一種螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑及其製備方法
2023-05-21 23:26:06
專利名稱：一種螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種無磷、無氮且可生物降解的螢光標識環保型聚醚多功能水處理劑(APEY-PA)及其製備方法，屬於水處理劑製備與應用範疇，適用於循環冷卻水系統，尤其適用於高鈣冷卻水水質，同時可以實現無磷水處理劑的在線檢測和自動給藥。
背景技術：
目前研究較多且阻垢緩蝕效果較好的水處理劑多 為磷酸鹽類，如羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(AMP)及2-膦酸丁烷_ 1，2，4 -三羧酸(PBTC)等，雖然此類水處理劑有優異的抑制碳酸鈣沉積性能和較好的緩蝕性能，但是由於HEDP、PBTC等因為相對分子質量較小(〈600)，功能基團較少，對磷酸鈣垢和氧化鐵顆粒的抑制和分散作用差，對鋅鹽的穩定性較差，在含有高鈣和高鐵的水質中易形成難溶於水的有機磷酸鈣和有機磷酸鐵，影響了它的應用。最重要的是此類水處理劑大量並廣泛的使用，已經造成了菌藻的大量繁殖、水體的富營養化等環境汙染問題，環境問題日益受到人們的重視，再加上環保法規的日益嚴格，開發低磷和無磷水處理是21世紀的大勢所趨。現在研究較多的是無磷水處理劑是羧酸類水處理劑，如聚丙烯酸(PAA)、聚環氧琥珀酸(PESA)等，雖然美國專利5062962和5147555表明PESA對CaCO3和CaSO4有較好的阻垢效果，但是阻磷酸鈣的效果很差，並且分散鐵的能力較差，此外此類水處理劑的緩蝕性能一般。美國Betz公司2003年推出新一代磺酸鹽共聚物AA-APES (丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基硫酸鹽共聚物)，阻Ca3 (PO4) 2的效率明顯提高，且AA-APES對水硬度、懸浮物、溫度有更高的承受力，是最新一代阻Ca3 (PO4) 2垢的無磷水處理劑，但APES中仍然含有引起水源富營養化的氮元素且阻硫酸鈣垢效果較差。中國專利CN101003410A公開了一種無磷的烯丙氧基聚醚阻垢劑及其製備方法，但該阻垢劑製備過程中會產生大量難以處理的無機廢鹽，易造成二次汙染而增加其工業化應用成本。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。螢光標識聚合物的出現為工業循環冷卻水處理中的微量分析提供了一種快速準確的新方法，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十分迅速和方便地獲得其在體系內的藥劑濃度，從而實現對系統準確的檢測和給藥控制，這樣就可避免因水中藥劑檢測不準確造成腐蝕、結垢等不利因素，可以更好的對水處理藥劑進行在線檢測和自動給藥。大大提高了生成效率和控制的準確度。因此開發一種螢光標識綠色環保型多功能水處理藥劑，在水處理應用中將產生巨大的經濟效益和社會環境效益。本發明採用馬來酸酐開環綠色反應工藝製得聚醚羧酸反應單體，進而和含乙烯基不飽和雙鍵單體以及含有芘類螢光基團的烯丙氧基單體共聚製備了一種螢光標識的無磷非氮且可生物降解的綠色環保型聚醚多功能水處理劑。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑(APEY-PA)及其製備方法，該水處理劑可生物降解，並具有優異的阻垢、分散和緩蝕性能，是一種環境友好且能夠實現在線檢測和自動給藥的聚醚水處理劑。技術方案本發明的螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑(APEY-PA)是以聚醚羧酸反應單體、含乙烯基不飽和雙鍵的單體及8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉螢光單體進行自由基共聚而得，其結構通式為
權利要求
1.一種螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑，其特徵在於該水處理劑以聚醚羧酸反應單體、含乙烯基不飽和雙鍵的單體及8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉螢光單體進行自由基共聚而得，其結構通式為u I I T^H_CH++Ai7tCH2—〒葉T-f CH-CK^ A ^ CH2- CH-^I^H2I h2O-[-CH2CH2O-I^ C=OCpH2°T"TS°3fSiaNaO3Sv^rOW NaO3S人^ SO3NaNa03SAAs03Na 其中A是含乙烯基不飽和雙鍵單體聚合後的重複結構單元，聚合度X為1飛000，聚合度y為I 5000，聚合度z為I 5000，聚合度n為I 5000，聚合度p為I 5000，聚合度q為I 5000，重複單元m為I 100。
2.一種如權利要求I所述的螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑的製備方法，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0. I 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的馬來酸酐加入反應釜中，5(Tl50°C下反應0. 5 10h，得聚醚羧酸反應單體；將溫度調至6(T95°C後，加入0. I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、0. OOfO. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉螢光單體、0. oro. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的無機引發劑、3 25倍烯丙基聚乙二醇單醚質量的水，混勻後繼續在6(T95°C下反應0. 5 10h，冷至室溫，製得5 80wt %螢光標識無磷環保型聚醚多功能水處理劑。
3.根據權利要求2所述的一種螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑的製備方法，其特徵在於該製備方法中所述的含乙烯基不飽和雙鍵的單體為丙烯酸、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無磷環保型聚醚水處理劑的製備方法，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、過磺酸鉀或過氧化氫中的一種或者多種的組合。
全文摘要
一種螢光標識無磷環保型聚醚水處理劑(APEY-PA)涉及一種無磷、無氮、可生物降解且能夠實現在線檢測和自動給藥的綠色環保型聚醚多功能水處理劑(APEY-PA)及其製備方法，屬於水處理劑製備與應用範疇，適用於循環冷卻水系統，尤其適用於高鈣冷卻水水質。以聚醚羧酸反應單體、含乙烯基不飽和雙鍵的單體及8-烯丙氧基-1,3,6-芘三磺酸鈉螢光單體進行自由基共聚而得，其結構通式為其中A是含乙烯基不飽和雙鍵單體聚合後的重複結構單元，聚合度x為1~5000，聚合度y為1~5000，聚合度z為1~5000，聚合度n為1~5000，聚合度p為1~5000，聚合度q為1~5000，重複單元m為1~100。
文檔編號C02F5/10GK102786152SQ201210270398
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月1日 優先權日2012年8月1日
發明者凌磊, 劉亞輝, 劉廣卿, 吳文導, 周鈺明, 姚清照, 孫偉, 曹科, 王虎傳, 黃鏡怡 申請人:東南大學