DE102016100515A1 - Process for producing a foamed polymer (gP) - Google Patents

Process for producing a foamed polymer (gP) Download PDF

Info

Publication number
DE102016100515A1
DE102016100515A1 DE102016100515.0A DE102016100515A DE102016100515A1 DE 102016100515 A1 DE102016100515 A1 DE 102016100515A1 DE 102016100515 A DE102016100515 A DE 102016100515A DE 102016100515 A1 DE102016100515 A1 DE 102016100515A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polymer
formulation
foamed polymer
foamed
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016100515.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Gimmy Alex Fernández Ramirez
Francisco Javier Lopez Villanueva
Marco Krüger
Martin Wendker
Achim Stammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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 BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE102016100515.0A priority Critical patent/DE102016100515A1/en
Publication of DE102016100515A1 publication Critical patent/DE102016100515A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/33—Agglomerating foam fragments, e.g. waste foam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0004—Use of compounding ingredients, the chemical constitution of which is unknown, broadly defined, or irrelevant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/30—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by mixing gases into liquid compositions or plastisols, e.g. frothing with air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/026—Crosslinking before of after foaming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/03—Extrusion of the foamable blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06—CO2, N2 or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

Geschäumte Polymere zeichnen sich vor allem durch ihre hohe spezifische Oberfläche im Vergleich zu Ihrer Masse aus, weshalb sie in der Lage sind, große Mengen an Flüssigkeiten aufzunehmen. Im Allgemeinen werden solche Materialien auch als „superabsorbierend” bezeichnet. Geschäumte Polymere eignen sich daher unter Anderem hervorragend als Material in Hygieneartikeln zur Aufnahme von Körperflüssigkeiten wie beispielsweise Windeln. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Polymers (gP) werden Abfallreste, die bei der Verarbeitung des geschäumten Polymers (gP) anfallen, in partikulärer Form den Ausgangsmaterialien zugegeben und erneut aufgeschäumt.Foamed polymers are characterized mainly by their high specific surface area compared to their mass, which is why they are able to absorb large quantities of liquids. In general, such materials are also referred to as "superabsorbent". Foamed polymers are therefore, inter alia, excellent as a material in hygiene articles for the absorption of body fluids such as diapers. In the process of producing a foamed polymer (gP) according to the present invention, waste residues resulting from the processing of the foamed polymer (gP) are added in particulate form to the starting materials and re-foamed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Polymers (gP) sowie das durch dieses Verfahren erhältliche geschäumte Polymer (gP).The present invention relates to a process for producing a foamed polymer (gP) and to the foamed polymer (gP) obtainable by this process.

Geschäumte Polymere zeichnen sich vor allem durch ihre hohe spezifische Oberfläche im Vergleich zu Ihrer Masse aus, weshalb sie in der Lage sind, große Mengen an Flüssigkeiten aufzunehmen. Im Allgemeinen werden solche Materialien auch als „superabsorbierend” bezeichnet. Geschäumte Polymere eignen sich daher unter Anderem hervorragend als Material in Hygieneartikeln zur Aufnahme von Körperflüssigkeiten wie beispielsweise Windeln.Foamed polymers are characterized mainly by their high specific surface area compared to their mass, which is why they are able to absorb large quantities of liquids. In general, such materials are also referred to as "superabsorbent". Foamed polymers are therefore, inter alia, excellent as a material in hygiene articles for the absorption of body fluids such as diapers.

Die Herstellung und Verwendung von Flüssigkeits-absorbierenden Polymerschäumen wurde im Stand der Technik bereits beschrieben. US 5,328,925 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines superabsorbierenden Polymerschaums, in dem wasserlösliche, olefinisch ungesättigte Monomere mit Carboxygruppen in Anwesenheit eines Quervernetzers polymerisiert werden. Das superabsorbierende Polymer wird durch Einleiten eines wasserunlöslichen Gases bei erhöhten Temperaturen oder reduziertem Druck sowie durch Polymerisierung erhalten und anschließend aufgeschäumt. In der Beschreibung von US 5,328,925 wird darauf hingewiesen, dass das aufgeschäumte Polymermaterial zunächst zu Blöcken zurechtgeschnitten wird, um Materialfehler im Randbereich des Schaums auszuschließen. Das entfernte Polymermaterial ist dabei ein Abfallprodukt, das keine weitere Verwendung findet.The preparation and use of liquid-absorbent polymer foams has already been described in the prior art. US 5,328,925 discloses a process for producing a superabsorbent polymer foam in which water-soluble, olefinically unsaturated monomers having carboxyl groups are polymerized in the presence of a cross-linker. The superabsorbent polymer is obtained by introducing a water-insoluble gas at elevated temperatures or reduced pressure and by polymerization, and then foamed. In the description of US 5,328,925 It should be noted that the foamed polymeric material is first cut into blocks to eliminate material defects in the periphery of the foam. The removed polymer material is a waste product, which finds no further use.

US 7,923,479 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zu Herstellung von superabsorbierendem Polymerschaum durch Polymerisierung eines monoolefinisch ungesättigten Monomers mit Carboxygruppen oder eines Grundpolymers mit einem Quervernetzer in Anwesenheit einer superabsorbierenden Synthese- und/oder Fruchtfaser. Dabei wird zunächst ein Inertgas bei einem Druck von 2 bis 400 bar und bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 100°C in der wässrigen Reaktionslösung dispergiert und das Reaktionsgemisch anschließend aufgeschäumt. Auch dort wird das beim Zurechtschneiden in Formen entstehende Abfallprodukt nicht wiederverwertet. US 7,923,479 also describes a process for producing superabsorbent polymer foam by polymerizing a monoolefinically unsaturated monomer having carboxy groups or a base polymer with a crosslinker in the presence of a superabsorbent synthetic and / or fruit fiber. In this case, an inert gas is first dispersed at a pressure of 2 to 400 bar and at temperatures between room temperature and 100 ° C in the aqueous reaction solution and the reaction mixture is then foamed. Even there, the waste product that forms when cutting into shapes is not recycled.

Die Wiederverwertung von kompakten nicht geschäumten Polymerpartikeln wird beispielsweise in EP 0 513 780 beschrieben. In dem dort offenbarten Verfahren zur Herstellung eines Polymers, das wässrige Fluide absorbieren kann, entsteht ein sehr feinkörniges Nebenprodukt während der Formgebung des Polymers. Dieses feinkörnige polymere Nebenprodukt wird in die Lösung mit den Ausgangsmaterialien zurückgeführt. Als besonders geeignete Polymere werden in der Beschreibung quervernetzte Polymere von Polyacrylsäure, Natriumpolyacrylat oder Copolymere davon angeführt, die mit einem Polyvinyl-Monomer quervernetzt sind. Es wird allerdings nicht beschrieben, dass das Polymer auch aufgeschäumt wird und dass Überreste beim Verarbeiten dieses Polymerschaums zerkleinert und als Polymerpartikel wiederverwertet werden können.The recycling of compact unfoamed polymer particles is described, for example, in US Pat EP 0 513 780 described. In the process disclosed herein for producing a polymer which can absorb aqueous fluids, a very fine-grained by-product is formed during the molding of the polymer. This fine-grained polymeric by-product is recycled to the solution with the starting materials. Particularly suitable polymers in the specification are crosslinked polymers of polyacrylic acid, sodium polyacrylate or copolymers thereof, which are crosslinked with a polyvinyl monomer. However, it is not described that the polymer is also foamed and that residues can be crushed during processing of this polymer foam and recycled as polymer particles.

US 5,064,582 beschreibt in sehr ähnlicher Weise ein Verfahren zur Herstellung eines kompakten Polymers, bei dem ein feinkörniges kompaktes polymeres Nebenprodukt entsteht. Dieses feinkörnige Polymer wird zunächst in einem Behälter mit Wasser benetzt, dabei zumindest teilweise hydratisiert und anschließend in den Behälter mit den Ausgangsmaterialien zurückgeführt. Das Polymer wurde dabei aus wasserlöslichen, α,β-ungesättigten Monomeren von Mono- und Polycarbonsäuren oder von Acrylamid sowie einem Quervernetzer hergestellt. Auch hier wird nicht die Wiederverwendung von Resten, die bei der Verarbeitung des Polymers erhalten werden, beschrieben. US 5,064,582 describes in a very similar manner a process for the preparation of a compact polymer in which a fine-grained compact polymeric by-product is formed. This fine-grained polymer is first wetted in a container with water, thereby at least partially hydrated and then returned to the container with the starting materials. The polymer was prepared from water-soluble, α, β-unsaturated monomers of mono- and polycarboxylic acids or acrylamide and a crosslinker. Again, the reuse of residues obtained in the processing of the polymer is not described.

In US 7,910,688 wird ebenfalls ein Verfahren zur Wiederverwendung von superabsorbierenden Polymerpartikeln beschrieben, in dem Polymerpartikel mit einem Ätzmittel behandelt und anschließend in eine Lösung mit polymerisierbarem Material geführt werden. Die Polymerpartikel wurden dabei aus olefinisch ungesättigten Monomeren mit Carbonsäuregruppen in Anwesenheit eines Quervernetzers hergestellt. Die Aufschäumung des Polymers sowie die Wiederverwertung der anfallenden Nebenprodukte in der Reaktionslösung als Polymerpartikel wird hier nicht erwähnt.In US 7,910,688 Also, a method of reusing superabsorbent polymer particles is described by treating polymer particles with an etchant and then passing them into a solution of polymerizable material. The polymer particles were prepared from olefinically unsaturated monomers with carboxylic acid groups in the presence of a cross-linker. The foaming of the polymer and the recycling of the resulting by-products in the reaction solution as polymer particles is not mentioned here.

Nachteilig an den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren ist folglich, dass bei der Verarbeitung von Polymerschaum entstehendes Abfallprodukt nicht wiederverwendet wird. Abfallprodukt fällt beispielsweise durch das Zurechtschneiden des Polymerschaums in Formgebungsprozessen an. Da ein Teil des Polymerschaums entsorgt werden muss, wird folglich auch insgesamt mehr Ausgangsmaterial benötigt. Dies erhöht zum Einen die Verfahrenskosten und generiert zum Anderen zusätzliche Kosten durch die Entsorgung der Polymerschaumreste.A disadvantage of the method described in the prior art, therefore, is that in the processing of polymer foam resulting waste product is not reused. Waste product is obtained, for example, by trimming the polymer foam in shaping processes. As a part of the polymer foam must be disposed of, therefore, more total starting material is needed. On the one hand, this increases the process costs and, on the other hand, generates additional costs due to the disposal of the polymer foam residues.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war damit die Bereitstellung eines Verfahrens, das die entstehenden Abfallreste an Polymerschaum in vorteilhafter Weise wiederverwendet. Das Verfahren soll einfach und kostengünstig durchführbar sein und eine hohe Rückführrate an polymeren Abfällen ermöglichen. The object of the present invention was thus to provide a method which reuses the resulting waste residues of polymer foam in an advantageous manner. The process should be simple and inexpensive to carry out and allow a high rate of recycling of polymeric waste.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Polymers (gP) umfassend die folgenden Schritte:

  • i) Bereitstellen einer wässrigen Formulierung (F) enthaltend die Komponenten (A) mindestens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus olefinisch einfach ungesättigten Carbonsäuren und olefinisch einfach ungesättigten Carboxylaten, (B) mindestens einen Quervernetzer, (C) mindestens ein geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form, (D) mindestens ein Tensid,
  • ii) Überführung der in Verfahrensschritt i) bereitgestellten Formulierung (F) in eine Rotor-Stator-Vorrichtung und Einbringen eines Gases (G) in die Formulierung (F) unter Erhalt einer Dispersion (M),
  • iii) Radikalische Polymerisation der Dispersion (M) durch Zugabe eines Initiators (I) in der Rotor-Stator-Vorrichtung unter Erhalt eines Polymers (P),
  • iv) Ausführen des Polymers (P) aus der Rotor-Stator-Vorrichtung über eine Öffnung unter Erhalt eines geschäumten Polymers (gP).
This object is achieved by a method for producing a foamed polymer (gP) comprising the following steps:
  • i) providing an aqueous formulation (F) comprising the components (A) at least one monomer selected from the group consisting of olefinically monounsaturated carboxylic acids and olefinically monounsaturated carboxylates, (B) at least one crosslinker, (C) at least one foamed polymer ( gP) in particulate form, (D) at least one surfactant,
  • ii) transferring the formulation (F) provided in process step i) into a rotor-stator device and introducing a gas (G) into the formulation (F) to obtain a dispersion (M),
  • iii) free radical polymerization of the dispersion (M) by adding an initiator (I) in the rotor-stator device to obtain a polymer (P),
  • iv) passing the polymer (P) from the rotor-stator device through an opening to give a foamed polymer (gP).

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Polymers (gP) werden Abfallreste, die bei der Verarbeitung des geschäumten Polymers (gP) anfallen, in partikulärer Form den Ausgangsmaterialien zugegeben und erneut aufgeschäumt. Dadurch können die Ausgangsmaterialien zur Herstellung des geschäumten Polymers (gP) effizienter und sparsamer eingesetzt werden, was die Kosten des gesamten Verfahrens verringert. Zudem vermindert sich durch das erfindungsgemäße Verfahren die Abfallmenge signifikant, was Kosten bei der Entsorgung reduziert.In the process of producing a foamed polymer (gP) according to the present invention, waste residues resulting from the processing of the foamed polymer (gP) are added in particulate form to the starting materials and re-foamed. As a result, the starting materials for producing the foamed polymer (gP) can be used more efficiently and more sparingly, which reduces the cost of the entire process. In addition, the amount of waste reduced significantly by the inventive method, which reduces costs in disposal.

Verfahrensschritt i)Process step i)

In Verfahrensschritt i) wird eine Formulierung (F) bereitgestellt, die die folgenden Komponenten enthält:

  • (A) mindestens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus olefinisch einfach ungesättigten Carbonsäuren und olefinisch einfach ungesättigten Carboxylaten,
  • (B) mindestens einen Quervernetzer,
  • (C) mindestens ein geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form,
  • (D) mindestens ein Tensid.
In method step i), a formulation (F) is provided which contains the following components:
  • (A) at least one monomer selected from the group consisting of olefinically monounsaturated carboxylic acids and olefinically monounsaturated carboxylates,
  • (B) at least one cross-linker,
  • (C) at least one foamed polymer (gP) in particulate form,
  • (D) at least one surfactant.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellte Formulierung (F) wird in einem geeigneten Lösungsmittel in einem Behälter mit Rührfunktion vorgelegt. Geeignete Lösungsmittel sind Lösungsmittel, in denen das mindestens eine Monomer (A) und der mindestens eine Quervernetzer (B) löslich sind oder mit denen das mindestens eine Monomer (A) und der mindestens eine Quervernetzer (B) gut mischbar sind. Des Weiteren sollte das erhaltene Polymer (P) im Lösungsmittel unlöslich sein. Als Lösungsmittel kann beispielsweise Wasser eingesetzt werden. Es ist weiterhin auch möglich, Mischungen von Wasser mit einem Alkohol wie Methanol oder Ethanol zu verwenden. Bevorzugt wird jedoch nur Wasser als Lösungsmittel eingesetzt.The formulation (F) provided in the process according to the invention is initially charged in a suitable solvent in a container with a stirring function. Suitable solvents are solvents in which the at least one monomer (A) and the at least one crosslinker (B) are soluble or with which the at least one monomer (A) and the at least one crosslinker (B) are readily miscible. Furthermore, the obtained polymer (P) should be insoluble in the solvent. As a solvent, for example, water can be used. It is also possible to use mixtures of water with an alcohol such as methanol or ethanol. Preferably, however, only water is used as the solvent.

Die Formulierung (F) enthält mindestens ein Monomer (A). Unter „mindestens ein Monomer (A)” werden erfindungsgemäß sowohl genau ein Monomer (A), als auch Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen Monomeren (A) verstanden.The formulation (F) contains at least one monomer (A). By "at least one monomer (A)" is meant according to the invention both exactly one monomer (A) and also mixtures of two or more different monomers (A).

Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte, mindestens eine Monomer (A) ist im Allgemeinen eine wasserlösliche, monoolefinisch ungesättigte Carbonsäure oder ein wasserlösliches, monoolefinisch ungesättigtes Carboxylat und ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Alkali-Acrylaten und Alkali-Methacrylaten. Die Alkali-Acrylate sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium-Acrylat, Natrium-Acrylat und Kalium-Acrylat. Besonders bevorzugt ist das Alkali-Acrylat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium-Acrylat und Kalium-Acrylat. Die Alkali-Methacrylate sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium-Methacrylat, Natrium-Methacrylat und Kalium-Methacrylat. Besonders bevorzugt ist das Alkali-Methacrylat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium-Methacrylat und Kalium-Methacrylat.The at least one monomer (A) used in the process according to the invention is generally a water-soluble, monoolefinically unsaturated carboxylic acid or a water-soluble, monoolefinically unsaturated carboxylate and is preferably selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, alkali acrylates and alkali metal methacrylates. The alkali acrylates are preferably selected from the group consisting of lithium acrylate, sodium acrylate and potassium acrylate. Particularly preferably, the alkali acrylate is selected from the group consisting of sodium acrylate and potassium acrylate. The alkali metal methacrylates are preferably selected from the group consisting of lithium methacrylate, sodium methacrylate and potassium methacrylate. Particularly preferred is the alkali metal methacrylate selected from the group consisting of sodium methacrylate and potassium methacrylate.

Üblicherweise enthält die Formulierung (F) 30 bis 45 Gew.-% des mindestens einen Monomers (A), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der wässrigen Lösung. Bevorzugt enthält die Formulierung (F) 35 bis 40 Gew.-% des mindestens einen Monomers (A), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der wässrigen Lösung.Typically, formulation (F) contains from 30 to 45 weight percent of the at least one monomer (A), based on the total weight of components (A) to (D) in the aqueous solution. Preferably contains the Formulation (F) 35 to 40% by weight of the at least one monomer (A), based on the total weight of components (A) to (D) in the aqueous solution.

Die Formulierung (F) enthält weiterhin mindestens einen Quervernetzer (B), um die vorstehend beschriebenen Monomere (A) zu einem superabsorbierenden Polymer umzusetzen.The formulation (F) further contains at least one crosslinking agent (B) to convert the above-described monomers (A) to a superabsorbent polymer.

Unter „mindestens ein Quervernetzer (B)” werden erfindungsgemäß sowohl genau ein Quervernetzer (B), als auch Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen Quervernetzern (B) verstanden.According to the invention, "at least one crosslinker (B)" means both exactly one crosslinker (B) and mixtures of two or more different crosslinkers (B).

Der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte, mindestens eine Quervernetzer (B) enthält im Allgemeinen mindestens zwei reaktive funktionelle Gruppen, die mit dem Monomer (A) reagieren können. Geeignete Quervernetzer (B) sind dem Fachmann bekannt.The at least one crosslinker (B) used in the process according to the invention generally contains at least two reactive functional groups which can react with the monomer (A). Suitable cross-linking agents (B) are known to the person skilled in the art.

Üblicherweise enthält die Formulierung (F) 0,1 bis 2 Gew.-% des mindestens einen Quervernetzers (B), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der wässrigen Lösung. Bevorzugt enthält die Formulierung (F) 0,7 bis 1,3 Gew.-% des mindestens einen Quervernetzers (B), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der wässrigen Lösung.Usually, formulation (F) contains from 0.1 to 2% by weight of the at least one crosslinker (B), based on the total weight of components (A) to (D) in the aqueous solution. The formulation (F) preferably contains 0.7 to 1.3% by weight of the at least one crosslinker (B), based on the total weight of the components (A) to (D) in the aqueous solution.

Die Formulierung (F) enthält weiterhin mindestens ein geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form (C).Formulation (F) further contains at least one foamed polymer (gP) in particulate form (C).

Unter „mindestens ein geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form (C)” werden erfindungsgemäß sowohl genau ein geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form (C), als auch Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen geschäumten Polymeren (gP) in partikulärer Form (C) verstanden. Unter „partikulär” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Partikelgröße von 10 μm bis 1 mm verstanden.By "at least one foamed polymer (gP) in particulate form (C)" according to the invention, both exactly a foamed polymer (gP) in particulate form (C), and mixtures of two or more different foamed polymers (gP) in particulate form ( C) understood. By "particulate" in the context of the present invention is meant a particle size of 10 μm to 1 mm.

Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte, mindestens eine geschäumte Polymer (gP) in partikulärer Form (C) weist im Allgemeinen eine mittlere Partikelgröße von 10 μm bis 1 mm auf. Bevorzugt beträgt die Partikelgröße 100 μm bis 1 mm, besonders bevorzugt 1 nm bis 1 mm.The at least one foamed polymer (gP) in particulate form (C) used in the process according to the invention generally has an average particle size of from 10 μm to 1 mm. The particle size is preferably 100 μm to 1 mm, particularly preferably 1 nm to 1 mm.

Üblicherweise enthält die Formulierung (F) 5 bis 15 Gew.-% des mindestens einen geschäumten Polymers (gP) in partikulärer Form (C), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der wässrigen Lösung. Bevorzugt enthält die Formulierung (F) 8 bis 12 Gew.-% des mindestens einen geschäumten Polymers (gP) in partikulärer Form (C), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der Lösung.Usually, formulation (F) contains from 5 to 15% by weight of the at least one foamed polymer (gP) in particulate form (C), based on the total weight of components (A) to (D) in the aqueous solution. Preferably, formulation (F) contains 8 to 12% by weight of the at least one foamed polymer (gP) in particulate form (C), based on the total weight of components (A) to (D) in the solution.

Eine genauere Beschreibung des geschäumten Polymers (gP) findet sich nachfolgend bei der Beschreibung zu Verfahrensschritt iv).A more detailed description of the foamed polymer (gP) can be found below in the description of step iv).

Die Formulierung (F) enthält weiterhin mindestens ein Tensid (D) als oberflächenaktive Komponente. Unter „mindestens ein Tensid (D)” werden erfindungsgemäß sowohl genau ein Tensid (D), als auch Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen Tensiden (D) verstanden.The formulation (F) further contains at least one surfactant (D) as a surface-active component. The term "at least one surfactant (D)" according to the invention means both exactly one surfactant (D) and mixtures of two or more different surfactants (D).

Üblicherweise enthält die Formulierung (F) 0,1 bis 0,9 Gew.-% des mindestens einen Tensids (D), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der wässrigen Lösung. Bevorzugt enthält die Formulierung (F) 0,1 bis 0,5 Gew.-% des mindestens einen Tensids (D), bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) im trockenen Zustand.Usually, formulation (F) contains from 0.1 to 0.9% by weight of the at least one surfactant (D), based on the total weight of components (A) to (D) in the aqueous solution. The formulation (F) preferably contains from 0.1 to 0.5% by weight of the at least one surfactant (D), based on the total weight of the components (A) to (D) in the dry state.

Als Komponente (D) können anionische, kationische und nicht-ionische Tenside eingesetzt werden. Der Einsatz von oberflächenaktiven Komponenten in der Formulierung (F) setzt die Oberflächenspannung der Formulierung (F) herab. Hierdurch kann die Formulierung (F) mit einem Gas aufgeschäumt werden.As component (D) it is possible to use anionic, cationic and nonionic surfactants. The use of surface-active components in formulation (F) lowers the surface tension of formulation (F). As a result, the formulation (F) can be foamed with a gas.

Gebräuchliche nicht-ionische Tenside sind beispielsweise ethoxylierte Mono-, Di- und Trialkylphenole, ethoxylierte Fettalkohole sowie Polyalkylenoxide. Neben den ungemischten Polyalkylenoxiden, bevorzugt C2-C4-Alkylenoxiden und phenylsubsitutierten C2-C4-Alkylenoxiden, insbesondere Polyethylenoxiden, Polypropylenoxiden und Poly(phenylethylenoxiden), sind vor allem Blockcopolymerisate, insbesondere Polypropylenoxid- und Polyethylenoxidblöcke oder Poly(phenylethylenoxid)- und Polyethylenoxidblöcke aufweisende Polymerisate, und auch statistische Copolymerisate dieser Alkylenoxide geeignet. Derartige Alkylenoxid-Blockcopolymerisate sind bekannt und im Handel z. B. unter den Namen Tetronice und Pluronic (BASF) erhältlichCommon nonionic surfactants are, for example, ethoxylated mono-, di- and trialkylphenols, ethoxylated fatty alcohols and polyalkylene oxides. In addition to the unmixed polyalkylene oxides, preferably C 2 -C 4 -alkylene oxides and phenylsubstituted C 2 -C 4 -alkylene oxides, in particular polyethyleneoxides, polypropyleneoxides and poly (phenylethyleneoxides), especially block copolymers, in particular polypropylene oxide and polyethylene oxide blocks or poly (phenylethylene oxide) and Polyethylene oxide blocks having polymers, and also random copolymers of these alkylene oxides suitable. Such alkylene oxide block copolymers are known and commercially z. B. under the name Tetronice and Pluronic (BASF) available

Übliche anionische Tenside sind beispielsweise Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C8 bis C12), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (Alkylrest: C12 bis C18) und ethoxylierter Alkylphenole (Alkylreste: C4 bis C12) und von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12 bis C18). Typical anionic surfactants are, for example, alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl radical: C 8 to C 12 ), of sulfuric monoesters of ethoxylated alkanols (alkyl radical: C 12 to C 18 ) and ethoxylated alkylphenols (alkyl radicals: C 4 to C 12 ) and of alkylsulfonic acids ( Alkyl radical: C 12 to C 18 ).

Geeignete kationische Tenside sind beispielsweise C6- bis C18–Alkyl-, Alkylaryl- oder heterozyklische Reste aufweisende, primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Ammoniumsalze, Pyridiniumsalze, Imidazoliniumsalze, Oxozoliniumsalze, Morpholiniumsalze, Propyliumsalze, Sulfoniumsalze und Phosphoniumsalze. Beispielhaft seien Dodecylammoniumacetat oder das entsprechende Sulfat, Disulfate oder Acetate der verschiedenen 2-(N,N,N-Trimethylammonium)ethylparaffinsäure-Ester, N-Cetylpyridiniumsulfat und N-Laurylpyridiniumsalze, Cetyltrimethylammonium-bromid und Natriumlaurylsulfat genannt.Suitable cationic surfactants are, for example, C 6 - to C 18 -alkyl, alkylaryl or heterocyclic radicals, primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, pyridinium salts, imidazolinium salts, oxozolinium salts, morpholinium salts, propylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts. Examples include dodecylammonium acetate or the corresponding sulfate, disulfates or acetates of the various 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethylparaffinsäure esters, N-Cetylpyridiniumsulfat and N-Laurylpyridiniumsalze, cetyltrimethylammonium bromide and sodium lauryl sulfate called.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Formulierung (F) zusätzlich mindestens einen Inhibitor (E). Die Zugabe eines Inhibitors (E) zu der Formulierung (F) verzögert die Polymerisierung und verhindert damit eine vorzeitige Gelbildung, die das Einbringen des Gases (G) in Verfahrensschritt ii) erschweren würde.In a preferred embodiment, the formulation (F) additionally contains at least one inhibitor (E). The addition of an inhibitor (E) to the formulation (F) delays the polymerization and thus prevents premature gelation, which would make it difficult to introduce the gas (G) in process step ii).

Unter „mindestens ein Inhibitor (E)” werden erfindungsgemäß sowohl genau ein Inhibitor (E), als auch Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen Inhibitoren (E) verstanden.The term "at least one inhibitor (E)" according to the invention means both exactly one inhibitor (E) and mixtures of two or more different inhibitors (E).

Geeignete Inhibitoren (E) umfassen beispielsweise Aminoxide wie (2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl (TEMPO), 4-Hydroxy-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl, (4-Hydroxy-TEMPO) oder 4-Acetamido-(2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-ynoxyl (4-Acetamido-TEMPO).Suitable inhibitors (E) include, for example, amine oxides such as (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl) oxyl (TEMPO), 4-hydroxy- (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl) oxyl, (4-hydroxy-TEMPO) or 4-acetamido (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-ynoxyl (4-acetamido-TEMPO).

Für den Fall, dass die Formulierung (F) zusätzlich den mindestens einen Inhibitor (E) enthält, ist der mindestens eine Inhibitor (E) im Allgemeinen in Mengen von 1 bis 40 ppm, bevorzugt in Mengen von 5 bis 30 ppm, besonders bevorzugt in Mengen von 10 bis 20 ppm in der Formulierung (F) enthalten, jeweils bezogen auf die Gesamtstoffmenge an Monomeren (A).In the event that the formulation (F) additionally contains the at least one inhibitor (E), the at least one inhibitor (E) is generally present in amounts of from 1 to 40 ppm, preferably in amounts of from 5 to 30 ppm, more preferably in Amounts of 10 to 20 ppm in the formulation (F), in each case based on the total amount of monomers (A).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Polymers (gP), bei dem die Formulierung (F) zusätzlich mindestens einen Inhibitor (E) enthält.The present invention therefore also provides a process for producing a foamed polymer (gP), in which the formulation (F) additionally comprises at least one inhibitor (E).

Zusätzlich kann die Formulierung (F) auch mindestens einen Initiator (I) enthalten. Dabei sollte in Schritt i) die Menge an Initiator (I) in der Formulierung (F) möglichst gering gehalten werden, um eine vorzeitige Gelbildung zu vermeiden.In addition, formulation (F) may also contain at least one initiator (I). In this case, in step i), the amount of initiator (I) in the formulation (F) should be kept as low as possible in order to avoid premature gelation.

Unter „mindestens ein Initiator (I)” werden erfindungsgemäß sowohl genau ein Initiator (1), als auch Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen Initiatoren (I) verstanden.The term "at least one initiator (I)" according to the invention means both exactly one initiator (1) and mixtures of two or more different initiators (I).

Geeignete Initiatoren (I) sind beispielsweise unter den Handelsnamen Darocur 1173® und Irgacure 2959® erhältlich.Suitable initiators (I) are obtainable for example under the tradenames Darocur 1173 and Irgacure 2959 ® ®.

Eine genauere Beschreibung des mindestens einen Initiators (I) findet sich nachfolgend bei der Beschreibung zu Verfahrensschritt iii).A more detailed description of the at least one initiator (I) can be found below in the description of method step iii).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Polymers (gP), bei dem die Formulierung (F) zusätzlich mindestens einen Initiator (I) enthält.The present invention therefore also provides a process for producing a foamed polymer (gP), in which the formulation (F) additionally comprises at least one initiator (I).

Verfahrensschritt ii)Process step ii)

In Verfahrensschritt ii) wird die in Verfahrensschritt i) bereitgestellte Formulierung (F) in eine Rotor-Stator-Vorrichtung überführt. Beim Eintritt der Formulierung (F) in die Rotor-Stator-Vorrichtung wird ein Gas (G) in die Formulierung (F) eingebracht unter Erhalt einer Dispersion (M).In process step ii), the formulation (F) provided in process step i) is converted into a rotor-stator device. When the formulation (F) enters the rotor-stator device, a gas (G) is introduced into the formulation (F) to give a dispersion (M).

Unter einer Rotor-Stator-Vorrichtung wird erfindungsgemäß im Allgemeinen ein Statorgehäuse sowie ein in dem Statorgehäuse aufgenommener, drehbar gelagerter Rotor verstanden. Rotor-Stator-Vorrichtungen zeichnen sich vor allem dadurch aus, das die Mischqualität von Lösungen, Dispersionen und Emulsionen auf einfache Weise in Abhängigkeit des Volumenstroms sowie der Drehzahl des Rotors eingestellt werden kann. Des Weiteren sind nur kurze Mischzeiten notwendig, um eine praktisch vollständige Durchmischung aller Komponenten zu gewährleisten.According to the invention, a rotor-stator device is generally understood to mean a stator housing and a rotatably mounted rotor housed in the stator housing. Rotor-stator devices are characterized in particular by the fact that the mixing quality of solutions, dispersions and emulsions can be adjusted in a simple manner as a function of the volume flow and the rotational speed of the rotor. Furthermore, only short mixing times are necessary to ensure virtually complete mixing of all components.

Geeignete Rotor-Stator-Vorrichtungen sind beispielsweise Kolloidmühlen, Zahnkranzdispergatoren und Ringspaltmühlen. Suitable rotor-stator devices are, for example, colloid mills, sprocket dispersers and annular gap mills.

Das Gas (G) bildet mit der Formulierung (F) in der Rotor-Stator-Vorrichtung die Dispersion (M).The gas (G) forms the dispersion (M) with the formulation (F) in the rotor-stator device.

Unter einer Dispersion wird erfindungsgemäß ein heterogenes Gemisch zwischen einem Gas mit einer Lösung, Suspension oder Emulsion verstanden, wobei das Gas als disperse Phase (Gasbläschen) innerhalb des Reaktionsgemischs vorliegt. Die Größe der Gasbläschen hängt dabei unter Anderem von der Rührgeschwindigkeit sowie von der Temperatur und dem Druck innerhalb der Rotor-Stator-Vorrichtung ab. Weitere Faktoren, die die Größe der Gasbläschen beeinflussen umfassen die Wahl des Tensids, die Isotropie der Reaktionslösung oder das Verhältnis zwischen der Viskosität des Gases und der Viskosität der flüssigen Reaktionslösung.According to the invention, a dispersion is understood as meaning a heterogeneous mixture between a gas with a solution, suspension or emulsion, the gas being present as a disperse phase (gas bubbles) within the reaction mixture. The size of the gas bubbles depends, inter alia, on the stirring speed and on the temperature and the pressure within the rotor-stator device. Other factors that affect the size of the gas bubbles include the choice of surfactant, the isotropy of the reaction solution or the ratio between the viscosity of the gas and the viscosity of the liquid reaction solution.

Das Gas (G) kann bei verschiedenen Feed-Geschwindigkeiten in die Rotor-Stator-Vorrichtung eingebracht werden. Dabei liegt die Feed-Geschwindigkeit zur Einbringung in die Rotor-Stator-Vorrichtung bevorzugt zwischen 10 und 70 L/h. Besonders bevorzugt liegt die Feed-Geschwindigkeit zur Einbringung des Gases (G) in die Rotor-Stator-Vorrichtung zwischen 15 und 40 L/h.The gas (G) can be introduced into the rotor-stator device at different feed rates. The feed rate for introduction into the rotor-stator device is preferably between 10 and 70 L / h. Particularly preferably, the feed rate for introducing the gas (G) into the rotor-stator device is between 15 and 40 L / h.

Die Einbringung des Gases (G) in die Formulierung (F) erfolgt bei einer Temperatur von 0 bis 30°C, bevorzugt bei einer Temperatur von 5 bis 25°C und besonders bevorzugt von 10 bis 20°C.The introduction of the gas (G) in the formulation (F) takes place at a temperature of 0 to 30 ° C, preferably at a temperature of 5 to 25 ° C and particularly preferably from 10 to 20 ° C.

Des Weiteren erfolgt die Einbringung des Gases (G) in die Formulierung (F) bei einem Druck von 1 bis 30 bar, bevorzugt von 1,5 bis 10 bar und besonders bevorzugt von 1,5 bis 5 bar.Furthermore, the introduction of the gas (G) into the formulation (F) takes place at a pressure of from 1 to 30 bar, preferably from 1.5 to 10 bar and particularly preferably from 1.5 to 5 bar.

Das Gas (G) ist ein inertes, nicht wasserlösliches Gas und reagiert mit keiner der in der Formulierung (F) enthaltenen Komponenten (A) bis (D) sowie gegebenenfalls (E). Geeignete inerte Gase (G) zur Einbringung in die Formulierung (F) sind beispielsweise Stickstoff, Luft, oder Edelgase. Als Gas (G) ist Stickstoff bevorzugt.The gas (G) is an inert, non-water-soluble gas and does not react with any of the components (A) to (D) contained in the formulation (F) and optionally (E). Suitable inert gases (G) for introduction into the formulation (F) are, for example, nitrogen, air or noble gases. Nitrogen is preferred as gas (G).

Verfahrensschritt iii)Process step iii)

Im Verfahrensschritt iii) wird die Dispersion (M) durch Zugabe eines Initiators (I) in der Rotor-Stator-Vorrichtung radikalisch polymerisiert.In process step iii), the dispersion (M) is radically polymerized by adding an initiator (I) in the rotor-stator device.

In der Dispersion (M) sind im Allgemeinen eine Flüssigphase, eine Gasphase und eine Feststoffphase vorhanden. Die radikalische Polymerisationsreaktion findet im Allgemeinen in der Flüssigphase statt.In the dispersion (M), a liquid phase, a gas phase and a solid phase are generally present. The free radical polymerization reaction generally takes place in the liquid phase.

Die Flüssigphase enthält zu Beginn der Polymerisation im Allgemeinen Wasser und die Komponenten (A), (B), (D) und (I). Die Feststoffphase enthält zu Beginn der Polymerisation die Komponente (C). Mit fortschreitender Polymerisation bildet sich das Polymer (P), das dann ebenfalls in der Feststoffphase enthalten ist.The liquid phase generally contains water and the components (A), (B), (D) and (I) at the beginning of the polymerization. The solid phase contains component (C) at the beginning of the polymerization. As the polymerization proceeds, the polymer (P) is formed which is then also contained in the solid phase.

Unter einem Initiator wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine chemische Verbindung verstanden, die dazu in der Lage ist, eine radikalische Polymerisationsreaktion zu starten. Als Initiatoren können dabei organische oder anorganische Radikalstarter eingesetzt werden.In the context of the present invention, an initiator is understood as meaning a chemical compound which is capable of initiating a free-radical polymerization reaction. As initiators, organic or inorganic free-radical initiators can be used.

Geeignete anorganische Radikalstarter als Initiatoren für radikalische Polymerisationsreaktionen sind beispielsweise Alkali-Peroxodisulfate oder Ammoniumperoxodisulfat.Suitable inorganic free-radical initiators as initiators for free-radical polymerization reactions are, for example, alkali peroxodisulfates or ammonium peroxodisulfate.

Geeignete organische Radikalstarter als Initiatoren für radikalische Polymerisationsreaktionen sind beispielsweise Azoverbindungen wie Azobis(isobutyronitril), 1,1'-Azobis(cyclohexanecarbonitrile), 4,4'-Azobis(4-cyanovalerinsäure) oder 2,2'-Azobis(2-methylpropionitril). Weitere geeignete organische Radikalstarter sind beispielsweise Peroxoverbindungen wie Dibenzoylperoxid, di-tert-Butylperoxid, tert-Butylhydroperoxid, tert-Butylperoxybenzoat, tert-Butylperacetat di-tert-Amylperoxid, Methylethylketonperoxid, Laurylperoxid oder aromatische Ketone wie 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon oder 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methyl-propiophenon.Suitable organic radical initiators as initiators for free-radical polymerization reactions are, for example, azo compounds such as azobis (isobutyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) or 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) , Further suitable organic radical initiators are, for example, peroxo compounds such as dibenzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peracetate di-tert-amyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, lauryl peroxide or aromatic ketones such as 2-hydroxy-2-methylpropiophenone or 2- hydroxy-4 '- (2-hydroxyethoxy) -2-methyl-propiophenone.

Der Initiator (I) kann in verschiedenen Feed-Geschwindigkeiten in die Rotor-Stator-Vorrichtung zugeführt werden. Dabei liegt die Feed-Geschwindigkeit zur Zugabe in die Rotor-Stator-Vorrichtung bevorzugt zwischen 40 und 120 g/h. Besonders bevorzugt liegt die Feed-Geschwindigkeit zur Zugabe des Initiators (I) in die Rotor-Stator-Vorrichtung zwischen 50 und 100 g/h.The initiator (I) can be fed into the rotor-stator device at different feed rates. The feed rate for addition to the rotor-stator device is preferably between 40 and 120 g / h. Particularly preferably, the feed rate for adding the initiator (I) into the rotor-stator device is between 50 and 100 g / h.

Der Druck und die Temperatur bei der Zugabe des Initiators (I) in die Rotor-Stator-Vorrichtung gemäß Verfahrensschritt iii) sind im Allgemeinen identisch zu Druck und Temperatur in Verfahrensschritt ii). Folglich erfolgt die Zugabe des Initiators (I) in die Rotor-Stator-Vorrichtung ebenfalls bei einer Temperatur von 0 bis 30°C, bevorzugt bei einer Temperatur von 0 bis 15°C und besonders bevorzugt von 0 bis 5°C sowie bei einem Druck von 1 bis 30 bar, bevorzugt von 1,5 bis 10 bar und besonders bevorzugt von 1,5 bis 5 bar. The pressure and the temperature during the addition of the initiator (I) in the rotor-stator device according to process step iii) are generally identical to pressure and temperature in process step ii). Consequently, the addition of the initiator (I) in the rotor-stator device is also carried out at a temperature of 0 to 30 ° C, preferably at a temperature of 0 to 15 ° C and more preferably from 0 to 5 ° C and at a pressure from 1 to 30 bar, preferably from 1.5 to 10 bar and particularly preferably from 1.5 to 5 bar.

Bei der radikalischen Polymerisierung der Monomere (A) untereinander sowie mit dem Quervernetzer entsteht ein quervernetztes Polymer (P), das im Wesentlichen wasserunlöslich ist. Unter „im Wesentlichen wasserunlöslich” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass das quervernetzte Polymer (P) in Wasser bei 20°C eine Löslichkeit von < 0.1 g/L aufweist.In the radical polymerization of the monomers (A) with each other and with the crosslinker, a crosslinked polymer (P) is formed, which is substantially water-insoluble. In the context of the present invention, "substantially water-insoluble" is understood to mean that the crosslinked polymer (P) has a solubility of <0.1 g / l in water at 20 ° C.

Verfahrensschritt iv)Process step iv)

Im Verfahrensschritt iv) wird das Polymer (P) über eine Öffnung aus der Rotor-Stator-Vorrichtung ausgeführt und dabei aufgeschäumt unter Erhalt des geschäumten Polymers (gP).In process step iv), the polymer (P) is carried out via an opening from the rotor-stator device and thereby foamed to obtain the foamed polymer (gP).

Das Aufschäumen des Polymers (P) unter Erhalt des geschäumten Polymers (gP) erfolgt durch den Druckunterschied zwischen der Rotor-Stator-Vorrichtung und dem Bereich, in den das Polymer ausgeführt wird, da das Volumen des in der Formulierung (F) dispergierten Gases (G) expandiert. Die Rotor-Stator-Vorrichtung weist folglich einen höheren Druck auf, als der Bereich, in den das Polymer ausgeführt wird. Vorzugsweise weist der Bereich, in den das Polymer ausgeführt wird, Atmosphärendruck auf. Unter Atmosphärendruck wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Druck im Bereich von 900 bis 1100 mbar verstanden.The foaming of the polymer (P) to give the foamed polymer (gP) is effected by the pressure difference between the rotor-stator device and the region in which the polymer is carried out, since the volume of the gas dispersed in the formulation (F) ( G) expands. The rotor-stator device thus has a higher pressure than the region in which the polymer is carried out. Preferably, the region in which the polymer is made has atmospheric pressure. In the context of the present invention, atmospheric pressure is understood to mean a pressure in the range from 900 to 1100 mbar.

Das geschäumte Polymer (gP) besteht dabei im Wesentlichen aus einem quervernetzten Polymer von Acrylsäure, Alkali-Acrylat, Methacrylsäure, Alkali-Methacrylat oder Copolymeren dieser Verbindungen. Das Alkalimetallion des quervernetzten Polymers von Alkali-Acrylat ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium-, Natrium- und Kaliumionen. Bevorzugt ist das Alkalimetallion des quervernetzten Polymers von Alkali-Acrylat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium- und Kaliumionen. Das Alkalimetallion des quervernetzten Polymers von Alkali-Methacrylat ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium-, Natrium- und Kaliumionen. Bevorzugt ist das Alkalimetallion des quervernetzten Polymers von Alkali-Methacrylat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium- und Kaliumionen.The foamed polymer (gP) consists essentially of a crosslinked polymer of acrylic acid, alkali acrylate, methacrylic acid, alkali metal methacrylate or copolymers of these compounds. The alkali metal ion of the cross-linked polymer of alkali acrylate is selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium ions. Preferably, the alkali metal ion of the crosslinked polymer of alkali acrylate is selected from the group consisting of sodium and potassium ions. The alkali metal ion of the cross-linked polymer of alkali methacrylate is selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium ions. Preferably, the alkali metal ion of the crosslinked polymer of alkali methacrylate is selected from the group consisting of sodium and potassium ions.

Unter „im Wesentlichen besteht” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf das geschäumte Polymer (gP) verstanden, dass der Feststoffanteil des geschäumten Polymers neben den vorstehend genannten quervernetzten Polymeren maximal 1 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,5 Gew.-% weiterer Komponenten enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht an Feststoffen im geschäumten Polymer (gP). In the context of the present invention, "essentially consisting" in relation to the foamed polymer (gP) is understood to mean that the solids content of the foamed polymer, in addition to the abovementioned crosslinked polymers, is not more than 1% by weight, preferably not more than 0.5% by weight. % of other components, in each case based on the total weight of solids in the foamed polymer (gP).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein geschäumtes Polymer (gP), welches durch das vorliegende Verfahren hergestellt wurde.The present invention thus also provides a foamed polymer (gP) which has been produced by the present process.

Im Anschluss an das Aufschäumen des Polymers (P) kann ein Nachpolymerisierungsschritt erfolgen. Die Nachpolymerisierung kann dabei mit Methoden erfolgen, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise kann der Nachpolymerisierungsschritt durch Bestrahlung des geschäumten Polymers (gP) mit UV-Licht erfolgen.Following the foaming of the polymer (P), a postpolymerization step can take place. The postpolymerization can be carried out by methods which are known in the art. For example, the post-polymerization step can be carried out by irradiation of the foamed polymer (gP) with UV light.

Des Weiteren kann im Anschluss an das Aufschäumen des Polymers (P) ein Trocknungsschritt erfolgen. Ein zusätzlicher Trocknungsschritt ist insbesondere für Verfahren relevant, in denen dicke Schaumschichten aufgetragen werden, so dass eine schnellere Weiterverarbeitung gewährleistet werden kann. Der Trocknungsschritt erfolgt im Allgemeinen bei einer Temperatur von 80 bis 150°C, bevorzugt von 90 bis 130°C und besonders bevorzugt von 110 bis 125°C.Further, following the foaming of the polymer (P), a drying step may be carried out. An additional drying step is particularly relevant for processes in which thick foam layers are applied, so that a faster further processing can be ensured. The drying step is generally carried out at a temperature of 80 to 150 ° C, preferably from 90 to 130 ° C and particularly preferably from 110 to 125 ° C.

Das durch das vorliegende Verfahren erhaltene geschäumte Polymer (gP) zeichnet sich durch einen niedrigen Restgehalt an unreagierten Monomeren (A) aus. Ein zu großer Restgehalt an Monomeren (A) wirkt sich in der Regel negativ auf die Eigenschaften wie beispielsweise die Schaumstabilität des geschäumten Polymers (gP) aus, weshalb die verbleibende Menge an Monomeren (A) möglichst gering gehalten werden sollte. Das durch das vorliegende Verfahren erhaltene, geschäumte Polymer (gP) weist einen Restmonomergehalt von < 100 ppm auf. Bevorzugt weist das Polymer (gP) einen Restmonomergehalt von < 75 ppm auf, besonders bevorzugt von < 50 ppm.The foamed polymer (gP) obtained by the present process is characterized by a low residual content of unreacted monomers (A). Too large a residual monomer content (A) generally has a negative effect on the properties, for example the foam stability of the foamed polymer (gP), which is why the residual amount of monomers (A) should be kept as low as possible. The foamed polymer (gP) obtained by the present process has a residual monomer content of <100 ppm. The polymer (gP) preferably has a residual monomer content of <75 ppm, more preferably of <50 ppm.

Reste des geschäumten Polymers (gP), welche unter anderem in Formgebungsverfahren als Abfallprodukt anfallen, können in einer bevorzugten Ausführungsform zerkleinert und in den Behälter mit Rührfunktion in Verfahrensschritt i) als Komponente (C) eingesetzt werden. In diesem Fall sind die in Verfahrensschritt i) eingesetzte Komponente (C) und das in Verfahrensschritt iv) erhaltene geschäumte, und anschließend zerkleinerte Polymer identisch. Das geschäumte Polymer (gP) kann auf effiziente und schnelle Weise in der Formulierung (F) dispergiert werden, welche dabei die Funktion einer Transportflüssigkeit für die fein dispergierten Polymerpartikel des geschäumten Polymers (gP) hat. Geeignete Mittel zur Zerkleinerung des geschäumten Polymers (gP) sind dem Fachmann bekannt sind beispielsweise Koloidmühlen, Zahnkranzdispergatoren und Ringspaltmühlen. Durch diese Wiederverwendung von polymeren Abfallresten können die Materialkosten des vorliegenden Verfahrens erheblich reduziert werden. Residues of the foamed polymer (gP), which are obtained as waste product inter alia in shaping processes, can be comminuted in a preferred embodiment and used in the container with stirring function in process step i) as component (C). In this case, the component (C) used in method step i) and the foamed and subsequently comminuted polymer obtained in method step iv) are identical. The foamed polymer (gP) can be efficiently and rapidly dispersed in the formulation (F), which has the function of a transport liquid for the finely dispersed polymer particles of the foamed polymer (gP). Suitable agents for comminuting the foamed polymer (gP) are known to the person skilled in the art, for example colloid mills, sprocket dispersers and annular gap mills. This reuse of polymeric waste scraps can significantly reduce the material costs of the present process.

Bevorzugt wird das geschäumte Polymer getrocknet und in partikulärer Form zurückgeführt.Preferably, the foamed polymer is dried and recycled in particulate form.

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlicht, ohne sich hierauf zu beschränken.The present invention is illustrated by the following examples without being limited thereto.

Messmethodenmeasurement methods

ZentrifugenretentionskapazitätCentrifuge Retention Capacity

Die Zentrifugenretentionskapazität wurde durch das Standard-Testverfahren WSP 241.2 (05) bestimmt.The centrifuge retention capacity was determined by the standard test procedure WSP 241.2 (05).

Schaumdichtefoam density

Die Bestimmung der Schaumdichte erfolgte durch Befüllen eines Messgefäßes mit geschäumten Polymer (gP). Das Befüllen des Messgefäßes erfolgte innerhalb von 15 s. Innerhalb von 3 Sekunden nach dem Befüllen wurde das Volumen des Schaums und anschließend dessen Masse bestimmt. Die Schaumdichte in g/cm3 ergibt sich durch Division des Volumens durch die Masse des geschäumten Polymers (gP).The foam density was determined by filling a measuring vessel with foamed polymer (gP). The filling of the measuring vessel took place within 15 s. Within 3 seconds of filling, the volume of the foam and then its mass were determined. The foam density in g / cm 3 is obtained by dividing the volume by the mass of the foamed polymer (gP).

Quellrateswelling rate

Zur Bestimmung der Quellrate werden 1.00 g (= m1) des geschäumten Polymers (gP) in einem 25 mL Becherglas gleichmäßig verteilt. In einem zweiten Becherglas werden 20 mL einer 0.9%igen NaCl-Lösung abgefüllt, schnell zum geschäumten Polymer (gP) gegeben und die Messzeit gestartet. Sobald der letzte Tropfen NaCl-Lösung absorbiert wurde (was dadurch erkennbar ist, dass die Flüssigkeitsoberfläche nicht mehr spiegelt) wird die Zeit gestoppt. Die genaue Menge an NaCl-Lösung, welche auf das geschäumte Polymer (gP) gegeben wurde, wird durch Wiegen des zweiten Becherglases bestimmt (m2). Die Zeit, welche bis zur Absorption des letzten Tropfens benötigt wurde, wird als t festgelegt.To determine the swelling rate, 1.00 g (= m1) of the foamed polymer (gP) are evenly distributed in a 25 mL beaker. In a second beaker, 20 mL of a 0.9% NaCl solution are filled, quickly added to the foamed polymer (gP) and the measurement time started. Once the last drop of NaCl solution has been absorbed (indicated by the fluid surface no longer reflecting), time is stopped. The exact amount of NaCl solution added to the foamed polymer (gP) is determined by weighing the second beaker (m2). The time needed to absorb the last drop is set as t.

Die Berechnung der Quellrate (QR) erfolgt daraus wie folgt: QR [g/(g × s)] = m2/(m1 × t) The calculation of the source rate (QR) is done as follows: QR [g / (g × s)] = m2 / (m1 × t)

Einsatzstoffe: Laromer PO9044 ethoxyliertes Glyzerintriacrylat (BASF SE, 67056 Ludwigshafen, Germany) Laromer 9015X ethoxyliertes Trimethanolpropantriacrylat (BASF SE, 67056 Ludwigshafen, Germany) Lutensol AT80 ethoxylierter Alkohol (BASF SE, 67056 Ludwigshafen, Germany) Starting Materials: Laromer PO9044 ethoxylated glycerol triacrylate (BASF SE, 67056 Ludwigshafen, Germany) Laromer 9015X ethoxylated trimethanolpropane triacrylate (BASF SE, 67056 Ludwigshafen, Germany) Lutensol AT80 ethoxylated alcohol (BASF SE, 67056 Ludwigshafen, Germany)

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Die bereitgestellte Formulierung (F) wurde in einem Behälter mit Rührfunktion vorgelegt und enthielt die folgenden Komponenten: Tabelle 1. Monomer(e) (A) 494,7 g 3603,5 g Acrylsäure Natriumacrylat Quervernetzer (B) 9,35 g 6,16 g Laromer PO9044 Laromer 9015X Geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form (C) 305,05 g eines quervernetzten Polyacrylats Tensid (D) 14,71 g Lutensol AT80 Inhibitor (E) 1,38 g 0,07 g 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenon, Lösungsmittel 503,6 g Wasser The provided formulation (F) was placed in a stirred vessel and contained the following components: Table 1. Monomer (s) (A) 494.7 g 3603.5 g Acrylic acid sodium acrylate Cross linker (B) 9.35 g, 6.16 g Laromer PO9044 Laromer 9015X Foamed polymer (gP) in particulate form (C) 305.05 g a crosslinked polyacrylate Surfactant (D) 14.71 g Lutensol AT80 Inhibitor (E) 1.38 g 0.07 g 2-hydroxy-2-methylpropiophenone 2-hydroxy-4 '- (2-hydroxyethoxy) -2-methylpropiophenone, solvent 503.6 g water

Die Formulierung (F) wurde mit einer Geschwindigkeit von 4938,7 g/h in eine Rotor-Stator-Vorrichtung überführt und dort mit 51 L/h Stickstoff und 61,33 g/h Natriumperoxodisulfat versetzt. Eine optimale Schaumqualität konnte bei einem Druck von 2,0 bar in der Rotor-Stator-Vorrichtung erhalten werden.The formulation (F) was transferred at a rate of 4938.7 g / h into a rotor-stator device and there treated with 51 L / h of nitrogen and 61.33 g / h of sodium peroxodisulfate. An optimum foam quality could be obtained at a pressure of 2.0 bar in the rotor-stator device.

Die Dichte des geschäumten Polymers (gP) wurde indirekt dadurch bestimmt, dass ein Gefäß mit einem Volumen von 200 mL leer und mit Schaum gefüllt gewogen wurde.The density of the foamed polymer (gP) was determined indirectly by weighing a 200 mL volume of vial empty and filled with foam.

Die gemessene Dichte des geschäumten Polymers (gP) betrug 320 g/L.The measured density of the foamed polymer (gP) was 320 g / L.

Das geschäumte Polymer (gP) wurde in einem runden Glasgefäß von ungefähr 30 cm Durchmesser und 3 cm Tiefe aufgetragen. Das geschäumte Polymer besaß dabei eine Dicke von ca. 2 bis 3 cm und wurde unter UV-Licht nachpolymerisiert. Die Nachpolymerisierung erfolgte 240 s pro Seite des runden Glasgefäßes bei einer UVA-Intensität von 50 mW/cm2. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 2 Schaumdichte UVA-Intensität Zentrifugenretentionskapazität Quellrate g/L mW/cm2 g/g g/s 320 50 10,6 0,21 The foamed polymer (gP) was coated in a round glass jar about 30 cm in diameter and 3 cm deep. The foamed polymer had a thickness of about 2 to 3 cm and was postpolymerized under UV light. The postpolymerization was carried out 240 s per side of the round glass vessel at a UVA intensity of 50 mW / cm 2 . The results are summarized in Table 2. Table 2 foam density UVA intensity Centrifuge Retention Capacity swelling rate g / L mW / cm 2 g / g g / s 320 50 10.6 0.21

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Die bereitgestellte Formulierung (F) ist identisch zu der Zusammensetzung von (F) im Ausführungsbeispiel 1.The provided formulation (F) is identical to the composition of (F) in the embodiment 1.

Die Formulierung (F) wurde mit einer Geschwindigkeit von 7901,9 g/h in eine Rotor-Stator-Vorrichtung überführt und dort mit 52 L/h Stickstoff und 98,1 g/h Natriumperoxodisulfat versetzt. Eine optimale Schaumqualität konnte bei einem Druck von 1,6 bar in der Rotor-Stator-Vorrichtung erhalten werden.The formulation (F) was transferred at a rate of 7901.9 g / h in a rotor-stator device and there mixed with 52 L / h of nitrogen and 98.1 g / h of sodium peroxodisulfate. An optimum foam quality could be obtained at a pressure of 1.6 bar in the rotor-stator device.

Die Dichte des geschäumten Polymers (gP) wurde indirekt dadurch bestimmt, dass ein Gefäß mit einem Volumen von 200 mL leer und mit Schaum gefüllt gewogen wurde.The density of the foamed polymer (gP) was determined indirectly by weighing a 200 mL volume of vial empty and filled with foam.

Die gemessene Dichte des geschäumten Polymers (gP) betrug 350 g/L.The measured density of the foamed polymer (gP) was 350 g / L.

Das geschäumte Polymer (gP) wurde in einem runden Glasgefäß von ungefähr 30 cm Durchmesser und 3 cm Tiefe aufgetragen. Das geschäumte Polymer besaß dabei eine Dicke von ca. 2 bis 3 cm und wurde unter UV-Licht nachpolymerisiert. Die Nachpolymerisierung erfolgte 240 s pro Seite des runden Glasgefäßes bei einer UVA-Intensität von 50 mW/cm2. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 3 Schaumdichte UVA-Intensität Zentrifugenretentionskapazität Quellrate g/L mW/cm2 g/g g/s 350 50 17,0 0,525 The foamed polymer (gP) was coated in a round glass jar about 30 cm in diameter and 3 cm deep. The foamed polymer had a thickness of about 2 to 3 cm and was postpolymerized under UV light. The postpolymerization was carried out 240 s per side of the round glass vessel at a UVA intensity of 50 mW / cm 2 . The results are in Table 3 summarized. Table 3 foam density UVA intensity Centrifuge Retention Capacity swelling rate g / L mW / cm 2 g / g g / s 350 50 17.0 0.525

Ausführungsbeispiel 3Embodiment 3

Die bereitgestellte Formulierung (F) wurde in einem Behälter mit Rührfunktion vorgelegt und enthielt die folgenden Komponenten: Tabelle 4. Monomer(e) (A) 480,0 g 3497,0 g Acrylsäure Natriumacrylat Quervernetzer (B) 9,07 g 5,98 g Laromer PO9044 Laromer 9015X Geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form (C) 444,0 g eines quervernetzten Polyacrylats Tensid (D) 14,28 g Lutensol AT80 Inhibitor (E) 1,34 g 0,07 g 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenon, Lösungsmittel 489,7 g Wasser The provided formulation (F) was placed in a stirred vessel and contained the following components: TABLE 4 Monomer (s) (A) 480.0 g 3497.0 g Acrylic acid sodium acrylate Cross linker (B) 9.07 g 5.98 g Laromer PO9044 Laromer 9015X Foamed polymer (gP) in particulate form (C) 444.0 g a crosslinked polyacrylate Surfactant (D) 14.28 g Lutensol AT80 Inhibitor (E) 1.34 g 0.07 g 2-hydroxy-2-methylpropiophenone 2-hydroxy-4 '- (2-hydroxyethoxy) -2-methylpropiophenone, solvent 489.7 g water

Die Formulierung (F) wurde mit einer Geschwindigkeit von 4940,5 g/h in eine Rotor-Stator-Vorrichtung überführt und dort mit 38 L/h Stickstoff und 59,5 g/h Natriumperoxodisulfat versetzt. Eine optimale Schaumqualität konnte bei einem Druck von 2,2 bar in der Rotor-Stator-Vorrichtung erhalten werden.The formulation (F) was transferred at a rate of 4940.5 g / h into a rotor-stator device, where it was admixed with 38 L / h of nitrogen and 59.5 g / h of sodium peroxodisulfate. An optimum foam quality could be obtained at a pressure of 2.2 bar in the rotor-stator device.

Die Dichte des geschäumten Polymers (gP) wurde indirekt dadurch bestimmt, dass ein Gefäß mit einem Volumen von 200 mL leer und mit Schaum gefüllt gewogen wurde.The density of the foamed polymer (gP) was determined indirectly by weighing a 200 mL volume of vial empty and filled with foam.

Die gemessene Dichte des geschäumten Polymers (gP) betrug 302 g/L.The measured density of the foamed polymer (gP) was 302 g / L.

Das geschäumte Polymer (gP) wurde in einem runden Glasgefäß von ungefähr 30 cm Durchmesser und 3 cm Tiefe aufgetragen. Das geschäumte Polymer besaß dabei eine Dicke von ca. 2 bis 3 cm und wurde unter UV-Licht nachpolymerisiert. Die Nachpolymerisierung erfolgte 240 s pro Seite des runden Glasgefäßes bei einer UVA-Intensität von 50 mW/cm2. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Tabelle 5 Schaumdichte UVA-Intensität Zentrifugenretentionskapazität Quellrate g/L mW/cm2 g/g g/s 302 50 10,3 0,616 The foamed polymer (gP) was coated in a round glass jar about 30 cm in diameter and 3 cm deep. The foamed polymer had a thickness of about 2 to 3 cm and was postpolymerized under UV light. The postpolymerization was carried out 240 s per side of the round glass vessel at a UVA intensity of 50 mW / cm 2 . The results are summarized in Table 5. Table 5 foam density UVA intensity Centrifuge Retention Capacity swelling rate g / L mW / cm 2 g / g g / s 302 50 10.3 0.616

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5328925 [0003, 0003] US 5,323,825 [0003, 0003]
  • US 7923479 [0004] US 7923479 [0004]
  • EP 0513780 [0005] EP 0513780 [0005]
  • US 5064582 [0006] US 5064582 [0006]
  • US 7910688 [0007] US 7910688 [0007]

Claims (14)

Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Polymers (gP), umfassend die Schritte: i) Bereitstellen einer wässrigen Formulierung (F) enthaltend die Komponenten (A) mindestens ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus olefinisch einfach ungesättigten Carbonsäuren und olefinisch einfach ungesättigten Carboxylaten, (B) mindestens einen Quervernetzer, (C) mindestens ein geschäumtes Polymer (gP) in partikulärer Form, (D) mindestens ein Tensid, ii) Überführung der in Verfahrensschritt i) bereitgestellten Formulierung (F) in eine Rotor-Stator-Vorrichtung und Einbringen eines Gases (G) in die Formulierung (F) unter Erhalt einer Dispersion (M), iii) Radikalische Polymerisation der Dispersion (M) durch Zugabe eines Initiators (I) in der Rotor-Stator-Vorrichtung unter Erhalt eines Polymers (P), iv) Ausführen des Polymers (P) aus der Rotor-Stator-Vorrichtung über eine Öffnung unter Erhalt eines geschäumten Polymers (gP).Process for producing a foamed polymer (gP), comprising the steps: i) providing an aqueous formulation (F) containing the components (A) at least one monomer selected from the group consisting of olefinically monounsaturated carboxylic acids and olefinically monounsaturated carboxylates, (B) at least one cross-linker, (C) at least one foamed polymer (gP) in particulate form, (D) at least one surfactant, ii) transferring the formulation (F) provided in process step i) into a rotor-stator device and introducing a gas (G) into the formulation (F) to obtain a dispersion (M), iii) free radical polymerization of the dispersion (M) by adding an initiator (I) in the rotor-stator device to obtain a polymer (P), iv) passing the polymer (P) from the rotor-stator device through an opening to give a foamed polymer (gP). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt i) bereitgestellte Formulierung (F) von 30 bis 45 Gew.-% der Komponente (A), von 0,1 bis 2 Gew.-% der Komponente (B), von 5 bis 15 Gew.-% der Komponente (C), von 0,1 bis 0,9 Gew.-% der Komponente (D) enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) bis (D) in der wässrigen Lösung.Process according to claim 1, characterized in that the formulation (F) provided in step i) contains from 30 to 45% by weight of component (A), from 0.1 to 2% by weight of component (B), of 5 to 15 wt .-% of component (C), from 0.1 to 0.9 wt .-% of component (D), based on the total weight of components (A) to (D) in the aqueous solution. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierung (F) in Schritt i) mindestens einen Inhibitor (E) enthält, der in der Formulierung (F) zu 1 bis 40 ppm, bevorzugt 5 bis 30 ppm, besonders bevorzugt 10 bis 20 ppm vorliegt, bezogen auf die Gesamtstoffmenge an Monomeren (A).A method according to claim 1 or 2, characterized in that the formulation (F) in step i) contains at least one inhibitor (E) which in the formulation (F) to 1 to 40 ppm, preferably 5 to 30 ppm, particularly preferably 10 to 20 ppm, based on the total amount of monomers (A). Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhibitor (E) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl (TEMPO), 4-Hydroxy-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl, (4-Hydroxy-TEMPO) oder 4-Acetamido-(2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl (4-Acetamido-TEMPO)A method according to claim 3, characterized in that the inhibitor (E) is selected from the group consisting of (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl) oxyl (TEMPO), 4-hydroxy- (2,2, 6,6-tetramethylpiperidin-1-yl) oxyl, (4-hydroxy-TEMPO) or 4-acetamido (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl) oxyl (4-acetamido-TEMPO) Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Monomer (A) in Verfahrensschritt i) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Alkali-Acrylaten und Alkali-Methacrylaten.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one monomer (A) in process step i) is selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, alkali acrylates and alkali metal methacrylates. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Quervernetzer (B) in Verfahrensschritt i) mindestens zwei gegenüber dem mindestens einen Monomer (A) reaktive funktionelle Gruppen enthält.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cross-linking agent (B) in process step i) contains at least two relative to the at least one monomer (A) reactive functional groups. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das geschäumte Polymer (gP) in partikulärer Form in Schritt i) aus einem quervernetzten Polymer von Acrylsäure, Alkali-Acrylat, Methacrylsäure, Alkali-Methacrylat oder Copolymeren dieser Verbindungen besteht.A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the foamed polymer (gP) in particulate form in step i) consists of a crosslinked polymer of acrylic acid, alkali acrylate, methacrylic acid, alkali metal methacrylate or copolymers of these compounds. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das geschäumte Polymer (gP) in partikulärer Form in Schritt i) eine Partikelgröße von 10 μm bis 1 mm, bevorzugt 100 μm bis 1 mm, besonders bevorzugt 1 nm bis 1 mm, besitzt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the foamed polymer (gP) in particulate form in step i) has a particle size of 10 μm to 1 mm, preferably 100 μm to 1 mm, particularly preferably 1 nm to 1 mm, has. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte ii) und iii) bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 20°C, bevorzugt von 0 bis 15°C, besonders bevorzugt von 0 bis 5°C durchgeführt werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the method steps ii) and iii) are carried out at temperatures in the range of 0 to 20 ° C, preferably from 0 to 15 ° C, particularly preferably from 0 to 5 ° C. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte ii) und iii) bei Drücken im Bereich von 1 bis 30 bar, bevorzugt von 1,5 bis 10 bar, besonders bevorzugt von 1,8 bis 5 bar durchgeführt werden.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the method steps ii) and iii) are carried out at pressures in the range of 1 to 30 bar, preferably from 1.5 to 10 bar, more preferably from 1.8 to 5 bar , Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das geschäumte Polymer (gP) nach Verfahrensschritt iv) einen Restmonomergehalt von < 100 ppm, bevorzugt von < 75 ppm, besonders bevorzugt von < 50 ppm aufweist.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the foamed polymer (gP) after process step iv) has a residual monomer content of <100 ppm, preferably of <75 ppm, particularly preferably of <50 ppm. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt iv) einen Nachpolymerisationsschritt umfasst. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that method step iv) comprises a Nachpolymerisationsschritt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt iv) das Polymer (P) in einen Bereich ausgeführt wird, der einen geringeren Druck aufweist als der Druck im Rotor-Stator-System.A method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that in step iv) the polymer (P) is carried out in a region which has a lower pressure than the pressure in the rotor-stator system. Geschäumtes Polymer (gP) erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.Foamed polymer (gP) obtainable by a process according to one of claims 1 to 13.
DE102016100515.0A 2016-01-13 2016-01-13 Process for producing a foamed polymer (gP) Withdrawn DE102016100515A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016100515.0A DE102016100515A1 (en) 2016-01-13 2016-01-13 Process for producing a foamed polymer (gP)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016100515.0A DE102016100515A1 (en) 2016-01-13 2016-01-13 Process for producing a foamed polymer (gP)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016100515A1 true DE102016100515A1 (en) 2017-07-13

Family

ID=59118817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016100515.0A Withdrawn DE102016100515A1 (en) 2016-01-13 2016-01-13 Process for producing a foamed polymer (gP)

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016100515A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064582A (en) 1989-09-15 1991-11-12 The Dow Chemical Company Process and apparatus for recycling aqueous fluid absorbents fines
EP0513780A1 (en) 1991-05-16 1992-11-19 The Dow Chemical Company Process for recycling aqueous fluid absorbents fines to a polymerizer
US5328925A (en) 1989-02-22 1994-07-12 Novo Nordisk A/S Piperidine compounds and their use
US7910688B2 (en) 2008-10-22 2011-03-22 Evonik Stockhausen Inc. Recycling superabsorbent polymer fines
US7923479B2 (en) 2002-10-10 2011-04-12 Basf Aktiengesellschaft Superabsorbent foam, method for the production thereof, and use thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5328925A (en) 1989-02-22 1994-07-12 Novo Nordisk A/S Piperidine compounds and their use
US5064582A (en) 1989-09-15 1991-11-12 The Dow Chemical Company Process and apparatus for recycling aqueous fluid absorbents fines
EP0513780A1 (en) 1991-05-16 1992-11-19 The Dow Chemical Company Process for recycling aqueous fluid absorbents fines to a polymerizer
US7923479B2 (en) 2002-10-10 2011-04-12 Basf Aktiengesellschaft Superabsorbent foam, method for the production thereof, and use thereof
US7910688B2 (en) 2008-10-22 2011-03-22 Evonik Stockhausen Inc. Recycling superabsorbent polymer fines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2933271B1 (en) Method for the preparation of (meth) acrylamide comprising water-soluble homo- or copolymers
DE69228019T3 (en) Process for recycling water-absorbent fine-grained material into a polymerisation device
EP1123330B1 (en) Method for producing water-swellable hydrophilic polymers, said polymers and use thereof
DE4021847C2 (en) Process for the preparation of water-swellable products using Feinstanteilen water-swellable polymers
EP0376118B1 (en) Process for preparing particulate gelatinous water-swellable copolymers
EP0182282B1 (en) Emulsifying agents for polymerizing
DE3038643C2 (en)
DE2800520A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A WATER-SOLUBLE PEARL POLYMER
DE69921687T2 (en) POLYMERS WITH THERMAL THICKENING PROPERTIES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE102005019398A1 (en) Preparation of precipitating polymers, useful for thickening aqueous fluids, comprises spraying polymerization of a monomer solution containing ethylenic unsaturated monomer, solvent, cross-linker and initiator
DE2548120A1 (en) A POLYALKYLENE OXIDE THAT QUILLS IN WATER
EP1789180A1 (en) Method for producing polymers by dispersion polymerisation
DE4007313A1 (en) METHOD FOR PRODUCING FINE-PART, WATER-SOLUBLE POLYMERISATS
DE102004042946A1 (en) Process for the preparation of polymers by spray polymerization
EP0040759B1 (en) Use of a vinyl-chloride graft polymer in processing plastisols
DE19512882A1 (en) Aqueous polymer dispersion
DE2951087A1 (en) METHOD FOR PRODUCING WATER-SOLUBLE SOLID POLYMER PRODUCTS
DE3448010C2 (en)
CH635849A5 (en) METHOD FOR HOMO- OR COPOLYMERIZING A VINYL CHLORIDE MONOMER OR A MIXTURE OF A VINYL CHLORIDE MONOMER AND COMONOMERS.
DE102016100515A1 (en) Process for producing a foamed polymer (gP)
EP0100423A1 (en) Cross-linker for water-swellable polymers
DE2146607C2 (en) Translucent to opaque polymer mixture
DE10338828A1 (en) Aqueous dispersions of water-soluble polymers of anionic monomers, useful as thickeners, are produced by radical polymerization in an aqueous medium in the presence of a water-soluble polymer stabilizer
DE2146628C2 (en) Polymerization process for the production of finely divided polymer particles
DE2621456C3 (en) Process for the production of cationic polymers and their use as flocculants

Legal Events

Date Code Title Description
R120 Application withdrawn or ip right abandoned