[发明专利]一种全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种强碱性阴离子交换树脂的制备方法，特别是一种全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备方法。

背景技术

将季铵基团键联于高分子骨架上即可得到强碱树脂。强碱阴离子交换树脂可用于水处理、物质的净化、浓缩、分离、物质离子组成的转变、物质的脱色以及催化剂等方面，但强碱阴离子交换树脂特别是羟型树脂的使用温度仅限于60℃以下，这样就限制了强碱阴离子交换树脂的应用范围

强碱阴离子交换树脂发生热降解主要有两条途径，一是胺基脱落，即苄基与胺基间键从I处断裂，降解产物是叔胺和醇的混合物；二是烷基苄胺与其中一个烷基N-C间的键从II处断裂，产物是醇或其氧化物及叔胺弱碱树脂，三个烷基的几率是相同的，因此有强碱交换量的下降比全交换量快。

苏联专利SU675056公开了在氯甲基聚苯乙烯树脂中引入2％的2-巯基苯并咪唑(防老剂B)，然后再与三甲胺反应制备强碱阴离子交换树脂，可以改善树脂的热稳定性。所合成的阴离子交换树脂具有比一般强碱阴树脂较高的热稳定性，其氯型加热至300℃重量损失为4.5％，而一般阴树脂在150℃时失重10％。

JP0175041制备了具三环结构的三乙基二胺型强碱阴离子交换剂，在沸水中加热一定时间交换量保持93％，而相应的三甲胺型交换剂在加热后交换量保持80％。

日本三菱化学公司已开发成功在苯环和季铵氮原子间含长链烃基或苄醚烃基的聚苯乙烯强碱阴离子交换树脂。它含有的季铵基在受热时较为稳定，温度为90℃时仍可长期使用。

以上公知技术工艺流程长，收率低，成本高，及长期使用后树脂强度降低的问题，影响了在工业装置中的使用效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备方法。

一种全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备方法，采用氯甲基化聚苯乙烯与全氟叔胺和三甲胺同时反应制备强碱阴离子交换树脂。

一种全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备方法，含氟部分结构式如下：

n＝1-9

一种全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：

氯甲基化聚苯乙烯球体溶胀于2-5倍(重量比)三甲胺水溶液中，优化为3倍(重量比)，加入氯甲基化聚苯乙烯球体百分之10-50(wt％)的全氟叔胺；于40℃-70℃(优化为45℃)搅拌反应10-20h，(优化为15h)，反应结束制得全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂。

氯甲基化聚苯乙烯球体可使用市售产品，如安徽三星树脂科技有限公司生产的氯球。

全氟叔胺系列，包括：全氟三乙胺、全氟三丙胺、全氟三丁胺、全氟三戊胺、全氟环醚等。优选全氟三乙胺、全氟三丙胺、全氟三丁胺。

本发明的有益效果：

1)本发明采用全氟叔胺和三甲胺同时作为胺化剂，氟元素同时具有疏水疏油性，使胺化剂与氯球之间相容性得到改善，提高了胺化反应的效率，使烷基苄胺与烷基N-C间的键的结合力增强，也使氨基不易脱落，使树脂可以在更高的温度下使用。

2)含氟基团的引入，使树脂骨架耐腐蚀性增强，球体表面受到保护，从而延长了使用寿命，扩大了该树脂的应用范围。

具体实施方式

以下实施例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。

氯甲基化聚苯乙烯球体可使用市售产品，如安徽三星树脂科技有限公司生产的氯球。

在500L反应釜中加入100Kg氯甲基化聚苯乙烯球体，溶胀于300Kg三甲胺水溶液中，加入30Kg的全氟三乙胺，于45℃搅拌反应15h，反应结束，制得全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂。

实施例2

在500L反应釜中加入100Kg氯甲基化聚苯乙烯球体，溶胀于200Kg三甲胺水溶液中，加入10Kg的全氟三乙胺，于40℃搅拌反应20h，反应结束，制得全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂。所得产品编号为SX-2。

实施例3

在500L反应釜中加入100Kg氯甲基化聚苯乙烯球体，溶胀于500Kg三甲胺水溶液中，加入50Kg的全氟三乙胺，于70℃搅拌反应10h，反应结束，制得全氟季铵型强碱性阴离子交换树脂。所得产品编号为SX-3。

实施例4

全氟叔胺选用全氟三丙胺，其它同实施例1。所得产品编号为SX-4。

实施例5

全氟叔胺选用全氟三丙胺，其它同实施例2。所得产品编号为SX-5。

实施例6