[發明專利]一種聚乙烯吡咯烷酮的制備方法

有效

• 申請號: 201210410071.X
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102863575A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 魏先全;趙世比;劉明剛;吳勇;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: C08F126/10
• 分類號: C08F126/10;C08F4/34;C08F4/04
• 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

本發明屬于高分子材料制備方法領域，具體涉及一種聚乙烯吡咯烷酮的制備方法。

背景技術

聚乙烯吡咯烷酮(英文簡稱為PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮均聚而成的一種水溶性白色樹脂狀固體，分子式為(C₆H₉NO)_X，根據分子量的不同，有?K15、K30、K60、K90?等種類。PVP?是一種性能優良、附加值高的重要精細化工產品，其分子中含有極性較大的內酰胺基，具有親極性基團的能力，既可溶于水，又能溶于醇、羧酸、醇胺、鹵代烴等極性有機溶劑，PVP固體及其水溶液的化學性能均很穩定。PVP可在水、甲醇、乙醇、氯仿或二氯乙烷中成膜，所形成的薄膜無色透明、硬而光亮。PVP具有較強的吸濕性，與聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、蟲膠和糊精等相容性良好。PVP無毒，對皮膚、眼睛無刺激或過敏，對中樞神經系統、呼吸系統、血液循環系統無影響，通常可分為醫藥級、食品級和工業級三種。基于上述原因，PVP廣泛應用于醫藥工業、釀酒和飲料工業、日用化工、顏料涂料工業、紡織工業、造紙工業、采油、感光材料和電子工業等領域。

ZL200810218921.X公開了一種低分子量聚乙烯吡咯烷酮的制備方法，該方法使用偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰為引發劑，氯化鐵或氯化銅為催化劑，制備得到低分子量的聚乙烯吡咯烷酮，但此方法得到的聚乙烯吡咯烷酮殘留單體含量高，并且由于使用了氯化鐵或氯化銅為催化劑，導致產品中的重金屬離子難以除去，其重金屬離子含量不能滿足聚乙烯吡咯烷酮在化妝品和醫藥領域的應用標準。公開號為CN1015087152A的專利申請公開了一種聚乙烯吡咯烷酮的制備方法，其所用引發劑為偶氮類化合物或者有機過氧化物，此方法將引發劑分兩次或多次加入反應釜中，聚合反應后期轉化效率低，反應時間較長。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種聚乙烯吡咯烷酮的制備方法，以簡化工藝，縮短生產周期，提高轉化率，得到殘留單體含量低的聚乙烯吡咯烷酮。

本發明所述聚乙烯吡咯烷酮的制備方法，原料為N-乙烯基吡咯烷酮30重量份、溶劑60重量份~90重量份、復合引發劑1重量份~3重量份，工藝步驟依次如下：

（1）將溶劑加入反應容器后開始攪拌，然后在氮氣保護下將復合引發劑加入反應容器并混合均勻；

（2）在氮氣保護下將步驟（1）形成的混合液加熱至60℃時，向反應容器中滴加N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基吡咯烷酮滴加完畢后，在60℃~90℃進行聚合反應，反應時間為4小時~6小時；

（3）反應時間屆滿后，停止攪拌，將反應液通過噴霧干燥形成粉末或轉鼓干燥并粉碎形成粉末；

所述復合引發劑由60℃~90℃時半衰期相差1小時~2小時的兩種或兩種以上的引發劑組成。

上述方法中，半衰期較長的引發劑與半衰期較短的引發劑的質量比為2～4︰1～2。

上述方法中，60℃~90℃時半衰期較長的引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二甲基丁腈、過氧化苯甲酰、異丙苯過氧化氫、過氧化二叔丁基、過氧化二異丙苯、過氧化甲乙酮或過氧化二碳酸二環己酯；60℃~90℃時半衰期較短的引發劑為過氧化環己酮、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二碳酸二異丙酯或過氧化月桂酰。

上述方法中，所述溶劑為去離子水。

上述方法中，?N-乙烯基吡咯烷酮的滴加方式為勻速滴加，滴加速率為1.5?g/min～2.5g/min。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明所述方法使用半衰期不同的兩種或幾種引發劑進行聚合反應，在聚合反應前期主要由效率高、分解速率快、半衰期較短的引發劑進行鏈引發，使絕大部分的N-乙烯基吡咯烷酮單體快速聚合；到聚合反應后期，半衰期較長、分解速率較慢的引發劑已均勻混合于反應體系中，這部分引發劑使剩余的N-乙烯基吡咯烷酮單體繼續得到有效聚合，克服了反應后期物料混合不均、引發劑不足等缺點，提高了反應轉化率，縮短了聚合反應的時間。

2、本發明所述方法可有效降低產品中殘余單體的含量，所得聚乙烯吡咯烷酮中殘余N-乙烯基吡咯烷酮單體的含量不超過0.15%，且產品的色度及溶解性好。

3、本發明所述方法無需使用含重金屬的催化劑，不會引入重金屬離子，從而提高了產品的安全性。

4、本發明所述方法采用常規設備進行生產，無需對設備進行改造，且生產流程簡捷，操作簡便，生產成本低，易于實現工業化。

具體實施方式