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1、(10)申请公布号 CN 103003311 A(43)申请公布日 2013.03.27CN103003311A*CN103003311A*(21)申请号 201180036983.9(22)申请日 2011.07.202010-169677 2010.07.28 JPC08F 2/18(2006.01)C08F 20/06(2006.01)C08F 20/56(2006.01)(71)申请人住友精化株式会社地址日本兵库县加古郡播磨町宫西番地之(72)发明人横山秀树 菊野佐知 平郡笃前田畅浩(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人蔡晓菡 杨思捷(54) 发明名称吸水性。
2、树脂的制造方法(57) 摘要本申请提供吸水性树脂的制造方法和、由其得到的吸水性树脂,进而详细地,所述吸水性树脂的制造方法是利用反相悬浮聚合法制造吸水性树脂的方法,其中,来源于原料成分、特别是石油系烃分散介质的臭味进而减少。更详细地,在本申请中,提供吸水性树脂的制造方法和、由其得到的吸水性树脂,所述吸水性树脂的制造方法是在吸水性树脂的制造中,将反相悬浮聚合以2段以上的多段进行时,通过在作为现有技术的工序内的第1段聚合中,使聚合反应槽中的水溶性烯属不饱和单体水溶液从投入喷嘴添加的添加速度V保持在0.30min-1以下,可以进而减少上述吸水性树脂中的石油系烃分散介质的残留量,由此与通过现有技术得到的。
3、吸水性树脂相比,臭味进而得到降低。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2013.01.28(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2011/066454 2011.07.20(87)PCT申请的公布数据WO2012/014748 JA 2012.02.02(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书20页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 20 页1/2页21.吸水性树脂的制造方法, 其是利用含有第 1段聚合工序和第 2段聚合工序的多段反相 悬 浮 聚 合 使 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 聚 合 的 方 法, 所 述 第。
4、 1段 聚 合 工 序 含 有 至 少 以 下 的 工序 :(A) 在 溶 解 或 分 散 了 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂 的 石 油 系 烃 分 散 介 质 中, 在 不 存 在 表 面 活性 剂 的 情 况 下 将 含 有 水 溶 性 自 由 基 聚 合 引 发 剂 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 搅 拌 混 合来进行一次分散的工序 ;(B) 在所得的分散液中添加表面活性剂来进行二次分散的工序 ;和(C) 进 行 自 由 基 聚 合, 得 到 分 散 在 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 的 含 水 凝 胶 状 态 的 吸 水 性 树 脂粒子的工序,所。
5、述第 2段聚合工序含有至少以下的工序 :(D) 使上述表面活性剂的至少一部分析出的工序 ;(E) 在其中搅拌混合含有水溶性自由基聚合引发剂的第 2段的水溶性烯属不饱和单体水溶液, 使其吸收和聚集到第 1段的聚合凝胶中的工序 ;和(F) 再次进行自由基聚合的工序,该 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 的 特 征 在 于, 在 工 序 (A) 中, 以 使 下 式 (I) 定 义 的 添 加 速 度 V为 0.30min-1 以下的条件将水溶性烯属不饱和单体水溶液投入到石油系烃分散介质中,V FA/T (I)上式 (I) 中, V表示添加速度 min-1 , F表示从喷嘴流出的平均线流速 m。
6、/min , A表示喷嘴的截面积 m2 且 T表示向聚合反应槽中加入的单体水溶液总量 m3 。2.根据权利要求 1所述的制造方法, 其中, 在含有工序 (A) (F) 的多段反相悬浮聚合结束后, 添加后交联剂进行后交联。3.根 据 权 利 要 求 1或 2所 述 的 制 造 方 法, 其 特 征 在 于, 第 2段 聚 合 中 使 用 的 水 溶 性 烯属不饱和单体量与第 1段聚合中使用的水溶性烯属不饱和单体量的重量比为 1.0 2.0之间。4.根据权利要求 1 3中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其中, 表面活性剂为选自聚甘油脂肪酸酯、 蔗糖脂肪酸酯和脱水山梨糖醇脂肪酸酯中的至少一种。5。
7、.根 据 权 利 要 求 1 4中 任 一 项 所 述 的 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法, 其 特 征 在 于, 在 工序 (A) 中, 该 第 1段 聚 合 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 由 投 入 喷 嘴 添 加 的 添 加 速 度 V为0.05 0.30min-1 的范围。6.根据权利要求 1 4中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其特征在于, 在实施工序 (A) 的 聚 合 反 应 槽 中, 设 置 2支 以 上 的 使 该 第 1段 聚 合 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液的添加速度 V为 0.30min-1 以下的投入喷嘴。
8、, 进行上述单体水溶液的供给。7.根 据 权 利 要 求 1 6中 任 一 项 所 述 的 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法, 其 中, 疏 水 性 高 分 子系 分 散 剂 为 选 自 马 来 酸 酐 改 性 聚 乙 烯、 马 来 酸 酐 改 性 聚 丙 烯、 马 来 酸 酐 改 性 乙 烯 -丙 烯 共聚物、 马来酸酐 -乙烯共聚物、 马来酸酐 -丙烯共聚物、 马来酸酐 -乙烯 -丙烯共聚物、 聚乙烯、 聚丙烯、 乙烯 -丙烯共聚物、 氧化型聚乙烯、 氧化型聚丙烯和氧化型乙烯 -丙烯共聚物中的至少一种。8.根据权利要求 1 7中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其中, 水溶性烯属不。
9、饱和单体为 选自丙烯酸和其盐、 甲基丙烯酸和其盐、 以及丙烯酰胺中的至少一种。权 利 要 求 书CN 103003311 A2/2页39.根据权利要求 1 8中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其中, 石油系烃分散介质为选自碳原子数为 6 8的脂肪族烃和脂环族烃中的至少一种。10.吸水性树脂, 其利用权利要求 1 9中任一项所述的制造方法得到。权 利 要 求 书CN 103003311 A1/20页4吸水性树脂的制造方法技术领域0001 本发明涉及吸水性树脂的制造方法和、 由其得到的吸水性树脂。 进而详细地, 涉及吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 和、 由 其 得 到 的 吸 水 性 。
10、树 脂, 所 述 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 是 利 用 反相 悬 浮 聚 合 法 制 造 吸 水 性 树 脂 的 方 法, 其 中, 来 源 于 原 料 成 分、 特 别 是 石 油 系 烃 分 散 介 质 的臭味与由现有技术得到的吸水性树脂相比, 进一步得到降低。背景技术0002 吸 水 性 树 脂 被 广 泛 用 于 纸 尿 裤、 卫 生 巾 等 的 卫 生 材 料、 宠 物 垫 ( ) 等的 日 用 品、 食 品 用 吸 水 片 材、 电 缆 用 阻 水 材 料 等 的 工 业 材 料、 绿 化 /农 业 /园 艺 专 用 的 保 水剂等。0003 纸 尿 裤、 卫 生 巾。
11、 等 的 卫 生 材 料 一 般 由 表 层 ( ) 、 底 层 ( ) 、热 熔 性 胶 粘 剂、 弹 性 材 料、 吸 水 性 树 脂、 纸 浆 纤 维 等 构 成, 使 用 了 多 量 的 合 成 树 脂、 改 性 剂,有 时 感 觉 到 源 于 原 料 成 分 的 臭 味。 这 些 卫 生 材 料 由 于 用 于 穿 着 在 人 体 上, 从 而 即 使 稍 有 臭味, 也给使用者带来不快感, 因此期 望无臭化。0004 在 这 些 卫 生 材 料 的 构 成 材 料 中, 即 使 对 于 吸 水 性 树 脂, 也 稍 有 源 于 在 其 制 造 过 程中使用的物质的臭味, 吸水时易于。
12、挥散, 因此期望臭味的减少。0005 作 为 卫 生 材 料 中 使 用 的 吸 水 性 树 脂, 已 知 有 例 如 聚 丙 烯 酸 部 分 中 和 物、 淀 粉 -丙烯酸接枝聚合物的中和物、 淀粉 -丙烯腈接枝聚合物的水解物、 乙酸乙烯酯 -丙烯酸酯共聚物的皂化物等。0006 作 为 这 种 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法, 已 知 有 水 溶 液 聚 合 法、 反 相 悬 浮 聚 合 法 等, 对 于通 过 使 水 溶 性 单 体 悬 浮 在 分 散 介 质 中 进 行 聚 合 的 反 相 悬 浮 聚 合 法 来 制 造 的 吸 水 性 树 脂 的情况, 认为其臭味的主要原因源于。
13、分散介质。0007 作 为 通 过 反 相 悬 浮 聚 合 法 制 造 吸 水 性 树 脂 的 现 有 技 术, 已 知 有 吸 水 性 树 脂 的 制 造方 法, 其 特 征 在 于, 使 用 自 由 基 聚 合 引 发 剂 在 石 油 系 烃 溶 剂 中 使 ,- 不 饱 和 羧 酸 和 其 碱金 属 盐 水 溶 液 在 内 部 交 联 剂 的 存 在 下 或 不 存 在 下 聚 合 时, 使 用 蔗 糖 脂 肪 酸 酯 作 为 胶 体 保 护剂 ( 参照专利文献 1) ;制造方 法, 其特征在于, 使用自由基聚合引发剂在石油系烃溶剂中、 使,- 不饱和羧酸和其碱金属盐的 25质量 %以上。
14、的水溶液在内部交联剂的存在下或不存在下聚合时, 使用 HLB2 16的聚甘油脂肪酸酯作为表面活性剂 ( 参照专利文献 2) 等, 但这些制造技术均没有着眼于臭味的减少, 所得的吸水性树脂的臭味不充分低。0008 另 外, 以 减 少 吸 水 性 树 脂 的 臭 味 为 目 的, 本 发 明 人 等 发 现, 通 过 在 反 相 悬 浮 聚 合 法中, 在 没 有 添 加 表 面 活 性 剂 的 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 使 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 的 水 溶 液 分散, 在 所 得 的 分 散 液 中 添 加 表 面 活 性 剂 并 进 而 使 其 分 散 后, 进 。
15、行 聚 合, 从 而 可 降 低 吸 水 时 的源于分散介质的臭味 ( 参照专利文献 3) , 或通过在进行 2段以上的多段的反相悬浮聚合时,在 第 1段 的 反 相 悬 浮 聚 合 中, 在 使 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 分 散 于 石 油 系 烃 分 散 介 质中 而 得 到 的 分 散 液 中 添 加 表 面 活 性 剂, 从 而 可 降 低 吸 水 时 的 源 于 分 散 介 质 的 臭 味 ( 参 照 专利文献 4) 。说 明 书CN 103003311 A2/20页50009 但 是, 在 这 些 现 有 技 术 的 方 法 中, 使 用 多 量 的 吸 。
16、水 性 树 脂 时, 有 时 感 觉 到 吸 水 时 源于分散介质的臭味, 从而要求进一步的臭味的减少。0010 【 现有技术文献 】【 专利文献 】【 专利文献 1】 日本特开昭 61-87702号公报【 专利文献 2】 日本特开昭 62-172006号公报【 专利文献 3】 WO2007/126002【 专利文献 4】 WO2009/025235。发明内容0011 本 发 明 的 目 的 涉 及 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 和、 由 其 得 到 的 吸 水 性 树 脂。 进 而 详 细地, 提 供 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 和 由 其 得 到 的 吸 水 性 树 。
17、脂, 所 述 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 是通 过 反 相 悬 浮 聚 合 法 制 造 吸 水 性 树 脂 的 方 法, 其 中, 来 源 于 原 料 成 分、 特 别 是 石 油 系 烃 分 散介质的臭味与利用现有技术得到的吸水性树脂相比, 进一步得到减少。0012 本 发 明 人 等 对 于 吸 水 性 树 脂 吸 水 时 的 来 源 于 石 油 系 烃 分 散 介 质 的 臭 味、 与 在 吸 水性 树 脂 的 制 造 时 使 用 的 石 油 系 烃 分 散 介 质 的 关 系 进 行 了 努 力 研 究, 结 果 发 现 可 以 提 供 吸 水性 树 脂 的 制 造 方 法。
18、 和、 由 其 得 到 的 吸 水 性 树 脂, 所 述 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 是 在 吸 水 性 树脂 的 制 造 中, 在 将 反 相 悬 浮 聚 合 以 2段 以 上 的 多 段 进 行 时, 在 现 有 技 术 的 第 1段 聚 合 工 序中, 使 聚 合 反 应 槽 中 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 从 投 入 喷 嘴 添 加 的 添 加 速 度 V保 持 为0.30min-1 以下, 由此令人惊异且无法预期地进一步降低认为利用现有技术难以降低的、上 述 吸 水 性 树 脂 中 的 石 油 系 烃 分 散 介 质 的 残 留 量, 由 此 。
19、与 利 用 现 有 技 术 得 到 的 吸 水 性 树 脂相比, 臭味进一步降低。0013 即, 本发明涉及以下所示的吸水性树脂的制造方法和、 由其得到的吸水性树脂。0014 第 1项 . 吸水性树脂的制造方法, 其是利用含有第 1段聚合工序和第 2段聚合工序 的 多 段 反 相 悬 浮 聚 合 而 使 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 聚 合 的 方 法, 所 述 第 1段 聚 合 工 序 含 有至少以下的工序 :(A) 在 溶 解 或 分 散 了 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂 的 石 油 系 烃 分 散 介 质 中, 在 不 存 在 表 面 活性 剂 的 情 况 下 将 含。
20、 有 水 溶 性 自 由 基 聚 合 引 发 剂 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 搅 拌 混 合来进行一次分散的工序 ;(B) 在所得的分散液中添加表面活性剂来进行二次分散的工序 ;和(C) 进 行 自 由 基 聚 合, 得 到 分 散 在 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 的 含 水 凝 胶 状 态 的 吸 水 性 树 脂粒子的工序,所述第 2段聚合工序含有至少以下的工序 :(D) 使上述表面活性剂的至少一部分析出的工序 ;(E) 在其中将含有水溶性自由基聚合引发剂的第 2段聚合的水溶性烯属不饱和单体水溶液搅拌混合, 使其在第 1段聚合凝胶中吸收和聚集的工序 ;和(。
21、F) 再次进行自由基聚合的工序,该吸水性树脂的制造方法的特征在于, 在工序 (A) 中, 在石油系烃分散介质中以使下式(I) 定义的添加速度 V为 0.30min-1 以下的条件来投入水溶性烯属不饱和单体水溶液,说 明 书CN 103003311 A3/20页6V FA/T (I)上式 (I) 中, V表示添加速度 min-1 , F表示从喷嘴流出的平均线流速 m/min , A表示喷嘴的截面积 m2 和 T表示向聚合反应槽中加入的单体水溶液总量 m3 。0015 第 2项 .根据第 1项所述的制造方法, 其中, 在含有工序 (A) (F) 的多段反相悬浮聚合结束后, 添加后交联剂进行后交联。。
22、0016 第 3项 .根据上述第 1项或第 2项所述的制造方法, 其特征在于, 第 2段聚合中使用 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 量 与 第 1段 聚 合 中 使 用 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 量 的 重 量 比为 1.0 2.0之间。0017 第 4项 .根据第 1 3项中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其中, 表面活性剂为选自聚甘油脂肪酸酯、 蔗糖脂肪酸酯和脱水山梨糖醇脂肪酸酯中的至少一种。0018 第 5项 .根据第 1 4项中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其特征在于, 在工序 (A) 中, 该第 1段聚合的水溶性烯属不饱和单体水溶液由投入喷嘴添。
23、加的添加速度 V为0.05 0.30min-1 的范围。0019 第 6项 .根据第 1 4项中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其特征在于, 在实 施 工 序 (A) 的 聚 合 反 应 槽 中, 设 置 2支 以 上 的 使 该 第 1段 聚 合 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体水溶液的添加速度 V为 0.30min-1 以下的投入喷嘴, 进行上述单体水溶液的供给。0020 第 7项 .根据第 1 6项中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其中, 疏水性高分 子 系 分 散 剂 为 选 自 马 来 酸 酐 改 性 聚 乙 烯、 马 来 酸 酐 改 性 聚 丙 烯、 马 来 酸 。
24、酐 改 性 乙 烯 -丙烯共聚物、 马来酸酐 -乙烯共聚物、 马来酸酐 -丙烯共聚物、 马来酸酐 -乙烯 -丙烯共聚物、聚乙烯、 聚丙烯、 乙烯 -丙烯共聚物、 氧化型聚乙烯、 氧化型聚丙烯和氧化型乙烯 -丙烯共聚物中的至少一种。0021 第 8项 .根据第 1 7项中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其中, 水溶性 烯属不饱和单体为选自丙烯酸和其盐、 甲基丙烯酸和其盐、 以及丙烯酰胺中的至少一种。0022 第 9项 .根据第 1 8项中任一项所述的吸水性树脂的制造方法, 其中, 石油系烃分散介质为选自碳原子数为 6 8的脂肪族烃和脂环族烃中的至少一种。0023 第 10项 .吸水性树脂, 。
25、其利用第 1 9项中任一项所述的制造方法得到。0024 根 据 本 发 明, 可 以 提 供 来 源 于 原 料 成 分、 特 别 是 石 油 系 烃 分 散 介 质 的 臭 味 进 一 步得到减少的吸水性树脂的制造方法和、 由其得到的吸水性树脂。具体实施方式0025 本 发 明 的 吸 水 性 树 脂 的 制 造 方 法 的 特 征 在 于, 通 过 含 有 第 1段 聚 合 工 序 和 第 2段聚 合 工 序 的 多 段 的 反 相 悬 浮 聚 合, 使 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 聚 合, 所 述 第 1段 聚 合 工 序 至少含有以下工序 :(A) 在 溶 解 或 分 散 。
26、了 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂 的 石 油 系 烃 分 散 介 质 中, 在 不 存 在 表 面 活性 剂 的 情 况 下 将 含 有 水 溶 性 自 由 基 聚 合 引 发 剂 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 搅 拌 混 合,使其一次 分散的工序 ;(B) 在所得的分散液中添加表面活性剂, 使其二次分散的工序 ;和(C) 进 行 自 由 基 聚 合, 得 到 在 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 分 散 的 含 水 凝 胶 状 态 的 吸 水 性 树 脂粒子的工序,说 明 书CN 103003311 A4/20页7所述第 2段聚合工序至少含有以下工序 :。
27、(D) 使上述表面活性剂的至少一部分析出的工序 ;(E) 在其中搅拌混合含有水溶性自由基聚合引发剂的第 2段聚合的水溶性烯属不饱和单体水溶液, 使其在第 1段的聚合凝胶中吸收和聚集的工序 ;和(F) 再次进行自由基聚合的工序,进一步地, 在工序 (A) 中, 将水溶性烯属不饱和单体水溶液以 0.30min-1 以下的添加速度 V投入到石油系烃分散介质中。0026 通 过 含 有 这 些 工 序、 且 具 有 上 述 特 定 的 添 加 速 度 V的 制 造 方 法, 可 以 得 到 残 留 的石 油 系 烃 分 散 介 质 的 量 减 少 了 的 吸 水 性 树 脂。 ( 应 予 说 明, 在。
28、 本 发 明 中 “残 留 的 石 油 系 烃 分散介质的量 ”( 也称为残留分散介质的量 ) 是指利用下述测定方法测定的值。 ) 。0027 利 用 反 相 悬 浮 聚 合 得 到 的 吸 水 性 树 脂 在 吸 水 时 的 臭 味 的 原 因 主 要 是 在 吸 水 性 树脂 粒 子 内 残 留 的 分 散 介 质。 本 发 明 人 等 发 现 :作 为 分 散 介 质 残 留 在 吸 水 性 树 脂 粒 子 中 的 机制, 是 由 于 在 使 单 体 水 溶 液 通 过 搅 拌 等 向 分 散 介 质 中 分 散 时, 产 生 作 为 油 相 的 分 散 介 质 摄入到单体水溶液的液滴内。
29、的形状的液滴、 即 O/W/O( 油 /水 /油 ) 型的液滴, 在该 O/W/O液滴稳定化了的状态下进行聚合, 由此产生内包了分散介质的所谓胶囊状的吸水性树脂粒子。0028 本发明的一个特征在于, 通过在该工序 (A) 中将水溶性烯属不饱和单体水溶液 ( 以下, 没有预先说明时 “单体水溶液 ”是指 “水溶性烯属不饱和单体水溶液 ”) 在石油系烃分散介质 ( 以下, 没有预先说明时 “分散介质 ”是指 “石油系烃分散介质 ”) 中、 在不存在表面活性剂的情况下进行混合和分散的 “一次分散 ”、 和利用其接下来的工序 (B) 添加表面活性剂, 实现由表面活性剂导致的分散稳定化的 “二次分散 ”。
30、这 2个阶段而使单体水溶液分散, 来进行反 相 悬 浮 聚 合, 进 一 步 地, 在 实 施 该 工 序 (A) 的 反 应 聚 合 槽 中, 通 过 控 制 添 加 该 单 体 水 溶 液的 速 度, 可 以 进 一 步 抑 制 作 为 副 产 物 生 成 的 O/W/O( 油 /水 /油 ) 型 的 液 滴 的 产 生, 减 少 吸水 性 树 脂 中 残 留 分 散 介 质 的 量。O/W/O 型 液 滴 是 (Oil in Water) in Oil 的 略 写, 是指油相的微细液滴预先分散在水相液滴中, 该水相液滴进而分散在油相中的状态。 即, 由最内 油 相、 中 间 水 相、 最。
31、 外 油 相 形 成, 本 申 请 中, 表 示 在 分 散 介 质 中 ( 油 相 ) 存 在 的、 单 体 水 溶 液( 水相 ) 的液滴中, 进而含有小的分散介质 ( 油相 ) 的液滴的状态。0029 对 此, 本 发 明 人 等 对 产 生 O/W/O型 的 液 滴 的 主 要 原 因 进 行 了 努 力 研 究, 结 果 发 现,在 使 单 体 水 溶 液 向 分 散 介 质 中 混 合 和 分 散 时, 如 果 将 单 体 水 溶 液 从 投 入 喷 嘴 使 劲 地 ( 勢 ) 添 加, 则 有 残 留 分 散 介 质 的 量 变 高 的 现 象, 由 此 推 测 投 入 时 的 。
32、单 体 水 溶 液 的 线 流 速、与 进 入 分 散 介 质 中 时 的 液 滴 直 径 相 关, 在 以 本 申 请 中 定 义 的 添 加 速 度 V进 行 评 价 时, 该 速度为 0.30min-1 以下时, 可抑制 O/W/O型的液滴的产生, 其结果是吸水性树脂中的残留分散介质的量变低。添加速度 V以下式 (I) 定义。0030 式 (I) : V FA/T 式中, V表示添加速度 min-1 , F表示从喷嘴流出的平均线流速 m/min , A表示喷嘴的截面积 m2 和 T表示向聚合反应槽中加入的单体水溶液总量 m3 。0031 F( 从 喷 嘴 流 出 的 平 均 线 流 速 。
33、) 是 投 入 的 单 体 水 溶 液 在 其 投 入 口 ( 即 投 入 喷 嘴 ) 以何种程度的势头冒出的指标。 使用泵等时, 将由其流量算出 ( 用体积流量除以投入喷嘴出口的截面积 ) 的值作为从投入喷嘴流出的平均线流速 F。另外, 采用利用了重力等的投入方法时, 通 过 用 投 入 的 单 体 水 溶 液 量 ( 体 积 ) 除 以 投 入 所 需 要 的 时 间, 求 得 平 均 体 积 流 量, 同 样 算说 明 书CN 103003311 A5/20页8出平均线流速 F。0032 A( 喷嘴的截面积 ) 与投入的单体水溶液的液块 ( 液滴 ) 的大小相关。当即使单体水溶 液 的 。
34、线 流 速 慢、 投 入 到 分 散 介 质 中 时 的 液 块 ( 液 滴 ) 也 大 时, 残 留 分 散 介 质 的 量 多, 即 易 于产生 O/W/O型液滴。0033 T( 向 聚 合 反 应 槽 中 加 入 的 单 体 水 溶 液 总 量 ) 是 由 聚 合 反 应 槽 的 大 小、 聚 合 条 件 等决定的单体水溶液的加入量。0034 V( 添 加 速 度 ) 由 上 述 式 (I) 算 出, 通 过 用 作 为 单 体 水 溶 液 投 入 势 头 的 指 标 的 线 流速 F和与投入液块 ( 液滴 ) 相关的喷嘴的截面积 m2 的乘积值, 除以作为基准的由各个反应器规模决定的 。
35、“向聚合反应槽中加入的单体水溶液的总量 : Tm3 ”, 可以排除规模因素对添加速度的影响。0035 本 申 请 中 规 定 的 单 体 水 溶 液 的 添 加 速 度 V根 据 其 实 验 结 果, 优 选 为 0.30min-1以下, 进一步优选为 0.05 0.25min-1 的范围, 更进一步最优选为 0.05 0.20min-1 。超过 0.30min-1 时, 残留分散介质的减少效果变低, 分散介质的残留量增加, 从而不优选。另 外, 添 加 速 度 V小 于 0.05min-1 时, 单 体 水 溶 液 的 添 加 所 需 要 的 时 间 变 得 过 于 长, 不 能得到与花费的。
36、时间相当的减少效果, 而且使生产效率大大恶化, 因此不优选。0036 在 减 少 残 留 分 散 介 质 的 量 的 同 时、 增 加 向 聚 合 反 应 槽 的 加 入 速 度 时, 可 以 通 过 设置 2支以上 ( 例如 2或 3支 ) 添加速度为 0.30min-1 以下的投入喷嘴, 并由这些多支喷嘴同时进行加入, 来提高作为装置整体的加入速度。 即, 如果每 1支投入喷嘴的添加速度 V为0.30min-1 以下, 则 2或 3支投入喷嘴的各添加速度的总计可以为 0.30min-1 以上。另外, 可 以 将 添 加 速 度 V不 同 的 2支 以 上 的 投 入 喷 嘴 设 置 在 聚。
37、 合 反 应 槽 中。 其 中, 该 情 况 下,从减少残留分散介质的角度考虑, 优选各喷嘴之间设置在尽可能分开的位置上。0037 作 为 在 工 序 (A) 中 使 用 的 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体, 可 以 列 举 例 如 ( 甲 基 ) 丙 烯 酸 “( 甲基 ) 丙烯基 ”是指 “丙烯基 ”和 “甲基丙烯基 ”。以下相同 、 2-( 甲基 ) 丙烯酰胺 -2-甲基丙磺酸、 马来酸等具有酸基的单体和它们的盐 ;( 甲基 ) 丙烯酰胺、 N, N-二甲基 ( 甲基 ) 丙烯酰胺、 ( 甲基 ) 丙烯酸 2-羟基乙基酯、 N-羟甲基 ( 甲基 ) 丙烯酰胺等的非离子性不饱和单体。
38、 ;( 甲基 ) 丙烯酸二乙基氨基乙基酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸二乙基氨基丙基酯等含有氨基的不饱和单体和它们的季铵化物等。它们可以分别单独使用, 或将 2种以上混合使用。0038 在 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 中, 从 工 业 上 容 易 获 得 的 角 度 考 虑, 作 为 优 选 的 单 体, 可以列举 ( 甲基 ) 丙烯酸和其盐、 ( 甲基 ) 丙烯酰胺。0039 水溶性烯属不饱和单体具有酸基时, 可将酸基中和而作为盐使用。0040 作 为 将 具 有 酸 基 的 单 体 中 和 而 形 成 盐 时 使 用 的 碱 性 化 合 物, 可 以 列 举 锂、 钠、 钾、铵等的化。
39、合物。更详细地, 可以列举氢氧化钠、 氢氧化钾 、 氢氧化锂、 碳酸钠、 碳酸铵等。0041 在 将 具 有 酸 基 的 单 体 进 行 中 和 时, 其 中 和 度 优 选 为 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 的 酸 基的 30 90摩尔 %。 中和度比 30摩尔 %低时, 酸基难以离子化, 有吸水能力变低的可能性,因此不优选。 如果中和度超过 90摩尔 %, 则用作卫生材料时, 有产生安全性等的问题的可能性, 因此不优选。 另外, 从均一度的角度考虑, 一般中和的时机是在单体状态下进行, 但也可以并用在单体聚合后的聚合物中添加上述碱性化合物进行中和的、 所谓后中和。0042 在 本。
40、 发 明 中, 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 可 作 为 水 溶 液 来 使 用。 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单体水溶液的单体浓度优选为 20质量 %饱和浓度。说 明 书CN 103003311 A6/20页90043 在水溶性烯属不饱和单体水溶液中, 根据需要可以含有链转移剂、 增稠剂等。0044 作 为 链 转 移 剂, 可 以 列 举 例 如 硫 醇 类、 硫 羟 酸 类、 仲 醇 类、 次 磷 酸、 亚 磷 酸 等 的 化 合物。它们可以单独使用, 也可以将 2种以上并用。0045 作 为 增 稠 剂, 可 以 列 举 羧 甲 基 纤 维 素、 羟 基 乙 基 纤 维 。
41、素、 羟 基 丙 基 纤 维 素、 甲 基 纤维素、 聚乙二醇、 聚丙烯酸、 聚丙烯酸中和物、 聚丙烯酰胺等。0046 作 为 石 油 系 烃 分 散 介 质, 可 以 列 举 例 如 正 己 烷、 正 庚 烷、 2-甲 基 己 烷、 3-甲 基 己烷、 2, 3-二甲基戊烷、 3-乙基戊烷、 正辛烷等的碳原子数为 6 8的脂肪族烃、 环己烷、 甲基环己烷、 环戊烷、 甲基环戊烷、 反式 -1, 2-二甲基环戊烷、 顺式 -1, 3-二甲基环戊烷、 反式 -1,3-二 甲 基 环 戊 烷 等 的 脂 环 族 烃、 苯、 甲 苯、 二 甲 苯 等 的 芳 香 族 烃 等。 其 中, 从 工 业 。
42、上 容 易 获取、 和 安 全 性 的 角 度 考 虑, 更 适 合 使 用 正 己 烷、 正 庚 烷、 2-甲 基 己 烷、 3-甲 基 己 烷、 正 辛 烷 等碳 原 子 数 为 6 8的 脂 肪 族 烃 ;环 己 烷、 甲 基 环 戊 烷、 和 甲 基 环 己 烷 等 碳 原 子 数 为 6 8的脂环族烃。这些烃分散介质可以单独使用, 或将 2种以上并用。0047 进 一 步 地, 在 这 些 烃 分 散 介 质 中, 从 本 发 明 的 W/O型 反 相 悬 浮 的 状 态 良 好、 易 于 得到合适的粒径、 工业上易于获得且品质稳定的角度考虑, 适合使用正庚烷、 环己烷。 另外, 作。
43、为 上 述 烃 的 混 合 物 的 例 子, 即 使 使 用 市 售 的 EXXSOL庚 烷 ( 公 司 制 :含 有正庚烷和异构体的烃 75 85%) 等, 也可以得到合适的结果。0048 对 于 石 油 系 烃 分 散 介 质 的 使 用 量, 从 使 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 均 一 地 分散、 使 聚 合 温 度 的 控 制 容 易 的 角 度 考 虑, 通 常 相 对 于 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 100质量份, 优选为 50 600质量份, 更优选为 50 400质量份, 进一步优选为 50 200质量份。0049 在 工 序 (。
44、A) 中, 在 不 存 在 表 面 活 性 剂 的 情 况 下 将 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 添加 到 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 并 进 行 一 次 分 散 时, 通 过 在 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂 的 存 在 下 进 行分散, 可将石油系烃分散介质的残留量降低至更低水平。0050 作 为 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂, 优 选 选 择 在 使 用 的 上 述 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 溶 解 或分 散 的 物 质 来 使 用, 可 以 列 举 例 如 粘 均 分 子 量 为 20000以 下、 优 选 10000以 下、。
45、 进 一 步 优 选5000以 下 的 物 质。 具 体 地, 可 以 列 举 马 来 酸 酐 改 性 聚 乙 烯、 马 来 酸 酐 改 性 聚 丙 烯、 马 来 酸酐 改 性 乙 烯 -丙 烯 共 聚 物、 马 来 酸 酐 -乙 烯 共 聚 物、 马 来 酸 酐 -丙 烯 共 聚 物、 马 来 酸 酐 -乙烯 -丙烯共聚物、 聚乙烯、 聚丙烯、 乙烯 -丙烯共聚物、 氧化型聚乙烯、 氧化型聚丙烯、 氧化型乙烯 -丙烯共聚物、 乙烯 -丙烯酸共聚物、 乙基纤维素、 乙基羟基乙基纤维素、 马来酸酐化聚丁二烯、 马来酸酐化 EPDM( 乙烯 /丙烯 /二烯三元共聚物 ) 等。0051 其 中, 优。
46、 选 选 自 马 来 酸 酐 改 性 聚 乙 烯、 马 来 酸 酐 改 性 聚 丙 烯、 马 来 酸 酐 改 性 乙烯 -丙烯共聚物、 马来酸酐 -乙烯共聚物 、 马来酸酐 -丙烯共聚物、 马来酸酐 -乙烯 -丙烯共聚 物、 聚 乙 烯、 聚 丙 烯、 乙 烯 -丙 烯 共 聚 物、 氧 化 型 聚 乙 烯、 氧 化 型 聚 丙 烯 和 氧 化 型 乙 烯 -丙烯共聚物中的至少一种。0052 使用疏水性高分子系分散剂时的添加量相对于水溶性烯属不饱和单体水溶液 100质量份, 优选为 5质量份以下, 更优选为 0.01 3质量份, 进一步优选为 0.05 2质量份。疏水性高分子系分散剂的添加量比。
47、 5质量份多时, 不是经济的, 因此不优选。0053 重 要 的 是 将 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂 添 加 到 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 后, 将 分 散 介 质 加热 一 次, 形 成 使 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂 的 一 部 分 或 全 部 溶 解 或 分 散 的 状 态 后, 添 加 单 体 水溶 液, 即 使 加 热 后 将 分 散 介 质 冷 却, 疏 水 性 高 分 子 系 分 散 剂 的 一 部 分 或 全 部 析 出, 形 成 白 浊说 明 书CN 103003311 A7/20页10分散了的状态, 也进行单体水溶液添加, 没有问题。005。
48、4 在 将 水 溶 性 烯 属 不 饱 和 单 体 水 溶 液 添 加 到 石 油 系 烃 分 散 介 质 中 并 分 散 时, 通 过 搅拌使其分散, 对于搅拌条件, 根据所需的分散液滴直径而有所不同, 因此不能一概而论。0055 分散液滴直径可根据搅拌叶片的种类、 叶片直径、 转速等来调节。0056 搅 拌 叶 片 可 以 使 用 例 如 螺 旋 桨 式 叶 片、 浆 式 叶 片、 锚 式 叶 片、 涡 轮 叶 片、 Pfaudler叶片、 带状叶片、 FULLZONE叶片 ( 神钢 ( 株 ) 制 ) 、 MAXBLEND叶片 ( 住友重机械工业( 株 ) 制 ) 、 Super-Mix(化学机械工业 ( 株 ) 制 ) 等。0057 在 上 述 工 序 (A) 得 到 的 一 次 分 散 液 中 添 加 表 面 活 性 剂, 进 一 步 使 水 溶 性 烯 属 不 饱和单体水溶液在石油系烃分散介质中进行二次分散。 ( 工序 (B) ) 。0058 作 为 在 工 序 (B) 中 使 用 的 表 面 活 性 剂, 可 以 列 举 例 如 脱 水 山 梨 糖 醇 脂 肪 酸 酯、 聚氧 化 乙 烯 脱 水 山 梨 糖 醇 脂 肪 酸 。