專利名稱：單寧有機磷化合物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單寧衍生物及其用途。
背景技術(shù)：
單寧(Tannin)是植物次生代謝產(chǎn)物酚類多聚體中的一類物質(zhì)，又名單寧酸或鞣酸等(《試劑手冊》(第三版)，中國醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司編著，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社)。單寧是一種安全的碳鋼緩蝕劑，然由于其使用濃度過高，從而限制了單寧的應(yīng)用領(lǐng)域。因此對單寧的改性研究受到本領(lǐng)域科學(xué)家的關(guān)注。
目前已報道的單寧的改性研究包括單寧的胺甲基化改性、季銨鹽化改性和磺化改性(楊丹丹，陳中興.天然水處理劑單寧的改性及性能研究.華東理工大學(xué)學(xué)報，2001，27(4)388-391；肖遙，郭稚弧等.天然單寧改性水處理劑的制備及應(yīng)用.工業(yè)水處理，1998，18(3)20-22；吳敏，周鈺明等.天然植物單寧季銨鹽改性絮凝劑的制備和性能評價.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2002，25(6)22-23，39；趙立志，趙永鵬.陽離子丹寧絮凝劑的制備及其性能評價.重慶環(huán)境科學(xué)，1993，15(6)33-35；UK Patent 899721和US Pat.No.4,558,080)。單寧經(jīng)胺甲基化、季銨鹽化或磺化的改性物大部分用作水處理絮凝劑、金屬防腐涂層、防銹底漆或化學(xué)清洗劑，且表現(xiàn)優(yōu)異。而已有的單寧改性物作為水處理劑在緩蝕、阻垢、除氧及殺菌方面的表現(xiàn)不盡如人意，且其使用濃度較高。因此，本領(lǐng)域迫切需要研發(fā)一種新型單寧改性物(或稱單寧衍生物)來克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于，提供一種經(jīng)磷化改性的單寧有機磷化合物；本發(fā)明的目的之二在于，提供一種上述單寧有機磷化合物的用途。
本發(fā)明所說的單寧有機磷化合物，是由單寧與磷化試劑按摩爾比為1∶(1～4)混合后置于有機溶劑中，并在所用有機溶劑的回流溫度反應(yīng)制得，所制得單寧有機磷化合物的磷化率為大于80％；其中，所說的磷化試劑為氧化磷、鹵化磷、鹵化氧磷或多磷酸，所說的有機溶劑為沸點低于200℃的含1～3氧原子的五元或六元雜環(huán)。
本發(fā)明所涉及的單寧(又名單寧酸)如上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司編著的《試劑手冊》(第三版)中所描述的，即分子式為C76H52O46，分子量為1701.22的多元酚化合物。此外，本發(fā)明所說的單寧有機磷化合物的磷化率由下列公式計算而得。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方案中，所用的磷化試劑為鹵化氧磷，更優(yōu)選為氯或溴化氧磷，最佳的磷化試劑為三氯氧磷；在本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案中，所用的有機溶劑為含1～2氧原子的五元或六元雜環(huán)，最佳的有機溶劑為二氧六環(huán)。
本發(fā)所說的單寧有機磷化合物可直接作為水處理藥劑應(yīng)用于待處理水系統(tǒng)中，也可以將其與其它水處理藥劑復(fù)配以后應(yīng)用于待處理水處理系統(tǒng)。具體使用方法與現(xiàn)有水處理藥劑的使用方法基本相同。
本發(fā)所說的單寧有機磷化合物作為水處理劑在緩蝕、阻垢、除氧及殺菌方面的表現(xiàn)良好，且其使用濃度低。如在緩蝕方面，當(dāng)本發(fā)所說的單寧有機磷化合物的用量為100mg/L(L每升待處理水)時，緩蝕率就可以達(dá)到74％；而現(xiàn)有單寧改性物(經(jīng)胺甲基化、季銨鹽化或磺化改性的單寧)的緩蝕率達(dá)其最大值67％時，其用量為500mg/L(L每升待處理水)。此外，制備本發(fā)明所說單寧有機磷化合物的步驟簡單，且所用原料來源廣泛及價格低廉，因此本發(fā)明所說單寧有機磷化合物極具商用價值。
具體實施例方式
本發(fā)明所說的單寧有機磷化合物，由以下主要步驟制得在有機溶劑中加入單寧(又名單寧酸)和鹵化氧磷(磷化試劑)、并混合均勻，單寧與鹵化氧磷的按摩爾比為1∶(1～4)，在攪拌狀態(tài)下升溫至所用有機溶劑的回流溫度，并在該溫度下保持6～12小時，然后減壓蒸除有機溶劑，向余物中加水進(jìn)行水解，再減壓蒸除殘留有機溶劑后即得到目標(biāo)物(單寧有機磷化合物)。
其中，所說的有機溶劑為含1～2氧原子的五元或六元雜環(huán)。
下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍實施例1將60.0g的單寧酸加入三頸瓶中，加入300mL二氧六環(huán)作溶劑，攪拌使其溶解，加入10.0mL三氯氧磷。在回流溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中放出的HCl氣體用稀堿溶液(10％氫氧化鈉溶液)吸收，反應(yīng)時間為12hr。減壓蒸出溶劑，剩余物加水水解，減壓蒸餾除去殘留的二氧六環(huán)溶劑，即得到單寧有機磷化合物的水溶液。
實施例2將60.0g的單寧酸加入三頸瓶中，加入300mL二氧六環(huán)作溶劑，攪拌使其溶解，加入10.0mL三氯氧磷和3.0g對甲苯磺酸。在回流溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中放出的HCl氣體用稀堿溶液(10％氫氧化鈉溶液)吸收，反應(yīng)時間為6hr。減壓蒸出溶劑，剩余物加水水解，減壓蒸餾除去殘留的二氧六環(huán)溶劑。在60℃下真空干燥，得到產(chǎn)品，即為單寧有機磷化合物。
兩種實施例產(chǎn)品及市售分析純單寧在水處理中的緩蝕、阻垢、除氧和殺菌性能如下所示。
兩種實施例產(chǎn)品、胺甲基化單寧、季胺鹽化單寧、磺化單寧及市售分析純單寧的緩蝕性能如表1所示，表中產(chǎn)品的緩蝕實驗參照GB/T 18175-2000(水處理劑緩蝕性能的測定-旋轉(zhuǎn)掛片法)。
表1產(chǎn)品緩蝕件能

兩種實施例產(chǎn)品、胺甲基化單寧、季胺鹽化單寧、磺化單寧及市售分析純單寧的阻垢性能如表2所示，表中產(chǎn)品的阻垢實驗參照GB/T16632-1996(水處理劑阻垢性能的測定-碳酸鈣沉積法)。
表2產(chǎn)品阻垢性能

兩種實施例產(chǎn)品及市售分析純單寧的除氧性能如表3所示，表中產(chǎn)品的除氧時間均為3hr。胺甲基化單寧、季胺鹽化單寧、磺化單寧等改性單寧的除氧能力均未見報道。
表3產(chǎn)品除氧性能

兩種實施例產(chǎn)品及市售分析純單寧的殺菌性能如表4所示，表中產(chǎn)品的投加濃度均為100mg/L(以單寧計)。
表4產(chǎn)品殺菌性能

本制備工藝可制備出的單寧有機磷化合物是一種環(huán)境友好的多功能水處理劑，顯著降低了單寧作為水處理藥劑的投加量，并且在低濃度下使用，具有明顯優(yōu)于單寧的緩蝕性能、阻垢性能、除氧性能和殺菌性能。
權(quán)利要求
1.一種單寧有機磷化合物，其由單寧與磷化試劑按摩爾比為1∶(1～4)混合后置于有機溶劑中，并在所用有機溶劑的回流溫度反應(yīng)制得，所制得單寧有機磷化合物的磷化率為大于80％。其中，所說的磷化試劑為氧化磷、鹵化磷、鹵化氧磷或多磷酸，所說的有機溶劑為沸點低于200℃的含1～3氧原子的五元或六元雜環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的單寧有機磷化合物，其特征在于，其中所說的磷化試劑為鹵化氧磷。
3.如權(quán)利要求2所述的單寧有機磷化合物，其特征在于，其中所說的磷化試劑為三氯氧磷。
4.如權(quán)利要求1所述的單寧有機磷化合物，其特征在于，其中所說的有機溶劑為沸點低于200℃的含1～2氧原子的五元或六元雜環(huán)。
5.如權(quán)利要求4所述的單寧有機磷化合物，其特征在于，其中所說的有機溶劑為二氧六環(huán)。
6.如權(quán)利要求1～5中任意一項所述的單寧有機磷化合物在水處理劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單寧衍生物及其用途，所說的單寧衍生物由單寧與磷化試劑按摩爾比為1∶(1～4)混合后置于有機溶劑中，并在所用有機溶劑的回流溫度反應(yīng)制得，所制得單寧有機磷化合物的磷化率為大于80％。本發(fā)明所說的單寧有機磷化合物作為水處理劑在緩蝕、阻垢、除氧及殺菌方面的表現(xiàn)良好，且其使用濃度低。此外，制備本發(fā)明所說單寧有機磷化合物的步驟簡單，且所用原料來源廣泛及價格低廉，因此本發(fā)明所說單寧有機磷化合物極具商用價值。
文檔編號C02F5/14GK1948318SQ20061011796
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者陳康, 邢麗波, 焦莉莉, 陸仁杰, 周國光 申請人:上海多佳水處理科技有限公司