专利名称：一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法。应用于化工领域。
背景技术：
大孔弱酸性丙烯酸阳离子树脂主要应用于水处理，市场份额大，目前各树脂企业采用的生产工艺主要有两种，一种是采用一次或者二次聚合的聚丙烯酸甲酯为白球，经过水解得到大孔弱酸树脂；另一种工艺则是采用丙烯腈为单体制备大孔白球，再经过水解得到大孔弱酸树脂。若采用丙烯酸甲酯为原料的生产工艺，其缺点就是最终得到的弱酸树脂弱酸交换量无法达到llmmol/g，满足不了客户的要求；若采用丙烯腈为聚合单体，最终产品的弱酸交换量可以达到标准，但是产品外观为乳黄色或者黄色珠体，无法实现树脂为纯白色的目标，不容易被客户接受。
发明内容
本发明的目的是克服上述两种工艺的缺点，制备既具有超过llmmol/g的弱酸交换量，同时树脂颜色为纯白色的阳离子交换树脂。通过采用丙烯酸与丙烯酸甲酯为聚合单体，通过悬浮聚合制备大孔白球，再经过水解得到最终的产品。为了防止丙烯酸溶解到水相中，本发明采用高浓度的氯化钙水溶液作为分散相，反应完成后水相和回收重复使用。本发明的目的可通过如下措施来实现本发明提供的大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法，制备步骤如下步骤1、按重量比取苯乙烯1-3份，丙烯酸类单体60-80份和二乙烯苯与三烯丙基异三聚氰酸酯5-10份为单体；取单体总重5% -30%的甲苯和汽油或碳醇为混合致孔剂， 取单体总重0. -2%的过氧化苯甲酰和0. 1% -2%的偶氮二异丁腈为引发剂，混合得油相；步骤2、按重量比取0. 2-1份纤维素，250-400份无水氯化钙，溶于500份去离子水中，制得水相；步骤3、将油相投入水相，开启搅拌器，转速40-120转/分，至油珠粒径为 0. 4-1. 2mm时，开始缓慢升温，至65°C _75°C时恒温反应，升温速度为0. 5°C /分；在该温度下继续保温反应5小时，之后以同样的升温速度将温度升至75°C _85°C，再恒温反应2-4小时；然后以同样升温速度将温度升至85°C -95°C，恒温反应2-4小时，最后升至97。C，恒温8 小时，进行固化反应，反应结束后，过滤；步骤4、珠球用75°C _90°C去离子水洗涤，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔阳离子树脂半成品；步骤5、去上述湿树脂150ml，加入200ml 15% -25%液碱，70°C _90°C恒温反应 5h-10h ；反应结束后，装柱，用等体积去离子水洗，再用2倍体积IN的盐酸过柱lh-2h，再用去离子水洗至中性，得大孔弱酸性阳离子交换树脂。
所述的水相为氯化钙水溶液，浓度为30% -45%。所述的丙烯酸类单体为丙烯酸与丙烯酸甲酯的混合物。所述的二乙烯苯为重量百分比55%或者80%的工业二乙烯苯。所述的交联剂为二乙烯苯与三烯丙基异三聚氰酸酯的混合物。综上所述本发明具有以下有益效果1、丙烯酸经过聚合可直接得到聚丙烯酸树脂，不用经过水解去除醇基，且价格上丙烯酸要便宜，无论从哪方面都可以提高原料的利用率。2、工艺改进，使得最终产品为纯白色，直接改进了目前以丙烯腈为原料的工艺中产品颜色发黄的缺点。3、工艺简单，水相氯化钙水溶液可以回收重复使用，成本低且环境污染小。
具体实施例方式为了进一步说明本发明，提供了一下实施例实施例1 称取丙烯酸73. 6g，重量百分比为55%的二乙烯苯9. lg，三烯丙基异三聚氰酸酯 3. Ig ；称取17g甲苯，称取0. 5g过氧化苯甲酰和0. 5g偶氮二异丁腈为引发剂，混合得油相；称取Ig纤维素，360g无水氯化钙，溶于440g水中，制得水相；将油相投入水相，开启搅拌器，至油珠粒径为0. 4-1. 2mm时，开始缓慢升温，至 70°C时恒温反应，升温速度为0. 5°C /分；在该温度下继续保温反应5小时，之后以同样的升温速度将温度升至80°C，再恒温反应2小时；然后以同样升温速度将温度升至90°C，恒温反应2小时，最后升至97V，恒温8小时，进行固化反应，反应结束后，过滤；珠球用75°C去离子水洗涤，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔弱酸性阳离子交换树脂；实施例2称取丙烯酸49. lg，丙烯酸甲酯^.31g，重量百分比为80%的二乙烯苯6. 3g，三烯丙基异三聚氰酸酯3. Ig;称取15g甲苯，称取0.5g过氧化苯甲酰和0. 5g偶氮二异丁腈为引发剂，混合得油相；称取Ig纤维素，360g无水氯化钙，溶于440g水中，制得水相；将油相投入水相，开启搅拌器，至油珠粒径为0. 4-1. 2mm时，开始缓慢升温，至 70°C时恒温反应，升温速度为0. 5°C /分；在该温度下继续保温反应5小时，之后以同样的升温速度将温度升至80°C，再恒温反应2小时；然后以同样升温速度将温度升至90°C，恒温反应2小时，最后升至97°C，恒温8小时，进行固化反应，反应结束后，过滤；珠球用75°C去离子水洗涤，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔弱酸性阳离子交换树脂；去上述湿树脂150ml，加入200ml 20 %液碱，70°C恒温反应IOh ；反应结束后，装柱，用等体积去离子水洗，再用2倍体积IN的盐酸过柱lh-2h，再用去离子水洗至中性，得大孔弱酸性阳离子交换树脂；实施例3称取丙烯酸47. 3g，丙烯酸甲酯28. 2g，重量百分比为80%的二乙烯苯8. 8g，三烯丙基异三聚氰酸酯3. 5g ；称取15g甲苯，称取0. 5g过氧化苯甲酰和0. 5g偶氮二异丁腈为引发剂，混合得油相；称取Ig纤维素，360g无水氯化钙，溶于440g水中，制得水相；将油相投入水相，开启搅拌器，至油珠粒径为0. 4-1. 2mm时，开始缓慢升温，至 70°C时恒温反应，升温速度为0. 5°C /分；在该温度下继续保温反应5小时，之后以同样的升温速度将温度升至80°C，再恒温反应2小时；然后以同样升温速度将温度升至90°C，恒温反应2小时，最后升至97°C，恒温8小时，进行固化反应，反应结束后，过滤；珠球用75°C去离子水洗涤，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗，至洗液清亮；得大孔弱酸性阳离子交换树脂；去上述湿树脂150ml，加入200ml 20 %液碱，70°C恒温反应IOh ；反应结束后，装柱，用等体积去离子水洗，再用2倍体积IN的盐酸过柱lh-2h，再用去离子水洗至中性，得大孔弱酸性阳离子交换树脂；
权利要求
1.一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于包括下列工艺步骤步骤1、按重量比取苯乙烯1-3份，丙烯酸类单体60-80份和二乙烯苯与三烯丙基异三聚氰酸酯5-10份为单体；取单体总重5% -30%的甲苯和汽油或碳醇为混合致孔剂，取单体总重0. 1% -2%的过氧化苯甲酰和0. 1% -2%的偶氮二异丁腈为引发剂，混合得油相；步骤2、按重量比取0. 2-1份纤维素，250-400份无水氯化钙，溶于500份去离子水中， 制得水相；步骤3、将油相投入水相，开启搅拌器，转速40-120转/分，至油珠粒径为0. 4-1. 2mm 时，开始缓慢升温，至65°C -75°C时恒温反应，升温速度为0. 5°C /分；在该温度下继续保温反应5小时，之后以同样的升温速度将温度升至75°C _85°C，再恒温反应2-4小时；然后以同样升温速度将温度升至85°C _95°C，恒温反应2-4小时，最后升至97°C，恒温8小时，进行固化反应，反应结束后，过滤；步骤4、珠球用75V -90°C去离子水洗涤，直至洗液清亮；然后用丙酮提取，乙醇淋洗， 至洗液清亮；得大孔阳离子树脂半成品；步骤5、去上述湿树脂150ml，加入200ml 15 % -25 %液碱，70°C -90 V恒温反应 5h-10h ；反应结束后，装柱，用等体积去离子水洗，再用2倍体积IN的盐酸过柱lh-2h，再用去离子水洗至中性，得大孔弱酸性阳离子交换树脂。
2.根据权利要求1所述的一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于 所述的水相为氯化钙水溶液，浓度为30% -45%。
3.根据权利要求1所述的一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于 所述的丙烯酸类单体为丙烯酸与丙烯酸甲酯的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于 所述的二乙烯苯为重量百分比55 %或者80 %的工业二乙烯苯。
5.根据权利要求1所述的一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于 所述的交联剂为二乙烯苯与三烯丙基异三聚氰酸酯的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种大孔弱酸性阳离子交换树脂的制备方法。该方法是采用丙烯酸部分取代丙烯酸甲酯和丙烯腈，以甲苯和汽油为致孔剂，在氯化钙水溶液中悬浮聚合，聚合完成后水洗并用甲醇洗去致孔剂，再经过NaOH水溶液水解得到大孔弱酸性阳离子交换树脂。采用该工艺制备的大孔弱酸性阳离子树脂，既具有高于11mmol/g的弱酸交换量，同时与传统树脂相比颜色为纯白色。本发明具有不用经过水解去除醇基，且价格上丙烯酸要便宜，工艺简单，水相氯化钙水溶液可以回收重复使用，成本低且环境污染小等优点。
文档编号B01J39/20GK102190753SQ201010131620
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者周家付 申请人:周家付