一种苯乙烯离子交换树脂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种离子交换树脂的制备方法，尤其涉及一种苯乙烯离子交换树脂的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 大孔苯乙烯树脂是一种多孔性高分子聚合物，以吸附为特点，对许多物质具有浓 缩和分离作用。吸附树脂的分离机理主要有两种：一种是利用一些物质能被树脂吸附，其余 物质不能被树脂吸附而达到分离目的；另一种是利用各吸附质与树脂间的亲和力大小的不 同，通过强吸附质对弱吸附质的顶替作用达到分离的目的。一般的吸附分离过程是通过改 变吸附和洗脱条件、引入氢键和离子作用等较强相互作用来改善树脂的分离效果。粒径可 控的高分子树脂微球，因其具有较高的耐热性、耐溶剂性、较好的力学强度、良好的表面反 应活性等特性，在标准计量、色谱技术、化学化工、生物医学、微电子技术、高分子催化等高 新技术领域有着广阔的应用前景。
[0003] 多孔高分子树脂微球的孔状结构主要是通过成孔剂来实现的。在合成高分子树 脂微球的原料配方中加入一定量的成孔剂，反应结束后用溶剂将成孔剂溶解，从而形成孔 状结构。在使用这种方法制备高分子树脂微球过程中，微球孔径的大小和分布主要是通过 实践经验来调节，很难对微球孔径的大小和分布进行精确控制。目前的制备多孔树脂的方 法有三种：1、乳液聚合法是最常用的微球制备方法，单体可以是疏水性的也可以是亲水性 的，一般可以得到几十到几百纳米的微球，聚合体系由单体、水、乳化剂以及水溶性引发剂 组成，微球粒径一般随单体浓度的增加、乳化剂浓度的减少而增大；2、分散聚合是一种新的 聚合方法，是随涂料工业的发展而产生的，分散聚合体系包括单体、分散介质、稳定剂、引发 剂，单体溶于分散介质中形成均相溶液，引发剂溶于单体和分散介质；3、悬浮聚合是一种经 典的方法，利用悬浮聚合可以制备粒径在几微米到几百微米的微球，聚合体系由疏水性单 体、水(分散相)、稳定剂以及疏水性引发剂组成，但是得到的微球的尺寸不均匀。
[0004] 常规大孔树脂的孔径在100 - 500nm，用于提纯时，可吸附大分子物质，从而降低 其对其他阳、阴离子的吸附容量，孔径在10 - 50nm内的大孔树脂对许多金属离子选择性较 高。目前已有的三种大孔树脂的制备方法制备的大孔树脂的孔径难以控制，尤其难以达到 10 - 50nm〇
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种孔径达到10-50nm的 苯乙烯离子交换树脂的制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为： 一种苯乙烯离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤： 1)制备A溶液：对100重量份去离子水进行搅拌并加热至63-67°C，然后依次加入1~ 2重量份聚乙烯醇、0. 5~1重量份羟甲基纤维素、0. 5~1重量份纳米碳酸钙、2~2. 5重 量份三乙烯四胺、6~7重量份氯化钾和3. 5~4重量份过硫酸铵，搅拌均匀后冷却待用； 制备B溶液：将100重量份苯乙烯、10~13重量份二乙烯苯、0. 1~0. 5重量份超微石 墨颗粒、17~20重量份硅油、1~2重量份甲苯、0. 5~1重量份过氧化二苯甲酰和0. 5~ 1重量份偶氮二异丁腈混合均匀待用； 制备C溶液：将4~5重量份1，3 -丙二醇、3~4重量份甘油和0. 5~1重量份乙酸 乙酯混合均匀待用； 2) 对所述A溶液进行搅拌并加热的过程中，加入所述B溶液，待B溶液均匀分散在A溶 液中时，加入C溶液进行反应，得到含有交联聚苯乙烯树脂微球； 3) 对所述含有交联聚苯乙烯树脂微球进行清洗除杂后干燥，即制得所述苯乙烯离子交 换树脂。
[0007] 上述的制备方法，优选的，所述步骤3)中，制备的苯乙烯离子交换树脂的孔径为 30 ~35nm〇
[0008] 上述的制备方法，优选的，所述步骤3)中，对含有交联聚苯乙烯树脂微球进行清洗 除杂后干燥的具体过程为：先用热水冲洗，然后用甲苯淋洗并浸泡8-12小时后烘干；再用 四氢呋喃在室温下提取20-30小时后滤干；然后用质量浓度为15%~25%的氢氧化钠溶液 浸提4~8小时后用去离子水清洗干净，再用质量浓度为15%~25%的盐酸溶液浸提4~ 8小时后用去离子水清洗干净，最后进行干燥。
[0009] 上述的制备方法，优选的，所述步骤2)中，A溶液的搅拌速度为200~250转/分 钟；反应过程中，溶液的温度为80~90°C，反应时间为6~7小时。
[0010] 与现有技术相比，本发明的优点在于： (1)本发明的制备方法制备的苯乙稀离子交换树脂的孔径能够达到10~50nm。
[0011] (2)本发明制备的苯乙烯离子交换树脂应用于车用尿素溶液生产工艺中，对尿素 溶液中杂质吸附具有选择性高、容量大的特点。
【具体实施方式】
[0012] 为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述， 但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0013] 除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义 相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明 的保护范围。
[0014] 除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或 者可以通过公知的方法制得的产品。
[0015] 实施例1: 一种本发明的苯乙烯离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤： 1)制备A溶液：对100重量份去离子水进行搅拌并加热至65°C，然后依次加入1. 1重 量份聚乙稀醇、0. 5重量份轻甲基纤维素、0. 6重量份纳米碳酸妈、2重量份三乙稀四胺、6. 5 重量份氯化钾和3. 6重量份过硫酸铵，搅拌均匀后冷却待用。
[0016] 制备B溶液：将100重量份苯乙烯、12重量份二乙烯苯、0.2重量份超微石墨颗粒、 18重量份硅油、1. 5重量份甲苯、0. 6重量份过氧化二苯甲酰和0. 9重量份偶氮二异丁腈混 合均匀待用； 制备C溶液：将4. 5重量份1，3 -丙二醇、3重量份甘油和0. 6重量份乙酸乙酯混合均 匀待用。
[0017] 2)对上述A溶液进行搅拌(搅拌速度为220转/分钟）并加热的过程中，加入所述 B溶液，待B溶液均匀分散在A溶液中时，加入C溶液进行反应(反应温度为6.5小时，反应 时间为85°C)，得到含有交联聚苯乙烯树脂微球。
[0018] 3)对上述含有交联聚苯乙烯树脂微球先用热水清洗，然后用甲苯淋洗并浸泡10 小时后烘干，再用四氢呋喃在室温下提取24小时后滤干，再用质量浓度为20%的氢氧化钠 溶液浸提6小时后去离子水清洗干净，再用质量浓度为20%的盐酸溶液浸提6小时后离子 水清洗干净，最后干燥，即制得所述苯乙烯离子交换树脂。
[0019] 本实施例制备苯乙烯离子交换树脂孔径约为31. 5nm。
[0020] 将本实施例制备的苯乙烯离子交换树脂应用于车用尿素溶液生产工艺中，用于对 车用尿素的除杂，对杂质选择选择性高、容量大、去除率高，具体效果见表1。
[0021] 表1苯乙烯交换树脂对车用尿素溶液杂质的去除率
【主权项】
1. 一种苯乙烯离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 制备A溶液：对100重量份去离子水进行搅拌并加热至63-67°C，然后依次加入1~ 2重量份聚乙烯醇、0. 5~1重量份羟甲基纤维素、0. 5~1重量份纳米碳酸钙、2~2. 5重 量份三乙烯四胺、6~7重量份氯化钾和3. 5~4重量份过硫酸铵，搅拌均匀后冷却待用； 制备B溶液：将100重量份苯乙烯、10~13重量份二乙烯苯、0. 1~0. 5重量份超微石 墨颗粒、17~20重量份硅油、1~2重量份甲苯、0. 5~1重量份过氧化二苯甲酰和0. 5~ 1重量份偶氮二异丁腈混合均匀待用； 制备C溶液：将4~5重量份1，3 -丙二醇、3~4重量份甘油和0. 5~1重量份乙酸 乙酯混合均匀待用； 2) 对所述A溶液进行搅拌并加热的过程中，加入所述B溶液，待B溶液均匀分散在A溶 液中时，加入C溶液进行反应，得到含有交联聚苯乙烯树脂微球； 3) 对所述含有交联聚苯乙烯树脂微球进行清洗除杂后干燥，即制得所述苯乙烯离子交 换树脂。
2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，制备的苯乙烯离子交换 树脂的孔径为30~35nm〇
3. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，对含有交联聚苯乙烯树 脂微球进行清洗除杂后干燥的具体过程为：先用热水冲洗，然后用甲苯淋洗并浸泡8-12小 时后烘干；再用四氢呋喃在室温下提取20-30小时后滤干；然后用质量浓度为15%~25%的 氢氧化钠溶液浸提4~8小时后用去离子水清洗干净，再用质量浓度为15%~25%的盐酸 溶液浸提4~8小时后用去离子水清洗干净，最后进行干燥。
4. 如权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，A溶液的搅 拌速度为200~250转/分钟；反应过程中，溶液的温度为80~90°C，反应时间为6~7小 时。
【专利摘要】本发明公开了一种苯乙烯离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：制备A溶液：对去离子水加热至63-67℃，然后依次加入聚乙烯醇、羟甲基纤维素、纳米碳酸钙、三乙烯四胺、氯化钾和过硫酸铵，搅拌均匀；制备B溶液：将份苯乙烯、二乙烯苯、超微石墨颗粒、硅油、甲苯、过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈混合均匀；制备C溶液：将1,3－丙二醇、甘油和乙酸乙酯混合均匀；对A溶液进行搅拌并加热的过程中，加入B溶液，待B溶液均匀分散在A溶液中时，加入C溶液进行反应，得到含有交联聚苯乙烯树脂微球，然后进行清洗除杂后干燥，即制得所述苯乙烯离子交换树脂。本发明的制备方法制备的苯乙烯离子交换树脂的孔径能够达到10～50nm。
【IPC分类】C08F212-36, B01D15-36, B01J41-14, C08F212-08
【公开号】CN104844750
【申请号】CN201510244974
【发明人】刘素琴, 刘云喜
【申请人】湖南车瑞科技股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月14日