[發明專利]一種綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210271537.2
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102786155A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 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（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C02F5/10
• 分類號: C02F5/10;C08F290/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑（PEGY）及其制備方法，是一種適用于工業循環冷卻水系統的無磷、無氮、可生物降解的環保型多功能水處理劑，用于水質的緩蝕阻垢分散處理，屬于水處理技術領域的水處理劑制備及應用技術。

背景技術

由于含磷水處理藥劑的大量使用，已經造成了菌藻的大量繁殖、形成了赤潮并導致了水資源的污染，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，因此無磷水處理藥劑的使用越來越受到人們的關注。

目前研究較多的是無磷羧酸類水處理藥劑，如水解聚馬來酸鈣（HPMA）、聚丙烯酸（PAA）、聚環氧琥珀酸（PESA）、馬來酸酐-丙烯酸共聚物（BC-283）以及丙烯酸-丙烯酸酯類共聚物（T-225）等，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，并且分散氫氧化鐵的能力較差，對氫氧化鋅的穩定作用也不佳，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。因此開發無磷非氮的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。

本發明采用馬來酸酐開環綠色反應工藝制得含有雙鍵的聚乙二醇羧酸反應單體，進而和含乙烯基不飽和雙鍵的單體共聚制備了一種無磷非氮且可生物降解的綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑（PEGY）及其制備方法，該水處理劑可生物降解，并具有優異的阻垢、分散和緩蝕性能，是一種環境友好的聚乙二醇水處理劑。

技術方案：本發明的綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑（PEGY）是以聚醚羧酸反應單體和含乙烯基不飽和雙鍵的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的單體聚合后的重復結構單元，聚合度x為1～5000，聚合度y為1～5000，聚合度z為1～5000，聚合度p為1～5000，重復單元m為3～1000。

上述的一種綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑的制備方法為：

在N₂氛下，以聚乙二醇質量為基準，將聚乙二醇和0.1～5倍聚乙二醇質量的馬來酸酐加入反應釜中，50～150℃下反應0.5～10h，得聚乙二醇羧酸反應單體。將溫度調至60～95℃后，加入0.1～5倍聚乙二醇質量的含乙烯基不飽和雙鍵的單體、0.01～0.5倍聚乙二醇質量的無機引發劑，2～25倍聚乙二醇質量的水，完成后繼續在60～95℃下反應0.5～10h，冷至室溫，制得5～80wt％綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑。

上述的一種綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑的制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。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。

有益效果：本發明的綠色環保型聚乙二醇類多功能水處理劑（PEGY）具有以下優異性能：

（1）該聚乙二醇類多功能水處理劑不含磷、氮等富營養元素，具有良好的生物降解性能，是一種新型的綠色水處理劑。其制備工藝綠色環境友好，合成過程采用環保、價廉的水作為反應溶劑，反應過程采用“一鍋煮”方式，無需分離，操作簡單方便、生產成本較低。