一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法技术

本申请公开了一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法,其包括如下制备步骤：（1）将稀土金属盐催化剂添加至溶剂中，升温；（2）向升温后的溶剂中加入N

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法


[0001]本申请涉及聚乙烯基吡咯烷酮
，尤其是涉及一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP，是由经N
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乙烯基吡咯烷酮(NVP)单体制得的不同聚合度要求的线性聚合物，是一种性能优异的水溶性功能高分子，被广泛应用于医药、个人护理、工业、新能源电池等领域，其中应用最广的是作为黏合剂在个人护理领域的应用，如发胶和洗发水。
[0003]NVP单体在适当的引发剂的情况下，或者光照条件下即可发生自由基聚合反应得到PVP。目前国内外多采用水为溶剂，以双氧水作为引发剂聚合制备PVP，但是专利技术人发现由于聚合产物中NVP单体的残留以及温度、时间的堆积，PVP容易显现淡黄色、乃至黄色，不符合个人护理产品对PVP颜色的相关要求。

技术实现思路

[0004]为了使聚乙烯吡咯烷酮均聚物呈白色状态，并且长时间存储后仍然能维持白色状态，达到各应用领域对聚乙烯吡咯烷酮颜色的要求，尤其是个人护理相关用途的要求，本申请提供一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法。
[0005]本申请提供的一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法，包括如下制备步骤：(1)将稀土金属盐催化剂添加至溶剂中，升温；(2)向升温后的溶剂中加入N
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乙烯基吡咯烷酮单体，然后加入复合引发剂进行第一阶段聚合反应；(3)继续升温进行第二阶段聚合反应，反应结束后降温得到聚乙烯吡咯烷酮均聚物。
>[0006]优选的，步骤(1)中所述溶剂重量为150
‑
200份、步骤(2)中所述N
‑
乙烯基吡咯烷酮单体重量为80
‑
120份、步骤(2)中复合引发剂重量为0.2
‑
1.0份。
[0007]优选的，步骤(1)中所述稀土金属盐催化剂重量为步骤(2)中所述N
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乙烯基吡咯烷酮单体质量的0.4ppm
‑
0.8ppm。
[0008]优选的，所述稀土金属盐催化剂选自钯金属盐催化剂和铈金属盐催化剂中的至少一种。
[0009]优选的，所述复合引发剂为引发剂A和引发剂B，所述引发剂A为无机过氧化物和有机过氧化物中的至少一种，所述引发剂B为偶氮类引发剂中的至少一种。
[0010]特别的，所述引发剂A和引发剂B的重量比为(1
‑
3)：(1
‑
2)。
[0011]优选的，步骤(2)中第一阶段聚合反应温度为40
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60℃，反应时间1.5
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2小时。更优选的，聚合反应温度为50
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55℃。
[0012]优选的，步骤(3)中第二阶段聚合反应温度为60
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80℃，反应时间0.5
‑
1小时。更优
选的，第二阶段聚合温度根据所选用的偶氮类引发剂进行设置，比如采用偶氮二异丁腈，第二阶段聚合温度可以为70
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80℃，采用偶氮二异庚腈，第二阶段聚合反应温度可以为60
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65℃。
[0013]优选的，所述溶剂为去离子水。
[0014]综上所述，本申请具有以下有益技术效果：(1)本申请的制备方法采用引发剂A和引发剂B进行复合，引发剂A和引发剂B生成不同的自由基，获得多种活性基团，摒弃了自由基溶液聚合使用单一引发剂进行聚合反应的思路，再加上在反应过程全程引入稀土金属盐作为催化剂，使NVP单体实现快速聚合，加快了聚合反应速度，缩短了聚合反应时间，且N
‑
乙烯基吡咯烷酮的聚合反应趋于完全，单体残留少，克服了聚合反应后期NVP单体转化率慢、NVP单体反应不完全等缺点，可以实现了PVP的K值从15到65全覆盖。同时由于聚合反应所需时间短、反应速率高，无需高温下长时间反应、减少了NVP单体的残留量，从而获得白色无味的聚乙烯吡咯烷酮均聚物，符合个人护理用品对PVP的颜色的需求。
[0015](2)本专利技术结合稀土金属催化剂和复合的引发剂，提高了引发剂的引发速率和NVP单体的聚合速率，因此可以在相对较低的温度和较短的时间内实现NVP单体的聚合获得NVP单体残留少的PVP均聚物。
具体实施方式
[0016]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0017]本申请提供的一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法，包括如下制备步骤：(1)将稀土金属盐催化剂添加至溶剂中，升温；(2)向升温后的溶剂中加入N
‑
乙烯基吡咯烷酮单体，然后加入复合引发剂进行第一阶段聚合反应；(3)继续升温进行第二阶段聚合反应，反应结束后降温得到聚乙烯吡咯烷酮均聚物。本专利技术中，步骤(3)中获得的聚乙烯基吡咯烷酮均聚物为溶液形态，为无色透明的溶液形态。溶液形态的聚乙烯基吡咯烷酮均聚物经过干燥，比如喷雾干燥，获得了固体状聚乙烯基吡咯烷酮，颜色为白色。
[0018]本申请中，稀土金属盐催化剂在溶剂中分散均匀，当NVP单体和复合引发剂加入至反应体系中时，引发剂在加热和催化剂作用下分解产生游离的自由基，自由基引发NVP单体聚合，经过第一阶段的聚合反应后采用升温的方式促使引发剂的继续分解，进行第二阶段的聚合反应，促进NVP单体进一步反应，NVP单体转化率接近100％，反应产物呈现白色无味的状态。
[0019]本申请中，稀土金属盐催化剂具有较好的选择催化作用和较高的催化活性，能够加快聚合反应的进行，减少副反应的发生，从而提高NVP单体转化率。
[0020]在本申请的一个实施例中，按重量份数计，用于本专利技术的聚合反应的原料组成为：N
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乙烯基吡咯烷酮单体80
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120份、溶剂150
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200份、复合引发剂0.2
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1.0份。
[0021]在本申请中，N
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乙烯基吡咯烷酮单体和复合引发剂之间的质量份数比为80
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600：1，优选为100
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400:1；在稀土金属盐催化剂下，仅需要少量的复合引发剂即可完成NVP单体的聚合。专利技术人还发现采用复合引发剂的引发效率更高。结合稀土金属盐催化剂和复合引
发剂的共同作用，本专利技术的聚合反应中能够实现NVP单体趋于100％的聚合转化，而且由于引发剂的用量相对较少，引发剂残留也少，避免因NVP单体反应不完全或引发剂的过量残留导致PVP均聚物变黄，PVP均聚物在长时间的储存状态下也能够保持白色的状态，以满足个人护理产品对PVP白色无味的需要。
[0022]在本申请的一个实施例中，所述稀土金属盐催化剂重量为NVP单体质量的0.4ppm
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0.8ppm；优选为0.5ppm
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0.6ppm。
[0023]在本申请中，稀土金属盐的催化活性高，仅需要极少的用量即可获得较高的催化效果，稀土金属盐物质在该反应体系中，当其用量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：（1）将稀土金属盐催化剂添加至溶剂中，升温；（2）向升温后的溶剂中加入N
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乙烯基吡咯烷酮单体，然后加入复合引发剂进行第一阶段聚合反应；（3）继续升温进行第二阶段聚合反应，反应结束后降温得到聚乙烯吡咯烷酮均聚物。2.根据权利要求1所述的聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法，其特征在于， 步骤（1）中所述溶剂重量为150
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200份、步骤（2）中所述N
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乙烯基吡咯烷酮单体重量为80
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120份、步骤（2）中复合引发剂重量为0.2
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1.0份。3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述稀土金属盐催化剂重量为步骤（2）中所述N
‑
乙烯基吡咯烷酮单体重量的0.4ppm
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0.8ppm。4.根据权利要求1所述的聚乙烯吡咯烷酮均聚物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述稀土金属盐催化剂选自钯金属盐催化剂和铈金属盐催化剂中的至少一种。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐苏皖，李连石，吕法永，张养彬，
申请(专利权)人：漳州华福化工有限公司，
类型：发明
国别省市：