专利名称：一种环保型聚醚阻垢剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无磷、无氮且可生物降解的环保型聚醚阻垢剂(APEQ)及其制备方法，属于阻垢剂制备与应用范畴，适用于工业循环冷却水系统。
背景技术：
随着人类对生存环境的日益重视和环保法规的日益严格，绿色环保型水处理剂日益受到人们的重视，但是目前大量含磷、含氮阻垢剂的广泛使用，已经造成了菌藻的大量繁殖、水体的富营养化等环境污染问题，因此，开发无磷无氮的绿色水处理剂势在必行。目前国内外在阻垢剂研究方面主要集中在有机多元磷酸类阻垢剂和聚羧酸类阻垢剂，其中有机多元磷酸类阻垢剂具有化学性能稳定、能耐较高温度和PH值、有明显的溶限效应和协同效应、阻CaCO3垢效率高等优点，因而得到了广泛的使用，如氨基三亚甲基磷酸(ATMP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2-磷酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)等，但该类阻垢剂不能有效地抑制Ch (PO4) 2垢，且本身易形成有机磷酸垢，同时，含磷类阻垢剂还易造成环境水域的富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮而引起水源污染。美国专利506^62和 5147555表明绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸对CaC03、CaS04、BaSO4有很好的阻垢效果，且生物降解性好，但此类阻垢剂对磷酸钙的阻垢效果也很差，当和有机膦缓蚀阻垢剂进行复配使用时，也增加了磷酸钙垢沉积的危险性。美国Betz公司于2002年发明了丙烯酸-烯丙基聚醚硫酸盐无磷阻垢剂(AA-APES)，该阻垢剂具有很好的阻磷酸钙垢的性能。2003年，Betz公司又开发出了 APES的三聚体，旨在进一步优化产品性能以及降低生产成本，但是这类阻垢剂的缺点是阻CaCO3的性能不佳，并且其结构中仍含有氮等营养元素，长期大剂量的使用仍然会造成水体的富营养化。中国专利CN101172720公开了一种无磷的烯丙氧基聚醚羧酸类阻垢剂及其制备方法，但该阻垢剂制备过程中会产生大量难以处理的无机废盐，造成二次污染而增加其工业化应用成本。因此，开发一种既能阻Ca3 (PO4) 2又可阻CaCO3的新型无磷无氮的绿色环保型阻垢剂具有非常好的经济、社会和环境效益。本发明采用内酯法绿色反应工艺制得聚醚羧酸反应单体，进而制备了一种优异的既能阻Ca3(P04)2又能阻CaCO3的无磷无氮且可生物降解的环保型聚醚阻垢剂。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种环保型聚醚阻垢剂(APEQ)及其制备方法，该阻垢剂具有优异的阻Cii3(PO4)2和CaCO3垢性能且可生物降解，是一种环境友好的聚醚阻垢剂。技术方案本发明的环保型聚醚阻垢剂(APEQ)是以聚醚羧酸反应单体与含乙烯基不饱和双键羧酸单体及含乙烯基不饱和双键羧酸酯单体进行自由基共聚而得，其结构通式为
权利要求
1.一种环保型聚醚阻垢剂，其特征在于该阻垢剂以聚醚羧酸反应单体与含乙烯基不饱和双键羧酸单体及含乙烯基不饱和双键羧酸酯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1所述的一种环保型聚醚阻垢剂的制备方法，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. 01 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的内酯加入反应釜中，50 100°C下反应1 10h，得聚醚羧酸反应单体；将温度调至60 90°C后，加入0. 1 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的含乙烯基不饱和双键的羧酸单体及0. 1 5倍含乙烯基不饱和双键的羧酸酯单体，再加入0. 1 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的水，混勻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. 01 0. 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量，0. 5 证滴完，滴完后继续在60 90°C下反应0. 5 10h，冷至室温，制得固含量为5 80衬％环保型聚醚阻垢剂。
3.根据权利要求2所述的一种环保型聚醚阻垢剂的制备方法，其特征在于该制备方法中所述的内酯为β-丙内酯、Y-丁内酯、Y-己内酯、ε-己内酯、Y-戊内酯、S-戊内酯、 S-壬内酯、Y-壬内酯、Y-庚内酯或S-己醇内酯中一种或多种的组合。
4.根据权利要求2所述的一种环保型聚醚阻垢剂的制备方法，其特征在于该制备方法中所述的含乙烯基不饱和双键羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸的一种或多种的组合。
5.根据权利要求2所述的一种环保型聚醚阻垢剂的制备方法，其特征在于该制备方法中所述的含乙烯基不饱和双键羧酸酯单体为丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟甲酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、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。
6.根据权利要求2所述的一种环保型聚醚阻垢剂的制备方法，其特征在于该制备方法中所述的无机引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、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
一种环保型聚醚阻垢剂是以聚醚羧酸反应单体与含乙烯基不饱和双键羧酸单体及含乙烯基不饱和双键羧酸酯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羧酸单体自由基共聚后的重复结构单元，B是含乙烯基不饱和双键羧酸酯单体自由基共聚后的重复结构单元；R是H或C1～C5低碳烷基，n值为2～10。聚合度x为2～5000，聚合度y为2～5000，聚合度z为2～5000，重复单元m为1～100。
文档编号C08F222/02GK102516472SQ201110380539
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者凌磊, 刘广卿, 吴文导, 周钰明, 姚淸照, 孙伟, 张培新, 符嫦娥, 钟小丰, 黄镜怡 申请人:东南大学