[發明專利]通過噴霧聚合制備聚乙烯基吡咯烷酮的方法

無效

• 申請號: 200810176304.8
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN101434669A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: D·勒施;R·維德邁爾;V·塞德爾;H-U·莫里茨;K·阿斯夫;S·比達塞克
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08F26/10
• 分類號: C08F26/10;C08F2/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

技術領域

本發明涉及一種通過單體溶液的噴霧聚合制備聚乙烯基吡咯烷酮的方法。

本發明的進一步實施方案可以從權利要求、說明書和實施例獲知。顯然，上面已經描述的和將在下面描述的本發明主題的特征可以不僅在每種情況下所說明的組合中使用，而且可以按照其它組合方式使用，只要不超出本發明的范圍即可。

背景技術

聚乙烯基吡咯烷酮通常通過在溶液中的自由基聚合制備。為了制備摩爾質量較低的聚合物，異丙醇通常用作溶劑，而通常在水中聚合較高分子量的聚合物。加工成粉末的操作一般通過噴霧干燥進行。

但是，噴霧干燥的復雜性在于聚乙烯基吡咯烷酮溶液傾向于出現爬桿現象，這是聚合物溶液的固含量必須保持較低的緣故。但是，這導致在噴霧干燥中的耗能增加，這從生態和經濟角度而言是不利的。

另一個因素是聚乙烯基吡咯烷酮在具有通常大于100,000g/mol(Mw)的較高摩爾質量時，由于粘度作用，僅僅能在低固含量下噴霧干燥。粘度的限制導致僅僅通常能通過滾動干燥和其它方法加工較高分子量的聚乙烯基吡咯烷酮，而不能通過噴霧干燥實現。

US-A-3,644,305公開了一種噴霧聚合方法，由此方法制備低分子量聚合物。聚合反應在升高的壓力下進行。

噴霧干燥方法也公開在WO?2006/079631、WO2006/114404或WO2006/120232中。

根據專利申請WO-A-96/40427，噴霧聚合是通過將單體溶液噴入加熱的且基本靜態的氣氛中來進行的。

發明內容

所以，本發明的目的是提供一種制備聚乙烯基吡咯烷酮的改進方法。

因此，發現了一種通過自由基引發的聚合反應制備聚乙烯基吡咯烷酮的方法，該方法包括作為噴霧或液滴聚合來進行聚合反應。

根據本發明，噴霧或液滴聚合表示在合適裝置(例如噴嘴)的幫助下噴霧在溶劑中含單體和引發劑的溶液，或將此溶液用合適的裝置成型為液滴，此方法以使得在噴霧或形成液滴之后開始聚合的方式進行。

根據本發明，聚乙烯基吡咯烷酮表示N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物和共聚物。合適的共聚單體是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、其它氮雜環N-乙烯基單體，例如N-乙烯基咪唑、3，4，5-甲基季化的N-乙烯基咪唑，或N-乙烯基己內酰胺。

聚合反應可以在惰性載氣的存在下進行，“惰性”表示載氣不會與單體溶液的組分發生反應。惰性載氣優選是氮氣。惰性載氣的氧含量有利地低于1體積％，優選低于0.5體積％，更優選低于0.1體積％。

惰性載氣可以按照順流或逆流方式經過反應室到達單體溶液的自由降落液滴，優選按照順流方式。在經過單程之后，載氣優選至少部分地作為循環氣體循環到反應室中，優選循環程度是至少50％，更優選至少75％。通常，一部分載氣在每次通過后排出，優選至少10％載氣排出。

優選調節氣體速度使得反應器中的流動是直接的，例如不存在與總體流動方向相反的對流渦流，氣體速度例如是0.02-1.5m/s，優選是0.05-0.4m/s。

反應溫度優選是70-250℃，更優選80-190℃，最優選90-160℃。

在單體溶液中，單體a)的濃度通常是2-80重量％，優選5-70重量％，更優選10-60重量％。

單體彼此在水溶液中在引發劑的存在下聚合。

引發劑按照常規量使用，例如用量是0.001-5重量％，優選0.01-3重量％，基于要聚合的單體計。

所用的引發劑可以是能在聚合條件下分解成自由基的所有化合物，例如過氧化物、氫過氧化物、過氧化氫、過硫酸鹽、偶氮化合物和所謂的氧化還原引發劑。優選使用能溶于水的引發劑，但是也可以根據具體情況使用僅僅中等溶于水的化合物，在這種情況下可以另外使用甲醇、乙醇或異丙醇作為增溶劑。在一些情況下，有利的是使用不同引發劑的混合物，例如過氧化氫和過氧二硫酸鈉或過氧二硫酸鉀的混合物。過氧化氫和過氧二硫酸鈉的混合物可以按照任何所需的比例使用。