[发明专利]一种交联聚维酮及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种交联聚维酮及其制备方法和应用，所述交联聚维酮的制备原料包括1‑乙烯基‑2‑吡咯烷酮、氨水、尿素、碱金属氢氧化物和第一溶剂。本发明所述交联聚维酮粒径大，而且吸水快速、水合性能好，所述制备方法的无需耗用大量的酸进行酸洗处理，产废少，工艺能耗低，成本低，污染低，绿色环保，形成的交联聚维酮杂质含量低，收率高。

技术领域

本发明涉及交联聚维酮技术领域，尤其涉及一种交联聚维酮及其制备方法和应用。

背景技术

交联聚维酮(PVPP)产品是一种超强吸水性树脂，具有很强的吸水、保水能力。其吸水能力可达到自身重量的数倍，甚至数十倍，并且基体与吸附水间能形成氢键，即使在一定压力下吸附水也不会流失，可回收重复循环使用。PVPP好的生理安全性、吸水性、水不溶性、络合性等优良特性。

交联聚维酮(PVPP)产品，通过独特的爆米花聚合工艺，形成多孔型、颗粒状的非离子型产品，具有较强的界面活性。爆米花聚合是一种特殊的聚合方式，其反应机理现在还不清楚，爆米花聚合得到的聚合物是高度交联的，但它的交联主要是由长分子链之间相互缠绕形成的。目前一般使用碱金属氢氧化物、纯化水、1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)通过爆米花聚合的方法来生产交联聚维酮，但是此方法由于过程中会产生副反应，杂质含量高，收率低。

在传统PVPP制备工艺中，PVPP的粒径可控范围较小，基本只能控制在小于100μm的范围内，这样极大的限制了PVPP在酿酒和饮料行业中作为澄清剂、稳定剂的应用效果，同时能够重复使用的次数较少，造成资源的浪费；此外，对于用于压片制备无尘交联聚维酮颗粒应用时，粒径太细，可压性不足，严重影响生产效率和设备使用寿命。

CN106883333A公开了一种大粒径交联聚维酮的制备方法，在单体NVP:水的质量比为9:1的条件下，加入3.0％碱金属氢氧化物，通入氮气保护，加热至55℃引发进行爆米花聚合，搅拌速度60转/分；在温度上升到70℃时，加入0.5％～5.0％的成型剂，同时降低搅拌速度至20转/分；颗粒成型后，经过洗涤干燥，最终得到粒径在140～200μm之间交联聚维酮；成型剂一般为叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。从其技术方案，可以看出，在聚合之后添加的叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、偶氮二异丁腈、过苯甲酸特丁酯都是常用的NVP引发剂，实际上是起到消残作用的助剂，将交联聚合阶段未反应的NVP单体引发反应生成PVP，实际是PVP起到的表面活性剂的作用，改变颗粒成型时的表面张力，来达到大粒径的PVPP制备的目的。暂且不论该技术方案能否达成所谓的大粒径的PVPP的制备，很显然其公开的方法是无法保证收率的，因为交联聚合阶段未反应的NVP单体引发反应生成PVP是水溶性的，在后续清洗处理阶段都会溶于水中而流失掉的。

CN111378060A公开了一种基于原位生成交联剂的爆米花聚合机理进行交联聚维酮的生产方法，属于药用辅料技术领域。包括以下步骤：1)聚合反应；2)浸泡工序；3)离心脱水；4)干燥，制得最终产品。但是，其公开的工艺需要经过浸泡工序处理，用到大量的冰乙酸、过氧乙酸，且工艺耗时长，仅浸泡工序就需要至少20-60h，且处理比较复杂；使用大量的酸浸泡清洗，产生大量的强酸强碱的工业污水，工艺高污染，高能耗，经济效益低。

综上所述，开发一种能克服上述缺陷的交联聚维酮及其制备方法是至关重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种交联聚维酮及其制备方法和应用，所述交联聚维酮粒径大，而且吸水快速、水合性能好，所述制备方法的无需耗用大量的酸进行酸洗处理，产废少，工艺能耗低，成本低，污染低，绿色环保，形成的交联聚维酮杂质含量低，收率高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种交联聚维酮，所述交联聚维酮的制备原料包括1-乙烯基-2-吡咯烷酮、氨水、尿素、碱金属氢氧化物和第一溶剂。