专利名称：一种聚醚羧酸酯类环保型水处理剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚醚羧酸酯类环保型水处理剂(APEM)及其制备方法，是一种适用于工业循环冷却水系统的无磷可生物降解的水处理剂，尤其适用于高钙冷却水水质。
背景技术：
在工业用水中，冷却水的消耗量占整个工业用水的60%以上。因此，提高循环水系统的浓缩倍数、减少补水量便成为工业节水最有效的途径。但随着水的循环使用，循环水浓缩倍率的提高，使补充水引入的大部分离子浓度成倍增长，还有系统的温度升高，使某些反常溶解度盐类的溶解度降低了。另外由于PH值的变化、水中的杂质、系统的压力等因素的影响，水中含有的碱土金属阳离子如Ca2+、Mg2+、Ba2+和少量其他阳离子如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al'Zn2+等，会与水中的SO42'CO32'HCO3'0H_、P0/_、Si032_等阴离子生成难溶性无机盐，极易导致系统的腐蚀和结垢。目前工业中常用的方法是加入少量的阻垢剂，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水处理药剂。通常用的水处理药剂是化学合成的羧酸聚合物，羟基羧基化合物和有机磷酸盐，无机磷酸盐等复配的磷系产品。这类产品投入水体环境中不易降解，磷对环境造成严重的污染，同时，磷在一定温度下形成的富营养化，可使水体中滋生大量的微生物和藻类，水质不断恶化，造成设备腐蚀，缩短设备运行周期和使用寿命。因此从可持续发展和保护环境的角度来看，绿色水处理剂无疑是未来水处理行业发展的必然趋势。聚羧酸类阻垢剂具有阻垢效果好、热稳定性好且对环境无污染，普遍受到人们的重视。中国发明专利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，易造成二次污染而增加其工业化应用成本。另外国外目前公布的无磷绿色水处理剂聚环氧琥珀酸(PESA)，对CaC03、CaSO4, BaSO4有较好的阻垢效果，且生物降解性好、应用范围广等特点。但是由于聚环氧琥珀酸分子结构中主要为羧基官能团，单一的官能团限制了其分散铁的能力，且阻磷酸钙的效果很差，当和有机膦缓蚀阻垢剂进行复配使用时，增加了磷酸钙垢沉积的危`险性；而且此类阻垢剂的缓蚀性能一般。因此，开发一种具有缓蚀兼阻垢双重功能的可广泛适用于工业循环水系统的无磷无氮绿色环保型水处理剂已成为国内外水处理药剂研究的重要课题。本发明采用双羧酸酯化法绿色反应工艺制得聚醚羧酸酯反应单体，进而制备了一种优异的阻Ca3 (P04)2、CaC03、CaS04垢且具有良好缓蚀性能的绿色环保型聚醚羧酸酯水处理剂。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供一种聚醚羧酸酯类环保型水处理剂及其制备方法，该水处理剂无磷可生物降解，具有优异的阻Ca3 (PO4) 2、CaCO3、CaSO4垢效果，同时具有良好的缓蚀性能，对环境友好。技术方案:本发明的聚醚羧酸酯类环保型水处理剂(APEM)是以聚醚羧酸酯反应单体与含乙烯基不饱和双键的单体进行自由基共聚后而得，该聚合物通式为:
权利要求
1.一种聚醚羧酸酯类环保型水处理剂，其特征在于该水处理剂是以聚醚羧酸酯反应单体与含乙烯基不饱和双键的单体进行自由基共聚后而得，该聚合物通式如下:
2.一种如权利要求1所述的一种聚醚羧酸酯类环保型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0.05 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的双羧酸加入反应釜中，再加入0.001 0.05倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的酯化催化剂，60 160°C下反应I 10h，得聚醚羧酸酯反应单体；将反应温度调至50 95°C后，再加入0.2 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的含乙烯基不饱和双键的单体、0.1 5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% 50%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，I 5h滴完，滴完后继续在50 95°C下反应0.5 IOh，冷至室温，制得固含量为5 70wt %的聚醚羧酸酯类环保型水处理剂。
3.根据权利要求2所述的一种聚醚羧酸酯类环保型水处理剂的制备方法，其特征在于该制备方法中所述的双羧酸为乙二酸、丙二酸、戊二酸或己二酸中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种聚醚羧酸酯类环保型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的单`体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、马来酸酐、丙烯酸羟丙酯、马来酸或衣康酸的一种或多种的组合。
5.根据权利要求2所述的一种聚醚羧酸酯类环保型水处理剂的制备方法，其特征在于所述的酯化催化剂为氯化亚砜、N，N-二甲基甲酰胺或对甲基苯磺酸中的一种；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
本发明是一种聚醚羧酸酯类环保型水处理剂及其制备方法，是一种适用于工业循环冷却水系统的无磷可生物降解的水处理剂，用于水质的缓蚀及阻垢处理，本发明的水处理剂是以聚醚羧酸酯反应单体与含乙烯基不饱和双键的单体进行自由基共聚后而得，该聚合物通式如下其中A是含乙烯基不饱和双键的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，重复单元数m为1～100，n为0、1、3、4。该聚醚羧酸酯类水处理剂的配伍性好，可与有机磷酸盐、锌盐缓蚀剂等水处理剂复配使用，也可单独使用。
文档编号C08F283/06GK103145925SQ201310100870
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者周钰明, 王虎传, 刘广卿, 黄镜怡, 姚清照, 凌磊, 曹科, 刘亚辉, 涂颖, 吴文导, 孙伟 申请人:东南大学