a spatula and heated for 90 min at 170 ° C in an air circulation oven. Secondary crosslinked polymer particles were freed from lumps through 850 μm sieves.

Пример 2Example 2

Согласно примеру 1 полученные вторично сшитые водопоглощающие полимерные частицы покрывали слоем. Для этого 200 г вторично сшитых водопоглощающих полимерных частиц разогревали в термошкафу 30 минут при температуре 80°С и опрыскивали покрывающими средствами при помощи двухкомпонентной форсунки в кухонном комбайне на средней степени перемешивания. В качестве покрывающих средств использовалось 8,0 г воды. Затем все перемешивали 1 минуту. После 16-часового хранения покрытые слоем полимерные частицы просеивали через 850 мкм сита для освобождения от комков.According to example 1, the obtained second-crosslinked water-absorbing polymer particles were coated with a layer. For this, 200 g of second-crosslinked water-absorbing polymer particles were heated in a heating cabinet for 30 minutes at a temperature of 80 ° C and sprayed with coating agents using a two-component nozzle in a food processor with medium mixing. As coating agents, 8.0 g of water was used. Then everything was mixed for 1 minute. After 16 hours of storage, the coated polymer particles were sieved through 850 μm sieves to free from lumps.

Результаты объединены в таблице.The results are combined in a table.

Пример 3Example 3

Действовали так же, как и в примере 2. В качестве покрывающего средства использовали раствор из 8,0 г воды и 0,306 г сорбитан монолаурата.The procedure was the same as in Example 2. As a coating agent, a solution of 8.0 g of water and 0.306 g of sorbitan monolaurate was used.

Результаты объединены в таблице.The results are combined in a table.

Пример 4Example 4

Действовали так же, как и в примере 2. В качестве покрывающего средства использовали раствор из 8,0 г воды и 0,306 г сорбитан монолаурата и 3,0 г триэтаноламина.The procedure was the same as in Example 2. A solution of 8.0 g of water and 0.306 g of sorbitan monolaurate and 3.0 g of triethanolamine was used as a coating agent.

Результаты объединены в таблице.The results are combined in a table.

Пример 5Example 5

Действовали так же, как и в примере 2. В качестве покрывающего средства использовали раствор из 8,0 г воды и 0,306 г сорбитан монолаурата и 6,0 г триэтаноламина.The procedure was the same as in Example 2. A solution of 8.0 g of water and 0.306 g of sorbitan monolaurate and 6.0 g of triethanolamine was used as a coating agent.

Результаты объединены в таблице.The results are combined in a table.

Результаты исследований.Research results. ПримерExample AUP0.7psi (до)AUP0.7psi (up to) AUP0.7psi (после)AUP0.7psi (after) AUP0.7psi-индексAUP0.7psi index Частицы <100 мкм (до)Particles <100 μm (up to) Частицы <100 мкм (после)Particles <100 μm (after) Индекс стабильностиStability index 1*)one*) 24,7 г/г24.7 g / g 12,8 г/г12.8 g / g 51,8%51.8% 0,2% мас.0.2% wt. 30,9% мас.30.9% wt. 0,310.31 22 24,2 г/г24.2 g / g 16,4 г/г16.4 g / g 67,9%67.9% 0,1% мас.0.1% wt. 20,3% мас.20.3% wt. 0,200.20 33 24,1 г/г24.1 g / g 19,0 г/г19.0 g / g 78,8%78.8% 0,1% мас.0.1% wt. 6,6% мас.6.6% wt. 0,0650,065 4four 23,6 г/г23.6 g / g 18,4 г/г18.4 g / g 78,0%78.0% 0,1% мас.0.1% wt. 6,6% мас.6.6% wt. 0,0650,065 55 22,8 г/г22.8 g / g 19,4 г/г19.4 g / g 85,1%85.1% 0,1% мас.0.1% wt. 4,8% мас.4.8% wt. 0,0470,047 *) контрольный пример*) test case

Полимерные частицы, полученные с помощью обычной полимеризации в геле, размалываются после сушки. Такие частицы из-за краев обломков являются менее округленными и имеют вследствие этого низкую сферичность. Это подкреплено через сравнение (см. нижеприведенные фиг.1-7) доступного в продаже продукта фирмы БАСФ (Hysoer® В 7015) с полимерными частицами, полученными по изобретению (полимер в виде капель 1 и полимер в виде капель 2).The polymer particles obtained by conventional gel polymerization are milled after drying. Such particles, due to the edges of the debris, are less rounded and therefore have a low sphericity. This is confirmed by comparing (see FIGS. 1-7 below) a commercially available BASF product (Hysoer® B 7015) with polymer particles prepared according to the invention (polymer in the form of drops 1 and polymer in the form of drops 2).

Claims (12)

1. Способ изготовления водопоглощающих полимерных частиц, содержащих, по меньшей мере, одну полость внутри частицы через полимеризацию капель раствора мономера, содержащего
a) по меньшей мере, один этиленовый ненасыщенный мономер, имеющий по меньшей мере, одну кислотную группу,
b) по меньшей мере, один агент сшивания,
c) по меньшей мере, один инициатор,
d) воду,
в окружающей капли газовой фазе, причем полученные полимерные частицы в дальнейшем вторично сшиваются, отличающийся тем, что вторично сшитые полимерные частицы, по меньшей мере, частично покрывают водой, водным раствором, алканоламином, полимером и/или воском.
1. A method of manufacturing a water-absorbing polymer particles containing at least one cavity inside a particle through the polymerization of drops of a monomer solution containing
a) at least one ethylene unsaturated monomer having at least one acid group,
b) at least one crosslinking agent,
c) at least one initiator,
d) water
in the gas phase surrounding the droplet, wherein the obtained polymer particles are subsequently crosslinked, characterized in that the secondly crosslinked polymer particles are at least partially coated with water, an aqueous solution, alkanolamine, a polymer and / or wax.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание твердых частиц в растворе мономера составляет, по меньшей мере, 35 мас.%.2. The method according to claim 1, characterized in that the solids content in the monomer solution is at least 35 wt.%. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что мономер а) по меньшей мере, на 50 мол.% представляет собой, по меньшей мере, частично нейтрализованную акриловую кислоту.3. The method according to claim 1, characterized in that the monomer a) at least 50 mol.% Represents at least partially neutralized acrylic acid. 4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что капли имеют средний диаметр, по меньшей мере, 100 мкм.4. The method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the droplets have an average diameter of at least 100 microns. 5. Водопоглощающие полимерные частицы, полученные способом по п.1 и содержащие, по меньшей мере, одну полость внутри частицы и, по меньшей мере, 1 мас.% воды и/или, по меньшей мере, алканоламин, причем плотность сшивки на внешней поверхности частиц увеличена.5. Water-absorbing polymer particles obtained by the method according to claim 1 and containing at least one cavity inside the particle and at least 1 wt.% Water and / or at least alkanolamine, wherein the crosslink density is on the outer surface particles increased. 6. Водопоглощающие полимерные частицы по п.5, отличающиеся тем, что полимерные частицы имеют среднюю сферичность, по меньшей мере, 0,84.6. Water-absorbing polymer particles according to claim 5, characterized in that the polymer particles have an average sphericity of at least 0.84. 7. Водопоглощающие полимерные частицы, полученные способом по п.1 и содержащие, по меньшей мере, одну полость внутри частицы, причем плотность сшивки на внешней поверхности частиц увеличена, частицы имеют среднюю сферичность, по меньшей мере, 0,84 и абсорбционный индекс, по меньшей мере, 60%.7. Water-absorbing polymer particles obtained by the method according to claim 1 and containing at least one cavity inside the particle, and the crosslink density on the outer surface of the particles is increased, the particles have an average sphericity of at least 0.84 and an absorption index of at least 60%. 8. Водопоглощающие полимерные частицы, полученные способом по п.1 и содержащие, по меньшей мере, одну полость внутри частицы, причем плотность сшивки на внешней поверхности частиц увеличена, частицы имеют среднюю сферичность, по меньшей мере, 0,84 и индекс стабильности менее чем 0,15.8. Water-absorbing polymer particles obtained by the method according to claim 1 and containing at least one cavity inside the particle, and the crosslink density on the outer surface of the particles is increased, the particles have an average sphericity of at least 0.84 and a stability index of less than 0.15. 9. Водопоглощающие полимерные частицы по одному из пп.5-8, отличающиеся тем, что полимерные частицы имеют, по меньшей мере, одну полость и соотношение максимального диаметра полости к максимальному диаметру полимерной частицы составляет, по меньшей мере, 0,1.9. Water-absorbing polymer particles according to one of claims 5 to 8, characterized in that the polymer particles have at least one cavity and the ratio of the maximum diameter of the cavity to the maximum diameter of the polymer particle is at least 0.1. 10. Водопоглощающие полимерные частицы по одному из пп.5-8, отличающиеся тем, что полимерные частицы содержат, по меньшей мере, 50 мол.%, по меньшей мере, частично нейтрализованной полимеризованной акриловой кислоты.10. Water-absorbing polymer particles according to one of claims 5 to 8, characterized in that the polymer particles contain at least 50 mol%, at least partially neutralized polymerized acrylic acid. 11. Водопоглощающие полимерные частицы по одному из пп.5-8, отличающиеся тем, что полимерные частицы имеют абсорбцию под давлением 4,83 кПа, по меньшей мере, 15 г/г.11. Water-absorbing polymer particles according to one of claims 5 to 8, characterized in that the polymer particles have an absorption under pressure of 4.83 kPa of at least 15 g / g. 12. Предметы гигиены, содержащие полимерные частицы по одному из пп.5-11. 12. Hygiene products containing polymer particles according to one of paragraphs.5-11.
RU2009127848A 2006-12-22 2007-12-12 Method of producing mechanically stable water-absorbent polymer particles RU2471812C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06126998.1 2006-12-22
EP06126998 2006-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009127848A RU2009127848A (en) 2011-01-27
RU2471812C2 true RU2471812C2 (en) 2013-01-10

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798445C2 (en) * 2017-10-24 2023-06-22 Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн Copolymer of olefin and olefin alcohol and a method of its production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798445C2 (en) * 2017-10-24 2023-06-22 Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн Copolymer of olefin and olefin alcohol and a method of its production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI504614B (en) Process for producing mechanically stable water-absorbing polymer particles
RU2480481C2 (en) Method of producing additionally cross-linked water-absorbing polymer particles with high absorption by polymerising droplets of solution
JP6590800B2 (en) Method for producing absorbent polymer particles by suspension polymerization
JP5345554B2 (en) Method for producing white and color-stable water-absorbing polymer particles having high absorbency and high saline flow conductivity
JP5576286B2 (en) Water-absorbing polymer structure with improved color stability
JP4395531B2 (en) Method for post-crosslinking a water-absorbing polymer
CN101821323B (en) Surface treatment method for water-absorbent resin
US8419971B2 (en) Method for producing mechanically stable water-absorbent polymer particles
JP5436427B2 (en) Method for producing water-absorbing polymer particles by polymerization of droplets of monomer solution
JP2008526502A (en) Water absorbing agent and method for producing the same
KR20160004967A (en) Super absorbent polymer and method for preparing super absorbent polymer
JP5669394B2 (en) Method for producing water-absorbing polymer particles by polymerization of droplets of a monomer solution
JP2012012482A (en) Polyacrylic acid ammonium salt-based water-absorbing resin and its manufacturing method
JP6076455B2 (en) Method for producing water-absorbing polymer particles
JP2017538008A (en) Method for producing water-absorbing polymer particles by suspension polymerization
US11613591B2 (en) Method for preparing super absorbent polymer
RU2471812C2 (en) Method of producing mechanically stable water-absorbent polymer particles
CN112888717B (en) Superabsorbent polymer composition and method for making the same
JP7362653B2 (en) How to make superabsorbents
JP7453918B2 (en) Water-absorbing resin particles and their manufacturing method
US20240075456A1 (en) Preparation Method of Super Absorbent Polymer