一种含氨基树脂及其制备方法和应用与流程

本发明属于高分子树脂材料，具体涉及一种含氨基树脂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、醛和酮等羰基化合物是重要的化工原料，在使用羰基化合物进行化工产品生产的过程中会排放出羰基化合物。许多羰基化合物如甲醛、乙醛、丙烯醛、丁酮、环己酮等具有较高的毒性，羰基化合物的排放一方面会直接造成水体或空气的污染，另一方面也会对人们的身体健康造成潜在危害。因此，研制能够高效和高选择性地吸附羰基化合物的吸附材料，对于降低碳基化合物的危害具有重要意义。

2、吸附树脂是一类由有机高分子聚合形成的交联聚合物材料，可用于从溶液中吸附某一种或某一类化合物，或从气相中吸附某一种或某一类气态化合物。目前，已经报道的吸附树脂的吸附机理主要包括：利用范德华作用、疏水作用、离子作用、配位作用、氢键、共价键或其他化学键等作用使吸附质吸附于树脂上。而不同的吸附质的性质决定了应该采用何种作用力作为驱动吸附的动力。一般而言，通过疏水作用作为吸附动力的吸附具有应用范围广的优点，但其吸附选择性较差；通过氢键作用力的吸附要求吸附质具有氢键供体或受体；通过离子作用的吸附要求吸附质为离子型化合物；通过配位作用的吸附要求吸附质或吸附剂具有配位基团以及金属离子。相对而言，通过化学键进行的吸附具有吸附选择性高的优势。然而，合适的化学键作为吸附作用驱动力的吸附体系的成功构建仍然存在相当大的难度。

3、基于上述研究现状，开发一种能够高效且高选择性地从液态或气态体系中吸附羰基化合物的吸附树脂，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种含氨基树脂的制备方法，其操作简单，采用该方法制备得到的含氨基树脂对不同介质中的多种羰基化学物均具有良好的吸附能力。

2、本发明的目的还在于提供一种含氨基树脂，对不同介质中的多种羰基化学物均具有良好的吸附能力，能够有效降低羰基化合物的含量。

3、此外，本发明的目的还在于提供一种含氨基树脂的应用。

4、为了实现上述目的，本发明的含氨基树脂的制备方法所采用的技术方案是：

5、一种含氨基树脂的制备方法，包括以下步骤：

6、（1）制备聚合物吸附树脂：所述聚合物吸附树脂选自含有聚丙烯酸酯骨架的树脂、含有聚乙烯醇骨架的树脂、含有聚苯乙烯骨架的树脂中的一种；

7、（2）将所述聚合物吸附树脂与含氨基或胺基的化合物进行氨基化反应，即得含氨基树脂；

8、其中，所述含有聚丙烯酸酯骨架的树脂，采用包括如下步骤的方法制得：将丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯与交联剂、引发剂、致孔剂进行共聚合反应，得到含有聚丙烯酸酯骨架的树脂；

9、所述含有聚乙烯醇骨架的树脂，采用包括如下步骤的方法制得：将乙酸乙烯酯、交联剂、引发剂、致孔剂进行共聚合反应，然后将反应产物进行醇解，再采用环氧氯丙烷进行交联改性，得到含有聚乙烯醇骨架的树脂；

10、所述含有聚苯乙烯骨架的树脂，采用包括如下步骤的方法制得：将苯乙烯单体、交联剂、引发剂、致孔剂进行共聚合反应，得到含有聚苯乙烯骨架的树脂；所述苯乙烯单体选自苯乙烯、氯甲基苯乙烯、溴甲基苯乙烯、氯代苯乙烯、溴代苯乙烯中的至少两种。

11、本发明的含氨基树脂的制备方法，采用含有聚丙烯酸酯骨架的树脂、含有聚乙烯醇骨架的树脂、含有聚苯乙烯骨架的树脂作为吸附树脂与含氨基或胺基的化合物进行氨基化反应，以进行含氨基树脂的制备。其中，三种吸附树脂骨架上通过引入环氧基团或卤素，能够形成反应活性非常高的官能团，易与含氨基或胺基的化合物发生反应生成高活性的含氨基树脂，有效改善树脂对羰基化合物的吸附性能。

12、本发明的含氨基树脂的制备方法，制备所得含氨基树脂能够从水溶液中吸附羰基化合物，或从气相中吸附气态的羰基化合物，其吸附机理为羰基化合物与含氨基树脂上的氨基形成稳定的希夫碱化合物。含氨基树脂通过与羰基化合物形成希夫碱的吸附从而实现羰基化合物的去除，吸附过程具有吸附作用强和吸附选择性高的优点。同时，本发明制备所得含氨基树脂可以吸附的羰基化合物范围广泛，同时包括多种醛类（如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、巴豆醛等）和多种酮类（如丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基甲酮等）。

13、本发明对含氨基或胺基的化合物的种类不作特殊限定，其可以采用本领域氨基化反应中常用的胺类物质。优选地，所述含氨基或胺基的化合物选自水合联氨、乙二胺、丁二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种。

14、交联剂的作用是使功能单体形成的聚合物进行交联，形成稳定的三维网状结构。优选地，所述交联剂选自二乙烯苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、衣康酸烯丙基酯、三聚氰酸三烯丙基酯、三聚异氰酸三烯丙基酯中的一种或多种。采用上述交联剂单独使用，或者2种或2种以上的交联剂复合使用，能够达到较好的交联效果。

15、进一步地，致孔剂在整个共聚合反应过程中不参与反应，通过致孔剂的作用以形成多孔的树脂结构。所述致孔剂选自甲苯、乙苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、十二烷、煤油、液蜡、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丙醚、丁醚、戊醚、己醚、石油醚、丁醇、己醇、环己醇、异辛醇、辛醇、庚醇、壬醇中的一种或多种。

16、本发明对于采用的引发剂没有特别的限定，现有技术中用于聚合反应的引发剂均可用于本发明的聚合反应。优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。

17、进一步地，所述共聚合反应为将反应物混合后分散于水相中进行的悬浮聚合反应。采用悬浮聚合反应，能够得到对羰基化合物吸附性能较好的多孔吸附树脂。

18、进一步优选地，所述共聚合反应的温度为65~80℃，时间为8~12h。

19、本发明的含氨基树脂，采用如上所述的含氨基树脂的制备方法制备得到。

20、本发明还提供了含氨基树脂的应用，具体是含氨基树脂作为吸附材料在吸附羰基化合物中的应用；所述羰基化合物包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、巴豆醛、丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基甲酮中的一种或多种。

21、进一步地，所述应用是含氨基树脂作为吸附材料在吸附溶液中羰基化合物中的应用；或者所述含氨基树脂作为吸附材料在吸附空气中羰基化合物中的应用；或者所述含氨基树脂作为滤嘴材料在吸附卷烟烟气中羰基化合物中的应用。

22、本发明提供的含氨基树脂，应用范围例如可以是：吸附溶液中的含羰基化合物达到羰基化合物的分离纯化；含羰基化合物的废水中羰基化合物的吸附去除；溶液中羰基化合物作为杂质的羰基化合物的吸附去除；卷烟烟气中羰基化合物的吸附减低毒害；羰基化合物污染的空气中羰基化合物的吸附从而净化空气等。

23、吸附试验证实：本发明提供的含氨基树脂的制备方法，制备所得含氨基树脂能够有效降低溶液体系、气相体系、卷烟烟气中羰基化学物的含量，应用范围广，适于不同介质中羰基化合物的去除应用。

技术特征：

1.一种含氨基树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的含氨基树脂的制备方法，其特征在于，所述含氨基或胺基的化合物选自水合联氨、乙二胺、丁二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的含氨基树脂的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自二乙烯苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、衣康酸烯丙基酯、三聚氰酸三烯丙基酯、三聚异氰酸三烯丙基酯中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的含氨基树脂的制备方法，其特征在于，所述致孔剂选自甲苯、乙苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、十二烷、煤油、液蜡、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丙醚、丁醚、戊醚、己醚、石油醚、丁醇、己醇、环己醇、异辛醇、辛醇、庚醇、壬醇中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的含氨基树脂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。

6.如权利要求1~5任一项所述的含氨基树脂的制备方法，其特征在于，所述共聚合反应为将反应物混合后分散于水相中进行的悬浮聚合反应。

7.如权利要求1~5任一项所述的含氨基树脂的制备方法，其特征在于，所述共聚合反应的温度为65~80℃，时间为8~12h。

8.一种采用如权利要求1~7任一项所述的含氨基树脂的制备方法制得的含氨基树脂。

9.根据权利要求8所述的含氨基树脂的应用，其特征在于，所述含氨基树脂作为吸附材料在吸附羰基化合物中的应用；所述羰基化合物包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、巴豆醛、丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基甲酮中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的含氨基树脂的应用，其特征在于，所述应用是含氨基树脂作为吸附材料在吸附溶液中羰基化合物中的应用；或者所述含氨基树脂作为吸附材料在吸附空气中羰基化合物中的应用；或者所述含氨基树脂作为滤嘴材料在吸附卷烟烟气中羰基化合物中的应用。

技术总结
本发明属于高分子树脂材料技术领域，具体涉及一种含氨基树脂及其制备方法和应用。本发明的含氨基树脂的制备方法，包括以下步骤：（1）制备聚合物吸附树脂：所述聚合物吸附树脂选自含有聚丙烯酸酯骨架的树脂、含有聚乙烯醇骨架的树脂、含有聚苯乙烯骨架的树脂中的一种；（2）将所述聚合物吸附树脂与含氨基或胺基的化合物进行氨基化反应，即得含氨基树脂。本发明制备所得含氨基树脂，对羰基化合物具有吸附作用强和吸附选择性高的优点，同时，可以吸附的羰基化合物种类多，应用范围广，适用于不同介质中羰基化合物的去除应用。

技术研发人员：阎虎生,崔强,彭浩,李晓蒙,陈利,刘杰,孙强,马玉新
受保护的技术使用者：天津南开和成科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13