[發(fā)明專利]一種熒光示蹤綠色環(huán)保型聚乙二醇醚水處理劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210271380.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN102910744A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鈺明;黃鏡怡;劉廣卿;姚清照;凌磊;王虎傳;曹科;劉亞輝;吳文導(dǎo);孫偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F5/10
• 分類號(hào): 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)明涉及一種熒光示蹤綠色環(huán)保型聚乙二醇醚多功能水處理劑（PEGEYYG）及其制備方法，是一種適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的無磷、無氮、可生物降解的環(huán)保型多功能水處理劑，用于水質(zhì)的緩蝕阻垢分散處理，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域的水處理劑制備及應(yīng)用技術(shù)。

背景技術(shù)

冷卻水經(jīng)過多次循環(huán)使用后水中的無機(jī)金屬離子如鈣、鎂離子等極易形成難溶鹽磷酸鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鎂等無機(jī)垢，同時(shí)由于補(bǔ)充水、系統(tǒng)殘留鐵銹垢、系統(tǒng)鋼鐵腐蝕等使得循環(huán)冷卻水系統(tǒng)鐵離子含量較高，而循環(huán)冷卻水的pH值通常在8.5～9.3，此時(shí)鐵以Fe₂O₃或Fe(OH)₃的形式[下面統(tǒng)稱Fe(Ⅲ)]沉積在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)材質(zhì)表面。無論是鈣垢、還是Fe(Ⅲ)沉積都會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備傳熱效率降低，甚至引起垢下腐蝕導(dǎo)致設(shè)備穿孔，大大縮短設(shè)備使用壽命，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常運(yùn)行。所以防止鈣垢的形成和沉積、抑制分散氧化鐵的沉積并延緩設(shè)備的腐蝕是一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)的問題，使用兼有阻垢、分散、緩蝕性能的多功能水處理劑是能夠防止垢形成或者抑制其沉積從而達(dá)到延緩腐蝕的一種非常好的方法。

目前研究較多且阻垢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(yōu)異的抑制碳酸鈣沉積性能和較好的緩蝕性能，但是由于HEDP、PBTC等因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量較小(<600)，功能基團(tuán)較少，對(duì)磷酸鈣垢和氧化鐵顆粒的抑制和分散作用差，對(duì)鋅鹽的穩(wěn)定性較差，在含有高鈣和高鐵的水質(zhì)中易形成難溶于水的有機(jī)磷酸鈣和有機(jī)磷酸鐵，影響了它的應(yīng)用。最重要的是此類水處理劑大量并廣泛的使用，已經(jīng)造成了菌藻的大量繁殖、水體的富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境污染問題，環(huán)境問題日益受到人們的重視，再加上環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，開發(fā)無磷水處理藥劑是21世紀(jì)的大勢(shì)所趨。

但是無磷綠色環(huán)保的水處理藥劑則無法采用鉬酸銨分光光度法測(cè)試進(jìn)而無法對(duì)其在水溶液中的含量進(jìn)行正確評(píng)估，由于熒光分析法有很高的靈敏度，檢測(cè)下限可達(dá)10^-12，熒光標(biāo)識(shí)聚合物的出現(xiàn)為工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的微量分析提供了一種快速準(zhǔn)確的新方法，由于其結(jié)構(gòu)分子中含有熒光基團(tuán)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)準(zhǔn)確的檢測(cè)和給藥控制，這樣就可避免因水中藥劑檢測(cè)不準(zhǔn)確造成腐蝕、結(jié)垢等不利因素；大大提高了生成效率和控制的準(zhǔn)確度。因此開發(fā)一種熒光示蹤的綠色環(huán)保型多功能水處理藥劑，在水處理應(yīng)用中將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益。

本發(fā)明采用馬來酸酐開環(huán)綠色反應(yīng)工藝制得含有雙鍵的聚乙二醇醚羧酸反應(yīng)單體，進(jìn)而和含乙烯基不飽和雙鍵單體以及含不飽和雙鍵的熒光單體共聚制備了一種無磷非氮且可生物降解的熒光示蹤綠色環(huán)保型聚乙二醇醚多功能水處理劑。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種熒光示蹤綠色環(huán)保型聚乙二醇醚多功能水處理劑（PEGEYYG）及其制備方法，該水處理劑可生物降解，并具有優(yōu)異的阻垢、分散和緩蝕性能，是一種環(huán)境友好且能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測(cè)和自動(dòng)給藥的聚乙二醇醚水處理劑。

技術(shù)方案：本發(fā)明的熒光示蹤綠色環(huán)保型聚乙二醇醚水處理劑（PEGEYYG）是以聚乙二醇醚羧酸反應(yīng)單體與含乙烯基不飽和雙鍵的單體以及含不飽和雙鍵的熒光單體進(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單體共聚后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，B是含不飽和雙鍵的熒光單體共聚后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，聚合度x為1~5000，聚合度y為1~5000，聚合度z為1~5000，重復(fù)單元m為3~1000，R為C1~C18的飽和烴基。

上述的一種熒光示蹤綠色環(huán)保型聚乙二醇醚多功能水處理劑的制備方法為：

在N₂氛下，以聚乙二醇醚質(zhì)量為基準(zhǔn)，將聚乙二醇醚和0.1～5倍聚乙二醇醚質(zhì)量的馬來酸酐加入反應(yīng)釜中，50~150℃下反應(yīng)0.5~10h，得聚乙二醇醚羧酸反應(yīng)單體。將溫度調(diào)至60~95℃后，加入0.1~5倍聚乙二醇醚質(zhì)量的含乙烯基不飽和雙鍵的單體、0.001~0.5倍聚乙二醇醚質(zhì)量的含不飽和雙鍵的熒光單體、0.01~0.5倍聚乙二醇醚質(zhì)量的無機(jī)引發(fā)劑，3~25倍聚乙二醇醚質(zhì)量的水，完成后繼續(xù)在60~95℃下反應(yīng)0.5～10h，冷至室溫，制得5~80wt％熒光示蹤綠色環(huán)保型聚乙二醇醚多功能水處理劑。