[发明专利]螯合树脂

说明书

本申请涉及包含具有通式(I)的结构中的季氮原子作为一个官能团的多种新颖的螯合树脂 

其中基团R₁到R₃中的至少一个代表一个可任选取代的由吡啶甲基、甲基喹啉或甲基哌啶构成的系列中的基团，M代表聚合物基质，并且m代表一个从1到4的整数，并且X代表由氢氧根OH^-、优选Cl^-、Br^-的卤根、或硫酸根SO4^2-构成的系列中的一个抗衡离子，用于制备它们的一种方法以及它们的用途，特别是此类新颖的螯合树脂在湿法冶金和电镀中的用途。 

由于在工业中的多种分离问题，现在已经使用了螯合交换剂。因此，除其他之外，它们被用于将阴离子从水溶液或有机溶液中去除、用于将阴离子从冷凝物中去除、用于将颜料颗粒从水溶液或有机溶液中去除，或用于将有机组分从水溶液中去除，例如用于将腐植酸类从地表水中去除。 

此外，螯合交换剂类可以在化学工业和电子工业中用于水的纯化和后处理(work-up)，特别是用于超纯水的生产，或者与凝胶状的和/或大孔的阳离子交换剂结合用于水溶液和/或冷凝物的脱矿质。 

除了这些已知的应用之外，还希望开辟阴离子交换剂的新的使用领域，对于这些领域，当前已知的螯合交换剂是不适合的或没有显示出足够的吸收率。 

因此，对基于至少一种单乙烯基芳香族化合物或一种(甲基)丙烯酰化合物和至少一种多乙烯基芳香族化合物(作为一种交联剂)的新颖的螯合交换剂存在一种需要，与根据现有技术的离子交换剂相比，此类螯合交换剂在柱方法中对于有待分离出的离子显示出改进的交换动力学和选择性并且显示出更高的机械和渗透稳定性。 

US-A 4 098 867和US-A 4 031 038描述了携带具有式(II)的结构单元中的叔氮原子作为一个官能团的杂分散螯合树脂 

其中 

M  代表树脂基质，并且 

Q  除其他之外，代表一个亚烷基或-NH基团。 

这种现有技术的螯合树脂是通过基于苯乙烯和二乙烯基苯的一种珠状聚合物的卤甲基化来制备的，每个芳香族核心上平均引入了0.1至1.0个卤甲基基团作为一个反应基团用于增加氨甲基吡啶螯合官能度。 

在US-A 4 098 867中所描述的并且旨在用于引入官能团的卤甲基化方法有诸多缺点，这些缺点导致了对功能化程度的限制。在EP-A 0 481 603中描述了这些缺点。由此，卤甲基化致使发生后交 联，这导致了卤甲基基团的损失。由于所产生的能与氨甲基吡啶类进行反应的卤甲基基团的损失，对于所得到的螯合树脂而言，更少的官能团可供用于回收有价值的金属，这相当大地限制了它们在冶金方面的使用。 

此外，从可变性的角度来看，这种方法受到限制。由此，具有季铵基团以及一个高的功能化程度和高容量的多种螯合树脂的制备是不可能的。 

本发明的目的是提供用于将物质(优选多价的阴离子)从液体(优选水性介质或气体)中去除的具有上述所要求的特征(profile)的多种螯合交换剂树脂以及用于它们的制备的一种方法。在本发明的背景下的物质还包括有价值的金属。 

本发明的解决方案并且由此的主题是基于至少一种单乙烯基芳香族化合物和/或(甲基)丙烯酰化合物和至少一种多乙烯基芳香族化合物的多种新颖的单分散或杂分散的、凝胶状的或大孔的、中度碱性或强碱性的螯合交换剂类，此类交换剂包含具有通式(I)的结构中的季氮原子作为一个官能团 

其特征在于，基团R₁到R₃中的至少一个代表一个可任选取代的由甲基吡啶、甲基喹啉或甲基哌啶构成的系列中的基团 

并且对应的剩余的基团彼此独立地代表由C₁-C₄-烷基和羟基-C₁-C₄-烷基构成的系列中的一个基团，优选由CH₃、-CH₂OH、 -C₂H₄OH、-CH₂CH₂CH₂OH或-CH₂CH₂CH₂CH₂OH构成的系列中的一个基团，并且 

m  代表一个整数1、2、3或4，