[發明專利]無溶劑凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備方法

在審

• 申請號: 201911415932.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111040065A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 郭漢法;王家偉;王莎莎;李巖峰;潘健;周小會;靳榮華;翟俊峰
• 申請（專利權）人: 山東德川化工科技有限責任公司
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F212/36;C08F220/14;C08F220/06;C08F8/36;C08F2/20;B01J39/20
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

本發明屬于陽離子交換樹脂技術領域，具體的涉及一種無溶劑凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備方法。將苯乙烯、二乙烯苯和第三單體在引發劑的作用下，進行懸浮聚合制備得到白球；白球與硫酸進行磺化反應，反應結束后進行后處理得到無溶劑凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂。本發明所述的無溶劑凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備方法，不使用白球溶脹試劑1，2?二氯乙烷，提高了樹脂產品的安全性，簡化了精制處理的過程，降低了企業的精制處理成本。

技術領域

本發明屬于陽離子交換樹脂技術領域，具體的涉及一種無溶劑凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備方法。

背景技術

凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的一般合成過程如下：

(1)白球的制備：苯乙烯和二乙烯苯在引發劑的存在下，進行懸浮聚合反應，制備粒度為0.315-1.00mm的透明顆粒(即白球，苯乙烯-二乙烯苯共聚物)。

(2)離子交換樹脂的制備：所制得的白球于60℃-80℃烘干后篩分粒度，用濃度90％以上的硫酸，在80℃-135℃溫度下與白球進行磺化反應，使磺酸基嫁接到苯乙烯-二乙烯苯共聚物上。由于共聚體為緊密的立體網狀結構，磺化反應為非均相反應，因此，在磺化反應時需要加入一定量的1，2-二氯乙烷做溶脹劑，有利于硫酸擴散到苯乙烯-二乙烯苯共聚物骨架中，磺化反應得以平穩的進行。

基本機理如下所示：

(1)白球的制備

(2)凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備及轉型

磺化反應結束后，整個物料體系中硫酸濃度較高，需要將濃硫酸進行稀釋后才可以清洗物料得到離子交換樹脂，但是磺酸基大大提高了離子交換樹脂的親水性，如果直接加水進行稀釋，將會導致樹脂顆粒急劇吸水，而濃硫酸遇水會釋放大量的熱，這會導致樹脂顆粒破裂，因此，需要用濃度遞減的硫酸逐級酸稀釋，這樣既避免了硫酸遇水放熱帶來的危險，又使樹脂逐步的吸水，保證了樹脂的強度。

逐級酸稀釋結束后，向體系中加入水進行稀釋，淋洗樹脂，等到樹脂淋洗至中性時，可以在體系中加入氫氧化鈉，將樹脂中的磺酸基團轉型為磺酸鈉，即得到苯乙烯系陽離子交換樹脂。

1，2-二氯乙烷作為常用的有機溶劑，廣泛應用于陽離子交換樹脂的生產過程中。雖然白球磺化結束后會通過減壓蒸餾蒸出體系中的1，2-二氯乙烷，但樹脂中總會殘留有1，2-二氯乙烷，陽離子交換樹脂廣泛應用于硬水軟化、純水制備等，尤其當陽離子交換樹脂應用于飲用水水處理時，1，2-二氯乙烷的存在更成為一個較大的安全隱患。在梯度酸稀釋時，樹脂中殘留的1，2-二氯乙烷不可避免的進入每一個梯度的稀釋酸中，所以這也導致了梯度稀釋酸在后期回用或者進一步物料處理時，由于存在1，2-二氯乙烷而帶來一些麻煩。

一般應用于食品行業或者飲用水處理行業時，陽離子交換樹脂需要進行蒸煮、清洗處理，以盡可能除去1，2-二氯乙烷，樹脂蒸煮的處理過程提高了生產企業的精制處理成本，并且樹脂蒸煮后強度往往會降低，縮短了樹脂的使用壽命，提高了樹脂更換的頻率，因此提高了用戶成本。

因此，亟需探索一種新型的凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種無溶劑凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備方法，該方法不需要加入溶脹劑，生產工藝更加環保，降低了生產成本和操作風險性，制備的凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂應用于飲用水處理時只需要將樹脂用純水清洗至出水電導率50μs/cm，降低了樹脂的精制成本。

本發明所述的無溶劑凝膠型苯乙烯系陽離子交換樹脂的制備方法，由以下步驟組成：

(1)將苯乙烯、二乙烯苯和第三單體在引發劑的作用下，進行懸浮聚合制備得到白球；