一種環保型水處理劑及其製備方法
2023-07-05 18:49:36 2
一種環保型水處理劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種環保型水處理劑及其製備方法，它是一種環氧琥珀酸/2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物，它克服了普通型聚環氧琥珀酸的結構單一性、阻垢效果一般的缺點，特別是對磷酸鈣、鋅垢等阻垢效果差的弱點，該產品能有效的阻止CaSO4、BaSO4、CaCO3、磷酸鈣、鋅垢等多種垢的形成，另外該產品無磷、可生物降解且製備過程環保高效價廉，是一種綠色環保型多元阻垢分散劑，還適用於高濃縮倍數和零排汙處理，可用作鍋爐水處理、冷卻水處理、廢水處理、海水淡化等的水處理藥劑。
【專利說明】一種環保型水處理劑及其製備方法【技術領域】
[0001]本發明屬於工業循環冷卻水處理【技術領域】，具體涉及一種環保型的水處理劑環氧琥珀酸/2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸共聚物及其製備方法，確切地說是一種環保型水處理劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著綠色化學革命的興起，可生物降解性已成為水處理劑的最重要的評價指標。國內已經對PESA的合成、阻垢性能及緩蝕性能進行了一定的研究，結果表明聚環氧琥珀酸是多功能的阻垢劑，但阻磷酸鈣垢效果很差。這主要是由於PESA的結構單一，起阻垢作用的是其含有的弱酸性基團-C00H。如果阻垢劑中含有親水性較強的基團(如-S00H)，一方面可以有效防止弱親水性基團生成難溶的鈣凝膠，另一方面-SOOH的酸性比-COOH強，保持輕微的離子特性，有助於溶解。環氧琥珀酸/2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸(2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)共聚物可將循環冷卻水系統的濃縮倍數提高到10以上，甚至達到零排汙，從而為提高中國循環冷卻水的濃縮倍數作出重大貢獻。工業水處理用綠色藥劑聚環氧琥珀酸改性衍生物的開發，解決了 PESA合成反應過程控制和催化劑等關鍵技術，以負載催化劑催化法和組合引發劑引發聚合的進行改性而得到衍生物的工藝。該工藝流程、生產效率均達到國際領先水平；該產品性能優良，應用前景良好，經濟效益明顯，對中國提升水處理行業技術水平具有重大意義。
[0003]中國專利CN1683313中公開了一種環氧琥珀酸鈉及其聚合物的製備方法，但其製備過程不環保，需要加入溶劑丙酮和甲醇來析出產品，然後再用水來溶解，這樣不僅增加了生產成本而且會造成水體汙染，還需要對溶劑進行回收處理，製備過程較繁瑣。中國專利CN102391491A中公開了一種對磺酸苯胺改性的聚環氧琥珀酸及其製備方法，通過對聚環氧琥珀酸改性，在其分子主鏈末端引入對胺基苯磺酸基團來進一步增加聚環氧琥珀酸的阻垢緩蝕性，但是由於僅在分子鏈末端引入對胺基苯磺酸基團，所得產品的磺酸基團的含量很低，對磷酸鈣和鋅鹽的阻垢 緩蝕性較低，起不到顯著增強聚環氧琥珀酸性能的作用。中國專利CN101293945B公開了一種改性聚環氧琥珀酸衍生物的製備方法，在聚環氧琥珀酸分子鏈上加掛2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸結構來改性，但是該專利中關於催化劑成本高且聚合度的最佳值以及產品應用等方面的問題均未提及。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種環氧琥珀酸/2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物的環保型水處理劑及其製備方法。
[0005]上述目的通過以下方案實現:
[0006]一種環保型水處理劑，其特徵在於:其結構如下:[0007]
【權利要求】
1.一種環保型水處理劑，其特徵在於:其結構如下:
2.根據權利要求1所述的一種環保型水處理劑，其特徵在於:Μ優選Na+，η優選2~10。
3.—種如權利要求1所述的環保型水處理劑的製備方法，其特徵在於:(1)、將原料馬來酸酐和2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸粉末溶解於去離子水中，並在攪拌下滴加48%左右的氫氧化鈉溶液，使之中和成鹽，I~2小時滴完，控制溫度不超過55 °C ； (2)、在55°C~65°C下，向溶液中按一定時間滴加27.5%左右的雙氧水，以加含鎢酸鈉且比表面積較大的負載催化劑進行馬來酸鹽及2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸鹽的環氧化反應，同時用配好的50%左右的工業液鹼調PH=5~7，滴加完畢後，於60°C~70°C下保溫1.5h~3h，得到兩種環氧化混合酸，然後將混合酸靜置冷卻至40°C~50°C後，從下端放出負載催化劑，經處理後供下次使用； (3)、用50%左右的工業液鹼中和至PH為8~9;` (4)、然後降溫至20~25°C左右，再加入組合引發劑A，攪拌5~10分鐘後升溫至80~110°C，保溫3~6小時，將反應液降溫至60-80°C，然後分兩批加入組合引發劑B，然後再升溫至90~105°C，保溫3~6小時後降溫至室溫，靜置後，排出反應釜下層渾濁液後即得到環氧琥珀酸/2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸共聚物溶液，即得。
4.根據權利要求3所述的一種環保型水處理劑的製備方法，其特徵在於:負載催化劑的比表面積為400_900m2/g。
5.根據權利要求3所述的一種環保型水處理劑的製備方法，其特徵在於:其特徵在於原料環氧琥珀酸和2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸的摩爾比為1:0.05~1:0.5。
6.如權利要求3所述的一種環保型水處理劑的製備方法，其特徵在於(I)中氫氧化鈉的加入量為:(環氧琥珀酸+2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)和氫氧化鈉的摩爾比=1:1.4~1: 1.6，(2)中氫氧化鈉的加入量為:(環氧琥珀酸+2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)和氫氧化鈉的摩爾比=1:0.2~1:0.5 ； 雙氧水的加入量為:(環氧琥珀酸+2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)和雙氧水的摩爾比=1:1.1 ~1:1.3。
7.如權利要求3所述的一種環保型水處理劑的製備方法，其特徵在於: 引發劑A為:硫酸鈣或碳酸鈣或氯化鈣或氫氧化鈣或其他鈣鹽； 引發劑B為:硫酸鈣或碳酸鈣或氯化鈣或氫氧化鈣或其他鈣鹽；但B和A不同；(環氧琥珀酸+2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)和引發劑A的摩爾比=1:0.06~1: 0.09 ;(環氧琥珀酸+2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)和引發劑B的摩爾比=1:0.08~1:0.15 ;二水合鎢酸鈉的加入量為:(環氧琥珀酸+2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)和二水合鎢酸鈉的摩爾比=1:0.010 ~1:0.015。
8.如權利要求3所述的一種環保型水處理劑的製備方法，其特徵在於，步驟(2)反應後所得的催化劑的可重複利用方法為:通過吸附將1份二水合鎢酸鈉負載到5~20份介孔分子篩中即可，所得催化劑的比表面積為400~900m2/g。
9.如權利要求8所述的一種環保型水處理劑的製備方法，其特徵在於，所述的介孔分子篩指的是碳分子篩、MCM-41分子篩中的一種或兩種，步驟(2)反應後所得的催化劑的可重複利用方法中優選二水合鎢酸鈉與碳分子篩的負載質量比為1:5~10，所得催化劑的比表面積為60 0~800m2/g。
【文檔編號】C02F5/12GK103864233SQ201410057279
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】楊建軍, 吳慶雲, 張建安, 吳明元, 孫家幹, 何瀅霞, 宋田雨, 李森, 項峰 申請人:安徽大學