[发明专利]无溶剂阳树脂制备工艺有效

专利信息
申请号: 201210129548.7 申请日: 2012-04-28
公开(公告)号: CN102641752A 公开(公告)日: 2012-08-22
发明(设计)人: 汪国周;沈建华 申请(专利权)人: 宁波争光树脂有限公司
主分类号: B01J39/20 分类号: B01J39/20;C02F1/42;C08F212/08;C08F8/36
代理公司: 杭州中平专利事务所有限公司 33202 代理人: 翟中平
地址: 315204 浙江省宁波*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 溶剂 树脂 制备 工艺
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种既能够有效地对离子交换树脂工业品进行纯化深处理,实现“食品级水处理无溶剂阳树脂”,又能够取代了传统有溶剂合成法,从源头控制了有毒物质的进入,避免残留的溶剂对人体产生有害作用的无溶剂阳树脂制备工艺,属阳树脂制备工艺制造领域。

背景技术

目前随着饮水行业的发展,需要对高硬度水进行软化处理,受重金属污染水去除重金属离子,水中的有害物质硝酸根、氟离子、砷等的去除,这些势在必行,否则将会影响到人们的身体健康。这些饮用水的处理大多数是通过离子交换树脂来完成的。此外,根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看,由于低价位产品中含有较多杂质、纯度不够,高价位产品的发展速率高于低价位产品。由低价位产品向高价位产品的转化,其中离子交换树脂在整个纯化过程中起到非常重要的作用。因此离子交换树脂在饮用水、医药、食品、生物化工等行业具有广阔的应用前景和良好的经济效益(见图5)。

用离子交换树脂来对饮用水进行纯化处理必须解决离子交换树脂本身的纯度问题,不能因为使用离子交换树脂又带进新的污染物,由于离子交换树脂也是高分子聚合物,在合成过程中会用到一些有毒有害的原料,所以有必要对离子交换树脂工业品进行纯化深处理。本项目“食品级水处理无溶剂阳树脂”开发了独特的无溶剂工艺,取代了传统有溶剂合成法,从源头控制了有毒物质的进入,避免残留的溶剂对人体产生有害作用。

传统功能基团数量和反应时间技术的不足:

1.1功能基团数量的不足:目前国内树脂行业在磺化功能基反应时,通常需要添加二氯乙烷作为膨胀剂,这样将紧密的白球骨架进行溶胀后膨胀开来,让硫酸进入骨架的微孔内,与骨架内部的苯乙烯苯环进行磺化反应,从而接入更多的功能基团,功能基团越多代表树脂的交换能力越强,周期处理能力增强,再生剂消耗就降低,降低环境污染。同时溶进骨架的二氯乙烷也就越多,残留也越多,在饮用水和食品加工使用中慢慢释放,影响人的身体健康。

1.2反应时间的不足:如果不添加二氯乙烷作膨胀剂,要达到同样功能基团数量(质量交换容量),就需要延长反应时间。通过大量试验表明即使延长1~2倍的反应时间,也不能达到有二氯乙烷作膨胀剂的交换容量。见附图6。

1.3抗渗透压的不足:传统的苯乙烯-二乙烯苯聚合好后是一种刚性骨架,抗形变能力差。通过添加辅助交联剂——二甲基丙烯酸乙二醇酯EGDMA后,形成辅助交联的网状结构,大大提高球体抗形变能力和抗渗透压能力,因为树脂带有功能基团后,树脂上的功能基团在进行离子交换过程中,球体是在不断地反复收缩和膨胀,如果抗形变能力差,好像弹性不好的牛皮筋会马上疲劳而失去弹性而最终断裂,影响树脂本身疲劳强度。

发明内容

设计目的:避免背景技术中的不足之处,设计一种既能够有效地对离子交换树脂工业品进行纯化深处理,实现“食品级水处理无溶剂阳树脂”,又能够取代了传统有溶剂合成法,从源头控制了有毒物质的进入,避免残留的溶剂对人体产生有害作用的无溶剂阳树脂制备工艺。

设计方案:为了实现上述设计目的。本申请为一种用于饮用水进行纯化处理及用于医药、食品、生物化工等行业除盐净化处理的采用无溶剂强酸性阳离子交换树脂。这样做的目的在于:据科学界估计,随水资源的缺乏和污染的加重,全世界有半数以上的国家和地区缺乏饮用水,特别是经济欠发达的第三世界国家,目前已有70%,即17亿人喝不上清洁水,世界已有将近80%人口受到水荒的威胁。我国人均淡水为世界人均水平的四分之一,属于缺水国家。全国已有300多个城市缺水,已有29%的人正在饮用不良水,其中已有7000万人正在饮用高硬度、高氟水、高硝酸根水。根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看,高价位产品的发展速率高于低价位产品。低价位产品主要是低价位产品中含有较多杂质,纯度不够。由低价位产品向高价位产品的转化,其中离子交换树脂在整个纯化过程中起到非常重要的作用。说明离子交换树脂在饮用水、医药、食品、生物化工等行业具有广阔的应用前景和良好的经济效益。目前随着饮水水源(地表水和地下水)的污染和水中特别是地下水含盐量的不断升高,以及水资源的缺乏,人民的饮水问题受到严重威胁,随着饮水行业的发展,需要对高硬度水进行软化处理,受重金属污染水去除重金属离子,水中的有害物质硝酸根、氟离子、砷等的去除,这些势在必行,否则将会影响到人们的身体健康。这些饮用水的处理大多数是通过离子交换树脂来完成的。

钠型阳树脂的交换反应原理如下:

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