一种低磷缓蚀阻垢剂pbtca的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保技术领域，具体涉及一种低磷缓蚀阻垢剂PBTCA的制备方法。 二、
【背景技术】
[0002] PBTCA(2-膦酸基_1，2,4三羧酸丁烷)是一种磷含量很低的缓蚀阻垢剂，分子中磷 的含量仅占 PBTCA总质量的11. 5 %左右，这比常用的膦系缓蚀阻垢剂HEDP(磷含量占 30.1 % )和ATMP(磷含量占31.1 % )中的磷含量要低很多，并且PBTCA同时具备良好的阻垢性 能和缓蚀性能。
[0003] "《有机化学》，1965,第30卷12期，4020-4025页"中的PBTCA的制备方法是以亚磷酸 三烷酯、马来酸单酯和丙烯腈为原料，首先将亚磷酸三烷酯与马来酸单酯反应制取膦酸丁 二酸四烷酯，其再与丙烯腈进行迈克尔加成反应制得PBTCA对应的五元酯，然后将该酯在酸 性条件下水解制得PBTCA。这种制备方法工艺路线复杂，反应过程中不仅会产生剧毒的氰化 物，而且会对环境造成二次污染。本发明以亚磷酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯以及丙烯酸乙 酯为原料，在催化剂作用下制备PBTCA。该方法反应条件温和，生产操作易控制，工艺流程简 单，且三废排放量少。 三、
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是以亚磷酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯以及丙烯酸乙酯为原料，在 催化剂作用下制备PBTCA。
[0005] 本发明的主要原理：反应（1)为亚磷酸二乙酯与顺丁烯二酸二乙酯在加入碱性催 化剂A的条件下发生亲核加成反应生成膦酸二乙酯基丁二酸二乙酯；反应(2)为反应（1)中 生成的产物与丙烯酸乙酯发生亲核加成反应，生成2-膦酸二乙酯丁烷一三羧酸乙酯；在 (3)反应中，2-膦酸二乙酯丁烷一三羧酸乙酯在催化剂B作用下发生水解，水解产物为PBTCA 与乙醇的混合物。
[0006]
[0007]
[0008] 本发明采用的技术方案是:将一定量的亚磷酸二乙酯与顺丁烯二酸二乙酯加入反 应釜中，打开冷凝回流装置，在搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加一定量的催 化剂A，待温度上升到100 °C后反应1小时。然后降温至50°C，加入一定量的丙烯酸乙酯，在搅 拌状态下反应8h。再往反应釜中加入一定量的催化剂B，升温至80°C加热水解0.5h，最终得 到的产物为黄棕色粘稠液体，即为本发明的PBTCA。其中亚磷酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、 丙烯酸乙酯和催化剂A四者投加摩尔比为：1:1:1:0.8。催化剂A为质量分数99%的乙二胺， 催化剂B为质量分数37.5 %的浓盐酸。
[0009] 本发明的这种PBTCA制备方法具有工艺路线简单、操作简便、"三废"排放少等优 点，可广泛应用于工业循环冷却水系统的缓蚀阻垢。 四、
【附图说明】
[0010]图1为本发明的PBTCA的红外图谱 五、
【具体实施方式】
[0011] 本发明提供的一种低磷缓蚀阻垢剂PBTCA的制备方法如下：
[0012] 将一定量的亚磷酸二乙酯与顺丁烯二酸二乙酯加入反应釜中，打开冷凝回流装 置，在搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加一定量的催化剂A，待温度上升到100 °C后反应lh。然后降温至50°C，加入一定量的丙烯酸乙酯，在搅拌状态下反应8h。再往反应 釜中加入一定量的催化剂B，升温至80 °C加热水解0.5h，最终得到的产物为黄棕色粘稠液 体，即为本发明的TOTCA。其中亚磷酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、丙烯酸乙酯和催化剂A四 者投加摩尔比为：1:1:1:0.8。催化剂A为质量分数99 %的乙二胺，催化剂B为质量分数 37.5%的浓盐酸。
[0013] 亚磷酸二乙酯的分子量是138,顺丁烯二酸二乙酯的分子量是172,乙二胺的分子 量是60，丙烯酸乙酯的分子量是100，PBTCA的分子量是270。
[0014]以下提供本发明的4个实施例
[0015] 实施例1
[0016] 向反应釜中加入6.9g亚磷酸二乙酯和8.6g顺丁烯二乙酯，打开冷凝回流装置，在 搅拌器转速为200r/min，在搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加2.4g催化剂A，待 温度上升到100°c后反应lh。然后降温至50°C，加入5.0g丙烯酸乙酯，在搅拌状态下反应8h。 再往反应釜中加入8mL的催化剂B，升温至80°C加热水解0.5h，最终得到的产物为黄棕色粘 稠液体12.5g，即为本发明的PBTCA。
[0017] 实施例2
[0018]向反应釜中加入13.8g亚磷酸二乙酯和17.2g顺丁烯二乙酯，打开冷凝回流装置， 在搅拌器转速为200r/min，在搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加4.8g催化剂A， 待温度上升到100 °C后反应lh。然后降温至50°C，加入10.0g丙烯酸乙酯，在搅拌状态下反应 8h。再往反应釜中加入16mL的催化剂B，升温至80 °C加热水解0.5h，最终得到的产物为黄棕 色粘稠液体26.5g，即为本发明的PBTCA。
[0019] 实施例3
[0020]向反应釜中加入20.7g亚磷酸二乙酯和25.8g顺丁烯二乙酯，打开冷凝回流装置， 在搅拌器转速为200r/min，在搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加7.2g催化剂A， 待温度上升到l〇〇°C后反应lh。然后降温至50°C，加入15g丙烯酸乙酯，在搅拌状态下反应 8h。再往反应釜中加入24mL的催化剂B，升温至80 °C加热水解0.5h，最终得到的产物为黄棕 色粘稠液体40.0g，即为本发明的PBTCA。
[0021] 实施例4
[0022]向反应釜中加入31.05g亚磷酸二乙酯和38.7g顺丁烯二乙酯，打开冷凝回流装置， 在搅拌器转速为200r/min，在搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加10.8g催化剂 A，待温度上升到100 °C后反应lh。然后降温至50°C，加入22.5g丙烯酸乙酯，在搅拌状态下反 应8h。再往反应釜中加入36mL的催化剂B，升温至80 °C加热水解0.5h，最终得到的产物为黄 棕色粘稠液体62.5g，即为本发明的PBTCA。
【主权项】
1. 一种低磷缓蚀阻垢剂PBTCA的制备方法。其特征是采用如下步骤进行： 将一定量的亚磷酸二乙酯与顺丁烯二酸二乙酯加入反应釜中，打开冷凝回流装置，在 搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加一定量的催化剂A，待温度上升到100°C后反 应lh。然后降温至50°C，加入一定量的丙烯酸乙酯，在搅拌状态下反应8h。再往反应釜中加 入一定量的催化剂B，升温至80 °C加热水解0.5h，最终得到的产物为黄棕色粘稠液体，即为 本发明的PBTCA。2. 根据权利要求1所述的低磷缓蚀阻垢剂PBTCA的制备方法。其特征是:催化剂A为质量 浓度99 %的乙二胺，催化剂B为质量浓度37.5 %的浓盐酸。
【专利摘要】本发明公开了一种低磷缓蚀阻垢剂PBTCA的制备方法。向反应釜中加入一定量的亚磷酸二乙酯与顺丁烯二酸二乙酯，打开冷凝回流装置和搅拌装置，在搅拌器转速为200r/min的搅拌条件下缓慢滴加一定量的催化剂A，待温度上升到100℃后反应1h。然后降温至50℃，加入一定量的丙烯酸乙酯，在搅拌状态下反应8h。再往反应釜中加入一定量的催化剂B，升温至80℃加热水解0.5h，最终得到的产物为黄棕色粘稠液体，即为本发明的PBTCA。本发明的这种PBTCA制备方法具有工艺路线简单、操作简便、“三废”排放少等优点，可广泛应用于工业循环冷却水系统的缓蚀阻垢。
【IPC分类】C07F9/38
【公开号】CN105601668
【申请号】CN201510981542
【发明人】张文艺, 邓文, 陈萍, 黄彬, 陈冬
【申请人】常州大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月24日