[发明专利]一种耐酸高机械强度磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种耐酸高机械强度磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂，其特征在于，该树脂是具有互穿聚合物网络结构的磁性聚合物微球，所述微球内部含有磁性颗粒，在所述磁性颗粒的表面包覆有氧化硅层和疏水层；所述树脂按照如下方法制备：

（1）包覆磁性颗粒：将磁性颗粒加入甲醇中，搅拌后，加入硅烷偶联剂后，将得到的混合液的pH调至10~11，在50℃进行包覆反应，得到包覆磁性颗粒；

（2）制备一次聚合白球：将步骤（1）得到的包覆磁性颗粒与一次单体相和钛酸酯偶联剂在40℃下混合，再将得到的混合油相与水相混合，搅拌分散，然后在80℃下反应，得到一次聚合白球；所述一次单体相包括单体、交联剂、引发剂和致孔剂，所述单体为丙烯酸甲酯；所述交联剂为二乙烯苯和二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述引发剂为偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰；所述致孔剂为环己醇；所述水相为质量浓度为0.5%羟乙基纤维素和质量浓度5%硫酸钠的混合水溶液；

（3）制备二次聚合白球：将步骤（2）得到的一次聚合白球在二次单体相中溶胀，溶胀后的一次聚合白球再与水相混合，搅拌分散，在80℃反应，得到二次聚合白球；所述二次单体相与所述一次单体相的组分和配比相同；所述水相为质量浓度为0.5%羟乙基纤维素和质量浓度5%硫酸钠的混合水溶液；

（4）制备微球树脂：将步骤（3）得到的二次聚合白球与质量浓度为20%氢氧化钠溶液混合，在80℃反应8~25小时，即得。

2.根据权利要求1所述的耐酸高机械强度磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂，其特征在于，所述微球树脂的粒径为50~500微米；所述聚合物为丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂；所述磁性颗粒为Fe₃O₄、α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃、镍锌铁氧体、锰锌铁氧体或锶铁氧体颗粒中的一种或几种；该磁性颗粒粒径为0.005~1µm。

3.根据权利要求1所述的耐酸高机械强度磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂，其特征在于，所述树脂全交换容量为8.0~9.8mmol/g，体积交换容量为2.90~3.80mmol/g，含水率为40~60%，转型膨胀率为40-65%，磨后圆球率≥ 80%，比饱和磁化强度为2.5~30 emu/g，湿真密度为1.12~1.40 g/mL，湿视密度为0.75~0.90 g/mL，树脂在经过1mol/L盐酸溶液浸泡24小时后，铁量溶出为0.05~1.0%。

4.权利要求1所述的耐酸高机械强度磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）包覆磁性颗粒：将磁性颗粒加入甲醇中，搅拌后，加入硅烷偶联剂后，将得到的混合液的pH调至10~11，在50℃进行包覆反应，得到包覆磁性颗粒；

（2）制备一次聚合白球：将步骤（1）得到的包覆磁性颗粒与一次单体相和钛酸酯偶联剂在40℃下混合，再将得到的混合油相与水相混合，搅拌分散，然后在80℃下反应，得到一次聚合白球；所述一次单体相包括单体、交联剂、引发剂和致孔剂，所述单体为丙烯酸甲酯；所述交联剂为二乙烯苯和二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述引发剂为偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰；所述致孔剂为环己醇；所述水相为质量浓度为0.5%羟乙基纤维素和质量浓度5%硫酸钠的混合水溶液；

（3）制备二次聚合白球：将步骤（2）得到的一次聚合白球在二次单体相中溶胀，溶胀后的一次聚合白球再与水相混合，搅拌分散，在80℃反应，得到二次聚合白球；所述二次单体相与所述一次单体相的组分和配比相同；所述水相为质量浓度为0.5%羟乙基纤维素和质量浓度5%硫酸钠的混合水溶液；

（4）制备微球树脂：将步骤（3）得到的二次聚合白球与质量浓度为20%氢氧化钠溶液混合，在80℃反应8~25小时，即得。

5.根据权利要求4所述的耐酸高机械强度磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述磁性颗粒与甲醇的重量体积比为0.01~0.1g/mL。