[发明专利]一种耐高温胍基强碱树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温胍基强碱树脂及其制备方法，该树脂材料为核壳结构复合物，其中内核为面立方相δ‑Bi₂O₃，外壳为胍基强碱树脂。本发明还提供了所述胍基强碱树脂的制备方法，首先利用微波反应制备出面立方相δ‑Bi₂O₃，再利用KH570对δ‑Bi₂O₃进行表面疏水改性，通过KH570偶联δ‑Bi₂O₃与随后经悬浮聚合得到的聚苯乙烯大孔树脂，从而制备出δ‑Bi₂O₃树脂白球核壳复合物，该复合物经过氯甲基化反应后再与盐酸胍反应制得耐高温胍基强碱树脂。本发明的强碱树脂具有较大的强碱交换量和较强的耐高温性能，能在空冷机组凝结水精处理、催化反应等高温环境下有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体来说，涉及一种耐高温胍基强碱树脂及其制备方法。

背景技术

阴离子交换树脂是空冷机组凝结水精处理过程中所使用的重要净化材料，其性能的好坏将严重影响着机组的运行效果。但传统聚苯乙烯季胺强碱树脂容易在受热时发生霍夫曼(Hoffman)降解的副反应。特别是在高温季节，凝结水的温度时常会超过阴离子交换树脂的可能承受范围，而导致阴离子交换树脂交换基团的弱化甚至失活。因此，对聚苯乙烯强碱树脂热稳定性的改进将有效改善空冷机组凝结水精处理的净化效果。

目前，针对聚苯乙烯强碱树脂热稳定性改进的主要方法集中于以下四个方面：1)通过在苯环与季胺氮原子间引入烃基链或不含β-H的烃基链；2)利用大孔树脂代替凝胶树脂；3)在苯环上引入有机吸电子基团；4)利用吡啶、咪唑为代表的氮杂环化合物代替烃基氮。如专利CN201810168930.6公开了一种耐温阴离子交换树脂的制备方法，其制备过程主要是在离子交换树脂的制备过程中加入液蜡油等致孔剂并采用逐级升温的方法制备出大孔耐温阴离子交换树脂。中国专利201810168930.6公开了一种耐温季胺型阴离子交换树脂相转移催化剂及其制备方法，该树脂的制备主要是将大孔氯烷基化的聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物与N-烷基氨基吡啶反应，获得耐温性优异的N-烷基氨基吡啶盐强碱性阴树脂。但是这些改进方法均未从根本上改变季胺基的结构，因此树脂的耐温性并没有得到本质上的改善。

胍类化合物是一类强的有机碱，其阳离子中的三个氮原子对称分布于碳原子的周围，且存在共轭效应使得胍类化合物的热稳定性很高。将其应用于离子交换树脂上将能显著改善阴离子交换树脂的耐温性。专利CN201110109696.8公开了一种耐高温胍基强碱阴离子交换树脂及其合成方法。该树脂的制备主要是利用氯甲基化聚苯乙烯型树脂骨架上的氯甲基与游离胍间的化学反应。但是这些胍基树脂的制备过程中使用极不稳定的游离胍，增加了制备难度，同时合成过程中胍基与氯甲基间的化学键合反应转化率也较低。

发明内容

本发明提供一种耐高温胍基强碱树脂及其制备方法，该强碱阴离子交换树脂具有良好的耐温性能，且与现有的方法相比，得到的树脂的转化率高、耐热稳定性强。

为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种耐高温胍基强碱树脂，其结构为核壳结构的复合物，其中内核为面立方相δ-Bi₂O₃，外壳为胍基强碱树脂。

上述耐高温胍基强碱树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤a)将五水合硝酸铋、氨基乙酸、去离子水混合，搅拌至澄清透明，转移至微波反应器中，反应后，冷却至室温，离心，分别用乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得面立方相δ-Bi₂O₃；

步骤b)将步骤a)中得到的面立方相δ-Bi₂O₃加入到疏水改性剂溶液中，搅拌下反应，离心，用乙醇洗涤，真空干燥，得疏水改性δ-Bi₂O₃；