一种低转型膨胀率丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂合成方法技术

本发明专利技术涉及树脂有机合成技术领域。低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，包括以下步骤：（1）水相配制：将水、工业盐加入反应容器中升温后加入纤维素，继续搅拌加入次甲基蓝制备水相；（2）油相配制：将三乙烯苯、三聚异氰酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸甘油酯、丙烯腈、致孔剂和引发剂加入容器中，充分搅拌混合均匀；（3）聚合：将油相加入水相中进行聚合反应制备白球树脂；（4）水解：将白球树脂和硫酸溶液加入反应容器中进行水解。所得树脂交联结构更紧凑、涨缩稳定性较好，转型膨胀率在同类型的树脂中较低。树脂中较低。

【技术实现步骤摘要】
一种低转型膨胀率丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂合成方法


[0001]本专利技术涉及树脂的合成方法，属于有机合成


技术介绍

[0002]弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂为乳白或淡黄色不透明的球状颗粒，不溶于水、酸、碱和各种有机溶剂。有再生率高、酸耗低和交换容量大等优点。通过悬浮聚合制成大孔共聚珠体，再经水解、后处理和转型即可得到产品。用于原水含盐量高的水处理、大水量软化脱碱处理、废酸废碱中和、电镀含铜镍废水处理以及制药、食品和制糖等行业。
[0003]但因在不同形式或不同介质中膨胀或收缩率较大，故而使得设备的空间并不能得到充分的利用。原有的丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂多采用二乙烯苯，三聚异氰酸三烯丙脂，三甲基丙烯酸甘油酯等其中的一种或者两种作为交联剂与丙烯腈或丙烯酸甲酯共聚，甲苯和200#溶剂油做制孔剂。得到的弱酸阳离子交换树脂的结构并不是很紧凑，涨缩稳定性较差，转型膨胀率较高。针对上述缺点，如何在保留交换能力的同时降低树脂的转型膨胀率成为现有技术的难题之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，所得树脂交联结构更紧凑、涨缩稳定性较好，转型膨胀率在同类型的树脂中较低。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，包括以下步骤：（1）水相配制：将水、工业盐加入反应容器中升温至60℃搅拌至工业盐完全溶解后加入纤维素，继续搅拌至纤维素完全溶解后加入次甲基蓝，搅拌至次甲基蓝完全溶解后关闭搅拌，静置消除搅拌过程中产生的气泡；（2）油相配制：将三乙烯苯、三聚异氰酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸甘油酯、丙烯腈、甲苯、200#溶剂油、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈加入容器中，充分搅拌混合均匀；（3）聚合：将油相加入水相中进行聚合反应制备白球树脂；（4）水解：将白球树脂加入反应容器中，将硫酸溶液加入到反应容器中进行水解、水洗得低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂。
[0006]水相中水、纤维素、工业盐和次甲基蓝的质量体积比为：450
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550:1.2
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1.6:90
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110:1
‑
2（g：g：g：mL）。
[0007]油相中三乙烯苯、三聚异氰酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸甘油酯、丙烯腈、甲苯、200#溶剂油、过氧化苯甲酰和偶氮的质量比为1.5
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3:3.5
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5.5:2.5
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3.5:87.5
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91.5：15
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25:12
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17：0.3
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0.5:0.3:0.5。
[0008]油相与水相的质量比为0.15
‑
0.3：1。
[0009]聚合：将油相加入水相中静置消除加入过程中产生的气泡，开搅拌，调整至所需粒度，观察定型，定型后观察加热，保持68
‑
72℃至放热结束，保温4小时，升温至75℃保温2小时，升温至85℃保温2小时，关闭加热，降温至50℃以下，水洗、烘干得白球树脂。
[0010]水解：将白球树脂加入反应容器中，将54%的硫酸溶液加入到反应容器中，开搅拌，升温至100℃后以5℃/10分钟的速度缓慢升温至120℃后，以2℃/10分钟的速度升温至130℃，观察放热，待放热结束（取样加入到自来水中，树脂沉入水中则放热结束，反之亦然），130℃保温8小时，关闭加热，冷却至50℃以下，水洗得低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂。
[0011]白球树脂与硫酸溶液的质量比为1:6
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10。
[0012]制备的低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂在高含盐量水处理、大水量软化脱碱处理、废酸废碱中和、电镀含铜镍废水处理以及制药、食品和制糖中的应用。
有益效果
[0013]本专利技术树脂采用三乙烯苯，三聚异氰酸三烯丙脂和三甲基丙烯酸甘油酯三种交联剂共同与丙烯腈共聚，这三种交联剂相对纯度较高，较少用量就可达到需要的交联度，产生羧基的丙烯腈的用量相对较多。不同双键物质具有不同的聚合速率，当多种双键物质同时进行聚合反应时，自身聚合是有一定的优先性，单一或者两种交联剂通过提高数量虽能起到一定的降低转型膨胀率的效果，但同时也会使交换容量降低，且孔径结构会出现较不均匀现象，而三种高含量交联剂的使用相对于一种或者两种交联剂的使用量要少，可以相对的减少自聚的产生，而不同结构的交联剂的使用也让树脂的骨架结构更具有多样性，通过对用量的调整和制孔剂的结合，可以得到相对更均匀的结构。以甲苯和200#溶剂油做制孔剂，在具备了同等交换容量的同时，得到了交联结构较紧凑，涨缩稳定性较好，转型膨胀率在同类型的树脂中较低的弱酸阳离子交换树脂。本专利技术树脂全交换容量可达11.31mmol/g，转型膨胀率可低至29%。
具体实施方式实施例1
[0014]低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，包括以下步骤：（1）水相配制：将500g水、100g工业盐加入三口瓶中升温至60℃搅拌30分钟至工业盐完全溶解后加入1.5g纤维素，继续搅拌25分钟至纤维素完全溶解后加入次1.5mL0.5%的甲基蓝，搅拌5分钟至次甲基蓝完全溶解后关闭搅拌，静置2分钟消除搅拌过程中产生的气泡。
[0015]（2）油相配制：将2g三乙烯苯、5g三聚异氰酸三烯丙酯、3g三甲基丙烯酸甘油酯、90g丙烯腈、20g甲苯、15g200#溶剂油、0.4g过氧化苯甲酰、0.4g偶氮二异丁腈加入容器中，充分搅拌混合均匀。
[0016]（3）聚合：将油相加入水相中静置5分钟消除加入过程中产生的气泡，开搅拌，调整至所需粒度，观察定型，定型后观察放热，保持68
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72℃至放热结束，保温4小时，升温至75℃保温2小时，升温至85℃保温2小时，关闭加热，降温至50℃以下，水洗、烘干得白球树脂。
[0017]（4）水解：称取100g白球树脂加入到三口瓶中，将800g54%的硫酸溶液加入到三口瓶中，开搅拌，升温至100℃后以5℃/10分钟的速度缓慢升温至120℃后，以2℃/10分钟的速度升温至130℃，观察放热，待放热结束（取样加入到自来水中，树脂沉入水中则放热结束，反之亦然），130℃保温8小时，关闭加热，冷却至50℃以下，水洗得低转型膨胀率丙烯酸系弱
酸阳离子交换树脂。
实施例2
[0018]低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，包括以下步骤：（1）水相配制：将450g水、110g工业盐加入三口瓶中升温至60℃搅拌30分钟至工业盐完全溶解后加入1.6g纤维素，继续搅拌25分钟至纤维素完全溶解后加入次1mL0.5%的甲基蓝，搅拌5分钟至次甲基蓝完全溶解后关闭搅拌，静置2分钟消除搅拌过程中产生的气泡。
[0019]（2）油相配制：将2g三乙烯苯、3.5g三聚异氰酸三烯丙酯、3.5g三甲基丙烯酸甘油酯、91g丙烯腈、15g甲苯、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）水相配制：将水、工业盐加入反应容器中升温至60℃搅拌至工业盐完全溶解后加入纤维素，继续搅拌至纤维素完全溶解后加入次甲基蓝，搅拌至次甲基蓝完全溶解后关闭搅拌，静置消除搅拌过程中产生的气泡；（2）油相配制：将三乙烯苯、三聚异氰酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸甘油酯、丙烯腈、甲苯、200#溶剂油、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈加入容器中，充分搅拌混合均匀；（3）聚合：将油相加入水相中进行聚合反应制备白球树脂；（4）水解：将白球树脂加入反应容器中，将硫酸溶液加入到反应容器中进行水解、水洗得低转型膨胀率丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂。2.根据权利要求1所述的丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，其特征在于：水相中水、纤维素、工业盐和次甲基蓝的质量体积比为：450
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550:1.2
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1.6:90
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110:1
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2（g：g：g：mL）。3.根据权利要求1所述的丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂合成方法，其特征在于：油相中三乙烯苯、三聚异氰酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸甘油酯、丙烯腈、甲苯、200#溶剂油、过氧化苯甲酰和偶氮的质量比为1.5
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3:3.5
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5.5:2.5
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3....

【专利技术属性】
技术研发人员：尚月峰，毛江，张培钰，
申请(专利权)人：河北利江生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：