CN104936997B - 制备表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过用至少一种表面后交联剂涂覆残余单体含量为0.03至15重量％的吸水性聚合物颗粒并在100至180℃的温度下进行热表面后交联来制备表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法。

Description

制备表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法
本发明涉及一种通过用至少一种表面后交联剂涂覆具有残余单体含量为0.03至15重量％的吸水性聚合物颗粒并在100至180℃的温度下进行热表面后交联来制备表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法。
吸水性聚合物颗粒的制备方法记载于专著″Modern Superabsorbent PolymerTechnology″，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，笫71至103页中。
作为吸收水溶液的产品，吸水性聚合物颗粒用于制备尿布、卫生棉条、卫生巾和其他卫生用品，还可用作市场园艺中的保水剂。吸水性聚合物也被称为“超吸收聚合物”或“超吸收剂”。
通过聚合单体溶液的液滴制备吸水性聚合物颗粒的方法记载于例如EP 0 348180 A1、WO 96/40427 A1、US 5,269,980、WO 2008/009580 A1、WO 2008/052971 A1、WO2011/026876 A1和WO 2011/117263 A1中。
单体溶液的液滴在围绕液滴的气相中的聚合(“液滴化聚合”)提供具有高平均球形度(mSPHT)的圆形吸水性聚合物颗粒。平均球形度是聚合物颗粒圆度的量度，并且可例如用图像分析***(Retsch Technology GmbH；Haan；Germany)测定。
本发明的目的是提供具有改进特性的吸水性聚合物颗粒，即，具有高离心保留容量(CRC)和在49.2g/cm2的负载下具有高吸收度(AUHL)的吸水性聚合物颗粒。
本发明的另一个目的是提供具有高离心保留容量且在应用于卫生用品时能产生良好的液体分布的吸水性聚合物颗粒。
本发明的另一个目的是提供允许减少卫生用品的使用同时保持优异的干燥度的吸水性聚合物颗粒。
所述目的通过一种制备吸水性聚合物的方法实现，所述方法包括以下步骤：通过聚合单体溶液形成吸水性聚合物颗粒；用至少一种表面后交联剂涂覆吸水性聚合物颗粒；以及使经涂覆的吸水性聚合物颗粒进行热表面后交联，其中在用表面后交联剂涂覆之前吸水性聚合物颗粒中的残余单体的含量范围为0.03至15重量％，且热表面后交联期间的温度在100至180℃范围内。
本发明还提供一种制备吸水性聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：通过聚合单体溶液形成吸水性聚合物颗粒；用至少一种表面后交联剂涂覆吸水性聚合物颗粒；以及使经涂覆的吸水性聚合物颗粒进行热表面后交联，其中在用表面后交联剂涂覆之前吸水性聚合物颗粒中的残余单体的含量范围为0.1至10重量％，表面后交联剂为碳酸亚烷基酯(alkylene carbonate)，且热表面后交联期间的温度在100至180℃范围内。
本发明基于以下发现：在热表面后交联之前吸水性聚合物颗粒中的残余单体的水平、热表面后交联的温度、以及表面后交联剂自身对于所形成的表面后交联吸水性聚合物颗粒的性质有重要影响。
本发明方法的特定条件的结果是具有高离心保留容量(CRC)且在49.2g/cm2的负载下具有高吸收度(AUHL)的吸水性聚合物颗粒。那是一个令人惊讶的结果。已知在热表面后交联期间离心保留容量(CRC)会显著降低，正如在Ullmann’s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry，笫6版，笫35卷，笫84页，图7中所证实的。另一个令人惊讶的结果是反应性较低的碳酸亚烷基酯在本发明条件下在异常低的温度下发生反应。其他的环状表面后交联剂例如2-噁唑烷酮(oxazoliidinone)具有非常相似的特性。根据专著″ModernSuperabsorbent Polymer Technology″，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，笫98页，碳酸亚烷基酯的推荐的反应温度范围为180至215℃。
高离心保留容量(CRC)与在49.2g/cm2的负载下高吸收度(AUHL)的组合导致吸水性聚合物颗粒在毛细吸收试验(wicking absorption test)中具有高的总液体吸收量。
特定的条件还导致吸水性聚合物颗粒在VAUL试验中在高离心保留容量(CRC)下具有的特性溶胀时间(characteristic swelling time)的压力依懒性降低。
本发明还提供离心保留容量(CRC)为35至75g/g、在高负载下的吸收度(AUHL)为20至50g/g、可提取成分的水平小于10重量％且孔隙率为20至40％的表面后交联吸水性聚合物颗粒。
本发明还提供表面后交联吸水性聚合物颗粒，其具有的总液体吸收量为
Y＞-500x ln(X)+1880
其中Y［g]是总液体吸收量且X[g/g]是离心保留容量，其中离心保留容量至少为25g/g且液体吸收量至少为30g。
本发明还提供特性溶胀时间的改变率(change)小于0.6且离心保留容量至少为35g/g的表面后交联吸水性聚合物颗粒，其中特性溶胀时间的改变率为
Z＜(τ0.5-τ0.1)/τ0.5
其中Z是特性溶胀时间的改变率，τ0.1是在0.1psi(6.9g/cm2)的压力下的特性溶胀时间且τ0.5是在0.5psi(35.0g/cm2)的压力下的特性溶胀时间。
本发明还提供包含本发明的吸水性聚合物颗粒的流体吸收制品。
具体实施方式
通过一种方法制备吸水性聚合物颗粒，所述方法包括以下步骤：通过聚合单体溶液形成吸水性聚合物颗粒，所述单体溶液包含
a)至少一种烯键式不饱和单体，其带有酸基团且可至少部分被中和，
b)任选地一种或多种交联剂，
c)至少一种引发剂，
d)任选地一种或多种可与a)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体，
e)任选地一种或多种水溶性聚合物，以及
f)水；
用至少一种表面后交联剂涂覆吸水性聚合物颗粒；以及使经包覆的吸水性聚合物颗粒进行热表面后交联，其中在用表面后交联剂涂覆之前吸水性聚合物颗粒中的残余单体的含量范围为0.03至15重量％，表面后交联剂为碳酸亚烷基酯，且在热表面后交联期间的温度在100至180℃范围内。
吸水性聚合物颗粒通常在水中不溶解但可溶胀。
单体a)优选为水溶性的，即在23℃下在水中的溶解度通常至少为1g/100g水，优选至少为5g/100g水，更优选至少为25g/100g水，最优选至少为35g/100g水。
合适的单体a)为例如烯键式不饱和羧酸类，如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸和衣康酸。特别优选的单体是丙烯酸和甲基丙烯酸。非常特别优选丙烯酸。
其他合适的单体a)为例如烯键式不饱和磺酸类，如乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)。
杂质可对聚合作用具有很强的影响。优选特别纯化的单体a)。有用的纯化方法公开于WO 2002/055469 A1、WO 2003/078378 A1和WO 2004/035514 A1中。一种合适的单体a)是根据WO 2004/035514 A1纯化的丙烯酸，其含有99.8460重量％的丙烯酸、0.0950重量％的乙酸、0.0332重量％的水、0.0203重量％的丙酸、0.0001重量％的糠醛、0.0001重量％的马来酸酐、0.0003重量％的二丙烯酸和0.0050重量％的氢醌单甲醚。
由于热分解，聚合的二丙烯酸是残余单体的来源。如果过程中温度较低，则二丙烯酸的浓度就不再关键，并且含有较高浓度(即500至10,000ppm)的二丙烯酸的丙烯酸可用于本发明方法。
丙烯酸和/或其盐在总量的单体a)中的含量优选为至少50摩尔％，更优选至少为90摩尔％，最优选至少为95摩尔％。
单体a)的酸基团通常在0至100摩尔％、优选25至85摩尔％、优选50至80摩尔％、更优选60至75摩尔％的范围内被部分中和，为此可使用常规中和剂，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。除了碱金属盐，还可使用氨或有机胺，例如，三乙醇胺。也可使用作为粉末、浆体或溶液的镁、钙、锶、锌或铝的氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐和氢氧化物以及任意上述中和剂的混合物。混合物的实例为铝酸钠(sodiumaluminate)的溶液。钠和钾特别优选作为碱金属，但非常特别优选氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠及其混合物。通常，中和通过在作为水溶液、作为熔体或优选作为固体的中和剂中混合而实现。例如，水含量显著低于50重量％的氢氧化钠可作为熔点为23℃以上的蜡状材料存在。在这种情况下，可作为片状材料或在升高的温度下作为熔体计量加入。
任选地，为了稳定的目的，可向单体溶液或其起始物料中加入一种或多种螯合剂来掩蔽金属离子，例如铁。合适的螯合制为例如碱金属柠檬酸盐、柠檬酸、碱金属酒石酸盐、碱金属乳酸盐和碱金属甘醇酸盐(glycolate)、三磷酸五钠、乙二胺四乙酸盐、氨三乙酸、以及所有已知的商品名为的螯合剂，例如C(二亚乙基三胺五乙酸五钠)、D((羟乙基)-乙二胺三乙酸三钠)、以及M(甲基甘氨酸二乙酸)。
单体a)通常包含阻聚剂(优选氢醌单醚)作为用于存储的抑制剂。
单体溶液优选包含最高达250重量ppm、更优选不多于130重量ppm、最优选不多于70重量ppm、优选不少于10重量ppm、更优选不少于30重量ppm、尤其是约50重量ppm的氢醌单醚，各自基于丙烯酸计，其中丙烯酸盐计为丙烯酸。例如，单体溶液可用具有适当氢醌单醚含量的丙烯酸制备。然而，氢醌单醚也可通过吸附(例如用活性炭吸附)而从单体溶液中除去。
优选的氢醌单醚是氢醌单甲醚(MEHQ)和/或α-生育酚(维生素E)。
合适的交联剂b)是具有至少两个适用于交联的基团的化合物。此类基团为，例如，可通过自由基机理聚合至聚合物链的烯键式不饱和基团，以及可与单体a)的酸基团形成共价键的官能团。此外，可与单体a)的至少两个酸基团形成配位键的多价金属离子也是合适的交联剂b)。
交联剂b)优选为具有至少两个可自由基聚合的基团的化合物，所述基团可通过自由基机理聚合至聚合物网络。合适的交联剂b)为，例如，乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、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、四烯丙基氯化铵、四烯丙氧基乙烷，如EP 0 547 847 A1中记载；二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，如EP 0 547 847 A1、EP 0 559 476 A1、EP 0 632 068 A1、WO 93/21237 A1、WO2003/104299 A1、WO 2003/104300 A1、WO 2003/104301 A1和DE 103 31 450 A1中记载；混合的丙烯酸酯，其除丙烯酸酯基团外还包含其他烯键式不饱和基团，如DE 103 314 56 A1和DE 103 55 401 A1中记载；或交联剂混合物，如在例如DE 195 43 368 A1、DE 196 46484 A1、WO 90/15830 A1和WO 2002/32962 A2中记载。
合适的交联剂b)特别为季戊四醇三烯丙基醚、四烯丙氧基乙烷、聚乙二醇二烯丙基醚(基于分子量为400至20000g/mol的聚乙二醇)、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、15重乙氧基化三羟甲基丙烷、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三烯丙基胺。
非常特别优选的交联剂b)是聚乙氧基化甘油和/或聚丙氧基化甘油，其已用丙烯酸或甲基丙烯酸酯化以生成二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，如在例如WO 2003/104301 A1中记载。3至18重乙氧基化甘油的二丙烯酸酯和/或三丙烯酸酯是特别有利的。非常特别优选1至5重乙氧基化甘油和/或丙氧基化甘油的二丙烯酸酯或三丙烯酸酯。最优选3至5重乙氧基化甘油和/或丙氧基化甘油的三丙烯酸酯，且尤其是3重乙氧基化甘油的三丙烯酸酯。
交联剂b)的量优选为0.0001至0.6重量％，更优选为0.001至0.2重量％，最优选为0.01至0.06重量％，各自基于单体a)计。当增加交联剂b)的量时，离心保留容量(CRC)降低，并且21.0g/cm2压力下的吸收度(AUL)经过最大值。
令人惊讶地，本发明的表面后交联聚合物颗粒在交联步骤中只需要非常少量的或甚至不需要交联剂。所以，在本发明的一个特别优选的实施方案中不使用交联剂b)。
所用的引发剂c)可为在聚合杂件下分解成自由基的所有化合物，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。在一些情况下，有利的是使用多种引发剂的混合物，例如过氧化氢和过二硫酸钠或过二硫酸钾的混合物。过氧化氢和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，例如2，2′-偶氮双［2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸化物和2，2′-偶氮双［2-(5-甲基-2-咪唑啉-2基)丙烷]二盐酸化物、2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸化物、4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)、4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)钠盐、2，2′-偶氮双［2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]；光引发剂，例如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，例如过硫酸钠/羟甲基亚磺酸、过二硫酸铵/羟甲基亚磺酸、过氧化氢/羟甲基亚磺酸、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，例如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。然而，所用的还原组分优选为2-羟基-2-亚磺基(sulfinato)乙酸的钠盐、2-羟基-2-磺基(sulfonato)乙酸的二钠盐和亚硫酸氢钠的混合物。此类混合物可作为FF6和FF7(Brüggemann Chemicals；Heilbronn；Germany)获得。当然，在本发明的范围内也可使用纯化的2-羟基-2-亚磺基乙酸和2-羟基-2-磺基乙酸的盐或酸——后者作为商品名为(BrfüggemannChemicals；Heilbronn；Germany)的钠盐得到。
引发剂以常规量使用，例如用量为0.001至5重量％，优选为0.01至2重量％，最优选为0.05至0.5重量％，基于单体a)计。
可与单体a)共聚的烯键式不饱和单体d)的实例为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氢基丙酯和甲基丙烯酸二乙基氨基丙酯。
有用的水溶性聚合物e)包括聚乙烯醇、包含酸性侧基的改性聚乙烯醇例如K(Kuraray Europe GmbH；Frankfurt；Germany)、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、改性纤维素(如甲基纤维素、羧甲基纤维素或羟乙基纤维素)、明胶、聚二醇或聚丙烯酸、聚酯和聚酰胺、聚乳酸、聚乙醇酸、共-聚乳酸-聚乙醇酸、聚乙烯胺、聚烯丙基胺、作为(BASF SE；Ludwigshafen；Germany)得到的丙烯酸和马来酸的水溶性共聚物，优选为淀粉、淀粉衍生物和改性纤维素。
为了获得最佳的作用，优选的阻聚剂需要溶解氧。因此，在聚合之前通过惰性化——即通入惰性气体、优选氮气——使单体溶液不合溶解氧。也可通过加入一种还原剂来降低溶解氧的浓度。在聚合之前，单体溶液的氧含量优选降低至小于1重量ppm，更优选降低至小于0.5重量ppm。
单体溶液的水含量优选为小于65重量％，优选为小于62重量％，更优选为小于60重量％，最优选为小于58重量％。
在20℃下，单体溶液的动态粘度优选为0.002至0.02Pa·s，更优选为0.004至0.015Pa·s，最优选为0.005至0.01Pa·s.。在液滴产生过程中平均液滴直径随着动态粘度的增加而增加。
在20℃下，单体溶液的密度优选为1至1.3g/cm3，更优选为1.05至1.25g/cm3，最优选为1.1至1.2g/cm3。
在20℃下，单体溶液的表面张力为0.02至0.06N/m，更优选为0.03至0.05N/m，最优选为0.035至0.045N/m。在液滴产生过程中平均液滴直径随着表面张力的增加而增加。
聚合
聚合单体溶液。合适的反应器为例如捏合反应器(kneading reactor)或带式反应器(belt reactor)。在捏合机中，在水性单体溶液或悬浮液的聚合中形成的聚合物凝胶通过例如反向旋转搅拌轴被连续粉碎，如WO 2001/038402 A1中记载。在带上的聚合记载于例如DE 38 25 366 A1和US 6,241,928中。带式反应器中的聚合形成聚合物凝胶，其必须在另一个方法步骤中例如在挤出机或捏合机中被粉粹。
为了改善干燥性能，通过捏合机得到的粉碎的聚合物凝胶还可被挤出。
在本发明的一个优选实施方案中，在周围的热气相中，例如使用WO 2008/040715A2、WO 2008/052971 A1、WO 2008/069639 A1和WO 2008/086976 A1中所述的***，通过使单体的液滴聚合来制备吸水性聚合物颗粒。
液滴优选用液滴板(droplet plate)产生。液滴板是具有许多孔的盘，液体从顶部进入这些孔。可震荡液滴板或液体，其在液滴板下侧的各孔处产生一串理想地单分散的液滴。在一个优选的实施方案中，不震荡液滴板。
在本发明范围内，还可使用具有不同孔径的两个或多个液滴板，以产生一系列的所需粒径。优选的是每个液滴板仅具有一种孔径，然而在一个盘中具有混合孔径也是可行的。
孔的数目和尺寸根据所需容量和液滴尺寸进行选择。液滴直径通常为孔直径的1.9倍。此处重要的是待液滴化的液体不能过快地通过孔，并且孔上的压力降不能太大。否则，液体不能被液滴化，相反地由于高的动能使液体射流***(喷雾)。基于每个孔的输出量和孔径的雷诺数(Reynolds number)优选小于2000，优选小于1600，更优选小于1400，最优选小于1200。
液滴板的下侧至少部分具有相对于水的优选至少为60°、更优选至少为75°且最优选至少为90°的接触角。
接触角是液体(特别是水)对表面的湿润行为的量度，可用常规方法测定，例如根据ASTM D 5725。低接触角代表好的湿润，高接触角代表差的湿润。
液滴板也可由一种相对水具有较低接触角的材料例如具有德国建筑材料编号1.4571的钢组成，并且可涂敷一种相对于水具有较大接触角的材料。
有用的涂料包括例如含氟聚合物，例如全氟烷氧基乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物和氟化聚乙烯。
涂料可作为分散体用于基底，在这种情况下溶剂随后被蒸发除去且涂层被加热处理。对于聚四氟乙烯而言，该过程例如记载于US-3,243,321。
其他的涂布方法可在“Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”(最新的第六版，2000电子发行)的电子文本的标题“Thin Films”下找到。
也可在化学镍化过程中将涂料引入镍层。
液滴板的差的润湿性导致具有狭窄液滴尺寸分布的单分散液滴的产生。
液滴板优选具有至少5个、更优选至少25个、最优选至少50个且优选最高达750个、更优选最高达500个孔，最优选最高达250个孔。孔的数目主要由几何的和制造的限制确定并且可被调节至甚至超出上述给定范围的实际使用条件。孔的直径被调节至所需液滴尺寸。
孔的间距通常为5至50mm，优选为6至40mm，更优选为7至35mm，最优选为8至30mm。孔的更小间距会导致聚合液滴的团聚。
孔的直径优选为50至500μm，更优选为100至300μm，最优选为150至250μm。
为了优化平均粒径，可以使用具有不同的孔直径的液滴板。可以通过一个板上的不同孔或通过使用不同的板(其中每个板具有不同的孔直径)来进行变化。平均粒径分布可以是单峰型、双峰型或多峰型。最优选为单峰型或双峰型。
单体溶液通过孔时的温度优选为5至80℃，更优选为10至70℃，最优选为30至60℃。
气体流经反应室。该载气以与自由降落的单体溶液的液滴并流的方式(即，从顶部向下)被引导通过反应室。通过一次后，该气体优选至少部分、优选至少50％、更优选至少75％作为循环气体再循环至反应室。通常，在每次通过后排放部分载气，优选最高达10％，更优选最高达3％，且最优选最高达1％。
载气可以由空气组成。载气的氧气含量优选为0.1至15体积％，更优选为1至10体积％，最优选为2至7重量％。在本发明的范围内，也可以使用不合氧气的载气。
除氧气之外，载气优选包含氮气。该气体的氮气含量优选为至少80体积％，更优选为至少90体积％，最优选为至少95体积％。其他可能的载气可选自二氧化碳、氩气、氙气、氪气、氖气、氦气、六氟化硫。可使用载气的任意混合物。载气也可载有水和/或丙烯酸蒸气。
优选调节气体速度，以使反应区内的流动是定向的，例如没有与大体流向相反的对流存在，且气体速度优选为0.1至2.5m/s，更优选为0.3至1.5m/s，甚至更优选为0.5至1.2m/s，最优选为0.7至0.9m/s。
气体入口温度，即气体进入反应区时的温度，优选为160至200℃，更优选为165至195℃，甚至更优选为170至190℃，最优选为175至185℃。
进入反应区的气体的蒸汽含量优选为0.01至0.15kg/kg干燥气体，更优选为0.02至0.12kg/kg干燥气体，最优选为0.03至0.10kg/kg干燥气体。
以这样一种方式控制气体进入温度，使得气体出口温度(即气体离开反应区时的温度)小于150℃，优选为90至140℃，更优选为100至130℃，甚至更优选为105至125℃，最优选为110至120℃。
离开反应区的气体的蒸汽含量优选为0.02至0.30kg/kg干燥气体，更优选为0.04至0.28kg/kg干燥气体，最优选为0.05至0.25kg/kg干燥气体。
可将吸水性聚合物颗粒分为三类：类型1的吸水性聚合物颗粒是具有一个空腔的颗粒，类型2的吸水性聚合物颗粒是具有多于一个空腔的颗粒，且类型3的吸水性聚合物颗粒是没有可见空腔的实心颗粒。类型1颗粒由中空球体表示，类型2颗粒由球形闭孔海绵表示，类型3颗粒由实心球表示。优选类型2颗粒或类型3颗粒或其混合物，所述混合物具有很少或者不含类型1颗粒。
吸水性聚合物颗粒的形态可通过聚合期间的反应条件来控制。含有大量的具有1个空腔的颗粒的吸水性聚合物颗粒(类型1)可采用低气体速度和高气体出口温度来制备。含有大量的具有多于一个空腔的颗粒的吸水性聚合物颗粒(类型2)可采用高气体速度和低气体出口温度来制备。
与仅具有一个空腔的吸水性聚合物颗粒(类型1)相比，没有空腔的吸水性聚合物颗粒(类型3)和具有多于一个空腔的聚合物颗粒(类型2)展示出改善的机械稳定性。
作为一个特别的优点，圆形颗粒没有易被尿布生产中的加工应力破坏的边缘，并且在水性液体中溶胀时表面上没有会导致机械强度损失的断点。
该反应可在加压下或在减压——优选低于环境压力1至100mbar，更优选低于环境压力1.5至50mbar，最优选低于环境压力2至10mbar——下进行。
反应废气，即离开反应室的气体，可在热交换器内冷却。这会使水和未转化的单体a)冷凝。之后可将反应废气至少部分地重新加热并作为循环气体再循环进入反应室。可将一部分反应废气排出并用新鲜气体代替，在这种情况下可将存在于反应废气中的水和未转化的单体a)移出并进行再循环。
特别优选的是热集成***，即将废气冷却中的一部分废热用于加热循环气体。
反应器可进行伴随(trace)加热。在这种情况下，调节伴随加热，使壁温高于反应器内部温度至少5℃并可靠地避免反应器壁上的冷凝。
热后处理
可对通过液滴化得到的吸水性聚合物颗粒进行热后处理以将残余单体的含量调整至所需的数值。
残余单体可在相对高的温度和相对长的滞留时间下较好地去除。此处重要的是吸水性聚合物颗粒不能太过干燥。在过度干燥的颗粒的情况下，残余单体仅不显著地减少。过高水含量增加吸水性聚合物的结块倾向。
热后处理可在流化床中进行。在本发明的一个优选实施方案中，使用内部流化床。内部流化床意指液滴化聚合的产物聚集于反应区下面的流化床中。
在流化状态下，聚合物颗粒的动能大于聚合物颗粒之间的内聚和粘附势能。
可通过流化床实现流化状态。在该流化床中，存在朝向吸水性聚合物颗粒的向上流动，使颗粒形成流化床。流化床的高度通过气体速率(gas rate)和气体速度，即通过流化床的压力降(气体的动能)来调节。
流化床中气流的速度优选为0.3至2.5m/s，更优选为0.4至2.0m/s，最优选为0.5至1.5m/s。
内部流化床底部上面的压力降优选为1至100mba，更优选为3至50mbar，最优选为5至25mbar。
在热后处理结束时吸水性聚合物颗粒的含水量优选为1至20重量％，更优选为2至15重量％，甚至更优选为3至12重量％，最优选为5至8重量％。
在热后处理期间，吸水性聚合物颗粒的温度为20至120℃，优选为40至100℃，更优选为50至95℃，甚至更优选为55至90℃，最优选为60到80℃。
内部流化床中的平均滞留时间为10至300分钟，优选为60至270分钟，更优选为40至250分钟，最优选为120到240分钟。
调整流化床的条件，以降低离开流化床的吸水性聚合物的残余单体的量。使用额外的蒸汽，通过热后处理，残余单体的量可减少至0.1重量％以下的水平。
气体的蒸汽含量优选为0.005至0.25kg/kg干燥气体，更优选为0.01至0.2kg/kg干燥气体，最优选为0.02至0.15kg/kg干燥气体。
通过使用额外的蒸汽，可调节流化床的条件使得离开流化床的吸水性聚合物的残余单体的量为0.03至15重量％，优选为0.05至12重量％，更优选为0.1至10重量％，甚至优选为0.15至7.5重量％，最优选为0.2至5重量％，甚至最优选为0.25至2.5重量％。
吸水性聚合物中的残余单体的水平对以后形成的表面后交联吸水性聚合物颗粒的性质具有重要的影响。这意指必须避免非常低水平的残余单体。
在本发明的一个优选实施方案中，热后处理完全地或至少部分地在外部流化床中进行。外部流化床的操作条件在如上所述的内部流化床的的范围内。
在本发明的另一个优选实施方案中，热后处理在具有移动混合工具的外部混合器中进行，所述混合器优选为卧式混合器，例如螺杆式混合器、圆盘式混合器、螺杆带式混合器和桨式混合器。合适的混合器为例如Becker铲式混合器(Gebr.MaschinenbauGmbH；Paderborn；Germany)、Nara浆式混合器(NARA Machinery Europe；Frechen；Germany)、犁头混合器(Gebr.Maschinenbau GmbH；Paderborn；Germany)、Vrieco-Nauta连续混合器(Hosokawa Micron BV；Doetinchem；theNetherlands)、Processall Mixmill混合器(Processall Incorporated；Cincinnati；U.S.A.)和Ruberg连续流混合机(Gebrüder Ruberg GmbH&Co KG，Nieheim，Germany)。优选Ruberg连续流动混合器、Becker铲式混合器和犁头混合器。
热后处理可在不连续的外部混合器或者连续的外部混合器中进行。
不连续的外部混合器中待使用的气体的量优选为0.01至5Nm3/h，更优选为0.05至2Nm3/h，最优选为0.1至0.5Nm3/h，各自基于kg吸水性聚合物颗粒计。
连续的外部混合器中待使用的气体的量优选为0.01至5Nm3/h，更优选为0.05至2Nm3/h，最优选为0.1至0.5Nm3/h，各自基于吸水性聚合物颗的kg/h生产量计。
气体的其他成分优选为氮气、二氧化碳、氩气、氙气、氪气、氖气、氦气、空气或空气/氮气混合物，更优选氮气或包含小于10体积％的氧气的空气/氮气混合物。氧气可导致变色。
吸水性聚合物颗粒的形态也可通过热后处理期间的反应条件来控制。含有大量的具有一个空腔的颗粒的吸水性聚合物颗粒(类型1)可采用高产品温度和短滞留时间来制备。含有大量的具有多于一个空腔的颗粒的吸水性聚合物颗粒(类型2)可采用低产品温度和长滞留时间来制备。
表面后交联
在本发明中，使聚合物颗粒进行表面后交联，以进一步改善性能。
表面后交联剂是包含可与聚合物颗粒的羧酸酯基团形成至少两个共价键的基团的化合物。合适的化合物为例如多官能胺、多官能酰胺基胺、多官能环氧化物，如EP 0 083022 A2、EP 0 543 303 A1和EP 0 937 736 A2中所记载；二官能醇或多官能醇，如DE 33 14019 A1、DE 35 23 617 A1和EP 0 450 922 A2中所记载；或β-羟烷基酰胺，如DE 102 04938 A1和US 6,239,230中所记载。还可使用环氧乙烷、氮丙啶、缩水甘油、氧杂环丁烷及其衍生物。
聚乙烯胺、聚酰胺基胺和聚乙烯醇是多官能聚合型表面后交联剂的实例。
此外，DE 40 20 780 C1记载了碳酸亚烷基酯；DE 198 07 502 A1记载了1，3-噁唑烷-2-酮及其衍生物，例如2-羟乙基-1，3-噁唑烷-2-酮；DE 198 07 992 C1记载了双-1，3-噁唑烷-2-酮和多-1，3-噁唑烷-2-酮；EP 0 999 238 A1记载了双-1，3-噁唑烷和多-1，3-噁唑烷；DE 198 54 573 A1记载了2-氧代四氢-1，3-噁嗪及其衍生物；DE 198 54 574 A1记载了N-酰基-1，3-噁唑烷-2-酮；DE 102 04 937 A1记载了环脲；DE 103 34 584 A1记载了双环酰胺缩醛；EP 1 199 327 A2记载了氧杂环丁烷和环脲；以及WO 2003/31482 A1记载了吗啉-2，3-二酮及其衍生物，作为合适的表面后交联剂。
此外，也可使用包含额外的可聚合的烯键式不饱和基团的表面后交联剂，如DE 3713 601 A1中所记载。
在本发明的一个优选实施方案中，至少一种表面后交联剂选自碳酸亚烷基酯类、1，3-噁唑烷-2-酮类、双-1，3-噁唑烷-2-酮类和多-1，3-噁唑烷-2-酮类、双-1，3-噁唑烷类和多-1，3-噁唑烷类、2-氧代四氢-1，3-噁嗪类、N-酰基-1，3-噁唑烷-2-酮类、环脲类、双环酰胺缩醛类、氧杂环丁烷类和吗啉-2，3-二酮类。合适的表面后交联剂是碳酸亚烷基酯、3-甲基-1，3-噁唑烷-2-酮、3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇(oxethanmethanol)、1，3-噁唑烷-2-酮、3-(2-羟乙基)-1，3-噁唑烷-2-酮、1，3-二噁烷-2-酮或其混合物。
也可使用任何合适的表面后交联制的混合物。特别有利的是使用1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)和1，3-噁唑烷-2-酮类的混合物。这种混合物是通过使1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)与相应的2-氨基-醇(如2-氨基乙醇)混合并部分反应而获得的，并且可包含来自反应的乙二醇。
在本发明的一个更优选实施方案中，至少一种碳酸亚烷基酯可作为表面后交联剂使用。合适的碳酸亚烷基酯为1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚丙酯)、4，5-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-羟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮(甘油碳酸酯)、1，3-二噁烷-2-酮(碳酸三亚甲基酯)、4-甲基-1，3-二噁烷-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮和1，3-二氧杂环庚烷-2酮，优选1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)和1，3-二噁烷-2-酮(碳酸三亚甲基酯)，最优选为1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)。
表面后交联剂的量优选为0.1至10重量％，更优选为0.5至7.5重量％，最优选为1至5重量％，各自基于聚合物计。
在涂覆表面后交联剂之前，吸水性聚合物颗粒中的残余单体的含量范围为0.03至15重量％，优选为0.05至12重量％，更优选为0.1至10重量％，甚至更优选为0.15至7.5重量％，最优选为0.2至5重量％，甚至最优选为0.25至2.5重量％。
热表面后交联之前，吸水性聚合物颗粒的含水量优选为1至20重量％，更优选为2至15重量％，最优选为3至10重量％。
在本发明的一个优选实施方案中，在热表面后交联之前、期间或之后，除表面后交联制外，还将多价阳离子施用于颗粒表面。
可用于本发明方法的多价金属离子为例如二价阳离子，如锌、镁、钙、铁和锶的阳离子；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，及其混合物。可能的抗衡离子是氯离子，溴离子、硫酸根、硫酸氢根、甲磺酸根(methanesulfate)、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、氢氧根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、甘油磷酸根(glycophosphate)和羧酸根，例如乙酸根、甘醇酸根、酒石酸根、甲酸根、丙酸根、3-羟基丙酸根、乳酰胺(lactamide)和乳酸根及其混合物。优选硫酸铝、乙酸铝、和乳酸铝。更优选乳酸铝。使用乳酸铝与本发明的方法相结合，可制备在较低的离心保留容量(CRC)下具有极高的总液体吸收量的吸水性聚合物颗粒。
除金属盐之外，也可使用多胺和/或聚胺作为多价阳离子。除了金属离子和/或上述多胺的任意混合物之外，也可使用单独的金属盐。
优选的多价阳离子和相应的阴离子公开于WO 2012/045705 A1中，并以引用的方式明确地纳入本说明书中。优选的聚乙烯胺公开于WO 2004/024816 A1中，并以引用的方式明确地纳入本说明书中。
多价阳离子的用量为例如0.001至1.5重量％，优选为0.005至1重量％，更优选为0.02至0.8重量％，各自基于聚合物计。
多价金属阳离子的添加可在表面后交联之前、之后或者同时进行。根据所采用的制剂或操作条件，可得到多价阳离子的均匀的表面涂覆和分布或不均匀的通常多斑点的涂覆。这两种类型的涂覆和它们之间的任意混合在本发明范围内是有用的。
表面后交联通常以这种方式进行：将表面后交联剂的溶液喷在水凝胶或干燥的聚合物颗粒上。在喷洒之后，将涂有表面后交联剂的聚合物颗粒加热干燥并冷却。
表面后交联剂的溶液的喷洒优选在带有移动混合工具的混合器中进行，例如螺杆式混合器、圆盘式混合器和浆式混合器。合适的混合器为，例如，立式Schugi混合器(Hosokawa Micron BV；Doetinchem；the Netherlands)、混合器(Hosokawa Micron BV；Doetinchem；the Netherlands)、卧式犁头混合器(Gebr.Maschinenbau GmbH；Paderborn；Germany)、Vrieco-Nauta连续混合器(Hosokawa Micron BV；Doetinchem；the Netherlands)、Processall Mixmill混合器(Processall Incorporated；Cincinnati；US)和Ruberg连续流动混合器(Gebrüder RubergGmbH&Co KG，Nieheim，Germany)。优选Ruberg连续流动混合器和犁头混合器。也可将表面后交联剂溶液喷入流化床中。
在热后处理期间也可将表面后交联剂的溶液喷在吸水性聚合物颗粒上。在这种情况下，表面后交联剂可作为一份或者以几份的形式沿着热后处理混合器的轴加入。在一个实施方案中，优选在热后处理步骤的末端添加表面后交联剂。作为在热后处理步骤期间加入表面后交联剂的溶液的特别的优点，可消除或降低对于单独的表面后交联剂加入混合器的技术需求。
表面后交联剂通常作为水溶液使用。非水性溶剂的添加可用于改善表面润湿性和调节表面后交联剂进入聚合物颗粒的渗透深度。
热表面后交联优选在接触式干燥器、更优选浆式干燥器、最优选圆盘式干燥器中进行。合适的干燥器为例如Hosokawa卧式浆式干燥器(Hosokawa Micron GmbH；Leingarten；Germany)、Hosokawa圆盘式干燥器(Hosokawa Micron GmbH；Leingarten；Germany)、干燥器(Metso Minerals Industries Inc.；Danville；U.S.A.)和Nara浆式干燥器(NARA Machinery Europe；Frechen；Germany)。此外，也可使用流化床干燥器。在后者的情况下，与其他的实施方案相比，反应时间可更短。
当使用卧式干燥器时，通常有利的是将干燥器以相对于地面几度的倾斜角抬起，以使适当的产物流通过干燥器。该角度可以是固定的或者可以被调节并且通常为0至10度，优选为1至6度，最优选为2至4度。
在本发明的一个实施方案中，使用了在一个装置中具有两个不同的加热区的接触式干燥器。例如可用只具有一个加热区或者具有两个加热区的Nara桨式干燥器。使用具有两个或多个加热区的干燥器的优点在于可使热后处理的不同阶段和/或后表面交联的不同阶段结合。
在本发明的一个优选实施方案中，使用了具有热的第一加热区的的接触式干燥器，在同一干燥器中所述热的第一加热区之后为温度保持区。在第一加热区中，这种设置允许产物温度快速升高和多余的液体的蒸发，而干燥器的剩余部分仅保持产物温度稳定以完成反应。
在本发明的另一个优选的实施方案中，使用了具有温暖的第一加热区的接触式干燥器，然后所述温暖的第一加热区之后为热的加热区。热后处理在第一温暖区中实现或完成，而表面后交联发生在随后的热区中。
在典型的实施方案中，采用仅有一个温度区的浆式加热器。
本领域技术人员将根据所需的最终产品的性质和从聚合步骤中得到的可用的基础聚合物的质量来选择这些装置中的任意一种。
热表面后交联可在混合器自身中通过加热夹套、吹入暖空气或蒸汽来进行。同样合适的是下游干燥器，例如柜式干燥器、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。
优选的热表面后交联的温度范围为100至180℃，优选为120至170℃，更优选为130至165℃，最优选为140至160℃。在该温度下，在反应混合器或干燥器中的优选的滞留时间优选为至少5分钟，更优选至少20分钟，最优选至少40分钟，并且通常至多为120分钟。
优选在热表面后交联之后冷却聚合物颗粒。冷却优选在接触式冷却器、更优选浆式冷却器、最优选圆盘式冷却器中进行。合适的冷却器为例如Hosokawa卧式浆式冷却器(Hosokawa Micron GmbH；Leingarten；Germany)、Hosokawa圆盘式冷却器(Hosokawa Micron GmbH；Leingarten；Germany)、冷却器(Metso MineralsIndustries Inc.；Danville；U.S.A.)和Nara浆式冷却器(NARA Machinery Europe；Frechen；Germany)。此外，也可使用流化床冷却器。
在冷却器中，聚合物颗粒被冷却至20至150℃，优选40至120℃、更优选60至100℃、最优选70至90℃。优选使用温水冷却，特别是当使用接触式冷却器时。
涂覆
为了改善特性，可涂覆和/或任选地润湿吸水性聚合物颗粒。用于热后处理的内部流化床、外部流化床和/或外部混合器和/或单独的涂布器(混合器)可用于涂覆吸水性聚合物颗粒。此外，冷却器和/或单独的涂布器(混合器)可用于涂覆/润湿表面后交联的吸水性聚合物颗粒。用于控制捕获行为(acquisition behavior)和改善渗透性(SFC或GBP)的合适的涂料为，例如，无机惰性物质(如不溶于水的金属盐)、有机聚合物、阳离子聚合物、阴离子聚合物和多价金属阳离子。用于提高颜色稳定性的合适的涂料为例如还原剂、螯合剂和抗氧化剂。用于粉尘粘结的合适的涂料为，例如，多元醇。用于抵抗聚合物颗粒的不期望的结块倾向的合适的涂料为例如热解法二氧化硅，如200；以及表面活性剂，如20和818UP。优选的涂料为二羟基单乙酸铝、硫酸铝、乳酸铝、3-羟基丙酸铝、乙酸锆、柠檬酸或其水溶性盐、二-磷酸和单-磷酸或其水溶性盐、FF7、20和818UP。
如果使用上述酸的盐来代替游离酸，那么优选的盐为碱金属盐、碱土金属盐、铝盐、锆盐、钛盐、锌盐和铵盐。
商品名为(Zschimmer&Schwarz Mohsdorf GmbH&Co KG；Germany)的以下酸和/或其碱金属盐(优选钠盐和钾盐)是可用的，并且可在本发明范围内用于例如赋予最终产品颜色稳定性：
1-羟基乙烷-1，1-二膦酸、氨基-三(亚甲基膦酸)、乙二胺-四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺-五(亚甲基膦酸)、六亚甲基二胺-四(亚甲基膦酸)、羟乙基-氨基-二(亚甲基膦酸)，2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸、双(六亚甲基三胺五(亚甲基膦酸))。
最优选地，使用1-羟基乙烷-1，1-二膦酸或其与钠、钾或铵的盐。可使用上述的任何混合物。
或者，可将聚合中使用的任何的前述螯合制涂覆在最终产品上。
合适的无机惰性物质为硅酸盐(如蒙脱石、高岭土和滑石)、沸石、活性炭、聚硅酸、碳酸镁、碳酸钙、磷酸钙、磷酸铝、硫酸钡、氧化铝、二氧化钛和氧化亚铁(II)。优选使用聚硅酸，其根据制备方式被分为沉淀二氧化硅和热解法二氧化硅。这两个变体是市售可得的，商品名分别为Silica FK、(沉淀二氧化硅)和(热解法二氧化硅)。无机惰性物质可作为水性分散剂或水可混溶性分散剂中的分散体使用或以本体形式使用。
当用无机惰性物质涂覆吸水性聚合物颗粒时，无机惰性物质的用量优选为0.05至5重量％，更优选为0.1至1.5重量％，最优选为0.3至1重量％，基于吸水性聚合物颗粒计。
合适的有机聚合物为聚甲基丙烯酸烷基酯或热塑性塑料，例如聚氯乙烯、基于聚乙烯的蜡、聚丙烯、聚酰胺或聚四氟乙烯。其他实例为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。另一实例为带有硅烷醇基团的聚乙烯醇，可以商品名R(Kuraray Europe GmbH；Frankfurt；Germany)得到。
合适的阳离子聚合物为聚亚烷基多胺、聚丙烯酰胺的阳离子衍生物、聚乙烯亚胺和聚季胺。
聚季胺为，例如，六亚甲基二胺、二甲胺和表氯醇的缩合产物；二甲胺和表氯醇的缩合产物；羟乙基纤维素和二烯丙基二甲基氯化铵的共聚物；丙烯酰胺和α-甲基丙烯酰基氧基乙基三甲基氯化铵的共聚物；羟乙基纤维素、表氯醇和三甲胺的缩合产物；二烯丙基二甲基氯化铵的均聚物；表氯醇和酰胺基胺的加成产物。此外，聚季胺可通过使硫酸二甲酯与聚合物(例如聚乙烯亚胺、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的共聚物、或者甲基丙烯酸乙酯与甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯的共聚物)反应而制得。可在宽的分子量范围内得到聚季胺。
然而，也可在颗粒表面形成阳离子聚合物，其可通过与自身可形成网络的试剂，例如表氯醇和聚酰胺基胺的加成产物而形成，或者可通过使用可与所添加的交联剂反应的阳离子聚合物，例如与聚环氧化物、多官能酯、多官能酸或多官能(甲基)丙烯酸酯相结合的聚胺或聚亚胺而形成。
可使用所有的具有伯氨基或仲氨基的多官能胺，例如聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺和聚赖氨酸。通过本发明方法喷洒的液体优选包含至少一种多胺，例如聚乙烯胺或部分水解的聚乙烯基甲酰胺。
阳离子聚合物可作为在水性溶剂或水可混溶性溶剂中的溶液使用，可作为水性分散剂或水可混溶性分散剂中的分散体使用，或以本体形式使用。
当用阳离子聚合物涂覆吸水性聚合物颗粒时，阳离子聚合物的用量通常不小于0.001重量％，通常不小于0.01重量％，优选为0.1至15重量％，更优选为0.5至10重量％，最优选为1至5重量％，基于吸水性聚合物颗粒计。
合适的阴离子聚合物为聚丙烯酸酯(以酸的形式或部分被中和为盐)、以商品名(BASF SE；Ludwigshafen；Germany)得到的丙烯酸和马来酸的共聚物、以及以商品名K(Kuraray Europe GmbH；Frankfurt；Germany)得到的具有内建离子电荷的聚乙烯醇。
合适的多价金属阳离子为Mg2+、Ca2+、Al3+、Sc3+、Ti4+、Mn2+、Fe2+/3+、Co2+、Ni2+、Cu+/2+、Zn2+、Y3+、Zr4+、Ag+、La3+、Ce4+、Hf4+和Au+/3+；优选的金属阳离子为Mg2+、Ca2+、Al3+、Ti4+、Zr4+和La3+；特别优选的金属阳离子为Al3+、Ti4+和Zr4+。金属阳离子可单独使用或者以彼此的混合物形式使用。所提及的金属阳离子的合适的金属盐是所有在待用溶剂中具有足够的溶解度的那些。特别合适的金属盐具有弱配位性的阴离子，例如氯离子、氢氧根、碳酸根、乙酸根、甲酸根、丙酸根、硝酸根、硫酸根和甲磺酸根。所述金属盐优选作为溶液或者作为稳定的水性胶态分散体使用。用于金属盐的溶剂可为水、醇、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甲基甲酰胺、二甲亚砜及其混合物。特别优选水和水/醇混合物，例如水/甲醇、水/异丙醇、水/1，3-丙二醇、水/1，2-丙二醇/1，4-丁二醇或者水/丙二醇。
当用多价金属阳离子涂覆吸水性聚合物颗粒时，多价金属阳离子的用量优选为0.05至5重量％，更优选为0.1至1.5重量％，最优选为0.3至1重量％，基于吸水性聚合物颗粒计。
合适的还原剂为，例如，亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、亚磺酸及其盐、抗坏血酸、次磷酸钠、亚磷酸钠、以及次膦酸及其盐。然而，优选次磷酸的盐(例如次磷酸钠)、亚磺酸的盐(例如2-羟基-2-亚磺基乙酸的二钠盐)、以及醛的加成产物(例如2-羟基-2-磺基乙酸的二钠盐)。然而，所使用的还原剂可为2-羟基-2-亚磺基乙酸的钠盐、2-羟基-2-磺基乙酸的钠盐和亚硫酸氢钠的混合物。所述混合物可作为FF6和FF7(Brüggemann Chemicals；Heilbronn；Germany)获得。从相同公司购得的商品名为的纯化的2-羟基-2-磺基乙酸及其钠盐也是有用的。
还原剂通常以在合适溶剂(优选水)中的溶液形式使用。所述还原剂可作为一种纯物质或上述还原剂的任意混合物使用。
当用还原剂涂覆吸水性聚合物颗粒时，还原剂的用量优选为0.01至5重量％，更优选为0.05至2重量％，最优选为0.1至1重量％，基于吸水性聚合物颗粒计。
合适的多元醇是分子量为400至20000g/mol的聚乙二醇、聚丙三醇、3至100重乙氧基化多元醇(例如三羟甲基丙烷、丙三醇、山梨醇、甘露醇、肌醇、季戊四醇和新戊二醇)。特别适合的多元醇是7至20重乙氧基化丙三醇或三羟甲基丙烷，例如Polyol TP(Perstorp AB，Perstorp，Sweden)。后者的优点特别是它们只能不明显地降低吸水性聚合物颗粒的水性提取物的表面张力。多元醇优选作为在水性溶剂或水可混溶性溶剂中的溶液使用。
多元醇可在表面后交联之前、期间或之后加入。优选在表面交联之后加入。可使用上述多元醇的任意混合物。
当用多元醇涂覆吸水性聚合物颗粒时，聚多元醇的用量优选为0.005至2重量％，更优选为0.01至1重量％，最优选为0.05至0.5重量％，基于吸水性聚合物颗粒计。
优选在带有移动混合工具的混合器中进行涂覆，所述混合器为例如螺杆式混合器、圆盘式混合器、浆式混合器和鼓式涂布器。合适的混合器为，例如，卧式犁头混合器机(Gebr.Maschinenbau GmbH；Paderborn；Germany)、Vrieco-Nauta连续混合器(Hosokawa Micron BV；Doetinchem；the Netherlands)、Processall Mixmill混合器(Processall Incorporated；Cincinnati；US)和Ruberg连续流动混合器(GebrüderRuberg GmbH&Co KG，Nieheim，Germany)。此外，也可使用流化床来混合。
团聚
吸水性聚合物颗粒还可选择性地被团聚(agglomeration)。团聚可发生在聚合、热后处理、热表面后交联或涂覆之后。
有用的团聚助剂包括水和水可混溶性有机溶剂，例如醇、四氢呋喃和丙酮；此外还可使用水溶性聚合物。
为了进行团聚，将包含团聚助剂的溶液喷在吸水性聚合物颗粒上。溶液的喷洒可例如在具有移动混合工具的混合器中进行，所述混合器为例如螺杆式混合器、浆式混合器、圆盘式混合器、犁头混合器和铲式混合器。有用的混合器包括例如混合器、混合器、混合器、混合器和混合器。优选立式混合器。特别优选流化床装置。
热后处理、表面后交联和任选地涂覆的结合
在本发明的一个优选实施方案中，热后处理和热表面后交联的步骤被结合在一个方法步骤中。这种结合允许使用低成本的装置，此外该方法可在低温下进行，其具有成本效益且避免由于热降解而造成的最终产品的变色和性能损失。
混合器可选自在热后处理部分提到的任意设备选项。优选Ruberg连续流动混合器、Becker铲式混合器和犁头混合器。
在这个特别优选的实施方案中，在搅拌下将表面后交联溶液喷在吸水性聚合物颗粒上。
在热后处理/表面后交联之后，将吸水性聚合物颗粒干燥至所需湿度水平，此步骤可选择在表面后交联部分提到的任意干燥器。然而，由于在这个特别优选的实施方案中仅需要完成干燥，因此可使用简单且低成本的热接触式干燥器，例如热螺杆式干燥器，如干燥器(Metso Minerals Industries Inc.；Danville；U.S.A.)。或者，可使用流化床。在产品需要在预定的窄的滞留时间内干燥的情况下，可使用环面圆盘式干燥器或浆式干燥器，例如Nara浆式干燥器(NARA Machinery Europe；Frechen；Germany)。
在本发明的一个优选实施方案中，在加入表面后交联剂之前、期间或之后，通过采用沿着卧式混合器的轴的不同加入点，将在表面后交联部分提到的多价阳离子施用于颗粒表面。
在本发明的一个非常特别优选的实施方案中，热后处理、表面后交联和涂覆的步骤被结合在一个方法步骤中。合适的涂料为在涂覆部分提到的阳离子聚合物、表面活性剂和无机惰性物质。在加入表面后交联剂之前、期间或之后，也可通过采用沿着卧式混合器的轴的不同的加入点，将涂布剂施用于颗粒表面。
多价阳离子和/或阳离子聚合物可作为残余的表面后交联剂的额外的清除剂。在本发明的一个优选实施方案中，表面后交联剂在多价阳离子和/或阳离子聚合物之前加入，以使表面后交联剂首先反应。
表面活性剂和/或无机惰性物质可用于避免在该方法步骤中在潮湿的大气条件下的粘结或结块。优选的表面活性剂为非离子型表面活性剂和两性表面活性剂。优选的无机惰性物质为粉末或分散体形式的沉淀二氧化硅和热解法二氧化硅。
用于制备溶液/分散体的总液体的量通常为0.01重量％至25重量％，优选为0.5重量％至12重量％，更优选为2重量％至7重量％，最优选为3重量％至6重量％，基于待处理的吸水性聚合物颗粒的重量计。
选优的实施方案描述于图1至12中。
图1：方法方案(没有外部流化床)
图2：方法方案(有外部流化床)
图3：T-出口测量的布置
图4：液滴化器装置(dropletizer unit)的布置
图5：液滴化器装置(纵向切面)
图6：液滴化器装置(横切面视图)
图7：内部流化床的底部(俯视图)
图8：内部流化床底部中的开口
图9：内部流化床的耙式搅拌器(俯视图)
图10：内部流化床的耙式搅拌器(横切面视图)
图11：方法方案(表面后交联)
图12：方法方案(表面后交联和涂覆)
图13：用于表面后交联的接触式干燥器
附图标记具有以下意义：
1 干燥气体入口管
2 干燥气体量测定
3 气体分配器
4 液滴化器装置
5 并流喷雾干燥器，圆柱形部分
6 锥体
7 T-出口测定
8 塔废气管
9 袋滤器
10 通风器
11 骤冷喷嘴(quench nozzle)
12 冷凝柱、逆流冷却
13 热交换器
14 泵
15 泵
16 出水口
17 通风器
18 废气出口
19 氮气入口
20 热交换器
21 通风器
22 热交换器
23 经由喷嘴的蒸汽喷入
24 水负载测定
25 经调节的内部流化床气体
26 内部流化床产品温度测量
27 内部流化床
28 旋转阀
29 筛
30 最终产品
31 静态混合器
32 静态混合器
33 引发剂进料
34 引发剂进料
35 单体进料
36 细颗粒级分出口至再加工
37 外部流化床
38 通风器
39 外部流化床废气出口至袋滤器
40 旋转阀
41 被过滤的空气入口
42 通风器
43 热交换器
44 经由喷嘴的蒸汽注入
45 水负载测定
46 经调节的外部流化床气体
47 T-出口测定(围绕塔圆周的3次测定的平均温度)
48 液滴化器装置
49 与引发剂进料预混合的单体
50 喷雾干燥塔壁
51 液滴化器装置外管
52 液滴化器装置内管
53 液滴化器盒
54 聚四氟乙烯挡板
55 阀
56 与引发剂进料预混合的单体入口管连接器
57 液滴板
58 反向板
59 温控水的流动通道
60 单体溶液的死体积自由流动通道
61 液滴化器盒不锈钢挡板
62 具有四个部分的内部流化床的底部
63 所述部分的裂口
64 耙式搅拌器
65 耙式搅拌器的叉形物(prong)
66 混合器
67 任选的涂料进料
68 后交联剂进料
69 热干燥器(表面后交联)
70 冷却器
71 任选的涂料/水进料
72 涂布器
73 涂料/水进料
74 基础聚合物进料
75 排出区
76 堰开口
77 堰板
78 堰高度100％
79 堰高度50％
80 轴
81 排出椎体
82 倾斜角α
83 温度传感器(T1至T6)
84 桨(轴偏移量90°)
干燥气体经由喷雾干燥器顶部的气体分配器(3)进料，如图1所示。干燥气体经由袋滤器(9)和冷凝柱(12)部分地再循环(干燥气体回路)。喷雾干燥器内部的压力低于环境压力。
喷雾干燥器出口温度优选在圆柱部分的末端围绕圆周的三个点处进行测量，如图3所示。单次测量(47)用于计算平均的圆柱喷雾干燥器出口温度。
产物聚集在内部流化床(27)中。经调节的内部流化床气体经管线(25)进料至内部流化床(27)。内部流化床气体的相对湿度优选通过经由管线(23)加入蒸汽而进行控制。
将喷雾干燥器废气在袋滤器(9)中过滤并送入冷凝柱(12)进行骤冷/冷却。在袋滤器(9)之后，可使用用于预加热冷凝柱(12)之后的气体的同流换热热交换***。在温度优选为80至180℃，更优选为90至150℃，最优选为100至140℃时，伴随加热袋滤器(9)。通过控制冷凝柱(12)内的(恒定的)填充水平将过量的水泵出冷凝柱(12)。冷凝柱(12)内的水用热交换器(13)冷却，并经由骤冷喷嘴(11)与气体逆流泵送，使得冷凝柱(12)内部的温度优选为20至100℃，更优选为25至80℃，最优选为30至60℃。通过定量进料中和剂，将冷凝柱(12)内的水设置为碱性pH以洗去单体a)的蒸汽。来自冷凝柱(12)的水溶液可被送回以制备单体溶液。
将冷凝柱废气分至干燥器入口管(1)和经调节的内部流化床气体(25)。气体温度通过热交换器(20)和(22)来控制。将热干燥气体经由气体分配器(3)进料至并流喷雾干燥器。气体分配器(3)优选由一系列的板组成，所述盘提供的压力降优选为1至100mbar，更优选2至30mbar，最优选为4至20mbar，取决于干燥气体的量。如果需要，也可通过用气体喷嘴或折流板将湍流和/或离心速度引入干燥气体中。
经调节的内部流化床气体经过管线(25)进料至内部流化床(27)。外部流化床气体的相对湿度优选地通过经由管线(23)加入蒸汽来控制。为防止任何的冷凝，将蒸汽连同内部流化床一起加入至热交换器(22)中。内部流化床(27)中的产品滞留量可通过旋转阀(28)的旋转速度来控制。
产品经由旋转阀(28)从内部流化床(27)排出。内部流化床(27)中的产品滞留量可通过旋转阀(28)的旋转速度来控制。筛(29)用于筛除超筛渣(overs)/团块(lump)。
单体溶液优选通过首先将单体a)与中和剂混合然后任选地与交联剂b)混合而制备。通过使用热交换器并且在回路中进行泵送，将中和过程的温度控制在优选5至60℃，更优选8至40℃，最优选10至30℃。优选在泵后的回路中使用过滤装置。借助静态混合器(31)和(32)，经由管线(33)和(34)，将引发剂计量加入至液滴化器上游的单体溶液中，如图1所示。优选经由管线(33)加入温度优选为5至60℃、更优选为10至50℃、最优选为15至40℃的过氧化物溶液，并优选经由管线(34)加入温度优选为2至30℃、更优选为3至15℃、最优选为4至8℃的偶氮引发剂溶液。各引发剂优选在回路中进行泵送，并且经由控制阀计量加入至各个液滴化器装置。优选在静态混合器(32)之后使用笫二过滤装置。与所有引发剂(fullinitiator package)混合的单体溶液在液滴板(57)之前的管中的平均滞留时间优选小于60s，更优选小于30s，最优选小于10s。
为将单体溶液定量加入至喷雾干燥器的顶部，优选使用三个液滴化器装置，如图4所示。然而，可使用为了优化该方法的输出量和产品质量而需要的任何数目的液滴化器。因此，在本发明中使用至少一个液滴化器，也可使用与几何学上允许的那样多的液滴化器。
液滴化器装置由具有用于液滴化器盒(53)的开口的外管(51)组成，如图5所示。液滴化器盒(53)与内管(52)连接。可在该方法操作期间将端部具有PTFE挡板(54)作为密封件的内管(53)推入和推出外管(51)以达到保持的目的。
通过流动通道(59)中的水，将液滴化器盒(61)的温度控制在优选5至80℃，更优选10至70℃，最优选30至60℃，如图6所示。
液滴化器盒具有优选10至1500、更优选50至1000、最优选地100至500个孔，所述孔的直径优选为50至500μm，更优选为100至300μm，最优选为150至250μm。孔可为圆形、矩形、三角形或任意其他形状。优选圆形孔。孔长与孔径之比优选为0.5至10，更优选为0.8至5，最优选为1至3。当使用入口孔通道时，液滴板(57)的厚度可大于孔长。液滴板(57)优选为长且窄的，如WO 2008/086976 A1所公开。每个液滴板可用多排孔，优选1至20排，更优选2至5排。
液滴化器盒(61)由流动通道(60)和两个液滴板(57)组成，所述流动通道基本上没有用于均匀分布预混的单体和引发剂溶液的静止体积。液滴板(57)具有成角度的构造，角度优选为1至90°，更优选为3至45°，最优选为5至20°。各液滴板(57)优选由耐热和/或耐化学材料制成，例如不锈钢、聚醚-醚酮、聚碳酸酯、聚芳砜(如聚砜、或聚苯基砜)、或含氟聚合物(例如全氟烷氧基乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物和氟化聚乙烯)。也可使用WO 2007/031441 A1中公开的经涂布的液滴板。液滴板的材料的选择不受限制，只是必须能够形成液滴，并且优选地使用不会在表面催化聚合反应开始的材料。并不限于只是液滴形成必须工作，并且优选使用不会在其表面上催化聚合反应开始的材料。
每个液滴化器装置的包含单体的引发剂溶液的输出量优选为150至2500kg/h，更优选为200至1000kg/h，最优选为300至600kg/h。每个孔的输出量优选为0.1至10kg/h，更优选为0.5至5kg/h，最优选为0.7至2kg/h。
并流喷雾干燥器(5)的启动可按以下顺序进行：
●启动冷凝柱(12)，
●启动通风器(10)和(17)，
●启动热交换器(20)，
●加热干燥气体回路至最高达95℃，
●启动经由氮气入口(19)的氮气进料，
●等待直至残余氧气低于4重量％，
●加热干燥气体回路，
●在105℃的温度下启动水进料(未示出)，以及
●在目标温度下停止水进料并启动经由液滴化器装置(4)的单体进料
并流喷雾干燥器(5)的关闭可按以下顺序进行：
●停止单体进料并启动水进料(未示出)，
●关闭热交换器(20)，
●经由热交换器(13)冷却干燥气体回路，
●在105℃的温度下停止水进料，
●在60℃的温度下停止经由氮气入口(19)的氮气进料，以及
●将空气供入干燥气体回路(未示出)
为了防止损坏，必须非常小心地加热和冷却并流喷雾干燥器(5)，任何快速的温度变化都必须避免。
可以一定方式布置内部流化床底部的开口，使得吸水性聚合物颗粒循环流动，如图7所示。图7所示的底部由四个部分(62)组成。所述部分(62)中的开口是狭缝形状，其引导所通过的气体流向下一部分(62)的方向。图8示出了开口(63)的放大视图。
开口可具有孔或狭缝的形状。孔的直径优选为0.1至10mm，更优选为0.2至5mm，最优选为0.5至2mm。狭缝的长度优选为1至100mm，更优选为2至20mm，最优选为5至10mm，并且狭缝的宽度优选为0.5至20mm，更优选为1至10mm，最优选为2至5mm。
图9和图10示出了可用于内部流化床的耙式搅拌器(64)。所述耙的叉形物(65)交错布置。耙式搅拌器的速度优选为0.5至20rpm，更优选为1至10rpm最优选为2至5rpm。
为了启动，内部流化床可用一层吸水性聚合物颗粒填充，层厚度优选为5至50cm，更优选为10至40cm，最优选为15至30cm。
吸水性聚合物颗粒
本发明提供可通过本发明方法获得的吸水性聚合物颗粒。
本发明还提供离心保留容量为35至75g/g、在高负载下吸收度为20至50g/g、可提取成分的水平少于10重量％且孔隙率为20至40％的表面后交联吸水性聚合物颗粒。
特别有利的是可通过本发明方法获得的表面后交联吸水性聚合物颗粒具有非常高的离心保留容量(CRC)和在高负载下高的吸收度(AUHL)，并且这些参数的总和(＝CRC+AUHL)至少为60g/g，优选至少为65g/g，最优选至少为70g/g，且不超过120g/g，优选小于100g/g，更优选小于90g/g，最优选小于80g/g。可通过本发明方法获得的表面后交联吸水性聚合物颗粒还优选展示出在高负载下的吸收度(AUHL)至少为15g/g，优选至少为18g/g，更优选至少为21g/g，最优选至少为25g/g，且不超过50g/g。
因为离心保留容量是表面后交联吸水性聚合物颗粒的最大的水保留容量，所以令人感兴趣的是使该参数达到最大值。然而，为了使卫生用品中的纤维基质在溶胀期间打开孔以进一步使流体轻易地通过用品结构从而使快速吸收液体成为可能，在高负载下的吸收度(AUHL)是重要的。因此使这两个参数达到最大值是必要的。
本发明的吸水性聚合物颗粒的离心保留容量(CRC)为35至75g/g，优选为37至65g/g，更优选为39至60g/g，最优选为40至55g/g。
本发明的吸水性聚合物颗粒在49.2g/cm2负载下吸收度(AUHL)为20至50g/g，优选为22至45g/g，更优选为24至40g/g，最优选为25至35g/g。
本发明吸水性聚合物颗粒的可提取成分的水平为小于10重量％，优选为小于8重量％，更优选小于6重量％，最优选小于5重量％。
本发明的吸水性聚合物颗粒的孔隙率为20至40％，优选为22至38％，更优选为24至36％，最优选为25至35％。
优选的吸水性聚合物颗粒为离心保留容量(CRC)为37至65g/g、在高负载下的吸收度(AUHL)为22至45g/g、可提取成分的水平小于8重量％且孔隙率为22至45％的聚合物颗粒。
更优选的吸水性聚合物颗粒为离心保留容量(CRC)为39至60g/g、在高负载下的吸收度(AUHL)为24至40g/g、可提取成分的水平小于6重量％且孔隙率为24至40％的聚合物颗粒。
最优选的吸水性聚合物颗粒为离心保留容量(CRC)为40至55g/g、在高负载下的吸收度(AUHL)为25至35g/g，可提取成分的水平小于5重量％且孔隙率为25至35％的聚合物颗粒。
本发明还提供表面后交联吸水性聚合物颗粒，其具有的总液体吸收量为
Y＞-500x ln(X)+1880，
优选为Y＞-495x ln(X)+1875，
更优选为Y＞-490x ln(X)+1870，
最优选为Y＞-485x ln(x)+1865，
其中Y［g]是总液体吸收量且x[g/g]是离心保留容量(CRC)，其中离心保留容量(CRC)至少为25g/g，优选至少为30g/g，更优选至少为35g/g，最优选至少为40g/g，并且液体吸收量至少为30g，优选至少为35g/g，更优选至少为40g/g，最优选至少为45g/g。
本发明还提供表面后交联吸水性聚合物颗粒，其具有的特性溶胀时间的改变率小于0.6，优选小于0.5，更优选小于0.45，最优选小于0.4，并且离心保留容量(CRC)至少为35g/g，优选至少为37g/g，更优选至少为38.5g/g，最优选至少为40g/g，其中特性溶胀时间的改变率为
Z＜(τ0.5-τ0.1)/τ0.5
其中Z是特性溶胀时间的改变率，τ0.1是在0.1psi(6.9g/cm2)的压力下的特性溶胀时间且τ0.5是在0.5psi(35.0g/cm2)的压力下的特性溶胀时间。
本发明的吸水性聚合物颗粒的平均球形度为0.80至0.95，优选为0.82至0.93，更优选为0.84至0.91，最优选为0.85至0.90。球形度(SPHT)被定义为
其中A是聚合物颗粒的横截面积，U是聚合物颗粒的横截面周长。平均球形度是体积平均球形度。
平均球形度可例如使用图像分析***(Retsch Technolgy GmbH；Haan；Germany)测定：
为了测定，将产品通过漏斗引入并传送到具有计量通道的降轴(falling shaft)中。当颗粒经过光墙(light wall)下降时，被照相机选择性地记录下来。记录的图像通过软件根据所选参数评价。
为表征圆度，使用程序中称为球形度的参数。所记录的参数为平均体积加权球形度，颗粒的体积通过当量直径xcmin测定。为测定当量直径xcmin，分别测定总共32个不同空间方向的最长弦直径。当量直径xcmin是32条弦直径中最短的。为记录颗粒，使用所谓的CCD变焦相机(CAM-Z)。为了控制计量通道，预先限定相机的检测窗(透射)的表面覆盖率为0.5％。
当聚合物珠粒在聚合期间或之后团聚时，通过反相悬浮聚合获得具有相对低的球形度的吸水性聚合物颗粒。
通过常规的溶液聚合(凝胶聚合)制备的吸水性聚合物颗粒在干燥后被研磨并分级，以获得不规则的聚合物颗粒。这些聚合物颗粒的平均球形度在约0.72至约0.78之间。
本发明的吸水性聚合物颗粒的疏水溶剂含量优选小于0.005重量％，更优选小于0.002重量％，最优选小于0.001重量％。疏水溶剂的含量可通过气相色谱法测定，例如借助顶空技术(headspace technique)。本发明范围内的疏水溶剂与水不混溶或仅微溶于水。疏水溶剂的常用实例为戊烷、己烷、环己烷、甲苯。
通过反相悬浮聚合获得的吸水性聚合物颗粒仍包含通常约0.01重量％的用作反应介质的疏水溶剂。
本发明的吸水性聚合物颗粒的分散剂含量通常小于1重量％，优选小于0.5重量％，更优选小于0.1重量％，最优选小于0.05重量％。
通过反相悬浮聚合获得的吸水性聚合物颗粒仍包含通常至少1重量％的用于稳定悬浮液的分散剂，即乙基纤维素。
本发明的吸水性聚合物颗粒的堆积密度优选为0.6至1g/cm3，更优选为0.65至0.9g/cm3，最优选为0.68至0.8g/cm3。
本发明吸水性颗粒的平均粒径(APD)优选为200至550μm，更优选为250至500μm，最优选为350至450μm。
本发明吸水性颗粒的粒径分布(PDD)优选小于0.7，更优选小于0.65，更优选小于0.6。
本发明的吸水性聚合物颗粒可与通过其他方法(即溶液聚合)制得的吸水性聚合物颗粒混合。
流体吸收制品
本发明还提供流体吸收制品。所述流体吸收制品由以下组成：
(A)可渗透液体的上层
(B)不能渗透液体的下层
(C)位于(A)和(B)之间的流体吸收芯，其包含
5至90重量％的纤维材料和10至95重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
优选地20至80重量％的纤维材料和20至80重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
更优选地30至75重量％的纤维材料和25至70重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
最优选地40至70重量％的纤维材料和30至60重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
(D)任选的位于(A)和(C)之间的采集-分配层(acquisition-distributionlayer)，其包含：
80至100重量％的纤维材料和0至20重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
优选地85至99.9重量％的纤维材料和0.01至15重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
更优选地90至99.5重量％的纤维材料和0.5至10重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
最优选地95至99重量％的纤维材料和1至5重量％的本发明的吸水性聚合物颗粒；
(E)任选的紧靠(C)的上方和/或下方放置的薄纱层(tissue layer)；以及
(F)其他任选组分。
应理解，流体吸收制品意指，例如，成人用失禁垫和失禁内裤或婴儿用尿片。适合的流体吸收制品包括流体吸收组合物和/或流体吸收芯，所述流体吸收组合物包含纤维材料和任选的吸水性聚合物颗粒以形成用于基底、层、片的纤维网或基质。
采集-分配层用作所排出的体液的运输和分配层，并且通常用位于下面的流体吸收芯来优化以实现有效的液体分配。因此，为了快速暂时的液体保留，采集-分配层提供了必要的空隙空间，而位于下面的流体吸收芯的覆盖区域必定会影响必要的液体分配，并且使得流体吸收芯具有使采集-分配层快速脱水的能力。
对于具有非常好的脱水能力且具有优异的芯吸能力的流体吸收制品，有利的是使用采集-分配层。对于具有流体吸收芯(包含非常容易渗透的吸水性聚合物颗粒)的流体吸收制品，可使用小且薄的采集-分配层。
合适的流体吸收制品由以下部分组成：多个层，其各个元件必须优选具有确定的功能参数，例如可渗透液体的上层的干燥性、不能渗透液体的下层的不湿透的蒸汽渗透性；柔性的、可透过蒸汽的且薄的流体吸收芯，其具有快的吸收速率并能保留最大量的体液；以及位于上层和芯之间的采集-分配层。将这些单独的元件结合，使所得的流体吸收制品满足全部的标准，例如柔性、水蒸气透气性、干燥度、穿着舒适度和在一侧上的保护、以及在另一侧上的液体保留、再湿润和防止湿透。这些层的特定结合提供一种给予消费者高保护水平以及高舒适度的流体吸收制品。
通过本发明获得的产物也非常适用于被纳入到低起毛、低纤维、起毛少、或纤维少的卫生制品设计中。制造它们的这类设计和方法记载于例如以下出版物及其中引用的文献中，并且被明确地纳入本发明中：EP 2 301 499 A1、EP 2 314 264 A1、EP 2 387 981 A1、EP 2 486 901 A1、EP 2 524 679 A1、EP 2 524 679 A1、EP 2 524 680 A1、EP 2 565 031A1、US 6,972,011、US 2011/0162989、US 2011/0270204、WO 2010/004894 A1、WO 2010/004895 A1、WO 2010/076857 A1、WO 2010/082373 A1、WO 2010/118409 A1、WO 2010/133529 A2、WO 2010/143635 A1、WO 2011/084981 A1、WO 2011/086841 A1、WO 2011/086842 A1、WO 2011/086843 A1、WO 2011/086844 A1、WO 2011/117997 A1、WO 2011/136087 A1、WO 2012/048879 A1、WO 2012/052173 A1和WO 2012/052172 A1。
本发明还提供流体吸收制品，其包含本发明的吸水性聚合物颗粒和小于15重量％的纤维材料和/或吸收芯中的粘合制。
借助以下描述的测试方法对吸水性聚合物颗粒和流体吸收制品进行测试。
方法：
除非另外说明，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彻底混合。
涡旋
将50.0±1.0ml的0.9％NaCl溶液加入到100ml烧杯中。加入一个圆柱形的搅拌棒(30x6mm)，并将盐溶液在搅拌板上以60rpm的速率搅拌。尽快将2.000±0.010g的吸水性聚合物颗粒加入到烧杯中，在开始加入的时候启动秒表。在混合物的表面变得“静止”时停止秒表，“静止”意指表面没有湍动，且同时混合物仍可转动，整个的颗粒表面作为一个整体转动。秒表显示的时间记录为涡旋时间。
残余单体
吸水性聚合物颗粒中的残余单体的水平通过EDANA推荐的测试方法笫WSP 210.3-(11)号″Residual Monomers″测定。
粒径分布
吸水性聚合物颗粒的粒径分布利用图像分析***(RetschTechnology GmbH；Haan；Germany)测定。
为了测定平均粒径和粒径分布，颗粒级分的体积比以累积的形式制图，根据图表确定平均粒径。
本文的平均粒径(APD)是产生累积50重量％的筛孔尺寸的数值。
粒径分布(PDD)计算如下：
其中x1是产生累积90重量％的筛孔尺寸的数值，x2是产生累积10重量％的筛孔尺寸的数值。
平均球形度
平均球形度用图像分析***(Retsch Technology GmbH；Haan；Germany)测定，其中使用100至1,000μm的粒径级分。
含水量
吸水性聚合物颗粒的含水量通过EDANA推荐的测试方法笫WSP 230.3(11)号″MassLoss Upon Heating″测定。
离心保留容量(CRC)
吸水性聚合物颗粒的离心保留容量通过EDANA推荐的测试方法笫WSP 241.3(11)号″Free Swell Capacity in Saline，After Centrifugation″测定，其中对于较高的离心保留容量数值，必须使用较大的茶包(tea bag)。
空载下的吸收度(AUNL)
吸水性聚合物颗粒的空载下的吸收度通过类似于EDANA推荐的测试方法笫WSP242.3(11)号″Gravimetric Determination of Absorption Under Pressure”测定，不同之处在于用0.0g/cm2的重量代替21.0g/cm2的重量。
负载下的吸收度(AUL)
吸水性聚合物颗粒的负载下的吸收度通过EDANA推荐的测试方法笫WSP 242.3(11)号″Gravimetric Determination of Absorption Under Pressure”测定。
高负载下的吸收度(AUHL)
吸水性聚合物颗粒的高负载下的吸收度通过类似于EDANA推荐的测试方法笫WSP242.3(11)号″Gravimetric Determination of Absorption Under Pressure”测定，不同之处在于用49.2g/cm2的重量代替21.0g/cm2的重量。
孔隙率
吸水性聚合物颗粒的孔隙率计算如下：
堆积密度/流速
吸水性聚合物颗粒的堆积密度(BD)和流速(FR)通过EDANA推荐的测试方法笫WSP250.3(11)号″Gravimetric Determination of flow rate，Gravimetric Determinationof Density″测定。
可提取物
吸水性聚合物颗粒中的可提取成分的水平通过EDANA推荐的方法笫WSP 470.2-05 号″Extractables″测定。
盐水流动传导率(SFC)
盐水流动传导率，如EP 0 640 330 A1中所述，测定为流体吸收聚合物颗粒的溶胀凝胶层的凝胶层渗透性，尽管改变了上述专利申请中笫19页和图8记载的装置以达到以下效果：不再使用玻璃熔块(glass frit)(40)，柱塞(39)由与圆柱(37)相同的聚合物材料组成且现在包含均匀分布于整个接触面的直径为9.65mm的21个孔。测量的步骤和评价与EP 0640 330 A1相同。自动记录流速。
盐水流动传导率(SFC)计算如下：
SFC［cm3s/g]＝(Fg(t＝0)xL0)/(dxAxWP)，
其中Fg(t＝0)是NaCl溶液以g/s计的流速，其借助流动测定的Fg(t)数据的线性回归分析通过外推到t＝0获得，L0是以cm计的凝胶层的厚度，d是NaCl溶液以g/cm3计的密度，A是以cm2计的凝胶层的表面积，WP是以dyn/cm2计的凝胶层上的静水压力。
自由溶胀率(FSR)
称重1.00g(＝W1)的干燥流体吸收聚合物颗粒至25ml玻璃烧杯中并均匀地分布在玻璃烧杯的底部。然后将20ml的0.9重量％的氯化钠溶液分配至笫二玻璃烧杯中，将此烧杯中的内容物迅速地加入第一烧杯中，并启动秒表。最后一滴盐溶液刚被吸收(通过液体表面上的反射的消失来确定)就停止秒表。通过称重第二烧杯(＝W2)来精确地测定从第二烧杯中倒入的且被第一烧杯中的聚合物吸收的液体的精确量。用秒表测定的吸收所需时间以t表示。表面上的最后一滴液体的消失定义为时间t。
自由溶胀率(FSR)计算如下：
FSR［g/gs]＝W2/(W1xt)
然而，当形成水凝胶的聚合物的含水量大于3重量％时，重量W1必须针对该含水量做校正。
负载下的容积吸收度(VAUL)
为了测量在不同的施加压力下吸水性聚合物颗粒的溶胀动力学(即特性溶胀时间)，使用负载下的容积吸收度。将溶胀高度记录为时间函数。
装置在图14中示出，由以下部件组成
-将型号为BUS M18K0-XBFX-030-S04K(Balluff GmbH，Neuhausen a.d.F.；Germany)的超声波距离传感器(85)放在元件(cell)上。所述传感器接收由金属板反射的超声。所述传感器与电子记录仪相连接。
-直径为75mm、高度为73mm且内径为52mm的PTFE元件(86)。
-由金属或塑料制成的直径为50mm、高度为71mm且具有网状底部的圆柱(87)。
-直径为57mm且高度为45mm的金属反射器(88)
-直径为100mm的金属环形砝码(89)且砝码被校准到278.0g或554.0g。
通过改变圆柱(86)和金属环形砝码(89)的组合，可调节施加在样品上的压力，如下表所总结：
可用的装置 重量 psi
金属反射器 13.0g 0.009
塑料圆筒 28.0g 0.020
金属圆筒 126，0g 0.091
小环砝码 278.0g 0.201
大环砝码 554.0g 0.401
可能的组合 psi
金属反射器+塑料圆筒 0.03
金属反射器+金属圆筒 0.10
金属反射器+金属圆筒+小环砝码 0.30
金属反射器+金属圆筒+大环砝码 0.50
金属反射器+金属圆筒+小环砝码+大环砝码 0.70
将2.0g吸水性聚合物颗粒的样品放于PTFE元件(86)中。将圆筒(配有网状底部)及其上的金属反射器(88)放于PTFE元件(86)中。为了施加较大的压力，可将金属环形砝码(89)置于圆筒上。
用注射器将60.0g盐水溶液(0.9重量％)加入至PTFE元件(86)中，并开始记录。在溶胀期间，吸水性聚合物颗粒向上推动圆筒，记录金属反射器(88)和传感器(85)之间的距离变化。
120分钟后，停止实验，利用USB棒将所记录的数据从记录仪转移至PC中。根据由”Modern Superabsorbent Polymer Technology”(笫155页，方程式4.13)记载的方程式Q(t)＝Qmax·(1-e-t/τ)计算特性溶胀时间，其中Q(t)为实验期间所监测的超级吸收剂的溶胀，Qmax对应于120分钟后(实验末期)所达到的最大溶胀，τ为特性溶胀时间(τ是逆速率常数k)。
使用Microsoft Excel软件的内插附件功能”Solver”，将测量数据拟合成理论曲线并计算关于0.03psi的特性时间。
使用圆筒和环形砝码的组合，针对不同的压力(0.1psi、0.3psi、0.5psi和0.7psi)进行反复测量。关于不同压力的特性溶胀时间可使用方程式Q(t)＝Qmax·(1-e-t/τ)来计算。
芯吸收度
为了测量在所施加的压力下吸水性聚合物颗粒的总液体吸收量，使用芯吸收度。装置在图15中示出。
将配有玻璃的出口管的500ml玻璃瓶(90)(标度分格为100mL，高度为26.5cm)中填满500ml的盐水溶液(0.9重量％)。玻璃瓶的底端具有一个开口，其通过柔性软管(91)连接至Plexiglas板。
将连接至计算机的天平(92)放于Plexiglas挡板上(面积为20x26cm2，高度为6cm)。然后在天平上放置玻璃瓶。
将Plexiglas板(93)(面积：11x11cm2，高度：3.5cm)放在升降台上。将直径为7cm、高度为0.45cm的多孔P1玻璃熔块液密封地内嵌于Plexiglas板中，即流体通过所述熔块的孔流出而不是经由Plexiglas板和烧熔块之间的边缘流出。Plexiglas管穿过Plexiglas板的外壳进入Plexiglas板的中心直至所述熔块以确保流体的运输。然后流体管通过柔性软管(长度为35cm，外径为1.0cm，内径为0.7cm)连接至玻璃瓶(90)。
使用升降台将熔块的上侧调整至玻璃瓶底端水平，以确保测量期间从玻璃瓶至测试装置的连续的大气液体通量(an always atmospheric flux of fluid)。调整熔块的上侧，以使其表面潮湿但在熔块上没有浮于表面的水膜。
在每次运行前玻璃瓶(90)中的液体为500mL。
向底部配有400目(36μm)的Plexiglas圆筒(95)(外径为7cm；内径为6cm；高度为16cm)中放入26g的吸水性聚合物颗粒。吸水性聚合物颗粒的表面是平滑的。填充水平为约1.5cm。将0.3psi(21.0g/cm2)的砝码(96)放在吸水性聚合物颗粒的顶部。
将Plexiglas圆筒放置于(湿润的)熔块上并开始记录电子数据。天平重量的减少记录为时间的函数。这显示在某个时间多少盐水溶液被吸水性聚合物颗粒的溶胀凝胶吸收。每10秒自动采集数据。在0.3psi(21.0g/cm2)下对每个样品进行测试120分钟。每个26g样品吸收的盐水溶液的总量为总液体吸收量。
负载下的再湿润(RUL)
测试确定了流体吸收制品在多次单独的浸湿后接着在0.7psi(49.2g/cm2)压力下维持10分钟之后所释放的流体的量。通过流体吸收制品在压力下释放的流体量测定负载下的再湿润。负载下的再湿润于每次浸湿之后测定。
将流体吸收制品以无纺面朝上的方式夹在检验台上。根据待测试的尿布的类型和性别，对浸湿点作标记(即在用于女孩的芯的中心，在男女通用的芯的前端2.5cm处，在用于男孩的芯的前端5cm处)。将具有中心开口(直径2.3cm)(带有有机玻璃管)的3.64kg环形砝码(直径10cm)放置于先前标记的浸湿点上。
对于初次浸湿，向有机玻璃管中一次性注入100g的盐水溶液(0.9重量％)。记录流体吸收制品充分吸收流体所需的时间总和。经过10分钟后，移除负载，将直径为9cm且已知干燥重量(W1)的10张滤纸叠加地放置在流体吸收制品的浸湿点上方。在滤纸顶部，加上直径为8cm的2.5kg砝码。经过2分钟后，移除砝码，再次称重滤纸，得到湿重值(W2)。
负载下的再湿润计算如下：
RUL［g]＝W2-W1
对于第二次浸湿的负载下的再湿润，重复初次浸湿的步骤。使用50g的盐水溶液(0.9重量％)和20张滤纸。
对于第三次及其后的浸湿的负载下的再湿润，重复初次浸湿的步骤。对于随后第三次、第四次和第五次浸湿中的每一次，均使用50g的盐水溶液(0.9重量％)且分别使用30、40和50张滤纸。
再湿润值(RV)
该测试是由多次浸湿盐水溶液(0.9重量％)构成的。通过流体吸收制品在压力下释放的流体量来测定再湿润值。在每次浸湿之后测定再湿润。
将流体吸收制品以无纺面朝上的方式夹在检验台上，根据待测试的尿布的类型和性别，对浸湿点作标记(即在用于女孩的芯的中心处，在男女通用的芯的前端2.5cm处，在用于男孩的芯的前端5cm处)。将分液漏斗放置在流体吸收制品上方，以使滤嘴位于被标记的浸湿点的正上方。
对于初次浸湿，经由漏斗将100g的盐水溶液(0.9重量％)一次性地注入流体吸收制品。液体允许被吸收10分钟，之后将直径为9cm且已知干燥重量(D1)的10张滤纸叠加地放置在流体吸收制品的浸湿点上方。在滤纸顶部，加上直径为8cm的2.5kg砝码。经过2分钟后，移除砝码，再次称重滤纸，得到湿重值(D2)。
再湿润值计算如下：
RV［g]＝D2-D1
对于第二次浸湿的再湿润，重复初次浸湿的步骤。使用50g的盐水溶液(0.9重量％)和20张滤纸。
对于第三次及其之后的浸湿的再湿润，重复初次浸湿的步骤。对于随后第三次、笫四次和第五次浸湿中的每一次，均使用50g的盐水溶液(0.9重量％)且分别使用30、40和50张滤纸。
EDANA测试方法可例如从EDANA，Avenue Eugene Plasky 157，B-1030 Brussels，Belgium获得。
实施例
基础聚合物的制备
实施例1
该方法在一个带有集成流化床(27)和外部流化床(29)的并流喷雾干燥设备中进行，如图1所示。喷雾干燥器(5)的圆柱部分的高度为22m且直径为3.4m。内部流化床(IFB)的直径为3m且堰高度为0.25m。外部流化床(EFB)的长度为3.0m，宽度为0.65m且堰高度为0.5m。
干燥气体通过位于喷雾干燥器顶部的气体分配器(3)进料。干燥气体通过滤袋器(9)和冷凝柱(12)部分地再循环(干燥气体回路)。干燥气体为包含1体积％至4体积％的残余氧气的氮气：在聚合开始之前，在干燥气体回路中充入氮气，直到残余氧气为4体积％以下。喷雾干燥器(5)的圆柱部分中的干燥气体的气体速度为0.8m/s。喷雾干燥器内的压力比环境压力低4毫巴。
喷雾干燥器出口温度在圆柱部分的端部围绕圆周的三个点处进行测量，如图3所示。三次单独测量(47)用于计算平均的圆柱喷雾干燥器出口温度。将干燥气体回路加热，开始计量加入单体溶液。从此时起，通过热交换器(20)调节气体入口温度，将喷雾干燥器出口温度控制为117℃。
产物聚集在内部流化床(27)中直到达到堰高度。温度为122℃且相对湿度为4％的经调节的内部流化床气体通过管线(25)进料至内部流化床(27)中。内部流化床(27)中的内部流化床气体的气体速度为0.80m/s。产物的滞留时间为120min。
将喷雾干燥器废气在袋滤器(9)中过滤并送至冷凝柱(12)进行骤冷/冷却。通过控制冷凝柱(12)内部的(恒定的)填充水平，将过量的水泵出冷凝柱(12)。冷凝柱(12)内的水通过热交换器(13)冷却，并经由骤冷喷嘴(11)与气体逆流泵送，使得冷凝柱内部的温度为45℃。通过计量加入氢氧化钠溶液洗去丙烯酸蒸汽，将冷凝柱(12)内部的水设定为碱性pH。
将冷凝柱废气分流至干燥气体入口管(1)和经调节的内部流化床气体(25)。通过热交换器(20)和(22)控制气体温度。将热的干燥气体通过气体分配器(3)进料至并流喷雾干燥器。气体分配器(3)由一系列板组成，所述板根据干燥气体的量提供2至4mbar的压力降。
将产物由内部流化床(27)经旋转阀(28)排入至外部流化床(29)。温度为60℃的经调节的外部流化床气体经管线(40)进料至外部流化床(29)。外部流化床气体为空气。外部流化床(29)中的外部流化床气体的气体速度为0.8m/s。产物的滞留时间为1min。
产物由外部流化床(29)经旋转阀(32)排入至筛(32)。所述筛(33)用于筛除粒径大于800μm的筛渣/团块。
通过使丙烯酸首先与3重乙氧基化三丙烯酸甘油酯(内部交联剂)然后与37.3重量％的丙烯酸钠溶液混合来制备单体溶液。通过使用热交换器和在回路中泵送，将所得单体溶液的温度控制到10℃。在泵后，在回路中使用筛目尺寸为250μm的过滤装置。借助静态混合器(41)和(42)经管线(43)和(44)将引发剂计量加入至液滴化器上游的单体溶液中，如图1所示。经管线(43)加入温度为20℃的过二硫酸钠溶液，并且经管线(44)加入［2，2’-偶氮双［2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐溶液和温度为5℃的Bruggolite FF7。将各引发剂在回路中进行泵送，并经控制阀计量加入至各液滴化器装置中。在静态混合器(42)之后使用筛目尺寸为140μm的第二过滤器装置。为将单体溶液计量加入至喷雾干燥器的顶部，使用三个液滴化器装置，如图4所示。
液滴化器装置由具有用于液滴化器盒(53)的开口的外管(51)组成，如图5所示。液滴化器盒(53)与内管(52)相连接。可在该方法操作期间将端部具有PTFE挡板(54)作为密封件的内管(53)推入和推出外管(51)以达到保持的目的。
通过流动通道(59)中的水将液滴化器盒(61)的温度控制在8℃，如图6所示。液滴化器盒(61)具有256个直径为170μm的孔，孔间距为15mm。液滴化器盒(61)由流动通道(60)和液滴板(57)组成，所述流动通道基本上没有用于均匀分布预混的单体和引发剂溶液的静止体积。液滴板(57)具有成角度的构造，角度为3°。液滴板由不锈钢制成并且长度为630mm，宽度为128mm且厚度为1mm。
喷雾干燥器的进料由以下物质组成：10.45重量％的丙烯酸、33.40重量％的丙烯酸钠、0.018重量％的3重乙氧基化三丙烯酸甘油酯、0.072重量％的［2，2’-偶氮双［2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐溶液、0.0029重量％的Bruggolite FF7(水中浓度为5重量％)、0.054重量％的过二硫酸钠溶液(水中浓度为15重量％)以及水。中和度为71％。每孔进料为1.6kg/h。
聚合物颗粒(基础聚合物A1)具有以下特征和吸收特性：
CRC为40.2g/g
AUNL为51.8g/g
AUL为22.4g/g
AUHL为8.2g/g
孔隙率为22.3％
可提取物为4.3重量％
残余单体为12161ppm
含水量为6.1重量％
涡流时间为67s
所得聚合物颗粒的堆积密度为68g/100ml，平均粒径为407μm。
实施例2
重复实施例1，不同之处在于在实验室犁头混合器中将15重量％的水喷在聚合物颗粒上之后，将所得的残余单体含量为12161ppm的聚合物颗粒在塑料瓶中在实验室烘箱内在90℃下进行去单体化，历时60分钟。因此，残余单体的含量降低至256ppm，且含水量增加至17.5重量％。
聚合物颗粒(基础聚合物B1)具有以下特征和吸收特性：
CRC为33.1g/g
AUNL为42.3g/g
AUL为17.0g/g
AUHL为8.1g/g
孔隙率为21.7％
可提取物为8.2重量％
残余单体为256ppm
含水量为17.5重量％
涡流时间为54s
实施例3
重复实施例1，不同之处在于：喷雾干燥器的进料是由0.036重量％的［2，2’-偶氮双［2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐组成；经调节的内部流化床气体的温度为122℃且相对湿度为4％；以及产物在内部流化床中的滞留时间为120min。
聚合物颗粒(基础聚合物C1)具有以下特征和吸收特性：
CRC为39.5g/g
AUNL为51.4g/g
AUHL为9.0g/g
孔隙率为23.2％
残余单体为1581ppm
含水量为10.9重量％
基础聚合物的表面后交联
实施例4
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入在实施例1中制备的残余单体含量为12161ppm的1200g吸水性聚合物颗粒(基础聚合物A1)。通过在烧杯中混合如表1所述的60g表面交联剂和60g去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到140℃。140℃下再混合80分钟(其中每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表1中。
所得的与碳酸亚乙酯表面后交联的聚合物颗粒的堆积密度为69.0g/100ml，平均粒径(APD)为481μm，粒径分布(PDD)为0.28，且平均球形度为0.82。
实施例5
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入如表2所述的具有不同的残余单体含量的1200g吸水性聚合物颗粒。通过在烧杯中混合30g的碳酸亚乙酯和30g的去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由Gebrüder Maschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到150℃。150℃下再混合80分钟(其中每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表2中。
所得的基于基础聚合物A1的聚合物颗粒的堆积密度为68.0g/100ml，平均粒径(APD)为397μm，粒径分布(PDD)为0.38，且平均球形度为0.87。
所得的基于基础聚合物B1的聚合物颗粒的堆积密度为64.7g/100ml，平均粒径(APD)为553μm，粒径分布(PDD)为0.25，且平均球形度为0.74。
所得的基于基础聚合物C1的聚合物颗粒的堆积密度为69.8g/100ml，平均粒径(APD)为377μm，粒径分布(PDD)为0.42，且平均球形度为0.86。
实施例6
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入如表3所述的具有不同的残余单体含量的1200g吸水性聚合物颗粒。通过在烧杯中混合30g的碳酸亚乙酯和60g的去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由Gebrüder Maschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到140℃。140℃下再混合80分钟(其中个每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表3中。
所得的基于基础聚合物A1的聚合物颗粒的堆积密度为65.6g/100ml，平均粒径(APD)为450μm，粒径分布(PDD)为0.32，且平均球形度为0.82。
所得的基于基础聚合物B1的聚合物颗粒的堆积密度为64.7g/100ml，平均粒径(APD)为564μm，粒径分布(PDD)为0.22，且平均球形度为0.75。
所得的基于基础聚合物C1的聚合物颗粒的堆积密度为70.3g/100ml，平均粒径(APD)为399μm，粒径分布(PDD)为0.36，且平均球形度为0.84。
实施例7
该方法在带有集成流化床(27)和外部流化床(29)的并流喷雾干燥设备中进行，如图1所示。喷雾干燥器(5)的圆柱部分的高度为22m且直径为3.4m。内部流化床(IFB)的直径为3m且堰高度为0.25m。
干燥气体通过位于喷雾干燥器顶部的气体分配器(3)进料。干燥气体通过滤袋器(9)和冷凝柱(12)部分地再循环(干燥气体回路)。可使用任何其他过滤器和/或旋风分离器代替滤袋器(9)。干燥气体为包含1体积％至4体积％的残余氧气的氮气：在聚合开始之前，在干燥气体回路中填充氮气，直到残余氧气为4体积％以下。喷雾干燥器(5)的圆柱部分中的干燥气体的气体速度为0.8m/s。喷雾干燥器内的压力比环境压力低4mbar。
喷雾干燥器出口温度在圆柱部分的端部围绕圆周的三个点处进行测量，如图3所示。三次单独测量(47)用于计算平均的圆柱喷雾干燥器出口温度。加热干燥气体回路，并开始计量加入单体溶液。从此时起，通过热交换器(20)调节气体入口温度，将喷雾干燥器出口温度控制为118℃。气体入口温度为167℃，干燥气体的水蒸气含量为0.058kg水蒸汽/kg干燥气体。
产物聚集在内部流化床(27)中直到达到堰高度。温度为104℃、水蒸汽含量为0.058或0.130kg水蒸汽/kg干燥气体的经调节的内部流化床气体通过管线(25)进料至内部流化床(27)。内部流化床(27)中的内部流化床气体的气体速度为0.65m/s。产物的滞留时间为150min。内部流化床中的吸水性聚合物颗粒的温度为82℃。
将喷雾干燥器废气在袋滤器(9)中过滤并送至冷凝柱(12)进行骤冷/冷却。通过控制冷凝柱(12)中的(恒定的)填充水平，将过量的水泵出冷凝柱(12)。冷凝柱(12)内的水通过热交换器(13)冷却，并通过骤冷喷嘴(11)与气体逆流泵送，使得冷凝柱(12)内部的温度为45℃。通过计量加入氢氧化钠溶液洗去丙烯酸蒸汽，将冷凝柱(12)内部的水设定为碱性pH。
将冷凝柱废气分流至干燥气体入口管(1)和经调节的内部流化床气体(25)。通过热交换器(20)和(22)控制气体温度。热的干燥气体通过气体分配器(3)进料至并流喷雾干燥器。气体分配器(3)由一系列板组成，所述板根据干燥气体的量提供2至4mbar的压力降。
将产物由内部流化床(27)经旋转阀(28)排入至外部流化床(29)。筛(29)用于筛出粒径大于800μm的筛渣/团块。
通过使丙烯酸首先与3重乙氧基化三丙烯酸甘油酯(内部交联剂)然后与37.3重量％的丙烯酸钠溶液混合来制备单体溶液。通过使用热交换器和在回路中泵送，将所得单体溶液的温度控制到10℃。在泵后，在回路中使用筛目尺寸为250μm的过滤器装置。借助静态混合器(41)和(42)经管线(43)和(44)将引发剂计量加入至液滴化器上游的单体溶液中，如图1所示。经管线(43)加入温度为20℃的过二硫酸钠溶液，并且经管线(44)加入［2，2’-偶氮双［2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐溶液和温度为5℃的Bruggolite FF7。在回路中泵送各引发剂并经控制阀计量加入至各液滴化器装置中。在静态混合器(42)之后使用筛目尺寸为140μm的第二过滤器装置。为将单体溶液计量加入至喷雾干燥器的顶部，使用三个液滴化器装置，如图4所示。
液滴化器装置由具有用于液滴化器盒(53)的开口的外管(51)，如图5所示。液滴化器盒(53)与内管(52)相连接。可在该方法操作期间将端部具有PTFE挡板(54)作为密封件的内管(53)推入和推出外管(51)以达到保持的目的。
通过流动通道(59)中的水将液滴化器盒(61)的温度控制在8℃，如图6所示。液滴化器盒(61)具有256个直径为170μm的孔，孔间距为15mm。液滴化器盒(61)由流动通道(60)和液滴板(57)组成，所述流动通道基本上没有用于均匀分布预混的单体和引发剂溶液的静止体积。液滴板(57)具有成角度的构造，角度为3°。液滴板(57)由不锈钢制成，且长度为630mm，宽度为128mm，厚度为1mm。
喷雾干燥器的进料由以下物质组成：10.45重量％的丙烯酸、33.40重量％的丙烯酸钠、0.018重量％的3重乙氧基化三丙烯酸甘油酯、0.036重量％的［2，2’-偶氮双［2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、0.0029重量％的Bruggolite FF7、0.054重量％的过二硫酸钠溶液和水。中和度为71％。每孔进料为1.4kg/h。
分析所得的吸水性聚合物颗粒。结果总结于表4中。
表4：基础聚合物，用于表面后交联反应
实施例8至26
在转速为2000rpm的Schugi(型号Flexomix-160，由HosokawaMicron B.V.，Doetinchem，the Netherlands制造)中，通过使用2或3个圆形喷嘴***(型号Gravity-Fed Spray Set-ups、External Mix Typ SU4、Fluid Cap 60100和Air Cap SS-120，由Spraying Systems Co，Wheaton，Illinois，USA制造)，将基础聚合物7a或7b涂以表面后交联剂溶液，然后经由入口(74)填入并在轴(80)的速度为6rpm的NARA加热器中(型号NPD 5W-18，由GMF Gouda，Waddinxveen，the Netherlands制造)干燥。NARA加热器具有两个轴偏移量为90°的浆(84)和带有两块柔性堰板(77)的固定排出区(75)。每个堰板均具有堰开口，其具有在50％的最小堰高度(79)和在100％的最大堰高度(78)，如图13所示。
底板和NARA浆式干燥器的倾斜角α(82)为约3°。依据约700至750kg/m3的产物密度，NARA加热器的堰高度为50至100％，对应于滞留时间为约40至150min。NARA加热器中的产物温度范围为120至165℃。干燥后，将表面后交联的基础聚合物输送通过NARA冷却器(GMF Gouda，Waddinxveen，the Netherlands)中的排出椎体(81)，以11rpm的转速和145mm的堰高度使表面后交联的基础聚合物冷却至约60℃。冷却后，以150μm的最小分级粒径和710μm的最大分级粒径筛分材料。
预混合且喷涂碳酸亚乙酯、水、UP 818(BASF SE，Ludwigshafen，Germany)和含水乳酸铝(26重量％)，如表6中所概述。含水硫酸铝(26重量％)单独喷涂(喷嘴的位置＝180°)。Al 220(由Dr.Paul Lohmann GmbH，Emmerthal，Germany制造)作为乳酸铝使用。
计量加入至Schugi中的量和涂布条件、条件、制剂以及干燥和冷却步骤的数值总结于表5至6中：
所得聚合物的所有物理性质总结于表7和8中：
实施例27
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入实施例7b中制备的残余单体含量为4000ppm的1200g吸水性聚合物颗粒(基础聚合物)。通过在烧杯中混合如表1所述的12g的3-甲基-2-噁唑烷酮和60g的去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到150℃。150℃下再混合80分钟(其中每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表10中。
所得的与3-甲基-1，3-噁唑烷-2-酮表面后交联的聚合物颗粒的堆积密度为70.4g/100ml且流速为11.5g/s。
实施例28
向实验室犁头混合器(型号MR5、由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入实施例7b中制备的残余单体含量为4000ppm的1200g吸水性聚合物颗粒(基础聚合物)。通过在烧杯中混合如表9所述的6g的3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇和60g的去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到150℃。150℃下再混合80分钟(每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表10中。
所得的与3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇表面后交联的聚合物颗粒的堆积密度为72.2/100ml且流速为12.0g/s。
实施例29
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入实施例7b中制备的残余单体含量为4000ppm的1200g吸水性聚合物颗粒(基础聚合物)。通过在烧杯中混合如表9所述的6g的2-噁唑烷酮和60g的去离子水来制备表面后交联制溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到150℃。150℃下再混合80分钟(其中每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表10中。
所得的与1，3-噁唑烷-2-酮表面后交联的聚合物颗粒的堆积密度为69.7g/100ml且流速为10.8g/s。
实施例30
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入实施例7b中制备的残余单体含量为4000ppm的1200g吸水性聚合物颗粒(基础聚合物)。通过在烧杯中混合如表9所述的6g的3-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮和6g的丙二醇以及60g的去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到165℃。165℃下再混合80分钟(其中每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表10中。
所得的与3-(2-羟乙基)-2-噁唑烷酮和6g的丙二醇表面后交联的聚合物颗粒的堆积密度为67.4g/100ml且流速为10.1g/s。
实施例31
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入实施例7b中制备的残余单体含量为4000ppm的1200g吸水性聚合物颗粒(基础聚合物)。通过在烧杯中混合如表9所述的3g的N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰二胺(XL 552，由Ems Chemie AG；Domat；Switzerland制造)和60g的去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到160℃。160℃下再混合80分钟(其中每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表10中。
所得的与N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)己二酰二胺表面后交联的聚合物颗粒的堆积密度为65.8g/100ml且流速为10.2g/s。
实施例32
向实验室犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中加入实施例7b中制备的残余单体含量为4000ppm的1200g吸水性聚合物颗粒(基础聚合物)。通过在烧杯中混合如表9所述的24g的1.3-二噁烷-2-酮和60g的去离子水来制备表面后交联剂溶液。在200rpm的混合器速度下，借助喷嘴将所述水溶液于一分钟内喷在聚合物颗粒上。继续混合5分钟。移出产物，并转移至另一个犁头混合器(型号MR5，由GebrüderMaschinenbau GmbH；Paderborn；Germany制造)中，所述犁头混合器预先被加热到160℃。160℃下再混合80分钟(其中每10分钟取样一次)后，从混合器中移出产物，并从150至850μm进行筛分。分析样品。结果总结于表10中。
所得的与1.3-二噁烷-2-酮表面后交联的聚合物颗粒的堆积密度为68.4g/100ml且流速为10.5g/s。
比较实施例
AQUASA60SII、AQUASA55XSII、AQUASA60SxII是购自SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO.，LTD的吸水性聚合物颗粒，其通过悬浮聚合方法生产。
535、B7075、T9700、B7055、T8760、M7055N、B7015、M7015N、M7015和7400是购自BASF SE的吸水性聚合物颗粒，其通过捏合机聚合方法生产。
CE1和CE2对应于根据WO 2012/045705 A1的实施例7和实施例26制备的吸水性聚合物颗粒。
CE3对应于根据WO 2013/007819 A1的实施例25制备的吸水性聚合物颗粒。
图16是示出了本发明的吸水性聚合物颗粒相比于具有相同离心保留容量(CRC)的常规吸水性聚合物颗粒具有改善的总液体吸收量的图表。
实施例33
以标准的尿布生产方法制造一种流体吸收制品——尺寸为L的婴儿尿布——包含53重量％的实施例12的表面后交联聚合物：
流体吸收制备包含：
(A)可渗透液体的上层，包含基重为12gsm的纺粘无纺布(三件式覆盖物)。
(B)不能渗透液体的下层，包含透气性聚乙烯薄膜和纺粘无纺布的复合材料。
(C)位于(A)和(B)之间的吸收芯，包含
1)木浆纤维(纤维素纤维)的亲水纤维基质的下部绒毛层，充当除尘层；
2)木浆纤维(纤维素纤维)和表面后交联聚合物的均匀混合物。流体吸收芯具有53重量％的分布式表面后交联聚合物，流体吸收芯内的表面后交联聚合物的量为14.5g。流体吸收芯的尺寸：长度：42cm、前部宽度：12.8cm、裆部宽度：8，4cm、后部宽度：11.8cm。流体吸收芯的密度，对于前部总体平均而言为0.23g/cm3，对于浸湿区域而言为0.29g/cm3，对于后部总体平均而言为0.19g/cm3。流体吸收芯的平均厚度为0.36cm。流体吸收芯由基重为10gsm的纺粘-熔喷-纺粘(SMS)无纺材料包裹。流体吸收芯的基重，对于前部总体平均而言为990g/cm3，对于浸湿区域而言为1130g/cm3，对于后部总体平均而言为585g/cm3。
(D)空气透过粘合采集-分配层，位于(A)和(C)之间，基重为60g/m2；此采集-分配层为矩形，小于尺寸约为212cm2的流体吸收芯。
流体吸收制品的尺寸：长度：51cm、前部宽度：31.8cm、裆部宽度：22.4cm、后部宽度：31.8cm。流体吸收芯的平均重量为38.1g。
流体吸收制品还包含：
a.扁平橡胶松紧带：由氨伦(spandex)型纤维制成的松紧带：2个腿部松紧带和1个套箍松紧带。
b.腿箍(leg cuff)，由合成纤维和显示层组合SMS的无纺材料制得，基重为13至15g/m2，高度为3.0cm。
c.机械封闭体系，具有尺寸为16.9cm x 3.4cm的接合区，以及3.1cm x 5.4cm的柔性(flexiband)封闭带，连接至1.9cm x 2.7cm的钩紧固带。
测定流体吸收制品的负载下的再湿润和再湿润值。结果总结于表12和13中。
实施例34
以标准的尿布生产方法制造一种流体吸收制品——尺寸为L的婴儿尿布——包含49重量％的实施例12的表面后交联聚合物：
流体吸收制品包含与实施例33中相同的组分(A)、(B)和(D)。
吸收芯(C)位于(A)和(B)之间，包含
1)木浆纤维(纤维素纤维)的亲水纤维基质的下部绒毛层，充当除尘层；
2)木浆纤维(纤维素纤维)和表面后交联聚合物的均匀混合物。流体吸收芯含有49重量％的分布式表面后交联聚合物，流体吸收芯内的表面后交联聚合物的量为12.5g。流体吸收芯的尺寸与实施例32中相同。流体吸收芯的密度，对于前部总体平均而言为0.26g/cm3，对于浸湿区域而言为0.27g/cm3，对于后部总体平均而言为0.19g/cm3。流体吸收芯的平均厚度为0.31cm。流体吸收芯由基重为10gsm的纺粘-熔喷-纺粘(SMS)无纺材料包裹。流体吸收芯的基重，对于前部总体平均而言为971g/cm3，对于损伤区域而言为979g/cm3，对于后部总体平均而言为515g/cm3。
流体吸收制品的尺寸与实施例33中相同。流体吸收制品的平均重量为35.7g。
流体吸收制品还包含：
a.如实施例33中的扁平橡胶松紧带
b.如实施例33中的腿箍
c.如实施例33中的机械封闭***
测定流体吸收制品的负载下的再湿润和再湿润值。结果总结于表12和13中。
实施例35
以标准的尿布生产方法制造一种流体吸收制品——尺寸为L的婴儿尿布——包含47.5重量％的实施例12的表面后交联聚合物：
流体吸收制品包含与实施例33中相同的组分(A)、(B)和(D)。
吸收芯(C)位于(A)和(B)之间，包含
1)木浆纤维(纤维素纤维)的亲水纤维基质的下部绒毛层，充当除尘层；
2)木浆纤维(纤维素纤维)和表面后交联基础聚合物的均匀混合物。流体吸收芯含有47.7重量％的分布式表面后交联聚合物，流体吸收芯内的表面后交联聚合物的量为11.5g。流体吸收芯的尺寸与实施例32中相同。流体吸收芯的密度，对于前部总体平均而言为0.24g/cm3，对于浸湿区域而言为0.26g/cm3，对于后部总体平均而言为0.18g/cm3。流体吸收芯的平均厚度为0.32cm。流体吸收芯由基重为10gsm的纺粘-熔喷-纺粘(SMS)无纺材料包裹。流体吸收芯的基重，对于前部总体平均而言为928g/cm3，对于浸湿区域而言为967g/cm3，对于后部总体平均而言为495g/cm3。
流体吸收制品的尺寸与实施例33中相同。流体吸收制品的平均重量为34.8g。
流体吸收制品还包含：
a.如实施例33中的扁平橡胶松紧带
b.如实施例33中的腿箍
c.如实施例33中的机械封闭***
测定流体吸收制品的负载下的再湿润和再湿润值。结果总结于表12和13中。
比较实施例
以标准的尿布生产方法制造一种流体吸收制品——尺寸为L的婴儿尿布——包含52重量％的表面后交联聚合物B7075(BASF SE，Ludwigshafen，Germany)：
流体吸收制品包含与实施例33中相同的组分(A)、(B)和(D)。
吸收芯(C)位于(A)和(B)之间，包含
1)木浆纤维(纤维素纤维)的亲水纤维基质的下部绒毛层，充当除尘层；
2)木浆纤维(纤维素纤维)和表面后交联基础聚合物(B7075)的均匀混合物。流体吸收芯含有52重量％的分布式表面后交联聚合物，流体吸收芯内的表面后交联聚合物的量为14.5g。流体吸收芯的尺寸与实施例32中相同。流体吸收芯的密度，对于前部总体平均而言为0.24g/cm3，对于浸湿区域而言为0.25g/cm3，对于后部总体平均而言为0.19g/cm3。流体吸收芯的平均厚度为0.34cm。流体吸收芯由基重为10gsm的纺粘-熔喷-纺粘(SMS)无纺材料包裹。流体吸收芯的基重，对于前部总体平均而言为1013g/cm3，对于浸湿区域而言为971g/cm3，对于后部总体平均而言为548g/cm3。
流体吸收制品的尺寸于实施例33中相同。流体吸收制品的平均重量为38g。
流体吸收制品还包含：
a.如实施例33中的扁平橡胶松紧带
b.如实施例33中的腿箍
c.如实施例33中的机械封闭***
测定流体吸收制品的负载下的再湿润和再湿润值。结果总结于表12和13中。
表12.负载下的再湿润
表13.再湿润值
实施例表明：与包含不规则形状的表面后交联聚合物颗粒的流体吸收制品相比，包含球形的表面后交联聚合物颗粒的流体吸收制品显现出更好的再湿润性能，甚至当吸收芯中的球形表面后交联聚合物颗粒的负载减少最高达20％时也是这样。

Claims (26)

1.一种用于制备表面后交联吸水性聚合物颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：通过聚合单体溶液形成吸水性聚合物颗粒，所述单体溶液包含
a)至少一种烯键式不饱和单体，其带有酸基团且可至少部分被中和，
b)任选地一种或多种交联剂，
c)至少一种引发剂，
d)任选地一种或多种可与a)中提及的单体共聚的烯键式不饱和单体，
e)任选地一种或多种水溶性聚合物，以及
f)水；
用至少一种表面后交联剂涂覆吸水性聚合物颗粒；以及使经涂覆的吸水性聚合物颗粒进行热表面后交联，其中在涂覆表面后交联剂之前吸水性聚合物颗粒中的残余单体的含量范围为0.1至10重量％，在热表面后交联期间的温度在100至170℃范围内,且在该温度下的滞留时间为至少20分钟；并且其中所述吸水聚合物颗粒具有至少35g/g的离心保留容量，以及
所述表面后交联剂选自碳酸亚烷基酯类、1,3-噁唑烷-2-酮类、双-1,3-噁唑烷-2-酮类和多-1,3-噁唑烷-2-酮类、双-1,3-噁唑烷类和多-1,3-噁唑烷类、2-氧代四氢-1,3-噁嗪类、N-酰基-1,3-噁唑烷-2-酮类、环脲类、双环酰胺缩醛类、氧杂环丁烷类和吗啉-2,3-二酮类。
2.根据权利要求1所述的方法，其中单体溶液包含至少一种交联剂b)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中带有酸基团的烯键式不饱和单体是烯键式不饱和羧酸。
4.根据权利要求1的方法，其中带有酸基团的烯键式不饱和单体是丙烯酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在热表面后交联之前吸水性聚合物颗粒的含水量在3至10重量％的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在涂覆表面后交联剂之前吸水性聚合物颗粒中的残余单体含量在0.25至2.5重量％的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中表面后交联剂为碳酸亚乙酯、3-甲基-1,3-噁唑烷-2-酮、3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇、1,3-噁唑烷-2-酮、3-(2-羟乙基)-1,3-噁唑烷-2-酮、1,3-二噁烷-2-酮或其混合物。
8.根据权利要求1所述的方法，其中热表面后交联期间的温度在140至160℃的范围内。
9.表面后交联吸水性聚合物颗粒，其可根据权利要求1至8中任一项获得。
10.根据权利要求9所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒在高负载下的吸收度为15至50g/g，且离心保留容量和高负载下的吸收度的总和为60至120g/g。
11.根据权利要求9所述的表面后交联吸水性聚合物颗粒，其离心保留容量为35至75g/g，高负载下的吸收度为20至50g/g、可提取成分的水平小于10重量％，且孔隙率为20至40％。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的离心保留容量为40至55g/g。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒在高负载下的吸收度为25至35g/g。
14.根据权利要求9至11中任一项所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的孔隙率为25至30％。
15.根据权利要求9所述的表面后交联吸水性聚合物颗粒，其具有的总液体吸收量为
Y>-500x ln(X)+1880
其中Y[g]是总液体吸收量且X[g/g]是离心保留容量，其中离心保留容量至少为25g/g且液体吸收量至少为30g。
16.根据权利要求15所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的总液体吸收量为
Y>-485x ln(X)+1865
其中Y[g]是总液体吸收量且X[g/g]是离心保留容量。
17.根据权利要求15或16所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的离心保留容量至少为40g/g。
18.根据权利要求15至16中任一项所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的总液体吸收量至少为45g。
19.根据权利要求9所述的表面后交联吸水性聚合物颗粒，其具有的特性溶胀时间的改变率小于0.6，且离心保留容量至少为35g/g，其中特性溶胀时间的改变率为
Z<(τ0.5-τ0.1)/τ0.5
其中Z是特性溶胀时间的改变率，τ0.1是在0.1psi(6.9g/cm2)的压力下的特性溶胀时间且τ0.5是在0.5psi(35.0g/cm2)的压力下的特性溶胀时间。
20.根据权利要求19所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的特性溶胀时间的改变率小于0.4。
21.根据权利要求19或20所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的离心保留容量至少为40g/g。
22.根据权利要求9、11和19中任一项所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的平均球形度为0.80至0.95。
23.根据权利要求9、11和19中任一项所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的堆积密度为0.6至1g/cm3。
24.根据权利要求9、11和19中任一项所述的聚合物颗粒，其中聚合物颗粒的平均粒径为200至550μm。
25.一种流体吸收制品，包含
(A)可渗透液体的上层，
(B)不能渗透液体的下层，以及
(C)位于层(A)和层(B)之间的流体吸收芯，其包含5至90重量％的纤维材料和10至95重量％的权利要求9至24中任一项的吸水性聚合物颗粒，
(D)任选的位于层(A)和层(C)之间的采集-分配层，其包含80至100重量％的纤维材料和0至20重量％的权利要求9至24中任一项的吸水性聚合物颗粒，
(E)任选的紧靠(C)的上方和/或下方放置的薄纱层；以及
(F)其他的任选组分。
26.一种流体吸收制品，其吸收芯内包含权利要求9至24中任一项的吸水性聚合物颗粒以及小于15重量％的纤维材料和/或粘合剂。
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