一种交联聚维酮及其制备方法和应用与流程

1.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：

2.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。
3.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。
4.cn113461843a公开了一种制备交联聚维酮的方法，将nvp、水、氢氧化钠(naoh)分别按质量分数50％～90％、15.5％～26.8％、0.45％～1.6％放入反应釜中后，再加入交联剂，用氮气置换除去瓶中的氧气，开启搅拌器在0.1-0.5mpa压力的氮气保护下加热到110～150℃保温150-230min后，观察到温度表有明显的温度上升表示反应已经开始，直到温度不再上升，表示爆米花聚合反应结束后，取出产物，水洗烘干。这种制备方法产率高，达到90％左右，但是缺点在于清洗工艺不能将残留氢氧化钠处理干净，且其他杂质如残留nvp，2-p等含量高，不能满足药典级别要求。
5.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合成方法，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。其公开的方法制备的交联聚维酮经过粉碎、筛分能够制备出粒径大于40μm的pvp xl规格粗粉和粒径20-40μm的pvp xl-10规格细粉，且成品的残留单体nvp小于10ppm，过氧化物不超过400ppm。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。
6.综上所述，开发一种能克服上述缺陷，制备工艺简单高效，吸水速率高的交联聚维酮，是至关重要的。


技术实现要素：

7.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，所述交联聚维酮具有优异的吸水能力、崩解性能和水合性能。所述的制备方法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
0.07mpa、-0.08mpa、-0.09mpa等)，保持5-15min(例如6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min等)；然后通氮气加压至0.2～0.3mpa(例如0.22mpa、0.24mpa、0.26mpa、0.28mpa等)，保压5-15min(例如6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min等)；继续如此操作置换至少1次(例如两次、三次、四次等)后，通氮气加压至0.3mpa。
25.优选地，所述第二次升温至120-130℃，例如122℃、124℃、126℃、128℃等。
26.优选地，所述第二次升温至120-130℃后(例如122℃、124℃、126℃、128℃等)，保温反应。
27.优选地，所述保温反应的时间为30-90min，例如35min、40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min、85min等。
28.优选地，所述保温反应后，降温至80-110℃(例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃等)，降温中，温度出现上升维持稳定后，聚合反应结束。
29.本发明中，自然降温观察温度变化，自然降温过程中，温度再次出现上升，表明交联聚合反应开始；待温度趋于稳定不再继续上升，则聚合结束。
30.优选地，调整聚合反应后的物料温度至90-100℃(例如92℃、94℃、96℃、98℃等)，向体系中加入第二溶剂混合，进行搅拌打浆。
31.优选地，以所述1-乙烯基-2-吡咯烷酮的总质量为100份计，所述打浆采用的第二溶剂的质量为300-500份，例如320份、340份、360份、380份、400份、420份、440份、460份、480份等。
32.优选地，所述第二溶剂包括水。
33.优选地，所述搅拌打浆的时间为3-6h，例如3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h等。
34.优选地，所述清洗在设置有400目-500目(例如420目、440目、460目、480目等)滤布的清洗过滤器中进行。
35.优选地，所述清洗包括将打浆后的物料抽真空脱除第一溶剂、第二溶剂和透过滤布的物料。
36.优选地，所述清洗还包括将滤布截留的物料与第三溶剂混合，抽真空，所述操作至少进行一次(例如两次、三次、四次、五次等)。
37.优选地，所述抽真空脱除的第三溶剂和透过滤布的物料进行膜过滤浓缩。
38.优选地，所述滤布截留的物料与第三溶剂混合的方式包括搅拌。
39.优选地，所述混合采用的第三溶剂的添加量为300-500份，例如320份、340份、360份、380份、400份、420份、440份、460份、480份等。
40.优选地，所述第三溶剂包括温度为60-80℃的水，例如62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃等。
41.优选地，所述搅拌的时间为30-60min，例如35min、40min、45min、50min、55min等。
42.优选地，将所述清洗后的滤布截留的物料进行臭氧处理，将所述第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂和透过滤布的物料的混合液进行膜过滤浓缩。
43.优选地，所述臭氧处理包括将所述清洗后的滤布截留的物料与第四溶剂混合，保温，通入臭氧处理。
44.优选地，所述臭氧处理中采用的第四溶剂的添加量为300-500份，例如320份、340份、360份、380份、400份、420份、440份、460份、480份等。
45.优选地，所述第四溶剂包括水。
46.优选地，所述保温的温度为60-80℃，例如62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃等。
47.优选地，所述臭氧处理的时间为6-12h，例如7h、8h、9h、10h、11h等。
48.优选地，所述臭氧处理至体系1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm，例如9ppm、8ppm、7ppm、6ppm、5ppm、4ppm等。
49.优选地，所述臭氧处理至体系ph为5.0-7.5，例如5.2、5.6、6、6.4、6.8、7.4等。
50.优选地，所述膜过滤浓缩采用陶瓷膜进行。
51.优选地，所述陶瓷膜的滤芯为物料通道孔径10
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20mm(例如12mm、14mm、16mm、18mm等)，过滤精度为5-50nm(例如10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm等)，滤芯长度为1-2m(例如1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm等)。
52.优选地，所述膜过滤浓缩至1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm(例如9ppm、8ppm、7ppm、6ppm、5ppm、4ppm等)，水可溶物≤1.5％(例如1.4％、1.2％、1％、0.8％等)。
53.优选地，所述臭氧处理和膜过滤浓缩后的物料各自独立地进行脱除溶剂和干燥的操作，得到两种粒径的交联聚维酮。
54.优选地，所述脱除溶剂的方式包括离心。
55.优选地，所述脱除溶剂至离心截留物料液中的水可溶物的质量含量≤1.5％(例如1.4％、1.2％、1％、0.8％等)。
56.作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
57.(1)将1-乙烯基-2-吡咯烷酮进行结晶提纯；
58.将碱金属氢氧化物与第一溶剂混合形成氢氧化物溶液；
59.(2)将结晶提纯后的1-乙烯基-2-吡咯烷酮、尿素、碱金属氢氧化物溶液混合，第一次升温至35-50℃，通惰性气体和抽真空，进行至少一次完成除氧；
60.(3)第二次升温至120-130℃后，保温反应30-90min，降温至80-110℃，降温中，温度出现上升维持稳定后，聚合反应结束；
61.(4)调整体系温度至90-100℃时，将聚合反应后的物料与第二溶剂混合，进行搅拌打浆3-6h；
62.(5)将打浆后的物料转移至装有400目～500目的滤布的清洗过滤器中，抽真空脱除水和透过滤布的物料；再将滤布截留的物料与温度为60-80℃的第三溶剂搅拌混合30-60min，抽真空，所述操作至少进行一次，完成清洗；
63.(6)将滤布截留的物料与第四溶剂混合，在60-80℃下保温，通入臭氧处理6-12h，至体系1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm，ph为4.5-6.5，完成臭氧处理；
64.将真空脱除下来的第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂和透过滤布的物料的混合液进行膜过滤浓缩，至体系1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm，ph为5.0-7.5，完成膜过滤浓缩；
65.(7)将所述臭氧处理和膜过滤浓缩后的物料各自独立地进行脱除溶剂和干燥，得到两种粒径的交联聚维酮。
66.第三方面，本发明提供一种吸水树脂，所述吸水树脂包括第一方面所述的交联聚维酮。
67.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
68.(1)本发明所述的交联聚维酮具有优异的吸水能力、崩解性能和水合性能。本发明所述的交联聚维酮在吸水60min后，吸水率在810％以上，以所述交联聚维酮作为崩解剂，崩解时间在19.78min以内，水合能力在8.1以上。
69.(2)本发明所述的交联聚维酮的理化指标能够满足cp、ep、usp、bp及jp的最高标准要求，杂质a(nvp)≤10ppm，水中可溶物≤1.5％，过氧化物≤400ppm。
70.(3)本发明所述的制备方法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，在95％以上。
71.(4)本发明所述的制备方法无需经过粉碎筛分处理，能够同时得到两种规格的产品(例如粒径≥40μm的pvpp xl粗粉和粒径＜40μm的pvp xl-10细粉)，属于行业首创。相比于传统粉碎筛分工艺容易造成产品在粉碎过程中发生断链降解，局部过热变性等问题，本发明的所述的交联聚维酮缠绕分子链结构长，其吸水性，溶胀性，络合性等具有显著的性能优势。
附图说明
72.图1是实施例3与对比例1-4所述的交联聚维酮的吸水速率图。
具体实施方式
73.为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
74.实施例1
75.本实施例提供一种交联聚维酮，所述交联聚维酮由如下制备方法得到，所述制备方法包括如下步骤：
76.(1)对单体1-乙烯基-2-吡咯烷酮(nvp)进行结晶提纯，结晶提纯后单体的活度为6.0；
77.将氢氧化钠0.5kg与纯化水10kg混合形成氢氧化物溶液，再将氢氧化物溶液与结晶提纯单体nvp 100kg和尿素0.125kg加入反应釜中；
78.(2)升温至35℃，通氮气置换除氧。启动搅拌，抽真空至-0.06mpa，保持10min；然后通氮气加压至0.2mpa，保压10min；继续如此操作置换2次后，通氮气加压至0.3mpa，完成除氧；
79.(3)保持搅拌状态下，继续加热升温至120℃，保温反应30min，然后自然降温至80℃；
80.观察并温度变化，自然降温过程中，温度再次出现上升，表明交联聚合反应开始；待温度趋于稳定不再继续上升，则聚合结束。
81.(4)通冷却水降温至90℃后，向反应釜中加入300kg水，充分搅拌打浆3h。
82.(5)将打浆后的物料转移至装有400目滤布的清洗过滤器中，启动搅拌，抽真空把透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。再向清洗过滤器中再次加入与步骤(4)等量的60℃的热水，搅拌30min后，再次抽真空脱除水和物料，完成清洗。
83.(6)向清洗过滤器中再次加入与步骤(4)等量的水，升温至60℃并保温在该温度范
围内，通入臭氧处理6h，取样检测残留nvp 1ppm，ph 5.5。抽真空将透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。
84.将清洗过滤器中的物料转移至离心机，离心脱水，取样检测水中可溶物1.1％，干燥处理，得粒径≥40μm的pvpp xl规格粗粉45kg。
85.(7)将真空脱除下来的水和透过滤布的物料的混合液，经膜过滤循环浓缩，检测残留单体nvp≤10ppm，水中可溶物≤1.0％，停止过滤浓缩，喷雾干燥得粒径＜40μm的pvpp xl-10细粉50kg。
86.实施例2
87.本实施例提供一种交联聚维酮，所述交联聚维酮由如下制备方法得到，所述制备方法包括如下步骤：
88.(1)对单体1-乙烯基-2-吡咯烷酮(nvp)进行结晶提纯，提纯后单体的活度为7.0；
89.将结晶提纯单体nvp 100kg、尿素0.56kg、氢氧化钠0.875kg、纯化水15kg加入反应釜中；
90.(2)升温至45℃，通氮气置换除氧。启动搅拌，抽真空至-0.08mpa，保持10min；然后通氮气加压至0.25mpa，保压10min；继续如此操作置换2次后，通氮气加压至0.3mpa，完成除氧；
91.(3)保持搅拌状态下，继续加热升温至125℃，保温反应60min，然后自然降温至95℃；
92.观察并温度变化，自然降温过程中，温度再次出现上升，表明交联聚合反应开始；待温度趋于稳定不再继续上升，则聚合结束。
93.(4)通冷却水降温至95℃后，向反应釜中加入400kg水，充分搅拌打浆4.5h。
94.(5)将打浆后的物料转移至装有400目滤布的清洗过滤器中，启动搅拌，抽真空把透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。再向清洗过滤器中再次加入与步骤(4)等量的70℃的热水，搅拌45min后，再次抽真空脱除水和物料，完成清洗。
95.(6)向清洗过滤器中再次加入与步骤(4)等量的水，升温至65℃并保温在该温度范围内，通入臭氧处理9h，取样检测残留nvp 2ppm，ph 6.0。抽真空将透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。
96.将清洗过滤器中的物料转移至离心机，离心脱水，取样检测水中可溶物0.5％，干燥处理，得粒径≥40μm的pvpp xl规格粗粉46kg。
97.(7)将真空脱除下来的水和透过滤布的物料的混合液，经膜过滤循环浓缩，检测残留单体nvp≤10ppm，水中可溶物≤1.0％，停止过滤浓缩，喷雾干燥得粒径＜40μm的pvp xl-10细粉52kg。
98.实施例3
99.本实施例提供一种交联聚维酮，所述交联聚维酮由如下制备方法得到，所述制备方法包括如下步骤：
100.(1)对单体1-乙烯基-2-吡咯烷酮(nvp)进行结晶提纯，提纯后单体的活度为8.5；
101.将步骤(1)提纯单体nvp 100kg、尿素1.0kg、氢氧化钠1.25kg、纯化水20kg加入反应釜中；
102.(2)升温至50℃，通氮气置换除氧。启动搅拌，抽真空至-0.1mpa，保持10min；然后
通氮气加压至0.3mpa，保压10min；继续如此操作置换2次后，通氮气加压至0.3mpa，完成除氧；
103.(3)保持搅拌状态下，继续加热升温至130℃，保温反应90min，然后自然降温至110℃；
104.观察并温度变化，自然降温过程中，温度再次出现上升，表明交联聚合反应开始；待温度趋于稳定不再继续上升，则聚合结束。
105.(4)通冷却水降温至100℃后，向反应釜中加入500kg水，充分搅拌打浆6h。
106.(5)将打浆后的物料转移至装有400目滤布的清洗过滤器中，启动搅拌，抽真空把透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。再向清洗过滤器中再次加入与步骤(4)等量的80℃的热水，搅拌60min后，再次抽真空脱除水和物料。
107.(6)向清洗过滤器中再次加入与步骤(4)等量的水，升温至70℃并保温在该温度范围内，通入臭氧处理12h，取样检测残留nvp 0ppm，ph 6.5。抽真空将透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。
108.将清洗过滤器中的物料转移至离心机，离心脱水，取样检测水中可溶物0.5％，干燥处理，得粒径≥40μm的pvpp xl规格粗粉48kg。
109.(7)将真空脱除下来的水和透过滤布的物料的混合液反应釜中收集的经清洗过滤器过滤的物料，经膜过滤循环浓缩，检测残留单体nvp≤10ppm，水中可溶物≤1.0％，停止过滤浓缩，喷雾干燥得粒径＜40μm的pvp xl-10细粉48kg。
110.实施例4-5
111.实施例4-5与实施例3的区别在于尿素的添加量不同，分别为0.1kg(实施例4)和1.1kg(实施例5)，其余均与实施例3相同。
112.实施例6-7
113.实施例6-7与实施例3的区别在于氢氧化钠的添加量不同，分别为0.4kg(实施例6)和1.3kg(实施例7)，其余均与实施例3相同。
114.对比例1
115.本对比例提供一种交联聚维酮，所述交联聚维酮由如下制备方法得到，所述制备方法包括如下步骤：
116.(1)将实施例3中结晶纯化的单体nvp 100kg、氢氧化钠1.25kg、纯化水20kg加入反应釜中；
117.(2)升温至50℃，通氮气置换除氧。启动搅拌，抽真空至-0.1mpa，保持10min；然后通氮气加压至0.3mpa，保压10min；继续如此操作置换2次后，通氮气加压至0.3mpa，完成除氧；
118.(3)保持搅拌状态下，继续加热升温至130℃，保温反应90min，然后自然降温至110℃；
119.观察并温度变化，自然降温过程中，温度再次出现上升，表明交联聚合反应开始；待温度趋于稳定不再继续上升，则聚合结束。
120.(4)通冷却水降温至100℃后，向反应釜中加入500kg水，充分搅拌打浆6h。
121.(5)将打浆后的物料转移至装有400目滤布的清洗过滤器中，启动搅拌，抽真空把透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。向清洗过滤器中再次加入与步骤
(4)等量的80℃的热水，搅拌60min后，再次抽真空脱除水和物料，完成清洗。
122.(6)向清洗过滤器中再次加入与步骤(4)等量的水，升温至70℃并保温在该温度范围内，通入臭氧处理12h。抽真空将透过400目滤布的物料和水一起脱除进入聚合釜中收集。
123.将清洗过滤器中的物料转移至离心机，离心脱水，干燥处理，得粒径≥40μm的pvpp xl规格粗粉62kg。
124.(7)将真空脱除下来的水和透过滤布的物料的混合液，经膜过滤循环浓缩，浓缩参数及时间同实施例3，喷雾干燥得粒径≤40μm的pvp xl-10细粉28kg。
125.对比例2
126.本对比例提供一种交联聚维酮，所述交联聚维酮由cn111378060a公开的制备方法得到，所述制备方法包括如下步骤：
127.1.聚合反应：
128.1.1投料：将nvp：100kg，氢氧化钠溶液(氢氧化钠：1kg，工艺用水：15kg)称量后投入聚合釜中，开动搅拌。
129.1.2氮气置换：经三次的充氮、真空后保持聚合釜压力为0.2mpa。
130.1.3聚合：将聚合釜升温至温度:140℃，压力为0.55mpa下，保温时间：190分钟，然后降温至引发温度：115℃，开始聚合，聚合温度为：150℃，保持1个小时，聚合结束。
131.1.4降温出料：打开冷却水降温1小时后，向盛有250kg工艺水的浸泡釜中卸料；在搅拌下用125kg工艺水将残留在聚合釜内壁上的物料进行冲洗，打入浸泡釜中。
132.2.浸泡(调ph)
133.2.1调酸浸泡：启动浸泡釜搅拌，升温度至60℃，加冰乙酸2kg搅拌两小时后停搅拌，浸泡18小时。
134.2.2调ph值浸泡：启动搅拌，加过氧乙酸6.25kg，将ph值调至4.2以下，搅拌两小时后关闭搅拌，静置浸泡18小时。
135.2.3调ph：启动搅拌，加氢氧化钠溶液，使ph值为6.5。
136.3.离心脱水
137.3.1第一次离心脱水：将浸泡后的物料加入到中速的离心机中，料层厚度约10cm时，离心机开高速脱水，30分钟脱干后出料至储槽中。
138.3.2混合后第一次水洗：在混合釜a中加入1400kg的工艺用水，加热升温到60℃，将两釜物料分别从储槽打入混合釜a中，开循环搅拌15分钟。
139.3.3第二次离心脱水：将混合料离心脱水。
140.3.4混合后第二次水洗：在混合釜b中加入1400kg的工艺用水，加热升温到60℃，搅拌15分钟。
141.3.5第三次离心脱水：将混合料离心脱水。
142.4.闪蒸干燥：用闪蒸干燥机对脱水后的物料进行闪蒸干燥，参数如下：
143.进风温度215℃
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出风温度115℃
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料层温度115℃
144.塔内负压-9pa以上
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送风机频率48hz
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引风机频率48hz
145.搅拌频率20hz
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加料频率12hz
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热风炉频率20hz
146.进行干燥时，取第一桶的样进行水份检测，检测结果应小于3.5％。
147.5.筛分：在洁净区内将干燥后的物料经粉碎、筛分，分出粒径大于40μm，牌号为xl
的产品；粒径小于40μm大于20μm，牌号为xl-10的产品。
148.对比例3
149.本对比例提供一种市售a产品，购于新开源的交联聚维酮。
150.对比例4
151.本对比例提供一种市售b产品，购于巴斯夫的交联聚维酮。
152.性能测试
153.将实施例1-7和对比例1-4所述的交联聚维酮(＞40μm样品)进行如下测试：
154.(1)吸水性能：取5g样品，加入200ml烧杯中，加入100g水静置，分别于加入水后10min、20min、30min、40min、50min、60min进行过滤称重得到不同时间的吸水量，计算在不同时间段样品的吸水率，以吸水率对时间做图得到吸水速率曲线。
155.(2)崩解时间：以所述交联聚维酮作为崩解剂，粉末直接压片，制备同等规格的酒石酸美托洛尔片，按照《中国药典》2020年版三部“崩解时限检查法”比较片剂的崩解时限。
156.(3)水合能力：取所述交联聚维酮2.0g加入100ml离心管中，加入40ml去离子水，剧烈摇动直至得到悬浮液；再次摇动10分钟后，在离心机中离心15分钟，然后倾去上清液并称取残余物的量。水合能力＝残余物的质量/样品的初始质量。
157.(4)杂质含量：按照《中国药典》(2020年版四部交联聚维酮)的方法测试。
158.测试结果汇总于表1、表2和图1中。
159.表1
[0160] 吸水率/％,60min崩解时间/min水合能力实施例182518.268.2实施例283019.788.5实施例386516.468.8实施例484018.678.5实施例584517.568.6实施例683019.328.2实施例781016.858.1对比例136048.533.8对比例256039.665.5对比例361033.296.3对比例467037.866.9
[0161]
分析表1可知，本发明所述的交联聚维酮在吸水60min后，吸水率在810％以上，以所述交联聚维酮作为崩解剂，崩解时间在19.78min以内，水合能力在8.1以上；本发明所述的交联聚维酮具有优异的吸水能力、崩解性能和水合性能。
[0162]
分析对比例1-4与实施例3所述的交联聚维酮的吸水速率，对比例1-4吸水性能不如实施例3，对比曲线图如图1所示，证明相较于现有技术常规方法或现有性能优异的市售产品，本发明所述的交联聚维酮性能更佳。
[0163]
分析实施例4-7与实施例3可知，实施例4-7性能不如实施例3，证明单体、尿素和碱金属氢氧化物在特定比例下配合使用，形成的交联聚维酮性能更佳。
[0164]
表2
[0165][0166]
分析表2数据可知，本发明所述的交联聚维酮的理化指标能够满足cp、ep、usp、bp及jp的最高标准要求，杂质a(nvp)≤10ppm，水中可溶物≤1.5％，过氧化物≤400ppm。本发明所述的制备方法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，在95％以上。
[0167]
分析对比例1-4与实施例3所述的交联聚维酮，对比例1-4性能不如实施例3，证明相较于现有技术常规方法或现有性能优异的市售产品，本发明所述的交联聚维酮性能更佳。
[0168]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种交联聚维酮，其特征在于，所述交联聚维酮的制备原料包括1-乙烯基-2-吡咯烷酮、尿素、碱金属氢氧化物和第一溶剂。2.根据权利要求1所述的交联聚维酮，其特征在于，所述1-乙烯基-2-吡咯烷酮、尿素、碱金属氢氧化物和第一溶剂的质量比为100:(0.125～1.0):(0.5～1.25):(10～20)；优选地，所述1-乙烯基-2-吡咯烷酮为结晶提纯后的原料；优选地，所述第一溶剂包括水。3.一种权利要求1或2所述的交联聚维酮的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将1-乙烯基-2-吡咯烷酮、尿素、碱金属氢氧化物和第一溶剂混合，再进行聚合反应、打浆、清洗、臭氧处理和膜过滤浓缩，得到所述交联聚维酮。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述1-乙烯基-2-吡咯烷酮混合前还包括结晶提纯；优选地，所述聚合反应包括第一次升温反应、第二次升温反应和降温反应；优选地，所述第一次升温反应至35-50℃；优选地，所述第一次升温至35-50℃后，除氧；优选地，所述除氧的方式包括通惰性气体和抽真空，进行至少一次；优选地，所述第二次升温至120-130℃；优选地，所述第二次升温至120-130℃后，保温反应；优选地，所述保温反应的时间为30-90min；优选地，所述保温反应后，降温至80-110℃，降温中，温度出现上升维持稳定后，聚合反应结束。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，调整聚合反应后的物料温度至90-100℃，向体系中加入第二溶剂混合，进行搅拌打浆；优选地，以所述1-乙烯基-2-吡咯烷酮的总质量为100份计，所述打浆采用的第二溶剂的质量为300-500份；优选地，所述第二溶剂包括水；优选地，所述搅拌打浆的时间为3-6h。6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述清洗在设置有400-500目滤布的清洗过滤器中进行；优选地，所述清洗包括将打浆后的物料抽真空脱除第一溶剂、第二溶剂和透过滤布的物料；优选地，所述清洗还包括将滤布截留的物料与第三溶剂混合，抽真空，所述操作至少进行一次；优选地，所述滤布截留的物料与第三溶剂混合的方式包括搅拌；优选地，所述混合采用的第三溶剂的添加量为300-500份；优选地，所述第三溶剂包括温度为60-80℃的水；优选地，所述搅拌的时间为30-60min。7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述清洗后的滤布截留的物料进行臭氧处理，将所述第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂和透过滤布的物料的混合液进行
膜过滤浓缩；优选地，所述臭氧处理包括将所述清洗后的滤布截留的物料与第四溶剂混合，保温，通入臭氧处理；优选地，所述臭氧处理中采用的第四溶剂的添加量为300-500份；优选地，所述第四溶剂包括水；优选地，所述保温的温度为60-80℃；优选地，所述臭氧处理的时间为6-12h；优选地，所述臭氧处理至体系1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm；优选地，所述臭氧处理至体系ph为5.0-7.5；优选地，所述膜过滤浓缩采用陶瓷膜进行；优选地，所述陶瓷膜的滤芯为物料通道孔径10-20mm，过滤精度为5-50nm，滤芯长度为1-2m；优选地，所述膜过滤浓缩至1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm，水可溶物≤1.5％。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述臭氧处理和膜过滤浓缩后的物料各自独立地进行脱除溶剂和干燥的操作，得到两种粒径的交联聚维酮；优选地，所述脱除溶剂的方式包括离心；优选地，所述脱除溶剂至离心截留物料液中的水可溶物的质量含量≤1.5％。9.根据权利要求3-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将1-乙烯基-2-吡咯烷酮进行结晶提纯；将碱金属氢氧化物与第一溶剂混合形成氢氧化物溶液；(2)将结晶提纯后的1-乙烯基-2-吡咯烷酮、尿素、碱金属氢氧化物溶液混合，第一次升温至35-50℃，通惰性气体和抽真空，进行至少一次完成除氧；(3)第二次升温至120-130℃后，保温反应30-90min，降温至80-110℃，降温中，温度出现上升维持稳定后，聚合反应结束；(4)调整体系温度至90-100℃时，将聚合反应后的物料与第二溶剂混合，进行搅拌打浆3-6h；(5)将打浆后的物料转移至装有400目～500目的滤布的清洗过滤器中，抽真空脱除第一溶剂、第二溶剂和透过滤布的物料；再将滤布截留的物料和第三溶剂搅拌混合30-60min，抽真空，所述操作至少进行一次，完成清洗；(6)将滤布截留的物料与第四溶剂混合，在60-80℃下保温，通入臭氧处理6-12h，至体系1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm，ph为5.0-7.5，完成臭氧处理；将真空脱除下来的第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂和透过滤布的物料的混合液进行膜过滤浓缩，至体系1-乙烯基-2-吡咯烷酮的残留量≤10ppm，ph为5.0-7.5，完成膜过滤浓缩；(7)将所述臭氧处理和膜过滤浓缩后的物料各自独立地进行脱除溶剂和干燥，得到两种粒径的交联聚维酮。10.一种吸水树脂，其特征在于，所述吸水树脂包括权利要求1或2所述的交联聚维酮。

技术总结
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、尿素、碱金属氢氧化物和第一溶剂。本发明所述交联聚维酮具有优异的吸水能力、崩解性能和水合性能。所述的制备方法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。收率高。收率高。


技术研发人员：王宇 熊俊超 陈占 乐文伟
受保护的技术使用者：宇昂科技有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/14