[發明專利]一種降低聚乙烯吡咯烷酮中N-乙烯基吡咯烷酮的催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201210409009.9
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102898563A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 吳勇;趙世比;劉明剛;魏先全;周珂陽;楊東;劉孔滿;徐家富;張利;周志明
• 申請（專利權）人: 四川化工控股（集團）有限責任公司;四川天華富邦化工有限責任公司
• 主分類號: C08F26/10
• 分類號: C08F26/10;C08F6/10
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵

技術領域

本發明屬催化劑技術領域，涉及一種降低聚乙烯吡咯烷酮聚合物中殘余N-乙烯基吡咯烷酮單體含量的催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

聚乙烯吡咯烷酮（英文簡稱PVP），是一種非離子型高分子化合物，由單體N-乙烯基吡咯烷酮（英文簡稱NVP）在引發劑的作用下聚合而成。根據分子量的不同，其產品主要分為PVP?K15、PVP?K30、PVP?K60、PVP?K90、PVP?K120和PVPP，不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮表現出不同功能特性，應用于不同的領域。其線型聚合產品極易溶于水，能與多種高分子、低分子物質互溶或復合，具有優良的吸附性、成膜性、粘接性、熱穩定性及生物相容性，安全無毒，因此被廣泛應用于醫藥、日化、食品、涂料、新材料等化工領域，是一種優良的精細化工原料。在粘合劑中使用可改進粘合物接口的強度和剛度；在化妝品中使用可改善和保護皮膚與頭發；在藥物中可用作藥片的粘合劑、涂層劑、分散劑和保護膠體；在塑料中可用作顏料分散劑、粘合劑和穩定劑；在造紙中使用可以增大紙的強度，還可以作為涂料用樹脂；在合成纖維中使用可以改進染色性能；它還被廣泛地應用于墨水、墨汁、石印術、洗滌劑、聚合添加劑和肥皂中；在紡織工業、農產品中也廣泛用到。其交聯聚合的PVPP能與特定多酚化合物（如單寧）形成絡合物，可在果汁中起到澄清和防凝作用。

聚乙烯吡咯烷酮產品被廣泛應用于醫藥、日化、食品領域，但由于聚合反應本身的性質和聚合工藝的局限，導致有毒單體NVP很難100%聚合轉化成PVP，而中國藥典2010版和美國藥典NSP?32-NF?27都要求用于醫藥食品和醫藥領域的食品級和醫藥級的PVP中殘余單體NVP的含量在10ppm以下，因此需要開發出新的后處理技術來盡量降低PVP產品中殘留的單體NVP的含量。

美國專利US2665271公開了一種降低聚乙烯吡咯烷酮聚合物中NVP單體的含量的傳統方法，該方法主要關注聚合反應完成后的后聚合，即待主聚合反應完成以后，再向聚合產物中添加引發劑和提高溫度，使殘余的單體進一步聚合，采用該方法可以使主聚合反應完成后的殘余單體NVP含量由6%的降低到0.9%以下。但通過該方法生產的PVP產品中還有高達0.9%的殘余單體NVP，其遠不能滿足中國藥典2010版和美國藥典NSP?32-NF?27中PVP中殘余單體NVP含量在10ppm以下的要求。同時，由于后聚合增加了引發劑用量，導致在PVP產品中殘余引發劑的含量增高；此外，提高溫度容易引起產品變色，從而大大影響了產的品質。

授權公告號為CN100390224C的中國專利公開了一種消除聚合物中殘留單體N-乙烯基吡咯烷酮的方法，該方法在0~200℃下將聚合物溶液通過超聲波輻射30~130min，以消除殘余單體NVP。該方法能將PVP產品中的殘余單體NVP的含量降至10ppm以下，但該方法的缺點是需要在現有工業裝置中增加一套超聲波裝置，增加設備的投資，且生產能力低。???

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種降低聚乙烯吡咯烷酮中N-乙烯基吡咯烷酮的催化劑及其應用，該催化劑能高效降低聚乙烯吡咯烷酮中殘余單體N-乙烯基吡咯烷酮含量，且對產品品質無不利影響，本發明的另一目的是提供一種上述催化劑的制備方法，該方法工藝簡單，成本低。

本發明所述降低聚乙烯吡咯烷酮中殘余單體N-乙烯基吡咯烷酮的催化劑，其組分及各組分的質量百分數如下：?

所述活性組分為二氧化鈦、硫酸鈦、四氯化鈦中的一種。

上述催化劑中，所述含鋁化合物為氯化鋁、Al₂O₃、擬薄水鋁石中的一種；所述粘結劑為水玻璃、硅膠、氫氧化鋁中的一種。

本發明提供的催化劑，其形狀為條狀體或塊狀體。

本發明所述催化劑，可在降低聚乙烯吡咯烷酮中殘余單體N-乙烯基吡咯烷酮含量方面應用，所述聚乙烯吡咯烷酮為PVP?K15、PVP?K30、PVP?K60、PVP?K90、PVP?K120或PVPP。具體應用方法如下：將聚乙烯吡咯烷酮用溶劑配制成質量濃度?10%~35%的溶液，然后加入上述催化劑，在攪拌下于常壓、60℃~85℃反應1.5h?~5h，反應時間屆滿后，進行過濾，將所得濾液噴霧干燥成粉末或轉鼓干燥并粉碎成粉末或真空干燥并粉碎成粉末，即得到降低了殘余單體N-乙烯基吡咯烷酮含量的粉末狀聚乙烯吡咯烷酮，所述催化劑的加入量為聚乙烯吡咯烷酮質量的0.2%~0.5%，所述溶劑為去離子水、丙酮、丁醇中的至少一種。