微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法技术

本申请提供一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材，其中，所述芯材为含硫的碱金属盐，所述壁材为聚脲类树脂。所述微胶囊化过渡金属离子捕捉剂通过壁材将芯材包覆，不仅起到捕捉过渡金属离子杂质的作用，而且能够实现微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材的缓释作用。子捕捉剂芯材的缓释作用。子捕捉剂芯材的缓释作用。

【技术实现步骤摘要】
微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法


[0001]本申请涉及水处理领域和微胶囊
，具体涉及微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，在液体化工产品在使用过程中，由于接触金属管道、设备或者特殊的工况，往往会受到过渡金属离子的污染，大部分情况下都需要除去这些微量的过渡金属离子杂质。现有的硫化物类金属离子捕捉剂的捕捉去除能力比较强，在环保和水处理行业得到广泛应用，能够将废水中的过渡金属离子降至ppm级以下。对于含有固定浓度的过渡金属离子杂质的液体，通过取样分析含量后，按需要直接投入现有的金属离子捕捉剂，能够对过渡金属离子杂质能够起到去除作用，但是对于浓度不断变化、不断积累、甚至是流动的液体时，定量加入金属离子捕捉剂并不能达到理想的效果，甚至可能会造成捕捉剂的二次污染。
[0003]因此，亟待开发出一种具有缓释效果而长期具有捕捉过渡金属离子作用的水处理剂。

技术实现思路

[0004]本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法。在水性体系(例如包含过渡金属离子等的废水)中，本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂不仅起到捕捉过渡金属离子杂质的作用，而且能够实现微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材的缓释作用，且投料方便、能够减少二次污染。
[0005]为了达到上述目的，本申请提供了一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂及其制备方法。
[0006]本申请的第一方面提供了一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材，其中，所述芯材为含硫的碱金属盐，所述壁材为聚脲类树脂。
[0007]由此，本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂通过壁材将芯材包覆，从而实现芯材与外部水性体系的阻隔，并且，随着时间的推移，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材能够通过壁材上的纳米通道缓慢地扩散到外部体系中，实现微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材的缓释，缓释时间长，可达两年以上。
[0008]在任意实施方式中，所述含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
[0009]所述聚脲类树脂包含选自聚脲树脂、以及聚脲
‑
聚氨酯树脂中的至少一种。
[0010]由此，通过选择所述含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠以及二硫代磷酸钠中的至少一种，具有良好的水溶性，能够高效稳定地捕捉水性体系中的过渡金属离子杂质。另外，通过选择上述的聚脲类树脂作为壁材，有利于外层壁材的性质稳定化，且有良好的耐溶剂能力，可实现芯材的稳定缓释。
[0011]在任意实施方式中，所述壁材与所述芯材的质量比为1:1～15:1，可选为1:1～10:
1。
[0012]由此，壁材与芯材的质量比为1:1～15:1，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂不会因为壁材过薄，而导致芯材通过壁材上的通道快速扩散到水性体系中，芯材缓释效果差，进而对水性体系造成二次污染；也不会因为微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材过厚，对芯材包覆过于严实，导致芯材释放到水性体系中的速率过慢，从而对水性体系中的过渡金属离子杂质捕捉效率过低。
[0013]在任意实施方式中，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的体积平均粒径D50为20～120μm，可选为20～35μm。
[0014]由此，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂能够较均匀地悬浮于水性体系中，对水性体系中过渡金属离子杂质的捕捉效率高，而且便于回收利用。
[0015]在任意实施方式中，所述壁材的厚度为4～19μm。
[0016]由此，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材具有良好的缓释效果，即缓释速度不会过快而对水性体系造成二次污染，也不会过慢而导致过渡金属离子杂质捕捉效率降低。
[0017]本申请的第二方面提供了一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]步骤(1)：将含硫的碱金属盐作为芯材溶解于水中形成水相；
[0019]步骤(2)：将多异氰酸酯、乳化剂、及不溶于水的挥发性溶剂混合溶解形成油相；以及
[0020]步骤(3)：将所述水相和所述油相进行混合，利用高剪切乳化机进行分散，形成分散液，然后将所述分散液转移至反应容器，在室温下边搅拌边滴加叔胺催化剂引发界面聚合，形成微胶囊，将所述微胶囊过滤干燥和过筛后，得到微胶囊化过渡金属离子捕捉剂。
[0021]由此，通过多异氰酸酯与水发生界面聚合反应制备形成聚脲类树脂，从而构成壁材，与此同时对芯材进行包覆，形成微胶囊化过渡金属离子捕捉剂。
[0022]在任意实施方式中，所述步骤(1)中的含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠、以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，
[0023]所述步骤(2)中的多异氰酸酯包含选自多次甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氰酸酯三聚体中的至少一种；或者，
[0024]所述步骤(2)中的乳化剂包含选自异构十三醇聚乙氧基醚、失水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基醇聚氧乙烯醚、以及十八烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种；或者，
[0025]所述步骤(2)中的挥发性溶剂包含选自环己烷、正己烷、以及庚烷中的至少一种；或者，
[0026]所述步骤(3)中叔胺催化剂包含选自三乙胺、三乙烯二胺、以及N,N
‑
二甲基对甲苯胺中的至少一种。
[0027]在任意实施方式中，所述步骤(3)中搅拌速度为 1000r/min～2000r/min。
[0028]由此，通过搅拌速度来控制微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材厚度和粒径，从而使所形成的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的壁材厚度和粒径在合适的范围。
[0029]在任意实施方式中，所述多异氰酸酯与所述芯材的投料质量比为1:1～19:1。
[0030]由此，通过多异氰酸酯与芯材的投料质量比为1:1～19:1，形成的微胶囊化过渡金
属离子捕捉剂具有良好的缓释效果和高效稳定的捕捉能力。
[0031]在任意实施方式中，相对于所述水相与所述油相的总质量，所述步骤(3)中投入的叔胺催化剂为5质量％以下。
[0032]由此，通过相对于所述所述水相与所述油相的总质量，所述步骤 (3)中投入的叔胺催化剂为5质量％以下，从而能够促进聚脲类树脂的形成，缩短聚脲类树脂的形成时间，并且，还能够避免产生副反应等问题。
[0033]本申请使用界面聚合微胶囊化技术将遇水不分解的含硫的碱金属盐作为微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的芯材包覆起来，实现过渡金属离子捕捉剂的胶囊化。这样就实现了微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材与外部体系阻隔，但是随着时间的推移，微胶囊化过渡金属离子捕捉剂芯材可以缓慢的通过壁材纳米通道渗透扩散到外部，实现缓释，有效缓释时间长达2年以上。另外，使用本申请的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，包括：芯材和包覆于芯材表面的壁材，其中，所述芯材为含硫的碱金属盐，所述壁材为聚脲类树脂。2.根据权利要求1所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，所述含硫的碱金属盐包含选自三聚硫氰酸三钠、二硫代氨基甲酸钠、黄原酸钠、三硫代碳酸钠以及二硫代磷酸钠中的至少一种；或者，所述聚脲类树脂包含选自聚脲树脂、以及聚脲
‑
聚氨酯树脂中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，所述壁材与所述芯材的质量比为1:1～15:1，可选为1:1～10:1。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，所述微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的体积平均粒径D50为20～120μm，可选为20～35μm。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的微胶囊化过渡金属离子捕捉剂，其特征在于，所述壁材的厚度为4～19μm。6.一种微胶囊化过渡金属离子捕捉剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：将含硫的碱金属盐作为芯材溶解于水中形成水相；步骤(2)：将多异氰酸酯、乳化剂、及不溶于水的挥发性溶剂混合溶解形成油相；以及步骤(3)：将所述水相和所述油相进行混合，利用高剪切乳化机进行分散，形成分散液，然后将所述分散液转移至反应容器，在室温下边搅拌边滴加叔胺催化剂引发界面聚合，形成微胶囊，将所述微胶囊过滤、干燥和过筛后，得到微胶囊化...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾少华，郑义，孙成栋，於洋，陈美煌，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：