[发明专利]乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的制备方法。

背景技术

目前制备乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的方法包括，自由基本体共聚、乳液共聚及溶液共聚等。行业中制备乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物用得最多的方式是，在自由基引发剂的存在下，于有机溶剂中进行聚合。具体而言，被采用最多的方法来制备乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的是，在反应釜中加入乙醇、乙烯基吡咯烷酮、醋酸乙烯酯，然后再加入偶氮类引发剂引发反应。

其中，偶氮类引发剂是指一类分子结构中含有氮氮双键的自由基引发剂，包括油溶性、水溶性及油-水溶性三大类。油溶性的偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈(ABVN)等，水溶性的引发剂包括偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI)等，油-水溶性的引发剂系偶氮异丁氰基甲酰胺(V30)，该油-水溶性的引发剂既可以在水中溶解，又可以在油性溶剂中溶解，因为在它的分子中引入了亲油和亲水两种基团，进一步扩大了偶氮引发剂的应用范围。

随着社会的进步，人们对乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物质量要求的提高，行业技术人员在制备乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物过程中，会在加入偶氮类引发剂引发反应结束后，再使用引发剂进行消残，以降低反应体系中N-乙烯基吡咯烷酮的残留量。由于社会不断地向前发展，人们对健康的要求越来越高，所以质量标准USP36规定，在乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物中N-乙烯基吡咯烷酮的残留量必须低于10ppm。但是按照上述的现有技术进行消残是无法达到这个标准的。

因此本领域技术人员致力于开发一种使N-乙烯基吡咯烷酮残留量低于10ppm的乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的制备方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供使N-乙烯基吡咯烷酮残留量低于10ppm的乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的制备方法，至少包括步骤：

1)将包括N-乙烯基吡咯烷酮、醋酸乙烯酯及乙醇的反应液加入聚合釜；

2)将反应液充分混合；

3)将偶氮类引发剂加入反应液，用以引发N-乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯酯的聚合反应；

4)在聚合反应过程中，将反应液温度控制在55℃至73℃之间，反应时间为4-5h，从而得到乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物；

5)将预设量的甲酸加入反应液进行消残，使N-乙烯基吡咯烷酮分解成乙醛和2-吡咯烷酮。

为了保证乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的质量，所述反应液为乙醇环境中，N-乙烯基吡咯烷酮和醋酸乙烯酯的重量比为1:0.3～0.6。

为了使聚合反应效率更高，所述乙醇为95％乙醇。

为了快速并充分引发聚合反应，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或者偶氮二异庚腈(ABVN)。

为了使聚合反应效率更高，并且聚合反应更充分，所述步骤将反应液温度控制在55℃至73℃之间具体是：将反应液产生的气态乙醇通过冷凝器转化为温度在55℃至73℃之间的液态乙醇；使所述液态乙醇回流入聚合釜，以控制聚合釜内反应液温度保持在55℃至73℃之间。

优选地，所述步骤4)中，将反应液温度控制在68℃至71℃之间。

具体地，所述聚合釜为两层聚合釜，包括内层及外层，所述内层及所述外层之间为隔层；所述步骤将反应液温度控制在68℃至71℃之间具体为，将68℃至71℃之间的水和蒸汽交替加入两层聚合釜的隔层，以控制两层聚合釜中的反应液温度保持在68℃至71℃之间。

为了保证乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物的质量，消残的彻底性，N-乙烯基吡咯烷酮、醋酸乙烯酯及甲酸的重量比为1：0.3～0.6：0.003～0.005。

进一步地，在执行所述步骤将预设量的甲酸加入反应液之前还包括步骤：向反应液中额外加入醋酸乙烯酯，额外加入的醋酸乙烯酯与反应液中醋酸乙烯酯的总量与N-乙烯基吡咯烷酮的重量比为0.35～0.65:1。

为去除乙醛，还步骤6)：将最后的反应液进行干燥处理。

本发明的有益效果是：本发明在一定温度下，通过加入甲酸进行消残，并且通过对反应液温度的控制以实现充分发生聚合反应。本发明步骤简单、成本低廉、效率高，且还能N-乙烯基吡咯烷酮残留量低于10ppm，以保证乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯共聚物质量要求。

附图说明