[發(fā)明專利]一種環(huán)保型聚醚阻垢劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110380539.0
• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102516472A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鈺明;劉廣卿;黃鏡怡;姚淸照;張培新;凌磊;鐘小豐;符嫦娥;吳文導(dǎo);孫偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F290/06
• 分類號(hào): C08F290/06;C08F220/06;C08F220/28;C08F222/02;C08F222/20;C08F222/14;C02F5/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無磷、無氮且可生物降解的環(huán)保型聚醚阻垢劑(APEQ)及其制備方法，屬于阻垢劑制備與應(yīng)用范疇，適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著人類對(duì)生存環(huán)境的日益重視和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，綠色環(huán)保型水處理劑日益受到人們的重視，但是目前大量含磷、含氮阻垢劑的廣泛使用，已經(jīng)造成了菌藻的大量繁殖、水體的富營養(yǎng)化等環(huán)境污染問題，因此，開發(fā)無磷無氮的綠色水處理劑勢(shì)在必行。

目前國內(nèi)外在阻垢劑研究方面主要集中在有機(jī)多元磷酸類阻垢劑和聚羧酸類阻垢劑，其中有機(jī)多元磷酸類阻垢劑具有化學(xué)性能穩(wěn)定、能耐較高溫度和pH值、有明顯的溶限效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)、阻CaCO₃垢效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的使用，如氨基三亞甲基磷酸(ATMP)、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、2-磷酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)等，但該類阻垢劑不能有效地抑制Ca₃(PO₄)₂垢，且本身易形成有機(jī)磷酸垢，同時(shí)，含磷類阻垢劑還易造成環(huán)境水域的富營養(yǎng)化，促進(jìn)菌藻的生長形成赤潮而引起水源污染。美國專利5062962和5147555表明綠色阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸對(duì)CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄有很好的阻垢效果，且生物降解性好，但此類阻垢劑對(duì)磷酸鈣的阻垢效果也很差，當(dāng)和有機(jī)膦緩蝕阻垢劑進(jìn)行復(fù)配使用時(shí)，也增加了磷酸鈣垢沉積的危險(xiǎn)性。美國Betz公司于2002年發(fā)明了丙烯酸-烯丙基聚醚硫酸鹽無磷阻垢劑(AA-APES)，該阻垢劑具有很好的阻磷酸鈣垢的性能。2003年，Betz公司又開發(fā)出了APES的三聚體，旨在進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品性能以及降低生產(chǎn)成本，但是這類阻垢劑的缺點(diǎn)是阻CaCO₃的性能不佳，并且其結(jié)構(gòu)中仍含有氮等營養(yǎng)元素，長期大劑量的使用仍然會(huì)造成水體的富營養(yǎng)化。中國專利CN101172720公開了一種無磷的烯丙氧基聚醚羧酸類阻垢劑及其制備方法，但該阻垢劑制備過程中會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的無機(jī)廢鹽，造成二次污染而增加其工業(yè)化應(yīng)用成本。因此，開發(fā)一種既能阻Ca3(PO₄)₂又可阻CaCO₃的新型無磷無氮的綠色環(huán)保型阻垢劑具有非常好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。本發(fā)明采用內(nèi)酯法綠色

反應(yīng)工藝制得聚醚羧酸反應(yīng)單體，進(jìn)而制備了一種優(yōu)異的既能阻Ca3(PO₄)₂又能阻CaCO₃的無磷無氮且可生物降解的環(huán)保型聚醚阻垢劑。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型聚醚阻垢劑(APEQ)及其制備方法，該阻垢劑具有優(yōu)異的阻Ca₃(PO₄)₂和CaCO₃垢性能且可生物降解，是一種環(huán)境友好的聚醚阻垢劑。

技術(shù)方案：本發(fā)明的環(huán)保型聚醚阻垢劑(APEQ)是以聚醚羧酸反應(yīng)單體與含乙烯基不飽和雙鍵羧酸單體及含乙烯基不飽和雙鍵羧酸酯單體進(jìn)行自由基共聚而得，其結(jié)構(gòu)通式為：

其中：A是含乙烯基不飽和雙鍵羧酸單體自由基共聚后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，B是含乙烯基不飽和雙鍵羧酸酯單體自由基共聚后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元；R是H或C₁～C₅低碳烷基，n值為2～10，聚合度x為2～5000，聚合度y為2～5000，聚合度z為2～5000，重復(fù)單元m為1～100。

例如：

上述環(huán)

保型聚醚阻垢劑的制備方法為：

在N₂氛下，以烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量為基準(zhǔn)，將烯丙基聚乙二醇單醚和0.01～5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的內(nèi)酯加入反應(yīng)釜中，50～100℃下反應(yīng)1～10h，得聚醚羧酸反應(yīng)單體，將溫度調(diào)至60～90℃后，加入0.1～5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的含乙烯基不飽和雙鍵的羧酸單體及含乙烯基不飽和雙鍵的羧酸酯單體，再加入0.1～5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的水，混勻后滴加質(zhì)量百分濃度為5％～60％的無機(jī)引發(fā)劑水溶液，無機(jī)引發(fā)劑的加入量為0.01～0.5倍烯丙基聚

乙二醇單醚質(zhì)量，0.5～5h滴完，滴完后繼續(xù)在60～90℃下反應(yīng)0.5～10h，冷至室溫，制得固含量為5～80wt％環(huán)保型聚醚阻垢劑。