專利名稱：一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑(APELYG)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、可生物降解的多功能水處理劑，用于水質(zhì)的緩蝕及阻垢處理，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域的緩蝕阻垢劑制備及應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中含有大量堿土金屬陽離子如Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+等，會與水中的SO42'CO'HCO3'0H_、PO42' SiO32-等陰離子生成難溶性無機(jī)鹽如Ca3 (PO4)2,CaC03、CaS04、MgC03、Mg(0H)2，在管道和熱交換器表面沉積成垢，從而導(dǎo)致熱交換器傳 熱效率降低，嚴(yán)重時能夠引起垢下腐蝕。所以使用高效緩蝕阻垢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(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國內(nèi)外在阻垢劑研究方面主要集中在有機(jī)多元磷酸類阻垢劑和聚羧酸類阻垢劑，緩蝕劑主要集中在有機(jī)磷、有機(jī)胺類和復(fù)配緩蝕劑。有機(jī)磷類阻垢劑具有化學(xué)性能穩(wěn)定、能耐較高溫度和PH值、有明顯的溶限效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，但是磷是細(xì)菌和藻類的營養(yǎng)源，含磷類阻垢劑易造成環(huán)境水域的富營養(yǎng)化，促進(jìn)菌藻的生長形成赤潮而引起水源污染。美國Betz公司于2002年發(fā)明了丙烯酸-烯丙基聚醚硫酸鹽無磷阻垢劑(AA-APES)，該阻垢劑雖然具有很好的阻磷酸鈣垢的性能，但是這類阻垢劑的缺點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)中仍含有N、S等營養(yǎng)元素，長期大劑量的使用仍然會造成水體的富營養(yǎng)化。因此，開發(fā)無磷、無氮、生物降解性能好的綠色環(huán)保型緩蝕阻垢劑已成為21世紀(jì)水處理劑的發(fā)展方向。聚羧酸類阻垢劑具有阻垢效果好、熱穩(wěn)定性好且對環(huán)境無污染，普遍受到人們的重視。美國專利5062962和5147555表明聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)對CaC03、CaSO4, BaSO4有較好的阻垢效果，且具有生物降解性好、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。但是由于聚環(huán)氧琥珀酸分子結(jié)構(gòu)中主要為羧基官能團(tuán)，單一的官能團(tuán)限制了其分散鐵的能力；此外，無磷水處理劑一大缺點(diǎn)是由其結(jié)構(gòu)中不含磷從而無法用常用的鑰酸銨分光光度法檢測，從而無法對水處理藥劑的濃度進(jìn)行在線檢測和自動給藥。熒光標(biāo)識聚合物由于其結(jié)構(gòu)分子中含有熒光基團(tuán)，可通過對熒光標(biāo)識的物質(zhì)的測定實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)準(zhǔn)確的檢測和給藥控制。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)明采用琥珀酸酐開環(huán)法綠色反應(yīng)工藝制得聚醚羧酸酯反應(yīng)單體，進(jìn)而與含乙烯基不飽和雙鍵單體以及含不飽和雙鍵的熒光單體制備了一種優(yōu)異的阻Ca3(P04)2、CaC03、CaSO4垢且具有良好緩蝕性能的熒光標(biāo)識綠色環(huán)保型聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑。

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標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑(APELYG)，該阻垢劑無磷、無氮、可生物降解，具有優(yōu)異的阻Ca3 (PO4) 2、CaCO3、CaSO4垢效果，同時具有良好的緩蝕性能，是一種環(huán)境友好且能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測和自動給藥的聚醚緩蝕阻垢劑。
技術(shù)方案一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑(APELYG)是以聚醚羧酸酯反應(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)行自由基共聚后而得，其結(jié)構(gòu)通式如下
權(quán)利要求
1.一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑，其特征在于該緩蝕阻垢劑是以聚醚羧酸酯反應(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)行自由基共聚后而得，其結(jié)構(gòu)通式如下
2.一種如權(quán)利要求I所述的一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在于該制備方法為 在N2氛下，以烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量為基準(zhǔn)，將烯丙基聚乙二醇單醚和O. 05 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的琥珀酸酐加入反應(yīng)釜中，5(Tl50°C下反應(yīng)O. 5 10h，得聚醚羧酸酯反應(yīng)單體；將反應(yīng)溫度調(diào)至6(T95°C后，再加入O. 2飛倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的含乙烯基不飽和雙鍵的單體、O. 00Γ0. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的含不飽和雙鍵的熒光單體、O. Γ5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量的水，混勻后滴加質(zhì)量百分濃度為5% 60%的無機(jī)引發(fā)劑水溶液，無機(jī)引發(fā)劑的加入量為O. 0Γ0. 5倍烯丙基聚乙二醇單醚質(zhì)量，O. 5 5h滴完，滴完后繼續(xù)在6(T95°C下反應(yīng)O. 5 10h，冷至室溫，制得固含量為5 80wt %的熒光標(biāo)識綠色環(huán)保型聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在于該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。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在于該制備方法中所述的含不飽和雙鍵的熒光單體為8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸鈉或8-(4-乙烯基節(jié)氧基)_1，3, 6-花三磺酸鈉中的一種或者兩種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在于該制備方法中所述的無機(jī)引發(fā)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、過氧化氫中的一種或者多種的組合。
全文摘要
一種熒光標(biāo)識聚醚羧酸酯緩蝕阻垢劑是以聚醚羧酸酯反應(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)行自由基共聚后而得，其結(jié)構(gòu)通式如下，其中A是含乙烯基不飽和雙鍵的單體聚合后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，B是含不飽和雙鍵的熒光單體聚合后的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，R是H或C1~C5低碳烷基。聚合度x為1~5000，聚合度y為1~5000，聚合度z為1~5000，重復(fù)單元數(shù)m為1~100。
文檔編號C02F5/10GK102826664SQ20121026935
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者周鈺明, 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 申請人:東南大學(xué)