專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法。應(yīng)用于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大孔弱酸性丙烯酸陽(yáng)離子樹(shù)脂主要應(yīng)用于水處理，市場(chǎng)份額大，目前各樹(shù)脂企業(yè)采用的生產(chǎn)工藝主要有兩種，一種是采用一次或者二次聚合的聚丙烯酸甲酯為白球，經(jīng)過(guò)水解得到大孔弱酸樹(shù)脂；另一種工藝則是采用丙烯腈為單體制備大孔白球，再經(jīng)過(guò)水解得到大孔弱酸樹(shù)脂。若采用丙烯酸甲酯為原料的生產(chǎn)工藝，其缺點(diǎn)就是最終得到的弱酸樹(shù)脂弱酸交換量無(wú)法達(dá)到llmmol/g，滿足不了客戶(hù)的要求；若采用丙烯腈為聚合單體，最終產(chǎn)品的弱酸交換量可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是產(chǎn)品外觀為乳黃色或者黃色珠體，無(wú)法實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂為純白色的目標(biāo)，不容易被客戶(hù)接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述兩種工藝的缺點(diǎn)，制備既具有超過(guò)llmmol/g的弱酸交換量，同時(shí)樹(shù)脂顏色為純白色的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。通過(guò)采用丙烯酸與丙烯酸甲酯為聚合單體，通過(guò)懸浮聚合制備大孔白球，再經(jīng)過(guò)水解得到最終的產(chǎn)品。為了防止丙烯酸溶解到水相中，本發(fā)明采用高濃度的氯化鈣水溶液作為分散相，反應(yīng)完成后水相和回收重復(fù)使用。本發(fā)明的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法，制備步驟如下步驟1、按重量比取苯乙烯1-3份，丙烯酸類(lèi)單體60-80份和二乙烯苯與三烯丙基異三聚氰酸酯5-10份為單體；取單體總重5% -30%的甲苯和汽油或碳醇為混合致孔劑， 取單體總重0. -2%的過(guò)氧化苯甲酰和0. 1% -2%的偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，混合得油相；步驟2、按重量比取0. 2-1份纖維素，250-400份無(wú)水氯化鈣，溶于500份去離子水中，制得水相；步驟3、將油相投入水相，開(kāi)啟攪拌器，轉(zhuǎn)速40-120轉(zhuǎn)/分，至油珠粒徑為 0. 4-1. 2mm時(shí)，開(kāi)始緩慢升溫，至65°C _75°C時(shí)恒溫反應(yīng)，升溫速度為0. 5°C /分；在該溫度下繼續(xù)保溫反應(yīng)5小時(shí)，之后以同樣的升溫速度將溫度升至75°C _85°C，再恒溫反應(yīng)2-4小時(shí)；然后以同樣升溫速度將溫度升至85°C -95°C，恒溫反應(yīng)2-4小時(shí)，最后升至97。C，恒溫8 小時(shí)，進(jìn)行固化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾；步驟4、珠球用75°C _90°C去離子水洗滌，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔陽(yáng)離子樹(shù)脂半成品；步驟5、去上述濕樹(shù)脂150ml，加入200ml 15% -25%液堿，70°C _90°C恒溫反應(yīng) 5h-10h ；反應(yīng)結(jié)束后，裝柱，用等體積去離子水洗，再用2倍體積IN的鹽酸過(guò)柱lh-2h，再用去離子水洗至中性，得大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
所述的水相為氯化鈣水溶液，濃度為30% -45%。所述的丙烯酸類(lèi)單體為丙烯酸與丙烯酸甲酯的混合物。所述的二乙烯苯為重量百分比55%或者80%的工業(yè)二乙烯苯。所述的交聯(lián)劑為二乙烯苯與三烯丙基異三聚氰酸酯的混合物。綜上所述本發(fā)明具有以下有益效果1、丙烯酸經(jīng)過(guò)聚合可直接得到聚丙烯酸樹(shù)脂，不用經(jīng)過(guò)水解去除醇基，且價(jià)格上丙烯酸要便宜，無(wú)論從哪方面都可以提高原料的利用率。2、工藝改進(jìn)，使得最終產(chǎn)品為純白色，直接改進(jìn)了目前以丙烯腈為原料的工藝中產(chǎn)品顏色發(fā)黃的缺點(diǎn)。3、工藝簡(jiǎn)單，水相氯化鈣水溶液可以回收重復(fù)使用，成本低且環(huán)境污染小。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，提供了一下實(shí)施例實(shí)施例1 稱(chēng)取丙烯酸73. 6g，重量百分比為55%的二乙烯苯9. lg，三烯丙基異三聚氰酸酯 3. Ig ；稱(chēng)取17g甲苯，稱(chēng)取0. 5g過(guò)氧化苯甲酰和0. 5g偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，混合得油相；稱(chēng)取Ig纖維素，360g無(wú)水氯化鈣，溶于440g水中，制得水相；將油相投入水相，開(kāi)啟攪拌器，至油珠粒徑為0. 4-1. 2mm時(shí)，開(kāi)始緩慢升溫，至 70°C時(shí)恒溫反應(yīng)，升溫速度為0. 5°C /分；在該溫度下繼續(xù)保溫反應(yīng)5小時(shí)，之后以同樣的升溫速度將溫度升至80°C，再恒溫反應(yīng)2小時(shí)；然后以同樣升溫速度將溫度升至90°C，恒溫反應(yīng)2小時(shí)，最后升至97V，恒溫8小時(shí)，進(jìn)行固化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾；珠球用75°C去離子水洗滌，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；實(shí)施例2稱(chēng)取丙烯酸49. lg，丙烯酸甲酯^.31g，重量百分比為80%的二乙烯苯6. 3g，三烯丙基異三聚氰酸酯3. Ig;稱(chēng)取15g甲苯，稱(chēng)取0.5g過(guò)氧化苯甲酰和0. 5g偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，混合得油相；稱(chēng)取Ig纖維素，360g無(wú)水氯化鈣，溶于440g水中，制得水相；將油相投入水相，開(kāi)啟攪拌器，至油珠粒徑為0. 4-1. 2mm時(shí)，開(kāi)始緩慢升溫，至 70°C時(shí)恒溫反應(yīng)，升溫速度為0. 5°C /分；在該溫度下繼續(xù)保溫反應(yīng)5小時(shí)，之后以同樣的升溫速度將溫度升至80°C，再恒溫反應(yīng)2小時(shí)；然后以同樣升溫速度將溫度升至90°C，恒溫反應(yīng)2小時(shí)，最后升至97°C，恒溫8小時(shí)，進(jìn)行固化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾；珠球用75°C去離子水洗滌，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；去上述濕樹(shù)脂150ml，加入200ml 20 %液堿，70°C恒溫反應(yīng)IOh ；反應(yīng)結(jié)束后，裝柱，用等體積去離子水洗，再用2倍體積IN的鹽酸過(guò)柱lh-2h，再用去離子水洗至中性，得大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；實(shí)施例3稱(chēng)取丙烯酸47. 3g，丙烯酸甲酯28. 2g，重量百分比為80%的二乙烯苯8. 8g，三烯丙基異三聚氰酸酯3. 5g ；稱(chēng)取15g甲苯，稱(chēng)取0. 5g過(guò)氧化苯甲酰和0. 5g偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，混合得油相；稱(chēng)取Ig纖維素，360g無(wú)水氯化鈣，溶于440g水中，制得水相；將油相投入水相，開(kāi)啟攪拌器，至油珠粒徑為0. 4-1. 2mm時(shí)，開(kāi)始緩慢升溫，至 70°C時(shí)恒溫反應(yīng)，升溫速度為0. 5°C /分；在該溫度下繼續(xù)保溫反應(yīng)5小時(shí)，之后以同樣的升溫速度將溫度升至80°C，再恒溫反應(yīng)2小時(shí)；然后以同樣升溫速度將溫度升至90°C，恒溫反應(yīng)2小時(shí)，最后升至97°C，恒溫8小時(shí)，進(jìn)行固化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾；珠球用75°C去離子水洗滌，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；去上述濕樹(shù)脂150ml，加入200ml 20 %液堿，70°C恒溫反應(yīng)IOh ；反應(yīng)結(jié)束后，裝柱，用等體積去離子水洗，再用2倍體積IN的鹽酸過(guò)柱lh-2h，再用去離子水洗至中性，得大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；
權(quán)利要求
1.一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法，其特征在于包括下列工藝步驟步驟1、按重量比取苯乙烯1-3份，丙烯酸類(lèi)單體60-80份和二乙烯苯與三烯丙基異三聚氰酸酯5-10份為單體；取單體總重5% -30%的甲苯和汽油或碳醇為混合致孔劑，取單體總重0. 1% -2%的過(guò)氧化苯甲酰和0. 1% -2%的偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，混合得油相；步驟2、按重量比取0. 2-1份纖維素，250-400份無(wú)水氯化鈣，溶于500份去離子水中， 制得水相；步驟3、將油相投入水相，開(kāi)啟攪拌器，轉(zhuǎn)速40-120轉(zhuǎn)/分，至油珠粒徑為0. 4-1. 2mm 時(shí)，開(kāi)始緩慢升溫，至65°C -75°C時(shí)恒溫反應(yīng)，升溫速度為0. 5°C /分；在該溫度下繼續(xù)保溫反應(yīng)5小時(shí)，之后以同樣的升溫速度將溫度升至75°C _85°C，再恒溫反應(yīng)2-4小時(shí)；然后以同樣升溫速度將溫度升至85°C _95°C，恒溫反應(yīng)2-4小時(shí)，最后升至97°C，恒溫8小時(shí)，進(jìn)行固化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾；步驟4、珠球用75V -90°C去離子水洗滌，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗， 至洗液清亮；得大孔陽(yáng)離子樹(shù)脂半成品；步驟5、去上述濕樹(shù)脂150ml，加入200ml 15 % -25 %液堿，70°C -90 V恒溫反應(yīng) 5h-10h ；反應(yīng)結(jié)束后，裝柱，用等體積去離子水洗，再用2倍體積IN的鹽酸過(guò)柱lh-2h，再用去離子水洗至中性，得大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法，其特征在于 所述的水相為氯化鈣水溶液，濃度為30% -45%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法，其特征在于 所述的丙烯酸類(lèi)單體為丙烯酸與丙烯酸甲酯的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法，其特征在于 所述的二乙烯苯為重量百分比55 %或者80 %的工業(yè)二乙烯苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法，其特征在于 所述的交聯(lián)劑為二乙烯苯與三烯丙基異三聚氰酸酯的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的制備方法。該方法是采用丙烯酸部分取代丙烯酸甲酯和丙烯腈，以甲苯和汽油為致孔劑，在氯化鈣水溶液中懸浮聚合，聚合完成后水洗并用甲醇洗去致孔劑，再經(jīng)過(guò)NaOH水溶液水解得到大孔弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。采用該工藝制備的大孔弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂，既具有高于11mmol/g的弱酸交換量，同時(shí)與傳統(tǒng)樹(shù)脂相比顏色為純白色。本發(fā)明具有不用經(jīng)過(guò)水解去除醇基，且價(jià)格上丙烯酸要便宜，工藝簡(jiǎn)單，水相氯化鈣水溶液可以回收重復(fù)使用，成本低且環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J39/20GK102190753SQ201010131620
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者周家付 申請(qǐng)人:周家付