專利名稱：混合床離子交換樹脂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用特定水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)預(yù)處理的陽離子交換樹脂以及結(jié)合了所述陽離子交換樹脂的混合床離子交換樹脂。
背景技術(shù)：
在電子工業(yè)、蒸汽發(fā)電廠/核電廠等領(lǐng)域中，使用混合床離子交換樹脂從液體中除去離子雜質(zhì)?；旌洗搽x子交換樹脂具有裝填在同一樹脂床中的陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。但是，將陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂裝填到指定塔中時，已知這些樹脂會發(fā)生互相粘著和團聚。發(fā)生這種團聚時，會發(fā)生樹脂的溝道作用(由于陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂的粘著導(dǎo)致裝填的樹脂在未達到峰值密度的情況下發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象)或相互表面污染。已經(jīng)研究了多種方法來防止團聚。首先，已經(jīng)開發(fā)了一種對陰離子交換樹脂的表面進行涂覆處理的方法。例如，日本公開申請平-10-156194揭示了通過使陰離子交換樹脂與磺化聚(乙烯基芳族)聚合物電解質(zhì)以及使用該陰離子交換樹脂的混合床體系離子交換樹脂接觸，從而對所述陰離子交換樹脂進行預(yù)處理。還研究了另一種方法，即，對陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂的表面進行涂覆處理的方法。例如，日本公開申請2003-176371揭示了可取出的混合床離子交換樹脂，其中用水溶性磺化聚(乙烯基芳族)聚合物電解質(zhì)對陰離子交換樹脂進行預(yù)處理，同時用水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)對陽離子交換樹脂進行預(yù)處理，所述水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)選自聚(乙烯基芳族)季胺、聚(乙烯基芳族)叔胺酸-鹽(acid-salt)、和聚(乙烯基卩比唳)酸-鹽。但是，出現(xiàn)了各種問題，例如，對陰離子交換樹脂的表面進行了涂覆之后，陰離子交換樹脂的離子交換能力降低。例如，處理水中包含的雜質(zhì)即陰離子聚合物的吸附速率以及飽和吸附量降低，因此陰離子聚合物的吸附去除不可能完全。而且，陰離子交換樹脂的反應(yīng)速率降低，導(dǎo)致無法除去陰離子成分，例如硫酸根離子或硝酸根離子。因此，優(yōu)選對陽離子樹脂產(chǎn)品進行涂覆處理，而不優(yōu)選對陰離子樹脂進行涂覆處理，從而在除去這些陰離子雜質(zhì)很重要的場合下，防止在現(xiàn)場發(fā)生團聚。日本公開申請昭-57-21978中揭示了一種涂覆陽離子交換樹脂的例子，該申請討論了一種通過將鍋爐冷凝器冷卻水循環(huán)通過混合床離子交換樹脂設(shè)備從而處理鍋爐冷凝器冷卻水的方法，其中所述技術(shù)的特征在于，使用已經(jīng)用陽離子聚合物電解質(zhì)處理過的強酸性陽離子交換樹脂。另外，日本公開申請平-10-202118揭示了具有結(jié)合于表面的、分子量等于或大于50000的線型聚合物電解質(zhì)的離子交換樹脂。這些文獻只討論了陽離子聚合物電解質(zhì)。事實上例證了聚苯乙烯的苯基基團，例如聚(甲基苯乙烯三甲銨)等，其上直接連接或通過烷基基團連接伯-叔胺或季銨基團；或者例證了(甲基)丙烯酸的聚合物如乙烯基吡啶或其衍生物，或者聚(甲基丙烯酰氧基乙基三甲銨)等，其上通過酯鍵或酰胺鍵連接伯-叔胺或季銨基團。這些發(fā)明人進行的研究顯示，用這些化合物處理的陽離子交換樹脂在單價離子(鈉、鉀等)的離子交換方面沒有問題，但是在多價離子(鈣離子、鎂離子等)方面牽涉到離子交換樹脂速率降低以及固化成分(韓、鎂)的滲漏。
文獻包括日本公開申請公報平-10-156194，日本公開申請公報2003-176371，日本公開申請公報昭-57-21978，和日本公開申請公報平-10-202118。

發(fā)明內(nèi)容
以下是發(fā)明簡述。以下是發(fā)明解決的問題。因此，本發(fā)明的目的是提供除了對單價離子以外還能對多價離子保持高交換速度的陽離子交換樹脂，特別是提供能有效防止因為團聚而出現(xiàn)溝道作用并防止相互表面污染、對陰離子聚合物和其他陰離子成分具有高吸附能力的混合床離子交換樹脂。
具體實施例方式以下是解決問題的措施。發(fā)明人進行了透徹的研究以解決上述問題，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過用含特定季胺結(jié)構(gòu)的水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)預(yù)處理陽離子交換樹脂，然后與未進行表面處理的陰離子交換樹脂混合，能夠形成混合床離子交換樹脂，該混合床體系離子交換樹脂能耐受團聚，同時將陰離子交換速度(容量)保持在預(yù)處理速度(容量)。該發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。以下是發(fā)明效果。能耐受團聚的混合床體系離子交換樹脂可以通過使用根據(jù)本發(fā)明的預(yù)處理的陽離子交換樹脂而得到。根據(jù)本發(fā)明的陽離子交換樹脂具有等于之前處理速度(容量)的陽離子交換速度(容量)，尤其是二價陽離子的交換容量遠優(yōu)于常規(guī)處理方法。以下是實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式。在本發(fā)明的詳細說明中，°C表不攝氏溫度，g表不克，mg表不毫克，L表不升，mL表示毫升。所有量都是重量百分數(shù)，除非有另外的說明。本發(fā)明中使用的水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)是具有分子內(nèi)環(huán)季銨鹽結(jié)構(gòu)的化合物。具有分子內(nèi)環(huán)季銨鹽結(jié)構(gòu)的化合物的具體例子如以下通式[I]所示。第一化學(xué)式:
權(quán)利要求
1.一種用水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)處理的陽離子交換樹脂，其特征在于，所述水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)是一種具有分子內(nèi)環(huán)季銨鹽結(jié)構(gòu)的陽離子交換樹脂。
2.按權(quán)利要求1所述的陽離子交換樹脂，其特征在于，所述具有分子內(nèi)環(huán)季銨鹽結(jié)構(gòu)的化合物具有以下通式[I]所示的結(jié)構(gòu)單元
3.一種處理陽離子交換樹脂的方法，其中該陽離子交換樹脂涂覆有水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)，其中所述水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)是一種具有分子內(nèi)環(huán)季銨鹽結(jié)構(gòu)、數(shù)均分子量范圍是5000-10000000的化合物，所述陽離子交換樹脂經(jīng)過10-500毫克所述水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)/升陽離子交換樹脂的處理。
4.合床離子交換樹脂，其包含如權(quán)利要求1所述的經(jīng)過水溶性陽離子聚合物電解質(zhì)處理的陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
5.按權(quán)利要求4所述的混合床離子交換樹脂，其特征在于，所述陰離子交換樹脂的表面未經(jīng)處理。
全文摘要
本發(fā)明提供混合床離子交換樹脂。本發(fā)明提供陽離子交換樹脂，該樹脂除了單價離子以外還對多價離子保持高交換速度，盡管進行了表面涂覆，但不會發(fā)生團聚，即使在使用混合床離子交換樹脂時也是如此。
文檔編號B01J39/20GK103084222SQ20121041859
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者都筑信太郎 申請人:羅門哈斯公司