一種環(huán)保型水處理劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保型水處理劑及其制備方法，它是一種環(huán)氧琥珀酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物，它克服了普通型聚環(huán)氧琥珀酸的結(jié)構(gòu)單一性、阻垢效果一般的缺點(diǎn)，特別是對(duì)磷酸鈣、鋅垢等阻垢效果差的弱點(diǎn)，該產(chǎn)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(chǎn)品無(wú)磷、可生物降解且制備過程環(huán)保高效價(jià)廉，是一種綠色環(huán)保型多元阻垢分散劑，還適用于高濃縮倍數(shù)和零排污處理，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(huán)保型水處理劑及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)循環(huán)冷卻水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種環(huán)保型的水處理劑環(huán)氧琥珀酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物及其制備方法，確切地說是一種環(huán)保型水處理劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著綠色化學(xué)革命的興起，可生物降解性已成為水處理劑的最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)對(duì)PESA的合成、阻垢性能及緩蝕性能進(jìn)行了一定的研究，結(jié)果表明聚環(huán)氧琥珀酸是多功能的阻垢劑，但阻磷酸鈣垢效果很差。這主要是由于PESA的結(jié)構(gòu)單一，起阻垢作用的是其含有的弱酸性基團(tuán)-C00H。如果阻垢劑中含有親水性較強(qiáng)的基團(tuán)(如-S00H)，一方面可以有效防止弱親水性基團(tuán)生成難溶的鈣凝膠，另一方面-SOOH的酸性比-COOH強(qiáng)，保持輕微的離子特性，有助于溶解。環(huán)氧琥珀酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)共聚物可將循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)提高到10以上，甚至達(dá)到零排污，從而為提高中國(guó)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)作出重大貢獻(xiàn)。工業(yè)水處理用綠色藥劑聚環(huán)氧琥珀酸改性衍生物的開發(fā)，解決了 PESA合成反應(yīng)過程控制和催化劑等關(guān)鍵技術(shù)，以負(fù)載催化劑催化法和組合引發(fā)劑引發(fā)聚合的進(jìn)行改性而得到衍生物的工藝。該工藝流程、生產(chǎn)效率均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；該產(chǎn)品性能優(yōu)良，應(yīng)用前景良好，經(jīng)濟(jì)效益明顯，對(duì)中國(guó)提升水處理行業(yè)技術(shù)水平具有重大意義。
[0003]中國(guó)專利CN1683313中公開了一種環(huán)氧琥珀酸鈉及其聚合物的制備方法，但其制備過程不環(huán)保，需要加入溶劑丙酮和甲醇來(lái)析出產(chǎn)品，然后再用水來(lái)溶解，這樣不僅增加了生產(chǎn)成本而且會(huì)造成水體污染，還需要對(duì)溶劑進(jìn)行回收處理，制備過程較繁瑣。中國(guó)專利CN102391491A中公開了一種對(duì)磺酸苯胺改性的聚環(huán)氧琥珀酸及其制備方法，通過對(duì)聚環(huán)氧琥珀酸改性，在其分子主鏈末端引入對(duì)胺基苯磺酸基團(tuán)來(lái)進(jìn)一步增加聚環(huán)氧琥珀酸的阻垢緩蝕性，但是由于僅在分子鏈末端引入對(duì)胺基苯磺酸基團(tuán)，所得產(chǎn)品的磺酸基團(tuán)的含量很低，對(duì)磷酸鈣和鋅鹽的阻垢 緩蝕性較低，起不到顯著增強(qiáng)聚環(huán)氧琥珀酸性能的作用。中國(guó)專利CN101293945B公開了一種改性聚環(huán)氧琥珀酸衍生物的制備方法，在聚環(huán)氧琥珀酸分子鏈上加掛2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸結(jié)構(gòu)來(lái)改性，但是該專利中關(guān)于催化劑成本高且聚合度的最佳值以及產(chǎn)品應(yīng)用等方面的問題均未提及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧琥珀酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物的環(huán)保型水處理劑及其制備方法。
[0005]上述目的通過以下方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種環(huán)保型水處理劑，其特征在于:其結(jié)構(gòu)如下:[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保型水處理劑，其特征在于:其結(jié)構(gòu)如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型水處理劑，其特征在于:Μ優(yōu)選Na+，η優(yōu)選2~10。
3.—種如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型水處理劑的制備方法，其特征在于:(1)、將原料馬來(lái)酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸粉末溶解于去離子水中，并在攪拌下滴加48%左右的氫氧化鈉溶液，使之中和成鹽，I~2小時(shí)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(shí)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(fù)載催化劑進(jìn)行馬來(lái)酸鹽及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽的環(huán)氧化反應(yīng)，同時(shí)用配好的50%左右的工業(yè)液堿調(diào)PH=5~7，滴加完畢后，于60°C~70°C下保溫1.5h~3h，得到兩種環(huán)氧化混合酸，然后將混合酸靜置冷卻至40°C~50°C后，從下端放出負(fù)載催化劑，經(jīng)處理后供下次使用； (3)、用50%左右的工業(yè)液堿中和至PH為8~9;` (4)、然后降溫至20~25°C左右，再加入組合引發(fā)劑A，攪拌5~10分鐘后升溫至80~110°C，保溫3~6小時(shí)，將反應(yīng)液降溫至60-80°C，然后分兩批加入組合引發(fā)劑B，然后再升溫至90~105°C，保溫3~6小時(shí)后降溫至室溫，靜置后，排出反應(yīng)釜下層渾濁液后即得到環(huán)氧琥珀酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物溶液，即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)保型水處理劑的制備方法，其特征在于:負(fù)載催化劑的比表面積為400_900m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)保型水處理劑的制備方法，其特征在于:其特征在于原料環(huán)氧琥珀酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的摩爾比為1:0.05~1:0.5。
6.如權(quán)利要求3所述的一種環(huán)保型水處理劑的制備方法，其特征在于(I)中氫氧化鈉的加入量為:(環(huán)氧琥珀酸+2-丙烯酰胺-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(huán)氧琥珀酸+2-丙烯酰胺-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(huán)氧琥珀酸+2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)和雙氧水的摩爾比=1:1.1 ~1:1.3。
7.如權(quán)利要求3所述的一種環(huán)保型水處理劑的制備方法，其特征在于: 引發(fā)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(fā)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(huán)氧琥珀酸+2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)和引發(fā)劑A的摩爾比=1:0.06~1: 0.09 ;(環(huán)氧琥珀酸+2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)和引發(fā)劑B的摩爾比=1:0.08~1:0.15 ;二水合鎢酸鈉的加入量為:(環(huán)氧琥珀酸+2-丙烯酰胺-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(quán)利要求3所述的一種環(huán)保型水處理劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)反應(yīng)后所得的催化劑的可重復(fù)利用方法為:通過吸附將1份二水合鎢酸鈉負(fù)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(quán)利要求8所述的一種環(huán)保型水處理劑的制備方法，其特征在于，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(yīng)后所得的催化劑的可重復(fù)利用方法中優(yōu)選二水合鎢酸鈉與碳分子篩的負(fù)載質(zhì)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(hào)】C02F5/12GK103864233SQ201410057279
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】楊建軍, 吳慶云, 張建安, 吳明元, 孫家干, 何瀅霞, 宋田雨, 李森, 項(xiàng)峰 申請(qǐng)人:安徽大學(xué)