[發(fā)明專利]一種熒光示蹤綠色環(huán)保型聚醚緩蝕阻垢分散劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210272468.7
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102807286A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)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(dǎo);孫偉
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 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(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)保型聚醚緩蝕阻垢分散劑（APEYYG）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、可生物降解并且能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測和自動給藥的多功能水處理劑，用于水質(zhì)的緩蝕阻垢分散處理，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域的緩蝕阻垢分散劑制備及應(yīng)用技術(shù)。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)中的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，使用過程中由于水分的蒸發(fā)、pH值的變化、溫度的上升、水流速度的變化、水中的雜質(zhì)、系統(tǒng)的壓力等因素的影響，水中含有的堿土金屬陽離子如Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺和少量其他陽離子如Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Zn²⁺等，會與水中的SO₄^2-、CO^3-、HCO^3-、OH、PO₄^2-、SiO₃^2-等陰離子生成難溶性無機鹽如Ca₃(PO₄)₂、CaCO₃、CaSO₄等MgCO₃、Mg(OH)₂，在管道和熱交換器表面沉積成垢（俗稱水垢），從而導(dǎo)致熱交換器傳熱效率降低并引起垢下腐蝕。所以使用高效緩蝕阻垢分散劑來抑制垢物形成和防止金屬腐蝕，是保持冷卻水循環(huán)系統(tǒng)良好運行的關(guān)鍵技術(shù)之一；也是工業(yè)用水和廢水處理中控制水垢形成和防止金屬腐蝕的有效手段。

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(yōu)異的抑制碳酸鈣沉積性能和較好的緩蝕性能，但是HEDP、PBTC等因為相對分子質(zhì)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(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磷酸鈣和有機磷酸鐵，影響了它的應(yīng)用。最重要的是由于此類水處理劑含磷可以充當水中細菌和藻類的營養(yǎng)成分，易引起水源的富營養(yǎng)化造成水資源的污染；隨著人類對生存環(huán)境的日益重視和環(huán)保法規(guī)的日益嚴格，綠色環(huán)保型水處理劑日益受到人們的重視，特別是進入21世紀，世界化學(xué)和化工學(xué)科的發(fā)展方向發(fā)生了重大的革命性的變革，其標志就是“綠色化學(xué)”概念的提出。因此，開發(fā)無磷非氮的綠色水處理劑勢在必行。

現(xiàn)在研究較多的無磷水處理劑為羧酸類水處理劑，如聚丙烯酸（PAA）、聚環(huán)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，并且分散和緩蝕性能較差。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(yǎng)化的氮元素且阻硫酸鈣垢效果較差。此外，無磷水處理劑一大缺點是由其結(jié)構(gòu)中不含磷從而無法用常用的鉬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。熒光標識聚合物的出現(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確的新方法，由于其結(jié)構(gòu)分子中含有熒光基團，可通過對熒光標識的物質(zhì)的測定十分迅速和方便地獲得其在體系內(nèi)的藥劑濃度，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)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(jié)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(fā)一種能夠熒光示蹤并且具有緩蝕阻垢分散多重功能的可廣泛適用與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的無磷非氮綠色環(huán)保型水處理藥劑，對于緩蝕阻垢分散劑的更新?lián)Q代具有重要科學(xué)意義和重大的應(yīng)用價值。

本發(fā)明采用馬來酸酐開環(huán)法綠色反應(yīng)工藝制得聚醚羧酸反應(yīng)單體，進而和含不飽和雙鍵的熒光單體共聚制備了一種可以熒光示蹤且具有優(yōu)異的阻垢、緩蝕及分散性能的綠色環(huán)保型聚醚水處理劑。

發(fā)明內(nèi)容