Superabsorbent a spôsob jeho výroby

Číslo patentu: 279034

Dátum: 10.01.1996

Autori: Kavala Miroslav, Chromá Viola, Dalloš Vojtech, Komora Ladislav

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález sa týka superabsorbentu na zvýšenie vodoretenčnej kapacity pôdy a reguláciu vlhkosti v poľnohospodárstve a lesníctve, reguláciu rýchlosti tuhnutia mált a betónov, atď., na báze zosietených akrylových monomérov. Ako zosieťovadlo sa používa N,N'-alkylén-bis-akrylamid. Superabsorbent sa vyrába blokovou (ko)polymerizáciou 20 až 70 %-ného vodného roztoku monomérov, akrylamidu, zneutralizovanej kyseliny akrylovej a/alebo metakrylovej, N-alkyl- a/alebo izoalkyl- a/alebo cyklohexylakrylamidu, v tenkej vrstve s výškou 0,001 až 0,3 m. Vzniknutý produkt sa suší bežným spôsobom a melie.

Text

Pozerať všetko

6. Číslo príoritnej prihlášky (Sl) Im c Dátum priority C 08 F 20/06 C 08 F 20/ 10Kľêjĺna Pľĺüľiľyí C 08 F 20/56 ÚRAD Dátum zverejnenia 10.01.96 Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 06.05.98 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Číslo PCT(72) Pôvodca vynálezu Dalloš Vojtech, Ing., Žirany, SK(54) Názov vynálezu Superabsorbent a spôsob jeho výrobyVynález sa týka superabsorbentu na zvýšenie vodoretenčnej kapacity pôdy a reguláciu vlhkosti vpoľnohospodárstve a lesníctve, reguláciu rýchlosti tuhnutia mált a betónov, atď., na báze zosietených akrylových monomérov. Ako zosieťovadlo sa používa N,NĽalkylćn-bis-akrylamid. Superabsorbent sa vyrába blokovou (ko)polymerízáciou 20 až 70 -ného vodného roztoku monomérov, akrylamidu, zneutralizovanej kyseliny akrylovej a/alebo metakrylovej, N-alkyla/alebo izoalkyl- a/alebo cyklohexylakrylamidu,vtenkej vrstve svýškou 0,001 až 0,3 m. Vzniknutý produkt sa suší bežným spôsobom a melie.Vynález sa týka polyméru na báze zosietených akrylových monomćrov s vysokou schopnosťou pohlcovať vodu a rôzne elektrolyty a spôsobu jeho prípravy.Súčasne produkované superabsorbenty sú založené najmä na báze kyseliny akrylovej, metakrylovej, celulózy a pod. Akrylové polymery so superabsorpčnými vlastnosťami sa pripravujú suspenznou (ko) polymerizáciou kyseliny akrylovej a/alebo solí kyseliny akrylovej v organickom rozpúšťadle obsahujúcom surfaktant s následným zosietenim výsledného produktu (US pat. 4 698 404).Známa je aj priprava suspendovaním vodného roztoku kyseliny akrylovej s neutralizovanými karboxylovými skupinami na 50 až 90 mol. V alifatickom ketóne s použitím etylenglykoldiakrylátu, etyléndimetalakrylátu, dietyléndiakrylátu, atď. ako zosieťovadla (JP pat. 56-147 809). Polymćr absorbujúci vodu sa vyrába polymerizáciou monomérnej zmesi obsahujúcej 50 až 90 mól. čiastočne neutralizovanej kyseliny akrylovej, 10 až 50 alkalikovového akrylátu a sacharidu v prítomnosti vodorozpustnćho radikálnvého iniciátora pri teplote minimálne 100 °C (JP pat. 57-38 809).Pri príprave očkovaného polyakiylatnidu so zvýšenou schopnosťou pohlcovať vodu sa zmieša kryštalický akrylamid s práškovým zosieťovacím činidlom, ktorým je produkt polykondenzácie Co-komplexu a l-nitrózo-2-hydroxynaftalćn-ó-sulfónovej kyseliny s fenolom a formaldehydom, monoměry sa rozpustia a polymerizujú, pričom vzniknutý gél sa nechá doreagovať, premýva sa, suší a drví(SU autorské osvedčenie 1 509 359). Redox polymerizácia zmesi nenasýtených kyselín, vodorozpustného komonoméru a polynenasýteného zosieťovadla sa uskutočňuje za prítomnosti vodorozpustného polyméru (DE pat. 4 015 085).Známa je i polymerizácia kyseliny akrylovej s N, N-metylćnbisakrylamidom chelatačným činidlom pomocou persíranu sodnćho s následnou neutralizáciou polyměru s hydroxidom draselným (EP 456 136).Podstatou tohto vynálezu je superabsorbent na zvýšenie vodoretenčnej kapacity pôdy a reguláciu vlhkosti, na báze zosietených akrylových monomérov, obsahujúci maximálne 99,9 mol. štruktúrnej jednotky (l), ikde X je vodik alebo monovalentný katíón a maximálne 10 mol, štruktúrnej jednotky (III), Ť.cx 2.cu-t lkde R je alkán s počtom atómov uhlíka 1 až 6, izoalkán alebo cyklohexyl.Superabsorbent sa vyrába (ko)polymerizáciou vodného roztoku akrylových monomérov za prítomnosti pomocných látok polymerizácie, ktorá sa uskutočňuje tak, že 20 až 70 -tný vodný roztok monomérov obsahujúci maximálne 70 mol. akrylamidu, maximálne 60 mol. kyseliny akrylovej a /alebo metakrylovej zneutralizovanei na 95 mol. monovalentným kovovým hydroxidom alebo amoniakom, maximálne 5 mol. N-alkyl a/alebo izoalkyl-a/alebo cyklohexylaltrylamidu a maximálne 5 mol. zosieťovadla N,N-alkylén-bis-akrylamidu po inertizácii (ko) polymerizuje v tenkej vrstve s výškou 0,001 až 0,3 m pri teplote 30 až 110 °C, pričom vzniknutý produkt sa suší bežným spôsobom a melie.Výhodou postupu podľa vynálezu je vznik(ko)polymeru s enormne nízkym obsahom voľných monomćrov pri výhodných technických, ekonomických a ekologických parametroch procesu.Pri príprave superabsorbentov sa ako zosieťovadlo používa N, N-alkylén-bis-akrylamid. Môže sa použiť priamo mokrý tiltračný koláč alebo sa premýva vodou, prípadne alkoholom a suší pri teplote 25 až 180 °C. Najprv sa pripraví reakčná zmes, ktorá obsahuje 0 až 70 mol. akrylamidu, 0 až 60 mol. kyseliny akrylovej, prípadne metakrylovej zneutralizovanej hydroxidom alkalického kovu alebo amoniakom až do 95 mol., 0 až 5 mol. zosieťovadla, 0 až 5 mol. N-alkyl a/alebo izoalkyl, resp. cyklohexylakrylamidu a 20 až 90 mol. vody. Reakčná zmes sa inertizuje inertným plynom a zahrieva na teplotu 25 až 100 °C, výhodne 40 až 80 °C. lniciuje sa, v prípade radikálovej polymerizácie sa používa iniciačný redox systém(napr. persíran, Hzoz, organický peroxíd a pod.) v množstve 0,001 až 5,0 hmot., počítané na reakčnú zmes. Bloková polymerizácia sa uskutočňuje V tenkej vrstve o výške 0,001 až 0,3 m, výhodne 0,05 až 0,15 m pri teplote 30 až 110 °C v priebehu 0,1 až 10 h. Ďalej nasleduje extrúzia a sušenie vzniknutého vodného gélu polyméru pri teplote 40 až 200 °C, výhodne 100 až 160 °C, v priebehu 0, 5 až 10 h. Vysušený produkt sa melie na veľkosť častíc 0, 01 až 30.10 m, výhodne 0,2 až 0,8 .l 03 m.Superabsorbent sa po mletí použije bez ďalšej úpravy,alebo sa puriñkuje prostredníctvom premývania mletého produktu vodno-organickým kvapalným systémom. Premývanie mletého superabsorbcntu je kontinuálne alebo diskontinuálne, hmotnostný pomer supetabsorbent organické rozpúšťadlo voda je 1 0 až 10 0,0 l až 4, teplota pri premývaní je 10 až 90 °C, výhodne 20 až 30 °C, kontaktný čas 0,1 až 5 h, výhodne 1,5 až 2,0 h.Po purifikácii sa superabsorbent izoluje tiltráciou a vysuší pri teplote 40 až 200 °C, výhodne 120 až 130 °C, počas 0,l až 10,0 h, výhodne 1,0 až 2,0 h. Filtrát - vodno-organický kvapalný systém - sa použije pri ďalšej puriñkáCll.100,0 g 42 -nćho vodného roztoku akrylamidu sa zmiešal s 35,0 g 35 Vo-ného vodného roztoku akrylátu sodného a 0,035 g nevysušeného filtračnćho koláča N, N-etylén-bis-akrylamidu. pH reakčnej zmesi sa upravila kyselinou akrylovou na 5,2. Po 0,5 h inertizácii reakčnej zmesi dusíkom, reakčná zmes sa vyhriala na 70 °C. K zmesi sa pridal persíran draselný vo forme 1,0 -ného vodného roztoku v množstve 0, 8 ml a pyrosíričitan draselný vo forme 1,0 Vrneho roztoku v množstve 0,4 ml. Bloková polymerizácia prebiehala vo vrstve 0,07 m pri teplote 80 °C počas 1,0 h. Po vysušení produktu polymerizácie pri teplote 140 °C počas 5,0 h a mletí na veľkosť častíc 0,2 až 0,8 mm sa získal superabsorbent s absorpčnou mohutnosťou 387 g destilovanej vody na l g polyméru.Usporiadanie a priebeh pokusu bolo rovnake ako v príklade č. l. Miesto mokrćho filtračného koláča N, N-etylen-bis-akrylamidu sa do reakčnej zmesi pridalo vysušenć zosieťovadlo v množstve 0,015 g. Absorpčná mohutnost vysušeného produktu bola 377 g destilovanej vody na l g polyméru.Usporiadanie a priebeh pokusu bolo rovnaké ako v príklade č. l. pri použití IO-násobnej násady surovín.Vysušený íiltračný koláč N, N-etylen-bis-akrylamidu sa použil v množstve 0,9 g. Absorpčná mohutnosť vyrobeného produktu bola 660 g destilovanej vody na 1 g polymeru.Syntetizovaný superabsorbent zvýšil vodorentečnú kapacitu piesočnatých pôd o 80 pri dávke 4 g polyméru/ml. resp. o 140 pri dávke 8 g polyméru/mz.K 50 kg 42 -nćho vodného roztoku akrylamidu sa pridala kyselina akrylová v množstve 0,5 kg. K zmesi sa pridal izopropyl-akrylamíd V množstve 100 g a mokrý filtračný koláč N, N-butylćn-bis-akrylamidu v množstve 30,0 g so sušinou 60 hmot. Acídita zmesi sa upravila 40 ným roztokom KOH na 5,0. Po 0,5 h inertizácii a vyhriatí reakčitqi zmesi na 70 °C, polymerizácia sa iniciovala pomocou 400 ml 1 -ného vodného roztoku Kzszog.Bloková polymerizácia sa uskutočnila vo vrstve 0,1 m pri teplote 90 °C počas 0,5 h. Po extrúzii a vysušení získaného vodného gelu pri teplote 140 °C počas 5 h a mletí vysušeného produktu na charakteristickú veľkosť častíc 0,5 mm sa získal superabsorbent s absorpčnou mohutnosťou 572 g destilovanej vody na 1 g polymćru.1000 g superabsorbentu vyrobeného postupom uvedeným v príklade č. 4 sa miešal V 7 kg vodno-etanolického roztoku v priebehu 2 h pri teplote okolia. Po 2 hodinách miešania superabsorbent sa izoloval liltráciou a sušil pri teplote 120 °C počas 2,0 h. Absorpčná mohutnost purifikovanćho superabsorbentu bola 547 g destilovanej vody na l g polymeru pri prakticky nulovom obsahu voľných monomćrov v produkte.22,6 kg 35 Vo-něho vodného roztoku akrylátu sodněho sa zmieša s 4,3 kg kyseliny akrylovej technickej kvality a 30 g N, N-etylén-bis-akrylamidu.Po 1,0 h inertizácil reakčnej zmesi dusíkom, reakčná zmes sa vyhriala na teplotu 75 °C . K zmesi sa pridal l -ný roztok persíranu amónneho v množstve l 500 ml.Bloková polymerizácia prebiehala vo vrstve 0,08 m pri teplote 75 °C počas 2,0 h. Po vysušení produktu polymerizácie pri teplote 160 °C počas 4,0 h a mletí na veľkost častíc 50.l 03 mm sa získal superabsorbent s absorpčnou mohutnosťou 435 g destilovanej vody na 1 g polyměru.Prídavok 0,02 syntetizovaného sorbentu k štandard nej maltovej zmesi predĺžil čas spracovateľnosti tejto zmesi o 270 .Do poteflónovaného reaktora sa nasadila reakčná zmes nasledovnćho zloženia- l 07,8 g 30 -neho vodného roztoku hydroxidu draselnćhoTeplota reakčnej zmesi počas prípravy sa udržíavala pri teplote max. 30 °C.Po 0,5 h inertizácii násady héliom sa reakčná zmes vyhriala na teplotu 92 °C a po pridaní 0,3 g (NHQZSIOE. vo forme 1 Vy-ného vodného roztoku sa reakčná zmes udržiavala pri teplote 100 °C počas 0,5 h.Produkt polymerizácíe po dezintegrácii sa sušil v roštovej sušiarni pri teplote 165 °C počas 4,5 h.Absorpčná mohutnosť produktu - po mletí na priemernú veľkosť častíc 0,8 mm - bola 495 g destilovanej vody/g polymeru.Predmetný produkt pri aplikácii v piesočnatých pôdach v dávke 10 g/mz zvyšuje vodoretenčnú kapacitu pôdy o 82Uskutočnenie pokusu bolo rovnake ako v príklade č. 7. Do reakčnej zmesi miesto kyseliny akrylovej sa pridala kyselina metakrylová v ekvimolámom množstve (l 12,2 g).Absorpčná mohutnosť tohto produktu je 432 g destilovanej vody /g polyméru a zvýšenie vodoretenčnej kapacity piesočnatej pôdy pri dávke 10 g polyrnéru/mz predstavuje 76 .Superabsorbenty vyrobené podľa tohto vynálezu sa používajú najmä na zvýšenie retenčnej kapacity pôdy, reguláciu vlhkosti pôdy v poľnohospodárstve a lesníctve, reguláciu rýchlosti tuhnutia mált a betónov, výrobu hygienických a sanitámych materiálov, špeciálnych priemyselných filtrov a káblov a pod.Superabsorbent na zvýšenie vodoretenčnej kapacity pôdy a reguláciu vlhkosti, na báze zosietených akrylových monomérowvyznačujúci sa tým,že obsahuje mmdmálne 99, 9 mol. štruktúmej jednotky (I)kde X je vodík alebo monovalentný katión a maximálne 10 mol. štruktúrnej jednotky (Ill), c - ní (III)kde R ja alkán s počtom atómov uhlíka l až 6, izoalkán, alebo cyklohexyl.2. Spôsob výroby superabsorbentu podľa nároku l,(ko)polymerizáciou vodného roztoku akrylových monomérov za prítomnosti pomocných látok polymerizácie, v y značujúci sa tým,že 20 až 70-nývodný roztok monomérov, obsahujúci maximálne 70 mol. akrylamidu, maximálne 60 mol. kyseliny akrylovej a/alebo metakrylovej zneutralizovanej na 95 mol. monovalentným kovovým hydroxidom alebo amoniakom, maximálne 5 mol. N-alkyl- a /alebo cyklohexylakrylamidu a maximálne 5 mol. zosieťovadla N, N-alkylén-bis-akrylamidu po inertizácii (ko) polymerizuje v tenkej vrstve s výškou 0,001 až 0,3 m pri tejto teplote 30 až 110 °C, pričom vzniknutý produkt sa suší bežným spôsobom a melie.3. Spôsob výroby superabsorbentu podľa nároku 2,vyznačujúci sa tým,že vodnýroztokmonoméru je 35 až 45 -ný.4. Spôsob výroby superabsorbentu podľa nároku 2,vyznačuj úci sa tým, že (kmpolymerizácia sa uskutočňuje pri teplote 90 až 100 °C.5. Spôsob výroby superabsorbentu podľa nároku 2,vyznačuj úci sa tým,ževysušenýproduktsa po mletí premýva vodným roztokom organického rozpúšťadla v hmotnostnom pomere produkt organické rozpúšťadlo voda l 20, až 10 0,01 až 4 pri teplote 10 až 90 °C počas 0,1 až 5,0 h.

MPK / Značky

MPK: C08F 20/06, C08F 20/10, C08F 20/56

Značky: superabsorbent, výroby, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-279034-superabsorbent-a-sposob-jeho-vyroby.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Superabsorbent a spôsob jeho výroby</a>

Podobne patenty