专利名称：混合床离子交换树脂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用特定水溶性阳离子聚合物电解质预处理的阳离子交换树脂以及结合了所述阳离子交换树脂的混合床离子交换树脂。
背景技术：
在电子工业、蒸汽发电厂/核电厂等领域中，使用混合床离子交换树脂从液体中除去离子杂质。混合床离子交换树脂具有装填在同一树脂床中的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。但是，将阳离子交换树脂和阴离子交换树脂装填到指定塔中时，已知这些树脂会发生互相粘着和团聚。发生这种团聚时，会发生树脂的沟道作用(由于阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的粘着导致装填的树脂在未达到峰值密度的情况下发生体积膨胀的现象)或相互表面污染。已经研究了多种方法来防止团聚。首先，已经开发了一种对阴离子交换树脂的表面进行涂覆处理的方法。例如，日本公开申请平-10-156194揭示了通过使阴离子交换树脂与磺化聚(乙烯基芳族)聚合物电解质以及使用该阴离子交换树脂的混合床体系离子交换树脂接触，从而对所述阴离子交换树脂进行预处理。还研究了另一种方法，即，对阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的表面进行涂覆处理的方法。例如，日本公开申请2003-176371揭示了可取出的混合床离子交换树脂，其中用水溶性磺化聚(乙烯基芳族)聚合物电解质对阴离子交换树脂进行预处理，同时用水溶性阳离子聚合物电解质对阳离子交换树脂进行预处理，所述水溶性阳离子聚合物电解质选自聚(乙烯基芳族)季胺、聚(乙烯基芳族)叔胺酸-盐(acid-salt)、和聚(乙烯基卩比唳)酸-盐。但是，出现了各种问题，例如，对阴离子交换树脂的表面进行了涂覆之后，阴离子交换树脂的离子交换能力降低。例如，处理水中包含的杂质即阴离子聚合物的吸附速率以及饱和吸附量降低，因此阴离子聚合物的吸附去除不可能完全。而且，阴离子交换树脂的反应速率降低，导致无法除去阴离子成分，例如硫酸根离子或硝酸根离子。因此，优选对阳离子树脂产品进行涂覆处理，而不优选对阴离子树脂进行涂覆处理，从而在除去这些阴离子杂质很重要的场合下，防止在现场发生团聚。日本公开申请昭-57-21978中揭示了一种涂覆阳离子交换树脂的例子，该申请讨论了一种通过将锅炉冷凝器冷却水循环通过混合床离子交换树脂设备从而处理锅炉冷凝器冷却水的方法，其中所述技术的特征在于，使用已经用阳离子聚合物电解质处理过的强酸性阳离子交换树脂。另外，日本公开申请平-10-202118揭示了具有结合于表面的、分子量等于或大于50000的线型聚合物电解质的离子交换树脂。这些文献只讨论了阳离子聚合物电解质。事实上例证了聚苯乙烯的苯基基团，例如聚(甲基苯乙烯三甲铵)等，其上直接连接或通过烷基基团连接伯-叔胺或季铵基团；或者例证了(甲基)丙烯酸的聚合物如乙烯基吡啶或其衍生物，或者聚(甲基丙烯酰氧基乙基三甲铵)等，其上通过酯键或酰胺键连接伯-叔胺或季铵基团。这些发明人进行的研究显示，用这些化合物处理的阳离子交换树脂在单价离子(钠、钾等)的离子交换方面没有问题，但是在多价离子(钙离子、镁离子等)方面牵涉到离子交换树脂速率降低以及固化成分(韩、镁)的渗漏。
文献包括日本公开申请公报平-10-156194，日本公开申请公报2003-176371，日本公开申请公报昭-57-21978，和日本公开申请公报平-10-202118。
发明内容
以下是发明简述。以下是发明解决的问题。因此，本发明的目的是提供除了对单价离子以外还能对多价离子保持高交换速度的阳离子交换树脂，特别是提供能有效防止因为团聚而出现沟道作用并防止相互表面污染、对阴离子聚合物和其他阴离子成分具有高吸附能力的混合床离子交换树脂。
具体实施例方式以下是解决问题的措施。发明人进行了透彻的研究以解决上述问题，结果发现，通过用含特定季胺结构的水溶性阳离子聚合物电解质预处理阳离子交换树脂，然后与未进行表面处理的阴离子交换树脂混合，能够形成混合床离子交换树脂，该混合床体系离子交换树脂能耐受团聚，同时将阴离子交换速度(容量)保持在预处理速度(容量)。该发现完成了本发明。以下是发明效果。能耐受团聚的混合床体系离子交换树脂可以通过使用根据本发明的预处理的阳离子交换树脂而得到。根据本发明的阳离子交换树脂具有等于之前处理速度(容量)的阳离子交换速度(容量)，尤其是二价阳离子的交换容量远优于常规处理方法。以下是实现本发明的最佳模式。在本发明的详细说明中，°C表不摄氏温度，g表不克，mg表不毫克，L表不升，mL表示毫升。所有量都是重量百分数，除非有另外的说明。本发明中使用的水溶性阳离子聚合物电解质是具有分子内环季铵盐结构的化合物。具有分子内环季铵盐结构的化合物的具体例子如以下通式[I]所示。第一化学式:
权利要求
1.一种用水溶性阳离子聚合物电解质处理的阳离子交换树脂，其特征在于，所述水溶性阳离子聚合物电解质是一种具有分子内环季铵盐结构的阳离子交换树脂。
2.按权利要求1所述的阳离子交换树脂，其特征在于，所述具有分子内环季铵盐结构的化合物具有以下通式[I]所示的结构单元
3.一种处理阳离子交换树脂的方法，其中该阳离子交换树脂涂覆有水溶性阳离子聚合物电解质，其中所述水溶性阳离子聚合物电解质是一种具有分子内环季铵盐结构、数均分子量范围是5000-10000000的化合物，所述阳离子交换树脂经过10-500毫克所述水溶性阳离子聚合物电解质/升阳离子交换树脂的处理。
4.合床离子交换树脂，其包含如权利要求1所述的经过水溶性阳离子聚合物电解质处理的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
5.按权利要求4所述的混合床离子交换树脂，其特征在于，所述阴离子交换树脂的表面未经处理。
全文摘要
本发明提供混合床离子交换树脂。本发明提供阳离子交换树脂，该树脂除了单价离子以外还对多价离子保持高交换速度，尽管进行了表面涂覆，但不会发生团聚，即使在使用混合床离子交换树脂时也是如此。
文档编号B01J39/20GK103084222SQ20121041859
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月28日
发明者都筑信太郎 申请人:罗门哈斯公司