一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑及其製備方法
2023-09-15 03:02:40
專利名稱：一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑(APELYG)及其製備方法，是一種適用於工業循環冷卻水系統的無磷、無氮、可生物降解的多功能水處理劑，用於水質的緩蝕及阻垢處理，屬於水處理技術領域的緩蝕阻垢劑製備及應用技術。
背景技術：
循環冷卻水系統中含有大量鹼土金屬陽離子如Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+等，會與水中的SO42'CO'HCO3'0H_、PO42' SiO32-等陰離子生成難溶性無機鹽如Ca3 (PO4)2,CaC03、CaS04、MgC03、Mg(0H)2，在管道和熱交換器表面沉積成垢，從而導致熱交換器傳 熱效率降低，嚴重時能夠引起垢下腐蝕。所以使用高效緩蝕阻垢劑來抑制垢物形成和防止金屬腐蝕，是保持冷卻水循環系統良好運行的關鍵技術之一。目前國內外在阻垢劑研究方面主要集中在有機多元磷酸類阻垢劑和聚羧酸類阻垢劑，緩蝕劑主要集中在有機磷、有機胺類和復配緩蝕劑。有機磷類阻垢劑具有化學性能穩定、能耐較高溫度和PH值、有明顯的溶限效應和協同效應等優點，但是磷是細菌和藻類的營養源，含磷類阻垢劑易造成環境水域的富營養化，促進菌藻的生長形成赤潮而引起水源汙染。美國Betz公司於2002年發明了丙烯酸-烯丙基聚醚硫酸鹽無磷阻垢劑(AA-APES)，該阻垢劑雖然具有很好的阻磷酸鈣垢的性能，但是這類阻垢劑的缺點是其結構中仍含有N、S等營養元素，長期大劑量的使用仍然會造成水體的富營養化。因此，開發無磷、無氮、生物降解性能好的綠色環保型緩蝕阻垢劑已成為21世紀水處理劑的發展方向。聚羧酸類阻垢劑具有阻垢效果好、熱穩定性好且對環境無汙染，普遍受到人們的重視。美國專利5062962和5147555表明聚環氧琥珀酸(PESA)對CaC03、CaSO4, BaSO4有較好的阻垢效果，且具有生物降解性好、應用範圍廣等特點。但是由於聚環氧琥珀酸分子結構中主要為羧基官能團，單一的官能團限制了其分散鐵的能力；此外，無磷水處理劑一大缺點是由其結構中不含磷從而無法用常用的鑰酸銨分光光度法檢測，從而無法對水處理藥劑的濃度進行在線檢測和自動給藥。螢光標識聚合物由於其結構分子中含有螢光基團，可通過對螢光標識的物質的測定實現對系統準確的檢測和給藥控制。因此，開發一種能夠螢光示蹤並且具有緩蝕阻垢分散多重功能的可廣泛適用與工業循環水系統的無磷非氮綠色環保型水處理藥劑，對於緩蝕阻垢劑的更新換代具有重要科學意義和重大的應用價值。本發明採用琥珀酸酐開環法綠色反應工藝製得聚醚羧酸酯反應單體，進而與含乙烯基不飽和雙鍵單體以及含不飽和雙鍵的螢光單體製備了一種優異的阻Ca3(P04)2、CaC03、CaSO4垢且具有良好緩蝕性能的螢光標識綠色環保型聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑(APELYG)，該阻垢劑無磷、無氮、可生物降解，具有優異的阻Ca3 (PO4) 2、CaCO3、CaSO4垢效果，同時具有良好的緩蝕性能，是一種環境友好且能夠實現在線檢測和自動給藥的聚醚緩蝕阻垢劑。
技術方案一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑(APELYG)是以聚醚羧酸酯反應單體與含乙烯基不飽和雙鍵的單體以及含不飽和雙鍵的螢光單體進行自由基共聚後而得，其結構通式如下
權利要求
1.一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑，其特徵在於該緩蝕阻垢劑是以聚醚羧酸酯反應單體與含乙烯基不飽和雙鍵的單體以及含不飽和雙鍵的螢光單體進行自由基共聚後而得，其結構通式如下
2.一種如權利要求I所述的一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的製備方法，其特徵在於該製備方法為 在N2氛下，以烯丙基聚乙二醇單醚質量為基準，將烯丙基聚乙二醇單醚和O. 05 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的琥珀酸酐加入反應釜中，5(Tl50°C下反應O. 5 10h，得聚醚羧酸酯反應單體；將反應溫度調至6(T95°C後，再加入O. 2飛倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的含乙烯基不飽和雙鍵的單體、O. 00Γ0. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的含不飽和雙鍵的螢光單體、O. Γ5倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的水，混勻後滴加質量百分濃度為5% 60%的無機引發劑水溶液，無機引發劑的加入量為O. 0Γ0. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質量，O. 5 5h滴完，滴完後繼續在6(T95°C下反應O. 5 10h，冷至室溫，製得固含量為5 80wt %的螢光標識綠色環保型聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑。
3.根據權利要求2所述的一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的製備方法，其特徵在於該製備方法中所述的含乙烯基不飽和雙鍵單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、馬來酸、衣康酸、富馬酸、丙烯酸羥甲酯、甲基丙烯酸羥甲酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸羥己酯、馬來酸單甲酯、馬來酸單乙酯、馬來酸單異丙酯、馬來酸異丁酯、馬來酸單叔丁酯、馬來單稀丙酯、富馬酸單甲酯、富馬酸單乙酯、富馬酸單丙酯、富馬酸二羥丙酯或富馬酸單丁酯的一種或多種的組合。
4.根據權利要求2所述的一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的製備方法，其特徵在於該製備方法中所述的含不飽和雙鍵的螢光單體為8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉或8-(4-乙烯基節氧基)_1，3, 6-花三磺酸鈉中的一種或者兩種的組合。
5.根據權利要求2所述的一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的製備方法，其特徵在於該製備方法中所述的無機引發劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、偏重亞磺酸鈉、偏重亞磺酸鉀、過磺酸鈉、過磺酸鉀、過氧化氫中的一種或者多種的組合。
全文摘要
一種螢光標識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑是以聚醚羧酸酯反應單體與含乙烯基不飽和雙鍵的單體以及含不飽和雙鍵的螢光單體進行自由基共聚後而得，其結構通式如下，其中A是含乙烯基不飽和雙鍵的單體聚合後的重複結構單元，B是含不飽和雙鍵的螢光單體聚合後的重複結構單元，R是H或C1~C5低碳烷基。聚合度x為1~5000，聚合度y為1~5000，聚合度z為1~5000，重複單元數m為1~100。
文檔編號C02F5/10GK102826664SQ20121026935
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月1日 優先權日2012年8月1日
發明者周鈺明, 劉廣卿, 黃鏡怡, 姚清照, 凌磊, 王虎傳, 曹科, 劉亞輝, 吳文導, 孫偉 申請人:東南大學