一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的合成方法
【专利摘要】本发明涉及一种强碱性阴离子交换树脂的合成方法，特别是一种含有长碳链烷基铵基团的耐高温强碱性阴离子交换树脂的合成方法，采用交联聚苯乙烯白球为骨架，采用氯甲醚作为烷基化试剂通过傅氏反应在白球骨架接上苄基氯，再与含长碳链烷基胺进行胺化反应得到强碱性阴离子交换树脂。优点：本发明能够采用简单的生产工艺及低廉的原料合成出具有较高热稳定性的强碱性阴离子交换树脂，从而使强碱性阴离子交换树脂能够应用于高温环境下的单元操作中，如半导体工业中超纯水的制备、发电厂高温凝结水精处理、高压锅炉用水中的硅酸的脱除和在高温条件下作为催化剂使用。
【专利说明】一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种强碱性阴离子交换树脂的合成方法，特别是一种含有长碳链烷基铵基团的耐高温强碱性阴离子交换树脂的合成方法。
【背景技术】
[0002]1、苏联专利SU675056公布，在氯甲基交联聚苯乙烯树脂中引入2%的2_巯基苯并咪唑，然后再与三甲胺反应制备强碱性阴离子交换树脂，可以改善树脂的热稳定性，其氯型加热至300°C重量损失为4.5%，而一般的阴树脂在150°C时重量损失为10%。
[0003]2、日本专利JP0724334在1995年公开了用作气体吸附剂的耐高温阴离子交换剂，其特征是聚苯乙烯树脂苯环与季铵基团间亚甲基α-C上无氢原子。JP10045830、JP10137752、JP11012206、EP0776911和US5814672都曾报道过在苯环与季铵氮原子间引入长链烃基来提高树脂的热稳定性。
[0004]3、CN1513597、CN1460551和CN200810022706.2也曾报道过带有长间隔臂的强碱
性阴离子交换树脂的合成，即增加苯环与氮原子间碳原子的个数来增加C-N键的稳定性。
[0005]上述【背景技术】的发明过程繁琐或者使用较高成本的烷基化试剂，反应条件苛刻，不利于工业化生产。
[0006]4、随着离子交 换技术的不断发展及成熟，强碱性阴离子交换树脂的应用领域也逐渐在拓宽，其已广泛应用于水处理、物质的纯化以及固相催化合成等领域。但是采用三甲胺制备的传统强碱性阴离子交换树脂的使用温度仅限于60°C以下，当使用温度超过上限值时，季铵基团容易发生霍夫曼(Hoffman)降解反应，其降解的两条主要途径是铵基的脱落和强碱基团转变成弱碱基团，从而导致强碱阴离子交换树脂失去活性，这就限制了强碱阴离子交换树脂的应用范围。
【发明内容】
[0007]设计目的:避免【背景技术】中的不足之处，设计一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的合成方法。
[0008]设计方案:为了克服传统强碱性阴离子交换树脂在高温下强碱基团易降解失效的缺陷，本发明采用交联聚苯乙烯白球为骨架，通过傅氏烷甲基化反应得到氯球，再采用含长碳链烷基的叔胺进行胺化反应，得到含有长碳链烷基铵基团的强碱性阴离子交换树脂。其树脂结构式:
【权利要求】
1.一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的合成方法，其特征在于:采用交联聚苯乙烯白球为骨架，采用氯甲醚作为烷基化试剂通过傅氏反应在白球骨架接上苄基氯，再与含长碳链烷基胺进行胺化反应得到强碱性阴离子交换树脂。
2.根据权利要求1所述的耐高温阴离子交换树脂，其特征在于:交联聚苯乙烯白球骨架为凝胶型或大孔型，交联度在2%~20%。
3.根据权利要求2所述的耐高温阴离子交换树脂，其特征在于:交联聚苯乙烯白球经氯甲基化反应后的氯含量为5%~25%。
4.根据权利要求1所述的耐高温阴离子交换树脂，其特征在于:采用含长碳链烷基的叔胺进行胺化反应，得到含有长碳链烷基铵基团的强碱性阴离子交换树脂，其结构式如下:
5.根据权利要求4所述的耐高温阴离子交换树脂，其特征在于:合成的强碱性阴离子交换树脂的强碱交换容量为2.0^4.0 mmol/g (干)。
6.根据权利要求4所述的耐高温阴离子交换树脂，其特征在于:合 成的强碱性阴离子交换树脂的使用温度为6(T90°C。
7.根据权利要求4所述的耐高温阴离子交换树脂，其特征在于:其合成步骤如下: O凝胶交联聚苯乙烯白球或大孔交联聚苯乙烯白球在常温下用3飞倍质量的氯甲醚进行膨胀I飞h，投加白球质量的40%~?00%的氯化锌至反应釜中，在35°C~45°C下反应8~20h ； 2)反应结束后抽干母液，用甲醇或甲缩醛洗涤数次，晾干待用； 3)取步骤2合成的氯球用膨胀剂膨胀lh，加入含长碳链烷基胺，在30°C~50°C下反应6tTl5h，反应结束后用纯水洗涤数次； 4)树脂热稳定性的测试:将步骤3合成的树脂置于一定温度的热水中保温一定时间，取样，测定树脂强碱交换容量，计算出树脂强碱交换容量的损失率。
【文档编号】B01J41/12GK103755846SQ201310740022
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】沈建华, 苏振勇, 周闽, 徐斌, 钟轶泠, 郭琰辉 申请人:宁波争光树脂有限公司, 华电青岛发电有限公司