[发明专利]一种改性剂及其在双氰胺甲醛树脂制备中的应用

说明书

本案涉及一种改性剂及其在双氰胺甲醛树脂制备中的应用，利用季铵化壳聚糖和经预处理后的二氧化钛粉末通过湿法球磨得到改性壳聚糖微球，制得所述改性剂。本发明对壳聚糖进行季铵化，随后包覆有掺铝的介孔纳米二氧化钛，将其作为改性剂用于双氰胺甲醛缩聚物的制备中，制得了改性双氰胺甲醛缩聚物，兼具了脱色性能和絮凝沉降性能，具有很好的脱色絮凝的协同作用，其综合性能优于单组分的双氰胺甲醛树脂、壳聚糖絮凝剂以及二者简单的物理混合物。经改性剂处理后的双氰胺‑甲醛缩聚物与未改性之前相比，其混凝形成的絮体更大、沉降速度更快，达到相同脱色率的投药量大大减少。

技术领域

本发明涉及双氰胺甲醛树脂制备领域，具体为一种改性剂及其在双氰胺甲醛树脂制备中的应用。

背景技术

双氰胺-甲醛缩聚物由于其具有较高的阳离子电荷密度，能与染料离子进行电中和作用，从而有效吸附染料粒子；具有良好的脱色及降低COD的效果，作为一种新型的脱色剂，在有色废水处理中应用较为广泛。但由于缩聚物分子量较低其吸附架桥和网捕作用较弱，使得形成的絮凝物沉降速度较慢。

选用合适的改性剂、催化剂或调节剂等对双氰胺-甲醛缩聚物进行化学改性是目前使用较为广泛的途径，目的是提高产品的脱色絮凝性能或降低生产成本。目前，对于双氰胺-甲醛缩聚物的改性重点集中于提高其聚合物链长，增大其分子量，从而达到较快脱色、絮凝沉降的目的，却忽略了改性成本和环保方面的影响，反而得不偿失。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明目的在于提供一种原料易得、制备过程简单的，能够用于双氰胺-甲醛缩聚物的改性剂，同时能使缩聚物提高一定的脱色絮凝性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种改性剂，通过以下步骤制备：

S1：在反应瓶中加入环氧氯丙烷、N,N-二甲基丁胺，室温下搅拌10-12h，反应完成后，加水稀释，用二氯甲烷萃取收集水相，冷冻干燥得缩水甘油基二甲基丁基氯化铵；

S2：将壳聚糖加水搅拌溶解，随后逐滴加入所述缩水甘油基二甲基丁基氯化铵的水溶液，反应过程中使用盐酸和氢氧化钠调节反应液的pH值为9±0.5，反应完成后透析、冷冻干燥，得到季铵化壳聚糖；

S3：将所述季铵化壳聚糖分散于水中，加入表面活性剂搅拌使其混合均匀，搅拌下加入二氧化钛粉末，随后通过湿法球磨得到改性壳聚糖微球，即所述改性剂。

进一步地，所述环氧氯丙烷、N,N-二甲基丁胺的摩尔比为1:10。

进一步地，所述S2中反应条件为：壳聚糖和缩水甘油基二甲基丁基氯化铵的摩尔比为1:4；反应温度70-80℃，反应时间7-8h。

进一步地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基甜菜碱。

进一步地，所述二氧化钛粉末经过以下步骤制得：

1)将钛酸四丁酯搅拌下加入至浓盐酸中，随后加入六水合硫酸铝搅拌均匀，用无水乙醇稀释混合溶液，室温下搅拌2h，记为溶液A；

2)将聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物F127和甲酸加入到四氢呋喃中，搅拌使其溶解混合均匀，记为溶液B；

3)将溶液B滴加到溶液A中，搅拌2h，将混合液先在25℃老化12h，70℃下烘干12h，得到固体；

4)将固体置于管式炉中，在氮气氛围下，350℃煅烧2h，450℃下煅烧2h，得到二氧化钛粉末。

进一步地，所述钛酸四丁酯、浓盐酸、六水合硫酸铝和无水乙醇的的质量体积比为2-4g:1g:0.1g:20ml；所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物F127和甲酸与四氢呋喃的质量体积比为1-2g:2ml:30ml。