申請日2015.11.04
公開(公告)日2016.01.20
IPC分類號C08F283/06; C08F220/06; C08F228/02; C02F5/10; C02F5/14
摘要
本發(fā)明公開了一種三元共聚物和含該共聚物的多功能水處理劑及制備方法。其中，三元共聚物由烯丙基烷撐二醇,丙烯酸和烯丙基磺酸鈉，通過自由基共聚合制得。復(fù)合型多功能水處理劑由以下原料制成：三元共聚物，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸，乙二胺四甲叉膦酸鈉，2-羥基膦�；宜�，異噻唑啉酮，苯駢三氮唑，30%氫氧化鈉，反滲透水。本發(fā)明在三元共聚物中引入烯丙基聚烷撐二醇和官能團(tuán)羧基、磺酸基、醚基等，可使成垢離子高度分散，生成流態(tài)化的水渣，隨排污排放。本發(fā)明的復(fù)合型多功能水處理劑屬易生物降解的低磷綠色環(huán)保型多功能水處理劑;兼具阻垢、分散、緩蝕、殺菌滅藻于一體的多功能作用，避免了繁瑣操作，減少了設(shè)備，降低了費(fèi)用。
權(quán)利要求書
1.一種三元共聚物，其特征是，由烯丙基烷撐二醇(APAG),丙烯酸(AA)和烯丙基磺酸鈉(AS)，通過自由基共聚合制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元共聚物，其特征是，由以下重量百分比的原料制成：
烯丙基聚烷撐二醇(APAG)33%～37%，丙烯酸(AA)3.0%～5.0%，烯丙基磺酸鈉(AS) 1.5%～2.5%，巰基乙酸0.08%～0.11%，過硫酸鈉(NaPS)0.12%～0.16%，氫氧化鈉(NaOH) 1.2%～1.7%，其余為反滲透水。
3.一種制備權(quán)利要求1或2所述的三元共聚物的方法，其特征是，包括以下步驟：
(1)按照權(quán)利要求1或2所述的重量百分比稱取原料;
(2)取稱取的部分用反滲透水配制以下溶液
①配制濃度為23%的過硫酸鈉水溶液，待用;
②配制濃度為60%的丙烯酸水溶液，待用;
�、叟渲茲舛葹�0.91%的巰基乙酸水溶液，待用;
�、芘渲茲舛葹�5%的氫氧化鈉水溶液，待用;
(3)在反應(yīng)釜內(nèi)加入除步驟(2)中所用反滲透水外，剩余的反滲透水，作為打底用水;
(4)開動(dòng)反應(yīng)釜的攪拌，室溫下加入烯丙基聚烷撐二醇，溶解后再加入烯丙基磺酸鈉攪勻;
(5)釜內(nèi)物料升溫到55℃，一次性加入濃度為23%的過硫酸鈉水溶液;
(6)釜內(nèi)物料為60±3℃時(shí)，同步滴加濃度為60%的丙烯酸水溶液和濃度為0.91%的巰基乙酸水溶液，于3-3.5小時(shí)內(nèi)同步滴完;
(7)釜內(nèi)物料控溫60±3℃陳化1小時(shí)后，降溫到50℃進(jìn)行中和;
(8)控溫50℃±5℃，用5%濃度的NaOH水溶液中和到PH值6.0-7.0;
(9)降溫到40℃以下出料，制得三元共聚物AA-APAG-AS。
4.一種權(quán)利要求1～3任一所述的三元共聚物的應(yīng)用;其特征是，在阻垢分散劑、顏料分散劑、陶瓷分散劑、造紙分散劑、水泥減水劑、洗滌助劑、化纖上漿劑、金屬材料淬火劑中的應(yīng)用。
5.一種復(fù)合型多功能水處理劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)15-20%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)6-10%，乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)10-14%，2-羥基膦�；宜�(HPAA)4-6%，異噻唑啉酮15-20%，苯駢三氮唑(BTA)0.8-1.5%，30%氫氧化鈉1-2%，余為反滲透水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復(fù)合型多功能水處理劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)15%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸6%，乙二胺四甲叉膦酸鈉10%，2-羥基膦酰基乙酸4%，異噻唑啉酮15%，苯駢三氮唑0.8%，30%氫氧化鈉1.1%，反滲透水48.1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多功能水處理劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)20%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸10%，乙二胺四甲叉膦酸鈉14%，2-羥基膦�；宜�6%，異噻唑啉酮20%，苯駢三氮唑1.5%，30%氫氧化鈉2%,反滲透水26.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多功能水處理劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)18%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸8%，乙二胺四甲叉膦酸鈉12%，2-羥基膦�；宜�5%，異噻唑啉酮17%，苯駢三氮唑1.2%，30%氫氧化鈉1.6%,反滲透水37.2%。
9.一種制備如權(quán)利要求5-8任一所述的復(fù)合型多功能水處理劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：
a)根據(jù)權(quán)利要求5-8任一所述的重量百分比稱取原料;
b)苯駢三氮唑(BTA)溶解方法：將30%氫氧化鈉中加入部分步驟a)中稱取的反滲透水進(jìn)行稀釋，然后加入苯駢三氮唑(BTA)，攪拌至全溶，其中，反滲透水的加入量為30%氫氧化鈉用量的3-5倍;
將剩余的反滲透水加入釜中，開動(dòng)攪拌，再依次加入三元共聚物(AA-APAG-AS)，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)，2-羥基膦�；宜�(HPAA)，異噻唑啉酮，最后加入溶解好的苯駢三氮唑(BTA);
其中，苯駢三氮唑和30%氫氧化鈉的比例為1:(1-2);
c)加完各組分后，在室溫下繼續(xù)攪拌30～40min，過濾，灌裝即得復(fù)合型多功能水處理劑產(chǎn)品。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求5-8任一所述的復(fù)合型多功能水處理劑的應(yīng)用，其特征是，所述復(fù)合型多功能水處理劑使用濃度為25-50mg/L。
說明書
三元共聚物和含該共聚物的多功能水處理劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種三元共聚物及其制備，還涉及一種含該共聚物的具有阻垢、分散、緩蝕和殺菌滅藻的多功能水處理劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
工業(yè)冷卻水的用量很大，大約占總用水量的75%以上。水資源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源之一，為節(jié)約用水，需對工業(yè)冷卻水進(jìn)行處理并循環(huán)利用。工業(yè)循環(huán)冷卻水的處理，通常分別使用阻垢劑、分散劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑等。這樣往往導(dǎo)致加藥設(shè)備增多，操作繁瑣，費(fèi)用增大，有時(shí)還會(huì)因處理劑間的相互作用產(chǎn)生凝膠，降低藥劑使用效果。為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，滿足市場的需求，多功能水處理劑應(yīng)運(yùn)而生。我們通過理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通過膦�；⒘u基、醚基、磺酸基等不同單體搭配組合，使其具有溶限效應(yīng)，協(xié)同效應(yīng)和增加產(chǎn)品穩(wěn)定性等，并能將硬度轉(zhuǎn)變成濁度，分散難溶的微粒，減少或控制其聚集成垢，達(dá)到高硬、高堿、高濁度下不結(jié)垢。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種由由烯丙基烷撐二醇(APAG),丙烯酸(AA)和烯丙基磺酸鈉(AS)，通過自由基共聚合制得的三元共聚物，還提供了一種含有該三元共聚物的既可適用于高硬、高堿、高濁度的三高水質(zhì)，又可通過增減投加濃度適用于低硬度、高濁度的腐蝕性水質(zhì)，同時(shí)兼具優(yōu)異的阻垢、分散、緩蝕和殺菌滅藻于一體的多功能水處理劑及其制備方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：
一種三元共聚物，其特征是，由烯丙基烷撐二醇(APAG),丙烯酸(AA)和烯丙基磺酸鈉(AS)，通過自由基共聚合制得。
進(jìn)一步的，由以下重量百分比的原料制成：
烯丙基聚烷撐二醇(APAG)33%～37%，丙烯酸(AA)3.0%～5.0%，烯丙基磺酸鈉(AS) 1.5%～2.5%，巰基乙酸0.08%～0.11%，過硫酸鈉(NaPS)0.12%～0.16%，氫氧化鈉(NaOH) 1.2%～1.7%，其余為反滲透水。
本發(fā)明還提供了一種上述三元共聚物的制備方法，其特征是，包括以下步驟：
(1)按照上述的重量百分比稱取原料;
(2)取稱取的部分用反滲透水配制以下溶液
�、倥渲茲舛葹�23%的過硫酸鈉水溶液，待用;
②配制濃度為60%的丙烯酸水溶液，待用;
③配制濃度為0.91%的巰基乙酸水溶液，待用;
�、芘渲茲舛葹�5%的氫氧化鈉水溶液，待用;
(3)在反應(yīng)釜內(nèi)加入除步驟(2)中所用反滲透水外，剩余的反滲透水，作為打底用水;
(4)開動(dòng)反應(yīng)釜的攪拌，室溫下加入烯丙基聚烷撐二醇，溶解后再加入烯丙基磺酸鈉攪勻;
(5)釜內(nèi)物料升溫到55℃，一次性加入濃度為23%的過硫酸鈉水溶液;
(6)釜內(nèi)物料為60±3℃時(shí)，同步滴加濃度為60%的丙烯酸水溶液和濃度為0.91%的巰基乙酸水溶液，于3-3.5小時(shí)內(nèi)同步滴完;
(7)釜內(nèi)物料控溫60±3℃陳化1小時(shí)后，降溫到50℃進(jìn)行中和;
(8)控溫50℃±5℃，用5%濃度的NaOH水溶液中和到PH值6.0-7.0;
(9)降溫到40℃以下出料，制得三元共聚物AA-APAG-AS。
按液體粘度測定法(GB/T22235-2008)測得特性粘度ηsp0.06-0.07dl/g，數(shù)均分子量 Mn2500-3500之間。
本發(fā)明還提供了一種上述的三元共聚物的應(yīng)用;其特征是，在阻垢分散劑、顏料分散劑、陶瓷分散劑、造紙分散劑、水泥減水劑、洗滌助劑、化纖上漿劑、金屬材料淬火劑中的應(yīng)用。
本發(fā)明還另外提供了一種復(fù)合型多功能水處理劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)15-20%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)6-10%，乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)10-14%，2-羥基膦酰基乙酸(HPAA)4-6%，異噻唑啉酮15-20%，苯駢三氮唑(BTA)0.8-1.5%，30%氫氧化鈉1-2%，余為反滲透水。
進(jìn)一步的，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)15%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸6%，乙二胺四甲叉膦酸鈉10%，2-羥基膦�；宜�4%，異噻唑啉酮15%，苯駢三氮唑0.8%，30%氫氧化鈉1.1%，反滲透水48.1%。
進(jìn)一步的，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)20%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸10%，乙二胺四甲叉膦酸鈉14%，2-羥基膦�；宜�6%，異噻唑啉酮20%，苯駢三氮唑1.5%，30%氫氧化鈉2%,反滲透水26.5%。
進(jìn)一步的，由以下重量百分比的原料制成：
三元共聚物(AA-APAG-AS)18%，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸8%，乙二胺四甲叉膦酸鈉12%，2-羥基膦�；宜�5%，異噻唑啉酮17%，苯駢三氮唑1.2%，30%氫氧化鈉1.6%,反滲透水37.2%。
本發(fā)明另外提供了一種上述的復(fù)合型多功能水處理劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
a)根據(jù)上述的重量百分比稱取原料;
b)苯駢三氮唑(BTA)溶解方法：將30%氫氧化鈉中加入部分步驟a)中稱取的反滲透水進(jìn)行稀釋，然后加入苯駢三氮唑(BTA)，攪拌至全溶，其中，反滲透水的加入量為30%氫氧化鈉用量的3-5倍。
將剩余的反滲透水加入釜中，開動(dòng)攪拌，再依次加入三元共聚物(AA-APAG-AS)，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)，2-羥基膦�；宜�(HPAA)，異噻唑啉酮，最后加入溶解好的苯駢三氮唑(BTA);
其中，苯駢三氮唑和30%氫氧化鈉的比例為1:(1-2);
c)加完各組分后，在室溫下繼續(xù)攪拌30～40min，過濾，灌裝即得復(fù)合型多功能水處理劑產(chǎn)品。
上述的復(fù)合型多功能水處理劑的應(yīng)用，其特征是，所述復(fù)合型多功能水處理劑使用濃度為25-50mg/L。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)：
(1)三元共聚物AA-APAG-AS的分子設(shè)計(jì)。
(2)多功能水處理劑的配方設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的有益效果：
(1)本發(fā)明在三元共聚物中引入烯丙基聚烷撐二醇和官能團(tuán)羧基、磺酸基、醚基等，可使成垢離子高度分散，生成流態(tài)化的水渣，隨排污排放。
(2)本發(fā)明的復(fù)合型多功能水處理劑中引入配伍性能良好的阻垢、分散、緩蝕、殺菌滅藻劑等低界面張力組分，使藥劑更容易與金屬表面結(jié)合，有效阻止成垢離子及生物粘泥與金屬表面的粘附，從而達(dá)到阻垢、分散、緩蝕、殺菌滅藻的目的。
(3)本發(fā)明提供的復(fù)合型多功能水處理劑，用于處理工業(yè)循環(huán)冷卻水，可預(yù)防工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由于菌藻所產(chǎn)生的生物粘泥，避免由其導(dǎo)致的結(jié)垢腐蝕等問題。還可對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、氫氧化鐵、氫氧化鋅等水垢的形成有良好的抑制作用和良好的緩蝕性能及殺菌滅藻效果。
(4)本發(fā)明提供的復(fù)合型多功能水處理劑具有使用水質(zhì)范圍廣，化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性高，易生物降解，既可適用于三高水質(zhì)(在高硬、高堿、高濁度的條件下阻垢效果達(dá)90%以上，無需用硫酸調(diào)pH和解垢，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)水、長時(shí)期安全運(yùn)行)，也可用于低硬度、高濁度的腐蝕性水質(zhì)。
(5)本發(fā)明提供的復(fù)合型多功能水處理劑屬易生物降解的低磷綠色環(huán)保型多功能水處理劑;兼具阻垢、分散、緩蝕、殺菌滅藻于一體的多功能作用，避免了繁瑣操作，減少了設(shè)備，降低了費(fèi)用。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例，實(shí)施例不應(yīng)視作對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
