CN101516531B - 吸水性聚合物颗粒的分级方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将吸水性聚合物颗粒分级的方法。本发明特征在于借助至少n个筛子将聚合物颗粒分成n个粒度级分，其中n为大于1的整数。

Description

吸水性聚合物颗粒的分级方法
本发明涉及一种将吸水性聚合物珠粒分级的方法，其中借助至少n个筛子将聚合物珠粒分成n个粒度级分并且n为大于1的整数。
吸水性聚合物珠粒的生产描述于专著“Modern SuperabsorbentPolymer Technology(现代超吸收性聚合物技术)”，F.L.Buchholz和A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，第71-103页中。
作为吸收水溶液的产品，吸水性聚合物用于生产尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品，而且也作为市场园艺中的保水剂。
吸水性聚合物的性能可经由交联度调节。随着交联度提高，凝胶强度提高而离心保留容量(CRC)下降。
为了改进使用性能如在尿布中的盐水导流率(SFC)和负载下的吸收率(AUL)，通常将吸水性聚合物珠粒后交联。后交联仅提高颗粒表面的交联度，这使负载下的吸收率(AUL)与离心保留容量(CRC)之间的相互影响至少部分地消除。这种后交联可在含水凝胶相中进行。然而，优选将干燥的研磨并筛出的聚合物珠粒(原料聚合物)用后交联剂进行表面涂覆，热后交联并干燥。适合该目的的交联剂为包含至少两个能够与亲水性聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。
吸水性聚合物优选作为粉状、颗粒状产品用于卫生领域中。在这里例如使用200-850μm的粒度并且颗粒状聚合物材料实际上在生产工艺过程中分成这些粒度。此时，使用具有两个筛子的连续筛选机，其中所用筛子具有200μm和850μm的筛目尺寸。粒度为至多200μm的珠粒下降通过两个筛子并且在筛选机底部作为筛底料被收集。粒度大于850μm的珠粒作为筛上物保留在最上面筛子上并被排出。粒度为200-850μm的产物级分作为筛选机两个筛子之间的筛中物被取出。取决于筛选质量，各粒度级分仍包含一定比例作为误排出的粒度不对的颗粒。例如，筛上物级分也可包含一定比例的粒度为850μm或更小的颗粒。
通常将排出的筛底料和筛上物再循环到生产中。例如可将筛底料加入聚合中。通常将筛上物粉碎，这也不可避免地导致其他筛底料的出现。
在常规分级操作中，在将特定聚合物分级时会出现不同问题。最经常的问题是筛子表面堵塞以及分级效率和分级能力下降。另一问题为产物结块倾向，这在筛选之前、之后和期间导致不希望的附聚。因此筛选工艺步骤不可能不中断进行，中断在聚合物生产中经常伴随有不希望的停工。发现这类中断在连续生产工艺中特别成问题。然而，普遍结果是筛选中分离效率不够。特别在后交联产物分级中观察到这些问题。
较高的筛选质量通常通过将用来增加聚合物粉末的自由流动和/或机械稳定性的物质加入产物中实现。通常，在将助剂如防止各颗粒相互粘合的表面活性剂通常在干燥之后和/或后交联过程中加入聚合物粉末中来获得自由流动产物。在其他情况下，也尝试通过加工技术手段来影响结块倾向。
为了在没有其他产品添加剂下实现较高的分离效率，已提出借助交替筛选单元而改进。例如，筛孔区以螺旋形式驱动时实现了较高的分离效率。这例如为转鼓筛选机(tumbling screen machine)中的情况。然而，这种筛选装置的通过量增加时，上述问题也增加并且更加不可能维持高的分级能力。
筛选助剂如筛选球、PVC摩擦环、特氟隆摩擦环或橡胶方块在筛子表面的加入对改进分离效率仅稍有帮助。特别是在无定形聚合物材料如吸水性聚合物珠粒的情况下，这可使磨损增加。
关于分级的综述例如可在Ullmanns
Figure G2007800354377D00021
der technischenChemie(Ullmann技术化学百科全书)，第4版，第2卷，第43-56页，VerlagChemie，Weinheim，1972中找到。
EP 855232A2描述了一种吸水性聚合物的分级方法。加热或绝热筛子的使用使筛下附聚，尤其在小粒度的情况下的附聚得以避免。
DE 102005001789A1描述了一种在减压下进行的分级方法。
JP 2003/320308A描述了一种其中借助向筛子底面流动的热空气来避免附聚的方法。
WO 92/18171A1描述了作为筛选助剂的无机粉末的加入。
本发明目的为提供一种用于生产吸水性聚合物珠粒的改进分级方法。
该目的通过一种通过将吸水性聚合物珠粒分成n个粒度级分而将吸水性聚合物珠粒分级的方法实现，其中n为大于1的整数，该方法包括使用至少n个筛子，其中所述n个筛子的筛目尺寸沿产物流动方向降低。
筛子将颗粒状材料分成两种筛分级分，保留在筛子上的颗粒和通过筛目的颗粒。其他筛子的使用使各筛分级分又分成两种其它筛分级分。n个筛子的使用由此提供(n+1)个筛分级分并且各筛分级分可作为粒度级分分别再加工。比较起来，本发明的主要特征在于将至少两种筛分级分结合而得到一种粒度级分并一起进一步加工。与迄今常用的吸水性聚合物珠粒的分级方法相比，本发明方法因此多用超过至少一个筛子。
至少一个额外筛子的使用提供了在溶胀凝胶床中具有改进的负载下吸收率(AUL)和改进的盐水导流率(SFC)的吸水性聚合物珠粒。
在本发明方法中，可将筛分级分以不同方式结合而得到粒度级分，例如按照(2，1)、(3，1)、(2，1，1)、(1，2，1)、(2，2，1)、(3，1，1)、(1，3，1)、(3，2，1)、(2，3，1)或(3，3，1)顺序，其中一组括号中的数字表示粒度级分数，使粒度级分沿产物流动顺序从左向右排列于括号中并且数值本身表示使其结合而得到特定粒度级分的依次筛分级分数。
粒度级分数优选为至少3。所用筛子数优选为至少(n+1)。
在本发明一个优选的实施方案中，将沿产物流动方向依次获得的至少两种筛分级分结合而得到一种粒度级分并且在其上获得这些筛分级分的筛子的筛目尺寸在每种情况下通常优选相差至少50μm，优选至少100μm，优选至少150μm，更优选至少200μm，最优选至少250μm。
在本发明的另一优选实施方案中，将沿产物流动方向首选获得的至少两种筛分级分结合而得到一种粒度级分并且在其上获得这些筛分级分的筛子的筛目尺寸在每种情况下优选相差至少500μm，优选至少1000μm，更优选至少1500μm，最优选至少2000μm。
在分级过程中，吸水性聚合物珠粒优选具有40-120℃，更优选45-100℃，最优选50-80℃的温度。
在本发明的一个优选实施方案中，分级在减压下进行。压力优选比环境压力小100毫巴。
本发明分级方法特别有利地连续进行。吸水性聚合物的通过量通常为至少100kg/m2·h，优选至少150kg/m2·h，优选至少200kg/m2·h，更优选至少250kg/m2·h，最优选至少300kg/m2·h。
适合本发明分级方法的筛选装置不受限制；优选平面筛选方法；非常特别优选转鼓筛选机。通常振动筛选装置以维持分级。这优选以引导待分级材料呈螺旋形式通过筛子的方式进行。这种强迫振动通常具有0.7-40mm，优选1.5-25mm的振幅及1-100Hz，优选5-10Hz的频率。
在本发明的一个优选实施方案中，使用至少一个具有n个筛子的筛选机。此时，有利的是并联操作多个筛选机。
在分级过程中优选用气流，更优选空气流过吸水性树脂。气体速率在每m2筛子面积上通常为0.1-10m3/h，优选0.5-5m3/h，更优选1-3m3/h，其中气体体积在标准条件(25℃和1巴)下测量。更优选将气流在进入筛选装置之前通常加热到40-120℃，优选50-110℃，优选60-100℃，更优选65-90℃，最优选70-80℃的温度。气流的含水量通常小于5g/kg，优选小于4.5g/kg，优选小于4g/kg，更优选小于3.5g/kg，最优选小于3g/kg。例如可通过冷却而从具有较高水含量的气流中冷凝出适量水来获得具有低水含量的气流。
筛选机通常为电接地的。
本发明方法中待使用的吸水性聚合物珠粒可通过将包含至少一种烯属不饱和单体a)、任选地至少一种交联剂b)、至少一种引发剂c)和水d)的单体溶液聚合而生产。
单体a)优选为水溶性的，即在23℃下在水中的溶解度通常为至少1g/100g水，优选至少5g/100g水，更优选至少25g/100g水，最优选至少50g/100g水，并且各自优选具有至少一个酸基。
合适的单体a)例如为烯属不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和衣康酸。特别优选的单体为丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特别优选丙烯酸。
优选的单体a)具有至少一个酸基，其中酸基优选已至少部分中和。
丙烯酸和/或其盐在全部量单体a)中的比例优选为至少50mol％，更优选至少90mol％，最优选至少95mol％。
单体a)，尤其是丙烯酸优选包含至多0.025重量％的氢醌半醚。优选的氢醌半醚是氢醌单甲基醚(MEHQ)和/或生育酚。
生育酚理解为下式化合物：
Figure G2007800354377D00051
其中R1为氢或甲基，R2为氢或甲基，R3为氢或甲基且R4为氢或具有1-20个碳原子的酰基。
优选的基团R4为乙酰基、抗坏血酸基、琥珀酰基、烟酰基和其他可生理上相容的羧酸。羧酸可以是单-、二-或三羧酸。
优选其中R1＝R2＝R3＝甲基的α-生育酚，特别是外消旋α-生育酚。R1更优选为氢或乙酰基。尤其优选RRR-α-生育酚。
单体溶液在每种情况下基于丙烯酸优选包含至多130重量ppm，更优选至多70重量ppm，优选至少10重量ppm，更优选至少30重量ppm，尤其约50重量ppm的氢醌半醚，其中丙烯酸盐作为丙烯酸考虑。例如，单体溶液可以通过使用具有合适氢醌半醚含量的丙烯酸生产。
交联剂b)为具有至少两个可通过自由基机理聚合进入聚合物网络中的可聚合基团的化合物。合适的交联剂b)例如为EP 530438A1中所述的乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙氧基乙烷，EP 547847A1、EP 559476A1、EP 632068A1、WO 93/21237A1、WO 2003/104299A1、WO2003/104300A1、WO 2003/104301A1和DE 10331450A1中所述的二-和三丙烯酸酯，DE 10331456A1和DE 10355401A1中所述的除丙烯酸酯基团外还包含其他烯属不饱和基团的混合丙烯酸酯，或例如在DE19543368A1、DE 19646484A1、WO 90/15830A1和WO 2002/32962A2中所述的交联剂混合物。
合适的交联剂b)特别为N，N’-亚甲基二丙烯酰胺和N，N’-亚甲基二甲基丙烯酰胺，多元醇的不饱和单-或多羧酸酯如二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，例如丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和烯丙基化合物如(甲基)丙烯酸烯丙基酯、氰脲酸三烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯、多烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、磷酸的烯丙基酯和乙烯基膦酸衍生物，例如如EP 343427A2所述。其他合适的交联剂b)为季戊四醇二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚和季戊四醇四烯丙基醚、聚乙二醇二烯丙基醚、乙二醇二烯丙基醚、甘油二烯丙基醚和甘油三烯丙基醚、基于山梨糖醇的多烯丙基醚及其乙氧基化变型。在本发明方法中，可以使用聚乙二醇的二(甲基)丙烯酸酯，所用聚乙二醇具有的分子量为100-1000。
然而，特别有利的交联剂b)为3-20重乙氧基化甘油、3-20重乙氧基化三羟甲基丙烷、3-20重乙氧基化三羟甲基乙烷的二-和三丙烯酸酯，特别是2-6重乙氧基化甘油或2-6重乙氧基化三羟甲基丙烷、3重丙氧基化甘油或3重丙氧基化三羟甲基丙烷以及3重混合乙氧基化或丙氧基化甘油或3重混合乙氧基化或丙氧基化三羟甲基丙烷、15重乙氧基化甘油或15重乙氧基化三羟甲基丙烷以及至少40重乙氧基化甘油、至少40重乙氧基化三羟甲基乙烷或至少40重乙氧基化三羟甲基丙烷的二-和三丙烯酸酯。
非常特别优选的交联剂b)是例如如WO 2003/104301A1所述的已用丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而产生二-或三丙烯酸酯的多重乙氧基化和/或多重丙氧基化甘油。特别有利的是3-10重乙氧基化甘油的二-和/或三丙烯酸酯。非常特别优选1-5重乙氧基化和/或丙氧基化甘油的二-或三丙烯酸酯。最优选3-5重乙氧基化和/或丙氧基化甘油的三丙烯酸酯。
交联剂b)的量在每种情况下基于单体溶液优选为0.01-5重量％，更优选0.05-2重量％，最优选0.1-1重量％。
所用引发剂c)可以为所有在聚合条件下分解成自由基的化合物，例如过氧化物、氢过氧化物、过氧化氢、过硫酸盐、偶氮化合物和氧化还原引发剂。优选使用水溶性引发剂。在某些情况下，有利的是使用各种引发剂的混合物如过氧化氢与过二硫酸钠或过二硫酸钾的混合物。过氧化氢与过二硫酸钠的混合物可以任何比例使用。
特别优选的引发剂c)为偶氮引发剂如2，2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和2，2’-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐以及光引发剂如2-羟基-2-甲基苯基·乙基酮和1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮，氧化还原引发剂如过硫酸钠/羟基甲基亚磺酸、过二硫酸铵/羟基甲基亚磺酸、过氧化氢/羟基甲基亚磺酸、过硫酸钠/抗坏血酸、过二硫酸铵/抗坏血酸和过氧化氢/抗坏血酸，光引发剂如1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮及其混合物。
引发剂以常规量使用，例如基于单体a)以0.001-5重量％，优选0.01-1重量％的量使用。
为了最佳作用，优选的阻聚剂要求溶解的氧气。因此可以在聚合之前通过惰性化，即用惰性气体，优选氮气流过而从单体溶液中除去溶解的氧气。单体溶液的氧气含量在聚合之前优选降至小于1重量ppm，更优选小于0.5重量ppm。
合适聚合物的制备以及其他合适的亲水性烯属不饱和单体a)描述于DE 19941423A1、EP 686650A1、WO 2001/45758A1和WO 2003/104300A1中。
合适的反应器为捏合反应器或带式反应器。在捏合机中，将在单体水溶液聚合中形成的聚合物凝胶例如通过WO 2001/38402A1中所述的逆向旋转搅拌轴连续粉碎。在带上的聚合例如描述于DE 3825366A1和US6,241,928中。带式反应器中的聚合形成了必须在另一加工步骤中，例如在绞肉机、挤出机或捏合机中粉碎的聚合物凝胶。
然后有利地将水凝胶在离开聚合反应器之后例如在绝热容器中在升高温度，优选至少50℃，更优选至少70℃，最优选至少80℃且优选小于100℃下贮存。通常2-12小时的贮存进一步提高了单体转化率。
在聚合反应器中较高单体转化率的情况下，还可显著缩短贮存或不贮存。
所得水凝胶的酸基通常优选已部分中和到25-95mol％的程度，更优选50-80mol％的程度，甚至更优选60-75mol％的程度，为此可以使用常规中和剂，优选碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐及其混合物。也可以使用铵盐代替碱金属盐。特别优选的碱金属为钠和钾，但非常特别优选氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠及其混合物。
中和优选在单体阶段进行。中和通常通过以水溶液、熔体或优选以固体材料混入中和剂而进行。例如，水含量明显低于50重量％的氢氧化钠可以熔点高于23℃的蜡状物质存在。此时，可以片状物或在升高温度下的熔体来计量加入。
然而，中和还可以在聚合之后在水凝胶阶段进行。还可以在聚合之前通过将一部分中和剂实际加入单体溶液中而中和至多40mol％，优选10-30mol％，更优选15-25mol％的酸基并仅在聚合之后在水凝胶阶段设定所需最终中和度。在将水凝胶在聚合之后至少部分中和时，优选将水凝胶例如借助绞肉机积械粉碎，此时可喷雾、喷淋或浇注中和剂，然后小心混入。为此，可将所得凝胶块反复绞碎以均化。
然后优选用带式干燥器干燥水凝胶直到残留水含量优选小于15重量％，尤其小于10重量％，其中水含量通过EDANA(European Disposablesand Nonwovens Association(欧洲一次性用品和无纺布协会))推荐的第430.2-02号测试方法“水含量”测定。然而，需要的话，也可以使用流化床干燥器或加热的犁头混合器进行干燥。为了得到特别白的产物，有利的是确保快速除去蒸发水而干燥该凝胶。为此，干燥器温度必须加以优化，空气进料和除去必须进行控制且在每种情况下必须确保充分通风。凝胶的固体含量越高，干燥自然更加简单并且产物更白。凝胶在干燥之前的固体含量因此优选为30-80重量％。特别有利的是用氮气或其他非氧化性惰性气体对干燥器进行排气。然而，需要的话，还可在干燥过程中仅简单地降低氧气分压以防止氧化性泛黄过程。
然后将干燥的水凝胶研磨并分级并且用于研磨的装置通常为单级或多级辊磨机，优选两-或三级辊磨机，销磨机、锤磨机或振动磨。
作为产物级分取出的聚合物珠粒的平均粒度优选为至少200μm，更优选250-600μm，非常特别为300-500μm。产物级分的平均粒度可借助EDANA(European Disposables and Nonwovens Association(欧洲一次性用品和无纺布协会))推荐的第420.2-02号测试方法“粒度分布”测定，其中筛出级分的质量分数以累积形式绘图并且平均粒度用图解法测定。在这里平均粒度为产生50重量％累积的筛目尺寸值。
为了进一步改进性能，可使聚合物珠粒后交联。合适的后交联剂为包含可与水凝胶的至少两个羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。合适的化合物例如为EP 83022A2、EP 543303A1和EP 937736A2中所述的烷氧基甲硅烷基化合物、聚氮丙啶、聚胺、聚酰胺基胺、二-或聚环氧化物，DE 3314019A1、DE 3523617A1和EP 450922A2中所述的二-或多官能醇或DE 10204938A1和US 6,239,230中所述的β-羟基烷基酰胺。
作为合适后交联剂额外描述的为DE 4020780C1中的环状碳酸酯、DE 19807502A1中的2-噁唑烷酮及其衍生物如2-羟基乙基-2-噁唑烷酮、DE 19807992C1中的二-和聚-2-噁唑烷酮、DE 19854573A1中的2-氧代四氢-1，3-噁嗪及其衍生物、DE 19854574A1中的N-酰基-2-噁唑烷酮、DE 10204937A1中的环脲、DE 10334584A1中的双环酰胺缩醛、EP 1199327A2中的氧杂环丁烷和环脲以及WO 2003/31482A1中的吗啉-2，3-二酮及其衍生物。
此外，还可以使用如DE 3713601A1中所述的额外包含可聚合的烯属不饱和基团的后交联剂。
后交联剂的量在每种情况下基于聚合物优选为0.01-1重量％，更优选0.05-0.5重量％，最优选0.1-0.2重量％。
在本发明的一个优选实施方案中，除了后交联剂外，还将多价阳离子施加于颗粒表面。
可在本发明方法中使用的多价阳离子例如为二价阳离子如锌、镁、钙和锶的阳离子，三价阳离子如铝、铁、铬、稀土和锰的阳离子，四价阳离子如钛和锆的阳离子。可能的抗衡离子为氯离子、溴离子、硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根和羧酸根如乙酸根和乳酸根。优选硫酸铝。除了金属盐外，还可以将聚胺用作多价阳离子。
多价阳离子的用量在每种情况下基于聚合物例如为0.001-0.5重量％，优选0.005-0.2重量％，更优选0.02-0.1重量％。
后交联通常以将后交联剂溶液喷雾到水凝胶或干燥的聚合物珠粒上的方式进行。喷雾之后进行热干燥并且不仅可以在干燥之前而且可以在干燥过程中进行后交联反应。
用交联剂溶液喷雾优选在具有移动混合工具的混合器如螺杆混合器、桨式混合器、盘式混合器、犁头混合器和铲式混合器中进行。特别优选立式混合器，非常特别优选犁头混合器和铲式混合器。合适的混合器例如为
Figure G2007800354377D00101
混合器、Bepex混合器、Nauta混合器、Processall混合器和Schugi混合器。
热干燥优选在接触干燥器，更优选桨式干燥器，最优选盘式干燥器中进行。合适的干燥器例如为Bepex干燥器和Nara干燥器。此外，还可以使用流化床干燥器。
干燥可在混合器本身中通过加热夹套或吹入热空气进行。同样合适的为下游干燥器，例如多级干燥器、旋转管式炉或可加热螺杆。特别有利的是在流化床干燥器中混合和干燥。
优选的干燥温度为100-250℃，优选120-220℃，更优选130-210℃。在该温度下在反应混合器或干燥器中的优选停留时间优选为至少10分钟，更优选至少20分钟，最优选至少30分钟。
然后，可将后交联的聚合物再分级。
作为产物级分取出的聚合物珠粒的平均直径优选为至少200μm，更优选250-600μm，非常特别为300-500μm。90％的聚合物珠粒具有优选100-800μm，更优选150-700μm，最优选200-600μm的直径。
吸水性聚合物珠粒具有通常至少15g/g，优选至少20g/g，优选至少25g/g，更优选至少30g/g，最优选至少35g/g的离心保留容量(CRC)。吸水性聚合物珠粒的离心保留容量(CRC)通常小于60g/g，其中离心保留容量(CRC)通过EDANA(European Disposables and Nonwovens Association(欧洲一次性用品和无纺布协会))推荐的第441.2-02号测试方法“离心保留容量”测定。
吸水性聚合物珠粒借助下文所述测试方法测试。
方法：
除非另有说明，测量应在23±2℃的环境温度和50±10％的相对大气湿度下进行。在测量之前将吸水性聚合物珠粒充分混合。
盐水导流率(SFC)
溶胀凝胶层在0.3psi(2070Pa)压力负载下的盐水导流率如EP-A-0640330所述以超吸收性聚合物溶胀凝胶层的凝胶层渗透性测定，但是改进上述专利申请第19页和图8中所述的装置以得到下列效果：不再使用玻璃料(40)，活塞(39)由与圆柱体(37)相同的聚合物材料组成并且现在包括21个尺寸相同的均匀分布在整个接触面上的孔。所述程序以及测量值评价与EP-A-0640330保持一致。自动记录流速。
盐水导流率(SFC)按如下计算：
SFC[cm3s/g]＝(Fg(t＝0)×L0)/(d×A×WP)，
其中Fg(t＝0)为借助流速测量值Fg(t)数据的线性回归分析通过外推至t＝0获得的NaCl溶液的流速(g/s)，L0为凝胶层的厚度(cm)，d为NaCl溶液的密度(g/cm3)，A为凝胶层的表面积(cm2)及WP为在凝胶层上的静水压力(dyn/cm2)。
实施例
制备吸水性聚合物珠粒
通过将水、50重量％氢氧化钠溶液与丙烯酸连续混合来制备38.8重量％的丙烯酸/丙烯酸钠溶液使得中和度为71.3mol％。单体溶液的固体含量为38.8重量％。在混合组分之后，通过换热器连续冷却单体溶液。
所用烯属多不饱和交联剂为聚乙二醇-400二丙烯酸酯(平均摩尔质量为400g/mol的聚乙二醇的二丙烯酸酯)。用量为2kg/t单体溶液。
为了引发自由基聚合，使用下列组分：过氧化氢(1.03kg(0.25重量％浓度)/t单体溶液)、过二硫酸钠(3.10kg(15重量％浓度)/t单体溶液)和抗坏血酸(1.05kg(1重量％浓度)/t单体溶液)。
单体溶液的通过量为20t/h。
将各组分以如下量连续计量加入容量为6.3m3的List Contikneter连续捏合机(购于List，Arisdorf，瑞士)中：
20t/h    单体溶液
40kg/h    聚乙二醇-400二丙烯酸酯
82.6kg/h  过氧化氢溶液/过二硫酸钠溶液
21kg/h    抗坏血酸溶液
在交联剂和引发剂加入点之间将单体溶液用氮气惰性化。
在反应器末端，额外计量加入1000kg/h除去的粒度小于150μm的筛底料。
反应溶液在进料时温度为23.5℃。在38rpm的轴转动速率下操作反应器。反应混合物在反应器中的停留时间为15分钟。
在聚合和凝胶粉碎之后，将聚合物水凝胶引入带式干燥器中。在干燥器带上的停留时间为约37分钟。
将干燥的水凝胶研磨并过筛。将粒度为150-850μm的级分后交联。将除去的筛底料(筛底料A)再循环。
在Schugi混合器(购于Hosokawa-Micron B.V.，Doetichem，荷兰)中将后交联剂溶液喷雾于聚合物珠粒上。后交联剂溶液为2.7重量％的乙二醇二缩水甘油基醚在丙二醇/水(重量比1∶3)中的溶液。
计量加入如下量：
7.5t/h     吸水性聚合物珠粒(原料聚合物)
308.25kg/h 后交联剂溶液
然后在150℃下在NARA桨式干燥器(购于GMF Gouda，Waddinxveen，荷兰)中干燥并且后交联60分钟。
将后交联的聚合物珠粒在NARA桨式干燥器(购于GMF Gouda，Waddinxveen，荷兰)中冷却到60℃(混合物I)。
将冷却的聚合物珠粒筛分成150-850μm的粒度。将除去的筛底料(筛底料B)再循环。
实施例1-12
制备重量比为4∶1的混合物I与筛底料A的均匀混合物(混合物II)。
制备重量比为4∶1的混合物I与筛底料B的均匀混合物(混合物III)。
在每种情况下，借助带有具有2或3个筛子的筛分塔的振动筛选机(AS200 control；Retsch GmbH，Haan，德国)将200g各混合物分离30或60秒。
变型A：使用筛目尺寸为850μm和150μm的筛子(2个筛子)。将筛目尺寸为150μm的筛子上的筛分级分作为产物级分分析。
变型B：使用筛目尺寸为850μm、500μm和150μm的筛子(3个筛子)。将500μm和150μm的筛子上的级分结合、均化并作为产物级分分析。
实验结果归纳于表1中。
表1：筛选实验1
  实施例  进料   筛选时间   筛子数   SFC[10-7·cm3s/g]
  1  混合物I   30s   3   42
  2＊)  混合物I   30s   2   37
  3  混合物I   60s   3   44
  4＊)  混合物I   60s   2   34
  5  混合物II   30s   3   26
  6＊)  混合物II   30s   2   19
  7  混合物II   60s   3   22
  8＊)  混合物II   60s   2   21
  9  混合物III   30s   3   33
  10＊)  混合物III   30s   2   25
  11  混合物III   60s   3   34
  12＊)  混合物III   60s   2   33
＊)对比例
实施例13-16
制备重量比为2∶1的混合物I与筛底料(筛底料A与筛底料B的混合物)的均匀混合物(混合物IV)。
在每种情况下，借助带有具有2或3个筛子的筛分塔的振动筛选机(AS200control；Retsch GmbH，Haan，德国)将200g各混合物分离60秒。
变型A：使用筛目尺寸为850μm和150μm的筛子(2个筛子)。将筛目尺寸为150μm的筛子上的筛分级分作为产物级分分析。
变型B：使用筛目尺寸为850μm、x μm和150μm的筛子(3个筛子)并且中间筛子具有500μm、600μm或710μm的筛目尺寸。将x μm和150μm的筛子上的级分结合、均化并作为产物级分分析。
实验结果归纳于表2中。
表2：筛选实验2
  实施例   进料   筛子数   中间筛子的筛目尺寸   SFC[10-7·cm3s/g]
  13   混合物IV   3   500μm   30
  14   混合物IV   3   600μm   29
  15   混合物IV   3   710μm   25
  16＊)   混合物IV   2   无   25
＊)对比例

Claims (17)

1.一种通过将吸水性聚合物珠粒分成n个粒度级分而将吸水性聚合物珠粒分级的方法，其中n为大于1的整数，该方法包括使用至少n个筛子，其中所述n个筛子的筛目尺寸沿产物流动方向降低，以及其中将沿产物流动方向依次获得的至少两种筛分级分结合而得到一种粒度级分并且在其上出现这些筛分级分的筛子的筛目尺寸在每种情况下相差至少150μm。
2.根据权利要求1的方法，其中n>2。
3.根据权利要求1的方法，其中使用至少(n+1)个筛子。
4.根据权利要求2的方法，其中使用至少(n+1)个筛子。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中将沿产物流动方向首先出现的至少两种筛分级分结合而得到一种粒度级分。
6.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中将沿产物流动方向首先出现的至少两种筛分级分结合而得到一种粒度级分并且在其上获得这些筛分级分的筛子的筛目尺寸在每种情况下相差至少500μm。
7.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中使用至少一个具有n个筛子的筛选机。
8.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物珠粒在分级过程中具有至少40℃的温度。
9.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中分级在减压下进行。
10.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中在分级过程中吸水性聚合物珠粒的每小时通过量为至少100kg／m2筛子面积。
11.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中在分级过程中使气流流过所述吸水性聚合物珠粒。
12.根据权利要求11的方法，其中所述气流具有40-120℃的温度。
13.根据权利要求11的方法，其中所述气流具有小于5g／kg的蒸汽含量。
14.根据权利要求12的方法，其中所述气流具有小于5g／kg的蒸汽含量。
15.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物珠粒已通过单体水溶液的聚合获得。
16.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物珠粒包含至少50mol％至少部分中和的聚合的丙烯酸。
17.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述吸水性聚合物珠粒具有至少15g／g的离心保留容量。
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