一种凝胶氯球的制备方法与流程

1.本发明涉及离子交换技术领域，尤其涉及一种凝胶氯球的制备方法。


背景技术：

2.凝胶氯球是生产凝胶阴离子交换树脂的一个重要中间体，现有工艺采用的催化剂基本都采用氯化锌或氯化铁。氯化锌作为催化剂的优点是：催化性能缓慢，最大限度保证凝胶氯球珠体的强度，其缺点是：氯化母液中含有锌离子，废液处理困难，对环保压力很大。凝胶氯球采用氯化铁作为催化剂，现有技术中的工艺存在两个问题：1、氯化铁催化效果较氯化锌要高得多，在接上苄基的同时也容易产生副反应，直接导致凝胶阴树脂的含水量偏低；2、氯化铁催化剂催化效果高，导致苄基接入骨架较快，最终影响凝胶阴离子交换树脂的强度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种凝胶氯球的制备方法。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
5.本发明第一方面提供一种凝胶氯球的制备方法，包括如下步骤：
6.取合适粒度的苯乙烯系白球置于反应釜中，加入氯甲醚，低速搅拌下进行膨胀处理；然后滴加已配置好的催化剂溶液，进行反应，反应完毕后除去反应残液，溶剂洗涤，制得凝胶氯球；
7.其中，所述催化剂为无水氯化铁。
8.优选地，所述苯乙烯系白球的粒度为0.315～0.71mm。
9.优选地，所述氯甲醚的添加量为所述苯乙烯系白球体积的1～3倍。
10.优选地，所述膨胀处理的温度为20～40℃，搅拌时间为1～3小时。
11.优选地，所述催化剂溶液的添加量为所述苯乙烯系白球体积的30～50％。
12.优选地，所述催化剂溶液的溶剂为氯甲醚。
13.优选地，所述催化剂溶液的滴加时间为1～4小时。
14.优选地，所述反应的温度为40～53℃，时间为8～15小时。
15.本发明第二方面提供采用上述方法制备的凝胶氯球，所述凝胶氯球用于凝胶阴离子交换树脂的制备。
16.本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
17.本发明的制备方法采用氯化铁预先溶解在氯甲醚中，降低氯化铁的催化活性，同时催化剂溶液采用滴加的方式进入反应体系中，保证催化剂平稳发挥效能，还可确保凝胶氯球含氯量≥15.5％。本发明解决了凝胶阴离子交换树脂生产过程中，因采用氯化锌作为催化剂导致氯化母液因含重金属锌离子出现废液处理困难的问题；同时采用氯化铁替代氯化锌作为催化剂，避免造成凝胶阴离子交换树脂强度降低的问题。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.实施例1
21.取粒度为0.315mm的100g白球放置于1000ml三口烧瓶中，加入400ml氯甲醚，控制温度20～25℃，搅拌反应3h，滴加氯化铁溶液(10g无水氯化铁溶液溶于100ml氯甲醚中)，控制整个滴加过程为2小时；滴加完毕，升温至48℃，保温15小时，得氯球含氯量：16.54％。该氯球用甲缩醛溶液清洗3次，每次300ml。所得氯球在甲缩醛溶液(300ml)中与三甲胺进行反应所得凝胶阴离子交换树脂，其性能指标：全交：3.83mmol/g
(干)
；含水量：51.37％；磨后圆球率：98.17％；渗磨圆球率：87.67％。
22.实施例2
23.取粒度为0.515mm的100g白球放置于1000ml三口烧瓶中，加入370ml氯甲醚，控制温度20～25℃，搅拌反应1h，滴加氯化铁溶液(12g无水氯化铁溶液溶于100ml氯甲醚中)，控制整个滴加过程为2小时；滴加完毕，升温至51℃，保温10小时，得氯球含氯量：17.17％。该氯球用甲缩醛溶液清洗3次，每次300ml。所得氯球在甲缩醛溶液(300ml)中与三甲胺进行反应所得凝胶阴离子交换树脂，其性能指标：全交：3.85mmol/g
(干)
；含水量：45.12％；磨后圆球率：99％；渗磨圆球率：92.54％。
24.实施例3
25.取粒度为0.71mm的100g白球放置于1000ml三口烧瓶中，加入400ml氯甲醚，控制温度25～35℃，搅拌反应1h，滴加氯化铁溶液(8g无水氯化铁溶液溶于100ml氯甲醚中)，控制整个滴加过程为2小时；滴加完毕，升温至45℃，保温12小时，得氯球含氯量：15.65％。该氯球用甲缩醛溶液清洗3次，每次300ml。所得氯球在甲缩醛溶液(300ml)中与三甲胺进行反应所得凝胶阴离子交换树脂性能：全交：3.71mmol/g
(干)
；含水量：45.35％；磨后圆球率：98.76％；渗磨圆球率：91.05％。
26.应用例
27.对凝胶阴离子交换树脂生产中采用氯化锌工艺与采用无水氯化铁工艺进行试验对比，各性能数据如表1所示：
28.表1
[0029][0030]
由表1中数据可知，对比凝胶阴树脂氯化生产工艺，无论是氯化锌工艺还是氯化铁工艺合成的凝胶氯球，在后期胺化后，都可得到符合要求的凝胶阴树脂。但是氯化锌工艺因其氯化母液中含有大量的锌离子，厂家不能对母液直接处理后排放，给安全生产及环保造成很大隐患；而氯化铁工艺因铁离子属于一般金属离子可直接处理排放到废水中，是一个清洁环保工艺。
[0031]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种凝胶氯球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取合适粒度的苯乙烯系白球置于反应釜中，加入氯甲醚，低速搅拌下进行膨胀处理；然后滴加已配置好的催化剂溶液，进行反应，反应完毕后除去反应残液，溶剂洗涤，制得凝胶氯球；其中，所述催化剂为无水氯化铁。2.根据权利要求1所述的凝胶氯球的制备方法，其特征在于，所述苯乙烯系白球的粒度为0.315～0.71mm。3.根据权利要求1所述的凝胶氯球的制备方法，其特征在于，所述氯甲醚的添加量为所述苯乙烯系白球体积的1～3倍。4.根据权利要求1所述的凝胶氯球的制备方法，其特征在于，所述膨胀处理的温度为20～40℃，搅拌时间为1～3小时。5.根据权利要求1所述的凝胶氯球的制备方法，其特征在于，所述催化剂溶液的添加量为所述苯乙烯系白球体积的30～50％。6.根据权利要求1所述的凝胶氯球的制备方法，其特征在于，所述催化剂溶液的溶剂为氯甲醚。7.根据权利要求1所述的凝胶氯球的制备方法，其特征在于，所述催化剂溶液的滴加时间为1～4小时。8.根据权利要求1所述的凝胶氯球的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为40～53℃，时间为8～15小时。9.采用权利要求1
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8任一项所述的方法制备的凝胶氯球，其特征在于，所述凝胶氯球用于凝胶阴离子交换树脂的制备。
技术总结
本发明公开了一种凝胶氯球的制备方法，包括如下步骤：取合适粒度的苯乙烯系白球置于反应釜中，加入氯甲醚，低速搅拌下进行膨胀处理；然后滴加已配置好的催化剂溶液，进行反应，反应完毕后除去反应残液，溶剂洗涤，制得凝胶氯球；其中，所述催化剂为无水氯化铁和/或六水合氯化铁。本发明的制备方法采用氯化铁预先溶解在氯甲醚中，降低氯化铁的催化活性，同时催化剂溶液采用滴加的方式进入反应体系中，保证催化剂平稳发挥效能，还可确保凝胶氯球含氯量≥15.5％。15.5％。


技术研发人员：沈建华 汪国周 楼政
受保护的技术使用者：宁波争光树脂有限公司
技术研发日：2021.02.25
技术公布日：2021/6/29