[发明专利]一种丙烯酸系吡啶螯合树脂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种丙烯酸系吡啶螯合树脂，其特征在于：其结构单元如下：

其中，x为多胺中-CH₂NHCH₂-结构单元数，x的数值范围为0～3，n的数值范围为1000～1700。

2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸系吡啶螯合树脂，其特征在于：功能基团为吡啶基、仲胺基或叔胺基，功能基团含量为1.08～3.01mmol/g，所述的丙烯酸系吡啶螯合树脂的粒径大小为0.15～1.20mm。

3.权利要求1或2所述的一种丙烯酸系吡啶螯合树脂的制备方法，其步骤为：

(1)制备水相：在水中加入分散剂和氯化钠制备水相，分散剂在水相中的质量分数为0.2～8％，氯化钠在水相中质量分数为4～23％；

(2)制备油相：将反应物与致孔剂按照质量比1:(0.1～5)混合制备得到油相，其中反应物由反应单体和交联剂组成，反应单体与交联剂的质量比为1:(0.04～0.8)；

(3)向步骤(2)中制备的油相中加入引发剂并搅拌加热使引发剂溶解，其中，引发剂在油相中的质量分数为0.06～6％；

(4)聚合反应：采用悬浮聚合法，将步骤(3)中得到的油相滴加到步骤(1)中得到的水相中反应，调整搅拌速度来控制油珠大小，并升温至55～70℃，聚合反应1～25h；保持相同的搅拌速度再升温至70～80℃，聚合反应2～50h；保持相同的搅拌速度再升温至80～95℃，聚合反应2～50h；保持相同的搅拌速度升温至95～110℃；恒温反应2～50h，停止反应；

(5)索氏抽提：将上述步骤中的反应产物经索氏抽提器抽提4～18h，去除树脂孔道中残留的致孔剂，然后真空干燥得到白球；

(6)胺解反应：将步骤(5)中得到的白球浸泡于溶胀剂中室温溶胀4～24h后，在110～180℃温度下进行胺解反应5～48h，其中，白球与溶胀剂的体积比为1：(4～40)，溶胀剂为多胺溶液或多胺与溶胀剂的混合溶液，在多胺与溶胀剂混合溶液中，溶胀剂与多胺的质量比≤20％；

(7)洗涤：将步骤(6)中胺解反应后的树脂球体滤出，洗涤树脂球体中残余的反应母液，然后真空干燥得到伯胺基微球；

(8)螯合反应：将步骤(7)中的伯胺基微球浸泡于溶胀剂中室温溶胀4～24h后加入2-氯甲基吡啶和碳酸钠，在60～110℃温度下反应2～50h，其中，伯胺基微球与溶胀剂的体积比为1：(4～40)，溶胀剂为丙酮、乙醇、二甲酰胺中一种或几种混合溶液，伯胺基微球与2-氯甲基吡啶的质量比为1：(1～25)，伯胺基微球与碳酸钠的质量比为1：(2～25)；

(9)洗涤：将步骤(8)中螯合反应后的树脂球体滤出，洗涤树脂球体中残余的反应母液，然后真空干燥得到权利要求1或2中所述的丙烯酸系吡啶螯合树脂。

4.根据权利要求3所述的一种丙烯酸系吡啶螯合树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的分散剂为明胶、聚乙烯醇、活性磷酸钙、古尔胶、羟乙基纤维素、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求3所述的一种丙烯酸系吡啶螯合树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的反应单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种混合物；交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二乙基二烯丙基酯、三甲基丙烯酸(三羟甲基丙基)酯、三烯丙基氰脲酸酯、二乙烯苯中的一种或几种混合物。

6.根据权利要求5所述的一种丙烯酸系吡啶螯合树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的致孔剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、异丙醇、正丁醇、环己醇、液蜡、正庚烷、正辛烷、异辛烷、正癸烷中的一种或几种混合物。

7.根据权利要求6所述的一种丙烯酸系吡啶螯合树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。

8.根据权利要求7所述的一种丙烯酸系吡啶螯合树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的搅拌速度为50～100rpm，升温速度为0.2～8℃/min；步骤(5)、步骤(7)和步骤(9)中的真空干燥条件为50℃，真空度为2000Pa；步骤(7)和步骤(9)中均依次用水、乙醇和丙酮洗涤树脂球体。