[發(fā)明專利]一種多功能兩性型高分子絮凝劑及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510764513.4 | 申請日： | 2015-11-10 |
| 公開（公告）號： | CN105366789A | 公開（公告）日： | 2016-03-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 郭睿;甄建斌;李曉芳;王超;劉愛玉;李歡樂;楊江月;程敏 | 申請（專利權(quán)）人： | 陜西科技大學 |
| 主分類號： | C02F1/56 | 分類號： | C02F1/56 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 安彥彥 |
| 地址： | 710021 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 多功能 兩性 高分子 絮凝 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于精細化工領(lǐng)域，涉及一種污水處理絮凝劑，具體涉及一種多功能兩性型高分子絮凝劑及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對水的質(zhì)量要求也越來越高；工業(yè)廢水和城市污水的排放量也越來越多，尤其是工業(yè)廢水污染不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，甚至危害人體健康；因此防治工業(yè)廢水污染迫在眉睫。
工業(yè)廢水處理過程不僅涉及水質(zhì)凈化，也有設(shè)備管道的保養(yǎng)問題，傳統(tǒng)做法是分別使用多種水處理劑，這使得后處理很繁瑣。另外，隨著水質(zhì)成分越來越復雜，對絮凝劑的要求也越來越高，單一性絮凝劑已不能滿足水處理要求。
目前，一些專家已逐漸開展了多功能水處理劑的研究。國外已有兼具絮凝、緩蝕、阻垢、殺菌等多種功能的水處理劑，但是應用范圍窄，適用pH值范圍小，水處理流程繁瑣，沒有實現(xiàn)大規(guī)模推廣。由于我國缺乏陽離子單體的生產(chǎn)，使兩性高分子有機絮凝劑的發(fā)展受到阻礙。因此，開發(fā)多功能兩性有機高分子絮凝劑，使研制出的絮凝劑兼具凈化、緩蝕、阻垢、殺菌等多種功能亦是合成有機高分子絮凝劑的一個主要趨勢，同時兩性型高分子絮凝劑有很好的水溶性兼具陰、陽離子基團的特點，適用于各種不同性質(zhì)的廢水處理，特別對污泥脫水，不僅有電性中和，吸附架橋作用而且有分子間的“纏繞”包裹作用，使處理的污泥顆粒粗大，脫水性好，即使是對不同性質(zhì)的不同腐敗程度的污泥，也能發(fā)揮較好的脫水助濾作用；因此多功能型絮凝劑的研究迫在眉睫，意義重大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制備一種多功能兩性型高分子絮凝劑的方法，具有產(chǎn)率高，用量少，絮凝快，緩蝕效果強，適用的pH值范圍寬及抗鹽性好等優(yōu)點。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種多功能兩性型高分子絮凝劑，該絮凝劑結(jié)構(gòu)如下：
其中，x＝1～30；y＝1～50。
一種多功能兩性型高分子絮凝劑的制備方法，將去離子水、螯合劑、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑和對丙烯酰胺苯磺酸加入到反應器中，并調(diào)節(jié)pH值為7～9后加入曼尼希堿，通N2去除反應器中的氧氣后，在20～60℃下引發(fā)聚合反應3～6h，得到透明共聚物，冷卻至室溫，將透明共聚物洗滌、干燥，得到多功能兩性型高分子絮凝劑；其中，去離子水占去離子水、對丙烯酰胺苯磺酸與曼尼希堿總質(zhì)量的15％～40％，對丙烯酰胺苯磺酸占去離子水、對丙烯酰胺苯磺酸與曼尼希堿總質(zhì)量的20％～50％，曼尼希堿占去離子水、對丙烯酰胺苯磺酸與曼尼希堿總質(zhì)量的20％～50％，螯合劑為去離子水質(zhì)量的0.1％～0.2％，引發(fā)劑為去離子水質(zhì)量的0.1％～1.0％，鏈轉(zhuǎn)移劑為去離子水質(zhì)量的0.1％～2％。
所述對丙烯酰胺苯磺酸通過以下方法制得：
將對氨基苯磺酸加入到烯酸中并加入催化劑，攪拌下升溫到30～60℃，冷凝回流反應2～6h，純化后得到對烯酰胺苯磺酸；其中，對氨基苯磺酸與烯酸的物質(zhì)的量比為1:(1～3)；催化劑為對氨基苯磺酸物質(zhì)的量的0.1～2％。
所述步驟(1)中烯酸為丙烯酸或α-甲基丙烯酸；步驟(1)中的催化劑為DMAP或DCC。
所述曼尼希堿是通過以下方法制得：
(1)將不飽和羥基酯與縛酸劑按物質(zhì)的量比1:(0.5～1.5)混合后，置于冰水浴中，攪拌并通N2以驅(qū)除水蒸氣，然后滴加乙酰氯，滴加溫度為-5～10℃，滴加完畢，在0～30℃下冷凝回流反應0.5～2h，制得丙烯酸乙酸乙二酯和三乙胺鹽酸鹽混合物；其中，不飽和羥基酯與乙酰氯的物質(zhì)的量比1:(1～2)；
(2)將丙烯酸乙酸乙二酯和三乙胺鹽酸鹽混合物用乙醚洗滌后，抽濾除去三乙胺鹽酸鹽，得到不飽和酯和乙醚的混合物，再于30℃～60℃下蒸餾除去乙醚和多余的乙酰氯，制得不飽和酯；
(3)將甲醛溶液與胺混合后加入到溶劑中，然后調(diào)節(jié)pH值為2～5，攪拌下升溫至50～80℃，反應0.5h～1h，繼續(xù)升溫到60～90℃，滴加不飽和酯，滴加完畢后，在溫度70～100℃下反應5～8h，純化后得到曼尼希堿；其中，甲醛溶液中甲醛、胺、不飽和酯的物質(zhì)的量比為(1～3):(1～1.5):1；胺為氨、二乙胺或二乙醇胺；溶劑為乙醇或去離子水。
所述步驟(1)中不飽和羥基酯為丙烯酸羥乙酯或α-甲基丙烯酸羥乙酯。
所述步驟(1)中縛酸劑為三乙胺、吡啶、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
所述步驟(3)中甲醛溶液的質(zhì)量分數(shù)為20％～50％。
所述的螯合劑為乙二胺四乙酸、乙酰丙酮或焦磷酸鈉。
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