专利名称：一种环保型枝状聚醚水处理剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无磷、非氮可生物降解的环保型聚醚水处理剂及其制备方法，属于阻垢分散剂制备与应用范畴，适用于工业冷却水循环系统，尤其适用于高钙冷却水水质。
背景技术：
随着石油、化工和钢铁行业的快速发展，工业循环冷却用水和行业污水量不断增力口。然而工业水中溶解有各种盐类,如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐等这些难溶盐沉积在换热设备内表面会导致流体流动阻力增加、传热效率急剧下降，甚至使设备堵塞而影响正常生产。工业上一般采用向循环水系统中添加阻垢剂来防止无机垢的形成或者抑制其沉积，阻垢剂是能够防止水垢和污垢产生或者抑制其沉积生长的化学药剂。目前研究较多且阻垢效果较好的阻垢剂多为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(AMP)及2 -膦酸丁烷-1，2，4 -三羧酸(PBTC)等，这些磷酸盐类阻垢剂容易水解或被工业循环水系统中存在的杀菌剂氧化分解，生成P0/_离子，经与水中含量较高的Ca2+·作用生成多种类型的磷酸钙沉淀，磷酸盐类阻垢剂在起到阻垢缓蚀作用时不仅容易产生磷酸钙沉积，而且因为含磷还可以充当水中细菌和藻类的营养成分，易引起水源的富营养化造成水资源的污染。目前另一类研究较多的阻垢剂为无磷羧酸类阻垢剂如水解聚马来酸酐(HPMA)，聚环氧琥珀酸(PESA)，聚丙烯酸(PAA)。但此类无磷羧酸类阻垢剂主要用来阻碳酸钙垢，对磷酸钙垢的阻垢效果不佳，虽然美国专利5062962和US5147555表明PESA对CaCO3和CaSO4有较好的阻垢效果，但对阻磷酸钙的效果和分散铁的能力较差。美国Betz公司在2003年推出新一代磺酸盐共聚物AA-APES (丙烯酸烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐共聚物)，其阻Ca3(PO4)2的效率明显提高，AA-APES对水硬度、悬浮物、温度有更高的承受力，是新一代阻Ca3(PO4)2垢的无磷水处理剂，但APES中仍然含有引起水源富营养化的硫元素且阻碳酸钙垢效果较差。因此开发低磷或无磷的绿色水处理剂日益成为国内外关注的焦点和热点，本发明采用环氧丙醇开环绿色反应工艺制得聚醚反应单体，进而制备了一种无磷非氮且可生物降解的环保型枝状聚醚水处理剂。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种环保型枝状聚醚水处理剂(APEZ)及其制备方法，该阻垢分散剂可生物降解，并具有优异的阻Ca3 (PO4)2, CaCO3、CaSO4垢效果，同时有良好的分散性能，是一种环境友好的聚醚水处理剂。技术方案本发明的阻垢分散剂(APEZ)是以聚醚反应单体与含乙烯基不饱和双
键单体进行自由基共聚而得，其结构通式为
权利要求
1.一种环保型枝状聚醚水处理剂，其特征在于该水处理剂以聚醚反应单体与含乙烯基不饱和双键单体进行自由基共聚而得，其结构通式为
2.一种如权利要求I所述的环保型枝状聚醚水处理剂的制备方法，其特征在于该制备方法为 在N2氛下，以烯丙基聚乙二醇单醚质量为基准，将烯丙基聚乙二醇单醚和0. 5 2倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的强碱加入反应釜中，2(Tl20°C碱化l 5h后，加入0. 5 10倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的环氧丙醇，5(Tl50°C下反应flOh，反应完毕加入0.5 10倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的丁二酸酐，反应f 10h，得聚醚反应单体；将温度调至5(T95°C后，加入0.2飞倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的含乙烯基不饱和双键单体、0. I飞倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的水，混匀后滴加质量百分浓度为5% 60%的无机引发剂水溶液，无机引发剂的加入量为0. oro. 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量，0. 5 6h滴完，滴完后继续在5(T95°C下反应0. 5 10h，冷至室温，制得5 80Wt%环保型枝状聚醚水处理剂。
3.根据权利要求2所述的一种环保型枝状聚醚水处理剂的制备方法，其特征在于所述的含乙烯基不饱和双键单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、马来酸、富马酸、丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟甲酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单异丙酯、马来酸异丁酯、马来酸单叔丁酯、马来单稀丙酯、富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、富马酸单丙酯、富马酸二羟丙酯或富马酸单丁酯的一种或多种的组合。
4.根据权利要求2所述的环保型枝状聚醚水处理剂的制备方法，其特征在于该所述的强碱为NaOH、KOH、CH3ONa, C2H5ONa的一种或者多种的组合。
5.根据权利要求2所述的环保型枝状聚醚水处理剂的制备方法，其特征在于所述的无机弓I发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、偏重亚磺酸钠、偏重亚磺酸钾、过磺酸钠、过磺酸钾或过氧化氢中的一种或者多种的组合。
全文摘要
一种环保型枝状聚醚水处理剂(APEZ)涉及一种无磷、非氮且可生物降解的环保型枝状聚醚水处理剂及其制备方法，属于水处理剂制备与应用范畴，适用于循环冷却水系统，尤其适用于高钙冷却水水质。以聚醚羧酸反应单体与含乙烯基不饱和双键单体进行自由基共聚而得，其结构通式为其中A是含乙烯基不饱和双键单体共聚后的重复结构单元，聚合度x为1~5000，聚合度y为1~5000，重复单元m为1~100。该阻垢分散剂可生物降解，并具有优异的阻Ca3(PO4)2、CaCO3、CaSO4垢效果，同时有良好的分散性能，是一种环境友好的聚醚水处理剂。
文档编号C02F5/10GK102807285SQ20121027246
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者周钰明, 凌磊, 黄镜怡, 姚清照, 刘广卿, 吴文导, 孙伟 申请人:东南大学