专利名称：阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠的合成方法
技术领域：
本发明涉及水处理用缓蚀阻垢剂合成的化工技术领域，具体涉及阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠的合成方法。
背景技术：
聚环氧琥珀酸盐是一种新一代绿色环保水处理药剂，无磷、非氮和生物降解性好， 适应性强，并适应高碱、高铁、高温、高固、高成垢离子浓度的水特点的绿色阻垢剂，其阻垢效果明显优于目前常用的有机膦酸类阻垢剂。正因为聚环氧琥珀具有良好的使用性能，使得近年来对于聚环氧琥珀酸盐制备方法进行了较多的研究，也不断的进行了改进，现有的制备聚环氧琥珀酸盐的方法主要由以下几种I.四川中物凯沃科技有限公司申请了一项专利，专利名称为“改性聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法”，申请号200710048969. 6，公开号CN101293945A，
公开日2008年10月 29日，该专利公开了一种改性聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法，首先将顺丁烯二酸酐溶于水中。与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，在80°C温度下反应2小时，反应完成后，将溶液温度控制在50°C _55°C，加入氢氧化钠，进行加热，在溶液温度达到60°C时，按顺丁烯二酸酐量的2. I %加入无机过滤金属混合催化剂，然后连续加入总加入量是顺丁烯二酸酐的I. 4 倍过氧化氢溶液，同时滴加氢氧化钠，滴加完毕后，加热至70°C,在此温度下反应I. 5小时， 然后投加反应物总质量的O. 5% I. 1%的聚合剂氢氧化钙，在90°C 100°C的温度下聚合 2 3小时，得到改性聚环氧琥珀酸衍生物。2、内蒙古天晨科技有限责任公司申请了一项专利，专利名称为“高浓度聚环氧琥珀酸及其盐类的合成方法”，申请号200910250594. 0，公开号CN 101717498 A，
公开日2010 年06月02日，该专利公开了一种高浓度聚环氧琥珀酸及其盐类的合成方法，以马来酸酐为起始原料，经水解、环氧化、聚合，得到所需产品，将马来酸酐和氢氧化钠以分批加料的方式同时加入水中，氢氧化钠对马来酸酐的摩尔比为I. 2 2，控制溶液的PH值在5 7，反应温度40 60°C，在50 60°C下向水解产物中加入钨酸钠作为环氧化催化剂，钨酸钠的摩尔量为马来酸酐的O. 001 O. 1，控制温度60 70°C，加入浓度27. 5 50%的过氧化氢进行环氧化反应，同时加入浓度25 50%的氢氧化钠溶液，控制PH值在4 7，所用过氧化氢对马来酸酐的摩尔比为I 2,反应时间为O. 5 3小时,环氧化反应完毕,保持在60 70°C搅拌I 3小时，升温到80°C以上，加入引发剂进行聚合反应，引发剂为氧化钙，所用摩尔量为马来酸酐的O. 02 O. 2，聚合反应的时间为2 4小时，反应温度为80 100°C，聚合反应完毕，降温过滤，即得到聚环氧琥珀酸及其盐类溶液，产物浓度为35 55%，原料转化率95 100%，可控制聚合度在2 4的约80 90%。3、天津大学申请了一项专利，专利名称为“聚环氧琥珀酸及其盐的制备方法”，申请号03124258. 8，公开号CN1228301C，
公开日2004年01月28日，本专利公开了一种聚环氧琥珀酸及其盐的制备方法，该方法按顺丁烯二酸酐与水的摩尔比为 I : 4 30，将顺丁烯二酸酐溶解在水中生成顺丁烯二酸，加入氢氧化钠直至pH = 5 7，按顺丁烯二酸摩尔数的O. I 10%加入钨酸钠，在50 100°C下，连续加入过氧化氢水溶液，过氧化氢的总加入量是顺丁烯二酸摩尔数的I. O I. 2倍，加入时间30min 6h，同时用氢氧化钠保持PH = 5 7，生成环氧琥珀酸钠，再加入氢氧化钙和氢氧化钠在80 100°C 下聚合30min 8h，得聚环氧琥珀酸钠盐，或将得聚环氧琥珀酸钠盐酸化可以得到聚环氧琥珀酸，其特征在于，按环氧琥珀酸钠与氢氧化钙摩尔比为I : O. 01 O. 05加入氢氧化钙为催化剂，同时加入氢氧化钠调节体系的PH= 10 13，得到钙离子含量低的聚环氧琥珀酸钠盐或聚环氧琥珀酸。上述制备方法中还有一些重要问题未得到真正的解决，如马来酸酐的水解问题、 采用钨酸钠作为环氧化催化剂导致成本高的问题。此外，虽然有人采取硫酸钠做催化剂，但是硫酸钠作催化剂产率过低，产品阻垢性能会明显降低；还有一些方法合成工艺过程太繁杂，工艺过程长等问题。
发明内容
本发明的目的是提供阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠的合成方法，它克服了已有的合成聚环氧琥珀酸钠方法中，仅采用钨酸钠做催化剂成本过高、或只采用硫酸钠做催化剂产率低的难题。为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案它的合成步骤为I、在四口烧瓶中加入一定量的50%摩尔浓度的NaOH溶液，在搅拌下缓慢加入马来酸酐溶液，氢氧化钠对马来酸酐的摩尔比为1-1. 5，控制溶液的PH值在6-7，通过控制滴加速度，将体系温度控制在55-60°C ；2、将钨酸钠与硫酸钠以1/1 3/1的比例配成催化剂，逐步加在步骤一处于搅拌状态下的反应体系中，并使得催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的O. 006-0. 15 ；3、在搅拌状态下，缓慢滴加30%双氧水，通过控制滴加速度将体系温度控制在 55-60°C。所用过氧化氢对马来酸酐的摩尔比为1-2 ；4、用滴液漏斗，缓慢滴加一定量的50%摩尔浓度的NaOH溶液，调节PH值到中性， 将体系温度控制在65°C 72°C，反应I. 5h ;5、加氧化钙做引发剂，并使得催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的 O. 01-0. 02，将体系温度控制在85-95°C，反应2_4小时，得无色或淡黄色聚环氧琥珀酸钠。本发明具有以下有益效果(I)通过硫酸钠与钨酸钠的混合物作催化剂，不仅成本低，而且产率高。(2)同时将马来酸酐滴加到氢氧化钠溶液中杜绝了马来酸酐的水解。(3)整个工艺过程中多次采用滴加的方式来控制溶液的温度；整个工艺过程短，
产率高。
图I是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
参看图1，本具体实施方式
采用以下技术方案它的合成步骤为I、在四口烧瓶中加入一定量的50%摩尔浓度的NaOH溶液，在搅拌下缓慢加入马来酸酐溶液，氢氧化钠对马来酸酐的摩尔比为1-1. 5，控制溶液的PH值在6-7，通过控制滴加速度，将体系温度控制在55-60°C ；2、将钨酸钠与硫酸钠以1/1 3/1的比例配成催化剂，逐步加在步骤一处于搅拌状态下的反应体系中，并使得催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的O. 006-0. 15 ；3、在搅拌状态下，缓慢滴加30%双氧水，通过控制滴加速度将体系温度控制在 55-60°C。所用过氧化氢对马来酸酐的摩尔比为1-2 ；4、用滴液漏斗，缓慢滴加一定量的50%摩尔浓度的NaOH溶液，调节PH值到中性， 将体系温度控制在65°C 72°C，反应I. 5h ;5、加氧化钙做引发剂，并使得催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的 O. 01-0. 02，将体系温度控制在85-95°C，反应2_4小时，得无色或淡黄色聚环氧琥珀酸钠。本具体实施方式
通过硫酸钠与钨酸钠的混合物作催化剂，不仅成本低，而且产率高；同时将马来酸酐滴加到氢氧化钠溶液中杜绝了马来酸酐的水解；整个工艺过程中多次采用滴加的方式来控制溶液的温度；整个工艺过程短，产率高。实施例I :配置50% NaOH溶液并称取60g溶液至于四口烧瓶中，用滴液漏斗，搅拌下缓慢加配置60%马来酸酐溶液并称取130g，将温度控制在55-65°C之间。加入2g钨酸钠与硫酸钠以1/1比例混合的催化剂，搅拌2分钟。用滴液漏斗，缓慢滴加65mL30%双氧水，并将温度控制在55-65°C之间；缓慢滴加50%的NaOH溶液调节pH值，到中性；并将温度控制在 65-70°C之间；滴加完毕后水浴加热使得体系温度保持温度在85-90°C，反应I. 5h。加入2 克氢氧化钙，恒温水浴加热到大于90°C，反应聚合反应2小时，得白色黏稠状产品。实施例2 配置50% NaOH溶液并称取120g溶液至于四口烧瓶中，用滴液漏斗，搅拌下缓慢加配置60%马来酸酐溶液并称取260g，将温度控制在55-65°C之间。加入4g钨酸钠与硫酸钠以1/1比例混合的催化剂，搅拌2分钟。用滴液漏斗，缓慢滴加130mL30%双氧水，并将温度控制在55-65°C之间；缓慢滴加50%的NaOH溶液调节pH值，到中性；并将温度控制在 65-70°C之间；滴加完毕后水浴加热使得体系温度保持温度在85-90°C，反应I. 5h。分两批分别加入2克氢氧化钙，恒温水浴加热到大于90°C，反应聚合反应2小时，得白色黏稠状产品O实施例3:配置50% NaOH溶液并称取IOOg溶液至于四口烧瓶中，用滴液漏斗，搅拌下缓慢加配置60%马来酸酐溶液并称取220g，将温度控制在55-65°C之间。加入3. 5g钨酸钠与硫酸钠以1/1比例混合的催化剂，搅拌2分钟。用滴液漏斗，缓慢滴加110mL30%双氧水，并将温度控制在55-65°C之间；缓慢滴加50%的NaOH溶液调节pH值，到中性；并将温度控制在 65-70°C之间；滴加完毕后水浴加热使得体系温度保持温度在85-90°C，反应I. 5h。分两批分别加入I. 5克氢氧化钙，恒温水浴加热到大于90°C，反应聚合反应2小时，得白色黏稠状
女口
广叩ο实施例4
配置50% NaOH溶液并称取80g溶液至于四口烧瓶中，用滴液漏斗，搅拌下缓慢加配置60%马来酸酐溶液并称取180g，将温度控制在55-65°C之间。加入2. 8g钨酸钠与硫酸钠以1/1比例混合的催化剂，搅拌2分钟。用滴液漏斗，缓慢滴加90mL30%双氧水，并将温度控制在55-65°C之间；缓慢滴加50%的NaOH溶液调节pH值，到中性；并将温度控制在 65-70°C之间；滴加完毕后水浴加热使得体系温度保持温度在85-90°C，反应I. 5h。加入2 克氢氧化钙，恒温水浴加热到大于90°C，反应聚合反应2小时，得白色黏稠状产品。实施例5 配置50% NaOH溶液并称取90g溶液至于四口烧瓶中，用滴液漏斗，搅拌下缓慢加配置60%马来酸酐溶液并称取200g，将温度控制在55-65°C之间。加入3g钨酸钠与硫酸钠以1/1比例混合的催化剂，搅拌2分钟。用滴液漏斗，缓慢滴加100mL30%双氧水，并将温度控制在55-65°C之间；缓慢滴加50%的NaOH溶液调节pH值，到中性；并将温度控制在 65-70°C之间；滴加完毕后水浴加热使得体系温度保持温度在85-90°C，反应I. 5h。加入3 克氢氧化钙，恒温水浴加热到大于90°C，反应聚合反应2小时，得白色黏稠状产品。
权利要求
1.阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠的合成方法，其特征在于阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠的合成步骤为(I)、在四口烧瓶中加入一定量的50%摩尔浓度的NaOH溶液，在搅拌下缓慢加入马来酸酐溶液，氢氧化钠对马来酸酐的摩尔比为1-1. 5，控制溶液的PH值在6-7，通过控制滴加速度，将体系温度控制在55-60°C ； (2)、将钨酸钠与硫酸钠以1/1 3/1的比例配成催化剂，逐步加在步骤一处于搅拌状态下的反应体系中，并使得催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的O. 006-0. 15 ; (3)、在搅拌状态下，缓慢滴加30%双氧水，通过控制滴加速度将体系温度控制在55-60°C。所用过氧化氢对马来酸酐的摩尔比为1-2 ;(4)、用滴液漏斗，缓慢滴加一定量的50%摩尔浓度的NaOH溶液，调节PH值到中性，将体系温度控制在 65°C 72V，反应I. 5h ; (5)、加氧化钙做引发剂，并使得催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的O. 01-0. 02，将体系温度控制在85-95°C，反应2_4小时，得无色或淡黄色聚环氧琥珀酸钠。
全文摘要
阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠的合成方法，它涉及水处理用缓蚀阻垢剂合成的化工技术领域。它的合成步骤为将马来酸酐加入水中低温溶解后缓慢滴加到一定浓度、一定温度的氢氧化钠溶液中，再加入一定比例的钨酸钠和硫酸钠混合物做催化剂，滴加过氧化氢溶液进行环氧化作用，最后加入氧化钙干粉做引发剂，保持一定温度进行聚合反应，最终合成阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠，整个工艺过程中所加入的原料，经合成后全部转化成为产品；本发明克服了已有的合成聚环氧琥珀酸钠方法中，仅采用钨酸钠做催化剂成本过高、或只采用硫酸钠做催化剂产率低的难题，同时将马来酸酐滴加到氢氧化钠溶液中杜绝了马来酸酐的水解，从而既降低了生产成本又提高了产率。
文档编号C08G65/22GK102585196SQ20121000172
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者潘爱芳 申请人:陕西油海高科能源开发有限公司