专利名称：一种荧光标识无磷环保型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、无氮且可生物降解的荧光标识环保型聚醚多功能水处理剂(APEY-PA)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，同时可以实现无磷水处理剂的在线检测和自动给药。
背景技术：
目前研究较多且阻垢缓蚀效果较好的水处理剂多 为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(AMP)及2-膦酸丁烷_ 1，2，4 -三羧酸(PBTC)等，虽然此类水处理剂有优异的抑制碳酸钙沉积性能和较好的缓蚀性能，但是由于HEDP、PBTC等因为相对分子质量较小(〈600)，功能基团较少，对磷酸钙垢和氧化铁颗粒的抑制和分散作用差，对锌盐的稳定性较差，在含有高钙和高铁的水质中易形成难溶于水的有机磷酸钙和有机磷酸铁，影响了它的应用。最重要的是此类水处理剂大量并广泛的使用，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，环境问题日益受到人们的重视，再加上环保法规的日益严格，开发低磷和无磷水处理是21世纪的大势所趋。现在研究较多的是无磷水处理剂是羧酸类水处理剂，如聚丙烯酸(PAA)、聚环氧琥珀酸(PESA)等，虽然美国专利5062962和5147555表明PESA对CaCO3和CaSO4有较好的阻垢效果，但是阻磷酸钙的效果很差，并且分散铁的能力较差，此外此类水处理剂的缓蚀性能一般。美国Betz公司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)，阻Ca3 (PO4) 2的效率明显提高，且AA-APES对水硬度、悬浮物、温度有更高的承受力，是最新一代阻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氮元素且阻硫酸钙垢效果较差。中国专利CN101003410A公开了一种无磷的烯丙氧基聚醚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。此外，无磷水处理剂一大缺点是由其结构中不含磷从而无法用常用的钥酸铵分光光度法检测，从而无法对水处理药剂的浓度进行在线检测和自动给药。荧光标识聚合物的出现为工业循环冷却水处理中的微量分析提供了一种快速准确的新方法，由于其结构分子中含有荧光基团，可通过对荧光标识的物质的测定十分迅速和方便地获得其在体系内的药剂浓度，从而实现对系统准确的检测和给药控制，这样就可避免因水中药剂检测不准确造成腐蚀、结垢等不利因素，可以更好的对水处理药剂进行在线检测和自动给药。大大提高了生成效率和控制的准确度。因此开发一种荧光标识绿色环保型多功能水处理药剂，在水处理应用中将产生巨大的经济效益和社会环境效益。本发明采用马来酸酐开环绿色反应工艺制得聚醚羧酸反应单体，进而和含乙烯基不饱和双键单体以及含有芘类荧光基团的烯丙氧基单体共聚制备了一种荧光标识的无磷非氮且可生物降解的绿色环保型聚醚多功能水处理剂。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种荧光标识无磷环保型聚醚水处理剂(APEY-PA)及其制备方法，该水处理剂可生物降解，并具有优异的阻垢、分散和缓蚀性能，是一种环境友好且能够实现在线检测和自动给药的聚醚水处理剂。技术方案本发明的荧光标识无磷环保型聚醚水处理剂(APEY-PA)是以聚醚羧酸反应单体、含乙烯基不饱和双键的单体及8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸钠荧光单体进行自由基共聚而得，其结构通式为
权利要求
1.一种荧光标识无磷环保型聚醚水处理剂，其特征在于该水处理剂以聚醚羧酸反应单体、含乙烯基不饱和双键的单体及8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸钠荧光单体进行自由基共聚而得，其结构通式为u I I T^H_CH++Ai7tCH2—〒叶T-f CH-CK^ A ^ CH2- CH-^I^H2I h2O-[-CH2CH2O-I^ C=OCpH2°T"TS°3fSiaNaO3Sv^rOW NaO3S人^ SO3NaNa03SAAs03Na 其中A是含乙烯基不饱和双键单体聚合后的重复结构单元，聚合度X为1飞000，聚合度y为I 5000，聚合度z为I 5000，聚合度n为I 5000，聚合度p为I 5000，聚合度q为I 5000，重复单元m为I 100。
2.一种如权利要求I所述的荧光标识无磷环保型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. I 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的马来酸酐加入反应釜中，5(Tl50°C下反应0. 5 10h，得聚醚羧酸反应单体；将温度调至6(T95°C后，加入0. I飞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. OOfO. 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸钠荧光单体、0. oro. 5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的无机引发剂、3 25倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的水，混匀后继续在6(T95°C下反应0. 5 10h，冷至室温，制得5 80wt %荧光标识无磷环保型聚醚多功能水处理剂。
3.根据权利要求2所述的一种荧光标识无磷环保型聚醚水处理剂的制备方法，其特征在于该制备方法中所述的含乙烯基不饱和双键的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、马来酸、衣康酸、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所述的一种荧光标识无磷环保型聚醚水处理剂的制备方法，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、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
一种荧光标识无磷环保型聚醚水处理剂(APEY-PA)涉及一种无磷、无氮、可生物降解且能够实现在线检测和自动给药的绿色环保型聚醚多功能水处理剂(APEY-PA)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、含乙烯基不饱和双键的单体及8-烯丙氧基-1,3,6-芘三磺酸钠荧光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聚合后的重复结构单元，聚合度x为1~5000，聚合度y为1~5000，聚合度z为1~5000，聚合度n为1~5000，聚合度p为1~5000，聚合度q为1~5000，重复单元m为1~100。
文档编号C02F5/10GK102786152SQ201210270398
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者凌磊, 刘亚辉, 刘广卿, 吴文导, 周钰明, 姚清照, 孙伟, 曹科, 王虎传, 黄镜怡 申请人:东南大学