[发明专利]一种用于净化生活用水的改性树脂材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于净化生活用水的改性树脂材料及其制备方法，由以下组分按重量百分比组成：聚丙烯88‑97.6％；净化改性剂2‑10％；热稳定剂0.2‑1％；加工助剂0.2‑1％；本发明利用Zr对氟的选择性吸附作用，制备负载Zr(Ⅳ)的二乙烯基苯与乙烯基苯基‑N,N,N‑三甲基氢氧化铵聚合物，并以此作为净化改性剂改性聚丙烯材料，制备得到具有吸附速度快、吸附力强的用于净化生活用水的改性树脂材料，所得改性树脂材料可用于制备生活用水管道、容器等制品，提高了聚丙烯材料的功能性，增加了聚丙烯材料的应用领域和附加价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种用于净化生活用水的改性树脂材料及其制备方法。

背景技术

水作为人体重要的组成部分，随着人们对健康、疾病的关注度日益增加，对水质的关注度尤为重视。而由于肥料、工业废料的排放，以及在我国北方部分地区岩石氟的大量存在，导致自来水中含氟量较高。过量氟的摄入会引起身体氟中毒慢性疾病，影响骨骼及牙齿健康。目前常用的去除水中氟的技术有沉淀法和吸附法，而沉淀法需大量沉淀剂且沉淀物会造成二次污染。而化学吸附法则具有相对灵活的吸附剂选择性且较为环保，目前常用的吸附剂有活性炭、铝离子，但是这些吸附剂具有吸附力较差，不利于用于长期使用环境，而铝离子吸附剂在中性及碱性水中性能较差，故不适用于生活用水的净化领域。

本发明使用阴离子交换树脂材料二乙烯基苯与乙烯基苯基-N,N,N-三甲基氢氧化铵聚合物与Zr(SO₄)₂·4H₂O反应，得到负载Zr(Ⅳ)的净化改性剂，再与聚丙烯熔融共混，从而得到用于净化生活用水的改性树脂材料。本发明利用Zr对氟的选择性吸附作用，得到一种可用于制备生活用水管道、容器等制品的改性树脂材料，提高聚丙烯材料的功能性及拓展其在水质净化领域的使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于净化生活用水的改性树脂材料及其制备方法，通过对生活用水中氟元素的选择性吸附，有效去除水中的氟元素，解决现有技术中生活用水中氟含量高、处理难度大、净化效果不理想的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于净化生活用水的改性树脂材料，由以下组分按重量百分比组成：

聚丙烯88-97.6％；

净化改性剂2-10％；

热稳定剂0.2-1％；

加工助剂0.2-1％；

其中所述净化改性剂为负载Zr离子的二乙烯基苯与乙烯基苯基-N,N,N-三甲基氢氧化铵聚合物。

进一步方案，所述净化改性剂通过以下步骤制备得到：

(1)将二乙烯基苯与乙烯基苯基-N,N,N-三甲基氢氧化铵聚合物室温下加入蒸馏水中搅拌分散，加入H₂SO₄调节pH至1.5-2.0，得到聚合物分散液；

(2)将Zr(SO₄)₂·4H₂O加入上述聚合物分散液中，搅拌条件下进行离子交换反应；然后加入碱液调节聚合物分散液的pH至4-4.5，并在40-45℃条件下继续反应4-8h，得到粗产物；

(3)粗产物经过有机溶剂洗涤、干燥后得到净化改性剂。

进一步方案，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种，所述热稳定剂为酚类、亚磷酸酯类热稳定剂中的至少一种，所述加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种。

进一步方案，所述步骤(1)中1g二乙烯基苯与乙烯基苯基-N,N,N-三甲基氢氧化铵聚合物分散在20-40mL蒸馏水中，所述H₂SO₄的浓度为1mol/L-3mol/L。