利用低純度乙烯基吡咯烷酮製備聚維酮k30的方法
2023-05-05 20:44:11
專利名稱：利用低純度乙烯基吡咯烷酮製備聚維酮k30的方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料的聚合技術領域，具體地說是一種利用低純度乙烯基吡咯烷酮製備聚維酮K30的方法。
背景技術：
長期以來,在聚維酮(Polyvinylpyrrolidone) K30 {(C6H9N0)η}的生產工藝中均要求原料乙烯基吡咯烷酮的純度不得低於99. 5%甚至高於99. 7%，在國內外的文獻和專利中也都是對純度超過99. 5%甚至99. 7%的乙烯基吡咯烷酮的聚合的報導及闡述，這就對乙烯基吡咯烷酮的生產提出了很高的要求。目前，中國乙烯基吡咯烷酮的生產有兩種工藝路線，一種是羥乙基吡咯烷酮催化脫水工藝，一種是乙炔和a—吡咯烷酮合成工藝。在第一種工藝中，羥乙基吡咯烷酮經過催化反應後經過精餾除去水分和乙醛、甲醛雜質再經過精餾可得到純度達到99. 2%的乙烯基吡咯烷酮；在第二種工藝中，乙炔和a—吡咯烷酮合成反應後經過精餾除去a—吡咯烷酮再進一步精餾得到純度在96. 6%-99. 0%之間的乙烯基吡咯烷酮。在傳統生產工藝中，這兩種低純度的乙烯基吡咯烷酮是不能聚合的，即使聚合其結果只能得到顏色很黃、殘餘乙烯基吡咯烷酮很高的不合格聚維酮K30產品，因此這兩種乙烯基吡咯烷酮必須要進一步精餾或結晶處理才能進行聚合反應生產聚維酮K30。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用低純度乙烯基吡咯烷酮製備聚維酮K30的方法。本發明的技術方案的原料質量配比為
乙烯基吡咯烷酮質量份數為100份，
去離子水質量份數150份，
亞硫酸鈉質量份數O. 01份，
氨水質量份數濃度為26%—28%時I. 2一I. 5份，
過氧化氫質量份數濃度為28%—30%時2. 9%一 3. 1%份；
製備工藝
在聚合釜內加入去離子水150質量份數，升溫至85°C，再加入質量份數O. 01份的亞硫酸鈉和質量份數100的低純度乙烯基吡咯烷酮(純度在96. 6%-99. 0%之間)，攪拌速度為每分鐘120—150轉，然後加入質量份數濃度為26% — 28%時I. 2—1. 5份的氨水，調節系統內PH值為9。當溫度達到83°C — 85°C時加入過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的
2.2 — 2. 4份引發反應，反應進行過程中保持系統內的PH值為9，系統內的反應溫度控制在 900C _95°C;當反應進行至I. 5小時時向系統內加入過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的O. 5份，當反應進行至2. 5小時時再次向系統內加過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的O. 2份，反應進行至4小時聚合完成，聚合液經噴霧乾燥得粉狀聚維酮K30。聚合原料乙烯基吡咯烷酮中含有1% — 3. 5%的a —吡咯烷酮雜質，會直接帶入聚合液中，該雜質會隨著聚合液進入下一步的處理即噴霧乾燥(傳統方法)過程中，噴霧乾燥是在高溫、真空下進行的，a 一吡咯烷酮會隨著熱空氣、水蒸氣帶走80%，只剩下少量的a —吡咯烷酮。a —吡咯烷酮雜質在聚維酮K30的質量標準中不作要求。研究表明乙烯基吡咯烷酮的聚合反應的引發溫度與乙烯基吡咯烷酮的活性關係是乙烯基吡咯烷酮的活性越好引發溫度就越低、乙烯基吡咯烷酮的活性越差引發溫度就越高；而乙烯基吡咯烷酮的活性與其純度的關係是乙烯基吡咯烷酮的純度越高活性就越好、乙烯基吡咯烷酮的純度越低活性就越差。針對純度在96. 6%-99. 0%之間的低純度乙烯基吡咯烷酮來說其聚合引發溫度較高。本發明選擇引發溫度控制在83°C—85°C，而且選擇三次加入過氧化氫，可以使聚合反應進行完全，克服了低純度乙烯基吡咯烷酮不能製備聚維酮K30的難題。本發明的優點是上一段生產過程中精餾得到的純度在96. 6%-99. 0%之間的乙烯基吡咯烷酮不需要再精餾處理，這樣能耗、物耗降低很多。因為乙烯基吡咯烷酮的純度越高在精餾塔內的自聚越厲害；如果不需要進一步精餾，則延長了精餾塔的使用周期，所以減少了設備投資。一般生產中從純度在96. 6%-99. 0%之間的乙烯基吡咯烷酮精餾得到純度在 99. 5%的乙烯基吡咯烷酮的收率僅有80%——85%。因此，低純度乙烯基吡咯烷酮的成本要比純度在99. 5%的乙烯基吡咯烷酮的成本低。本發明的產品符合中國醫藥科技出版社出版的《中華人民共和國藥典》2010年版的標準。
具體實施例方式
實施例I
在聚合釜內加入去離子水150Kg質量份數，升溫至85°C，再加入質量份數O. 01 Kg的亞硫酸鈉和質量份數100 Kg的低純度乙烯基吡咯烷酮(純度在98. 104%)，攪拌速度為每分鐘120轉，然後加入質量份數濃度為26% — 28%時I. 2—1. 5 Kg的氨水，調節系統內PH值為9。當溫度達到83°C—85°C時加入過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的2. 2—2. 4Kg 引發反應，反應進行過程中保持系統內的PH值為9，系統內的反應溫度控制在90°C -950C ； 當反應進行至I. 5小時時向系統內加入過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的O. 5Kg份， 以消除系統內殘餘乙烯基吡咯烷酮，當反應進行至2. 5小時時再次向系統內加過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的O. 2Kg，進一步消除系統內殘餘乙烯基吡咯烷酮，反應進行至4 小時時聚合完成，聚合液經傳統方法噴霧乾燥得粉狀聚維酮K30。以下是利用不同低純度乙烯基吡咯烷酮製備聚維酮K30的10個實施例的檢驗結果
權利要求
1.一種利用低純度乙烯基吡咯烷酮製備聚維酮K30的方法，其特徵是原料質量配比為乙烯基吡咯烷酮質量份數為100份，去離子水質量份數150份，亞硫酸鈉質量份數O. 01份，氨水質量份數濃度為26%—28%時I. 2一I. 5份，過氧化氫質量份數濃度為28%—30%時2. 9%一 3. 1%份；製備工藝在聚合釜內加入去離子水150質量份數，升溫至85°C，再加入質量份數O. 01份的亞硫酸鈉和質量份數100的低純度乙烯基吡咯烷酮，攪拌速度為每分鐘120—150轉然後加入質量份數濃度為26% — 28%時I. 2—1. 5份的氨水，調節系統內PH值為9 ;當溫度達到83°C— 85°C時加入過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的2. 2—2. 4份引發反應，反應進行過程中保持系統內的PH值為9，系統內的反應溫度控制在90°C -95°C ;當反應進行至I. 5小時時向系統內加入過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的O. 5份，當反應進行至2. 5小時時再次向系統內加過氧化氫質量份數濃度為28% — 30%時的O. 2份，反應進行至4小時聚合完成，聚合溶液經噴霧乾燥得粉狀聚維酮K30。
全文摘要
本發明涉及高分子材料的聚合技術領域，具體地說是一種利用低純度乙烯基吡咯烷酮製備聚維酮K30的方法。目前聚維酮K30的生產工藝中均要求原料乙烯基吡咯烷酮的純度不得低於99.5%甚至高於99.7%，這就對乙烯基吡咯烷酮的生產提出了很高的要求。本發明利用純度在96.6%-99.0%之間的低純度乙烯基吡咯烷酮，選擇引發溫度控制在83℃—85℃，以過氧化氫、亞硫酸鈉作為氧化還原聚合引發劑引發聚合生成聚維酮K30，為使聚合完全，過氧化氫採用三次加入的方法，克服了低純度乙烯基吡咯烷酮不能製備聚維酮K30的難題。
文檔編號C08F4/30GK102603949SQ20111043511
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者劉福田, 張世林 申請人:張家口市珂瑪精細化工有限公司