[发明专利]一种树脂催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种树脂催化剂，其由苯乙烯、二乙烯基苯单体，在致孔剂和分散剂存在下悬浮共聚，再经抽提、干燥、筛分制得共聚物白球，磺化、洗涤后制得阳离子交换树脂。其中致孔剂采用乙二醇单叔丁基醚，引发剂采用过氧化苯甲酰，主分散剂采用聚乙烯醇，助分散剂采用硫酸钙，水相阻聚剂选择氯化铜，磺化采用三氧化硫，三氧化硫溶解在二氯乙烷或二氯丙烯等溶液中使用，用以提高磺化反应的程度。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，更具体的说是涉及一种树脂催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

马来酸酯又名顺丁烯二酸酯。如马来酸二甲酯，马来酸二乙酯等。可用作醋酸乙烯、苯乙烯、氯乙烯、丙烯酸醋等共聚单体、共聚物用于油漆、涂料、及纤维处理剂等方面。马来酸酯是一类重要的增塑剂；也用作有机合成中间体，如与丁二烯、环戊二烯等双烯进行加成反应。

常规的生产工艺为以顺酐为原料，在硫酸的催化作用下与甲醇、乙醇进行酯化反应，该生产工艺虽然催化剂硫酸的催化活性高、价格便宜，但存在副反应多产品容易异构化成富马酸二酯、设备腐蚀严重、后续处理复杂等缺点。通常采用固体酸酯化催化剂替代硫酸，能够在一定程度上解决上述问题。

但是现有的固体酸催化剂如大孔阳离子树脂催化剂，由于孔结构、粒度等原因仍不能有效解决马来酸酯异构成富马酸二酯，转化率差的弊端。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种树脂催化剂并采用一定的工艺条件用于催化顺酐和甲醇/乙醇的反应。通过调节树脂催化剂的制备工艺，采用合适的转速，特定原料等条件制备合适粒径合适孔结构的树脂催化剂特定的用于催化顺酐和甲醇/乙醇的反应。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种树脂催化剂，包括以下重量份原料：

苯乙烯60～90份、二乙烯基苯20～35份、致孔剂10～30份、引发剂0.4～1.0份、主分散剂3～5份、助分散剂0.5～1份、水相阻聚剂0.4～0.8份和水300～400份。

优选的，所述致孔剂包括乙二醇单叔丁基醚；所述引发剂包括过氧化苯甲酰；所述主分散剂包括聚乙烯醇；所述助分散剂包括硫酸钙；所述水相阻聚剂包括氯化铜。

其中，分散剂的作用主要是阻止液滴间的直接碰撞粘结。助分散剂可以进一步降低分散相的表面张力，减少单体在水中的溶解度。

上述树脂催化剂的制备方法，由苯乙烯、二乙烯基苯单体，在致孔剂和分散剂存在下悬浮共聚，再经抽提、干燥、筛分制得共聚物白球，磺化、洗涤后制得阳离子交换树脂，具体包括以下步骤：

(1)称量

称取上述各原料，备用；

(2)聚合

将苯乙烯、二乙烯基苯、致孔剂、引发剂加入混合罐中，搅拌0.5～4.0h，混合均匀，得混合单体，在聚合釜中加入水、主分散剂、助分散剂和水相阻聚剂，搅拌并升温至40～50℃，使其完全溶解，再加入混合单体，调节搅拌转速至130～150r/min，并缓慢升温至80℃聚合，反应8～18小时后，冷却、出料、洗涤，分离出白球；

(3)抽提

将所述白球放入抽提釜，然后向另一蒸馏釜中加入过量溶剂并加热至溶剂沸腾，使蒸馏釜内溶剂蒸发，然后经冷凝后流入抽提釜中，与白球混合使部分致孔剂溶解，形成的混合溶液留在抽提釜中，待液位达到一定高度后，将混合溶液转入上述的蒸馏釜中，再加热蒸发并经冷凝流入抽提釜，反复操作6～20次，以将白球内的致孔剂抽提干净；

(4)干燥和筛分

将步骤(3)中抽提好的白球置于通风处，挥发残留溶剂，然后将其干燥至含水量为5～10％，过筛，得到0.4～0.6mm的白球作为磺化基体，备用；

(5)磺化