本发明属于水处理剂领域，具体涉及一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂及其制备方法。
背景技术：
由于人口增长和经济发展，对资源的过量开采和不合理开发利用而产生的影响资源质量的一系列问题，这些问题已经直接威胁到我们和子孙后代的生存；污水处理技术对节水、节能等问题具有十分重要的作用，但同时污水处理药剂的使用过程中也给环境造成一定的影响。在冷却水系统中，水温高于环境温度的各种场合下，碳酸钙等无机盐的结垢会带来严重的后果。近年来，在水处理领域中，应用碱性、不调节ph值的水处理技术日益增长，其中添加缓蚀阻垢药剂，低磷、无磷配方的的应用越来越广泛，无磷的绿色水处理药剂已成为国内外水处理剂研究方面的热点课题。科学利用水处理药剂可有效防腐蚀和防止结垢，从而提高设备及水的利用率而达到节约水源和能源的目的；目前，处理水资源污染问题有物理、化学、生物、综合等多种方法，但是物理方法多存在处理效果不佳，处理率不稳定问题；生物方法处理成本过高，不适宜推广使用；多采用化学方法来处理污水，但是现有的污水处理剂，其试剂成分存在二次污染问题，对环境也会有一定的影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂，它是由下述重量份的原料组成的：
钛酸四丁酯100-140、蓖麻酸钙2-3、改性单体乳液30-40、羟基乙酸3-5、过硫酸铵0.4-0.6、胺化剂2-4。
所述的改性单体乳液是由下述重量份的原料组成的：
丙烯酰胺20-30、聚乙二醇3-5、烷基酚聚氧乙烯醚0.1-0.3、硫酸铝1-4。
所述的改性单体乳液的制备方法，包括以下步骤：
（1）取烷基酚聚氧乙烯醚，加入到其重量57-60倍的去离子水中，搅拌均匀，加入聚乙二醇，升高温度为75-80℃，保温搅拌30-40分钟，得水分散液；
（2）取硫酸铝、丙烯酰胺混合，在50-55℃下预热10-20分钟，加入到上述水分散液中，超声3-5分钟，即得。
所述的胺化剂为乙二胺、二乙烯三胺中的一种。
一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取蓖麻酸钙，加入到其重量10-17倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇分散液；
（2）取钛酸四丁酯，加入到其重量10-15倍的去离子水中，搅拌均匀，与上述醇分散液混合，升高温度为55-60℃，加入羟基乙酸，保温搅拌1-2小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得活化溶胶；
（3）取上述活化溶胶，加入到其重量6-9倍的氯化亚砜中，在65-70℃下保温搅拌20-30小时，蒸馏除去氯化亚砜，加入胺化剂，在100-105℃下保温搅拌20-30小时，得胺化溶胶；
（4）取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（5）取上述胺化溶胶，加入到改性单体乳液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为45-60℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3-5小时，出料冷却，送入烘箱中，干燥，出料冷却，即得所述环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂。
所述的一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂的制备方法步骤（5）中所述的干燥温度为68-75℃，干燥时间为10-13小时。
本发明的优点：
本发明以钛酸四丁酯为前驱体，在水溶液中水解，采用羟基活化，然后进行胺化改性，得到胺化溶胶，再以丙烯酰胺为单体，与胺化溶胶共混聚合，聚合过程中可以实现溶胶对聚丙烯酰胺的交联改性，从而提高了聚丙烯酰胺的水净化效果，本发明加入的硫酸铝也具有很好的絮凝效果，与聚丙烯酰胺协调，具有更好的净化水效果，本发明引入的钛溶胶具有很好的光催化效果，可以将微生物、细菌等分解成二氧化碳和水，环保性好，抑菌性强，本发明的水处理剂，使用稳定性好，重复利用率高。
具体实施方式
实施例1
一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂，它是由下述重量份的原料组成的：
钛酸四丁酯140、蓖麻酸钙3、改性单体乳液40、羟基乙酸5、过硫酸铵0.6、胺化剂4。
所述的改性单体乳液是由下述重量份的原料组成的：
丙烯酰胺30、聚乙二醇5、烷基酚聚氧乙烯醚0.3、硫酸铝4。
所述的改性单体乳液的制备方法，包括以下步骤：
（1）取烷基酚聚氧乙烯醚，加入到其重量60倍的去离子水中，搅拌均匀，加入聚乙二醇，升高温度为80℃，保温搅拌40分钟，得水分散液；
（2）取硫酸铝、丙烯酰胺混合，在55℃下预热20分钟，加入到上述水分散液中，超声5分钟，即得。
所述的胺化剂为乙二胺。
一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取蓖麻酸钙，加入到其重量17倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇分散液；
（2）取钛酸四丁酯，加入到其重量15倍的去离子水中，搅拌均匀，与上述醇分散液混合，升高温度为60℃，加入羟基乙酸，保温搅拌2小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得活化溶胶；
（3）取上述活化溶胶，加入到其重量9倍的氯化亚砜中，在70℃下保温搅拌30小时，蒸馏除去氯化亚砜，加入胺化剂，在105℃下保温搅拌30小时，得胺化溶胶；
（4）取过硫酸铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（5）取上述胺化溶胶，加入到改性单体乳液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌5小时，出料冷却，送入烘箱中，干燥，出料冷却，即得所述环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂。
所述的一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂的制备方法步骤（5）中所述的干燥温度为75℃，干燥时间为13小时。
实施例2
一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂，它是由下述重量份的原料组成的：
钛酸四丁酯100、蓖麻酸钙2、改性单体乳液30、羟基乙酸3、过硫酸铵0.4、胺化剂2。
所述的改性单体乳液是由下述重量份的原料组成的：
丙烯酰胺20、聚乙二醇3、烷基酚聚氧乙烯醚0.1、硫酸铝1。
所述的改性单体乳液的制备方法，包括以下步骤：
（1）取烷基酚聚氧乙烯醚，加入到其重量57倍的去离子水中，搅拌均匀，加入聚乙二醇，升高温度为75℃，保温搅拌30分钟，得水分散液；
（2）取硫酸铝、丙烯酰胺混合，在50℃下预热10分钟，加入到上述水分散液中，超声3分钟，即得。
所述的胺化剂为二乙烯三胺。
一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取蓖麻酸钙，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇分散液；
（2）取钛酸四丁酯，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，与上述醇分散液混合，升高温度为55℃，加入羟基乙酸，保温搅拌1小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得活化溶胶；
（3）取上述活化溶胶，加入到其重量6倍的氯化亚砜中，在65℃下保温搅拌20小时，蒸馏除去氯化亚砜，加入胺化剂，在100℃下保温搅拌20小时，得胺化溶胶；
（4）取过硫酸铵，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；
（5）取上述胺化溶胶，加入到改性单体乳液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为45℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3小时，出料冷却，送入烘箱中，干燥，出料冷却，即得所述环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂。
所述的一种环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂的制备方法步骤（5）中所述的干燥温度为68℃，干燥时间为10小时。
对比实施例1；
产品为：cn201711320581.7，一种磁性聚丙烯酰胺改性污水处理剂及其制备方法专利中实施例1的产品；
对比实施例2：
产品为：cn201711320581.7一种磁性聚丙烯酰胺改性污水处理剂及其制备方法专利中实施例2的产品；
性能测试：
初始污水：cod平均值为4336mg/l、浊度为437ntu；
采用哈希仪器标准规定的方法进行检测，经过本发明实施例1、实施例2的环保型聚丙烯酰胺改性水处理剂、市售的普通水污染处理剂、对比实施例1的产品、对比实施例2的产品分别处理后，得到的水的cod平均值分别为147mg/l、103mg/l、1108mg/l、177mg/l、189mg/l，浊度分别为1.5ntu、1.4ntu、9.7ntu、1.8ntu、2.0ntu；
可以看出，本发明的污水处理剂相对于传统水处理剂、目前公开的聚丙烯酰胺类水处理剂都具有更好的处理效果。