[发明专利]N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液的提纯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物溶液体系纯化技术，更详细的说，本发明涉及消除N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)类聚合物中残余单体和杂质的方法。

背景技术

N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物(包括均聚物和共聚物)是N-乙烯基酰胺类官能团聚合物中研究得最为深入和广泛的精细化学品，已经被广泛应用于医药和化妆品等领域。在医药方面，由于该类聚合物所具有的良好生物相容性而被用作药物载体，片剂和药物包衣；在化妆品方面，由于其优异成膜性而被用作头发定型剂和调理剂。但是，由于N-乙烯基吡咯烷酮类单体对人体有刺激性，会使皮肤过敏的原因，因此在应用于医药和化妆品领域时，N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物中的残余单体和杂质含量应尽可能的低，一般而言，该类聚合物应用于化妆品行业时，残余单体和杂质含量要小于1000ppm；在应用于医药行业时，残余单体和杂质的含量要小于100ppm。

通常，N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物是通过自由基溶液聚合而成，但在实际的聚合反应中，单体转化率不可能达到100％，总会有少量的单体残余，并且聚合物产物中，还有由副反应带来的小分子杂质(2-吡咯烷酮)存在。因此必须对N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物进行精制处理，才能使N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物中的单体残余和杂质含量降低至应用许可的范围。

现今提纯聚合物，消除残余单体和杂质的方法，都存在各自的缺点和不足。如常见的减压蒸汽蒸馏法只能除去挥发性气体组分(DE-A-3931681)，对N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物的提纯基本没有效果。

根据单体和聚合物溶解能力的差异，采用有机溶剂萃取提纯N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物的方法也存在一系列问题。如在专利DE-A-1645642中，描述了用有机溶剂四氯甲烷或1，2-二氯乙烷做萃取剂，提取聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)中残余单体和2-吡咯烷酮的方法。由于聚合物溶液粘度大，不利于残余单体溶质在有机溶剂中的分散，因此必须将聚合物溶液稀释再萃取，萃取残余单体后，又必须对聚合物溶液进行干燥处理，同时还必须对有机溶剂进行回收。一方面，该精制工艺步骤多，能耗大；另一方面，萃取使用到的有机溶剂毒性大，成本高，使这种方法在工业化生产应用时存在既不经济、又不环保的问题。又如在中国专利CN 1712432A中，用混合溶剂提纯聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，同时用超声波辐射的提纯方法也存在干燥和有机溶剂回收的问题。

利用物理吸附和膜分离技术，也是提纯聚合物的有效方法之一。这类方法一般具有对环境友好、不改变聚合物体系本身状态和物理性质的优点，但也存在一些不足之处。如欧洲专利EP258854描述了用沸石，离子吸附树脂等吸附剂来提纯N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液的技术，此方法只能除去残余单体N-乙烯基吡咯烷酮，对极性杂质如2-吡咯烷酮几乎无吸收作用；中国专利CN 92115179应用聚砜分离膜确实能提纯N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物，使残余单体和小分子杂质含量大大降低，但此方法采用的分离膜成本高，对设备要求苛刻，并且只能处理中等分子量的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物，不利于产品的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术提纯N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物存在的问题，提供N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液的提纯方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案来得以实现：

N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液的提纯方法，该方法将未经提纯的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液与改性活性炭混合，在20～85℃温度下搅拌0.5～10h，经过滤分离，得到残余单体和杂质含量低于20ppm的高纯度N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液，所述未经提纯的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液固含量为5％～30％，所述未经提纯的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液中N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物的K值为20～150，所述改性活性炭的用量为所述未经提纯的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液质量的0.1％～20％。

上述的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液的提纯方法中，所述改性活性炭的制备方法如下：先将活性炭与氧化性化合物混合，在50～120℃温度下，反应1～12h；再将于100～450℃温度下，干燥处理2～7h，即得到所述改性活性炭；所述活性炭与氧化性化合物的质量比为1∶2～1∶5。

上述的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液的提纯方法中，所述氧化性化合物为硫酸、硝酸、次氯酸、苯磺酸或过氧化氢。

上述的N-乙烯基吡咯烷酮类聚合物溶液的提纯方法中，所述活性炭为煤质活性炭、木质活性炭、果壳活性炭、矿物原料活性炭、合成树脂活性炭或竹炭。