CN103232571A

CN103232571A - 一种环保型衣康酸聚合物水处理剂的生产方法

Info

Publication number: CN103232571A
Application number: CN2013101184027A
Authority: CN
Inventors: 李悦明; 孙慧彬; 张希铭; 徐建春; 夏修峦
Original assignee: QINGDAO KEHAI BIOLOGICAL CO Ltd
Current assignee: QINGDAO KEHAI BIOLOGICAL CO Ltd
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: CN103232571B

Abstract

本发明提出了一种环保型衣康酸聚合物水处理剂的生产方法，该聚合物由衣康酸、丙烯磺酸钠、丙烯酸和引发剂在水溶液中聚合制得，其制备方法为将选定重量的衣康酸、丙烯磺酸钠加入到选定重量的溶剂水的反应釜中、加热，当温度上升到90℃时，开始流加选定重量份数的丙烯酸和引发剂，丙烯酸和引发剂的加入时间控制在1.5～2h，流加完成后，在90℃保温反应2h，降温出料，制备得到衣康酸聚合物。本发明对制备得到的衣康酸聚合物在高硬度的水质条件下进行试验，按照每1L的处理水中加入10mg的衣康酸聚合物进行测量，其阻垢率即可达到99.5%；该衣康酸聚合物也可作为锅炉、水处理系统的防垢剂。

Description

一种环保型衣康酸聚合物水处理剂的生产方法

技术领域

本发明涉及一种衣康酸的聚合物，具体涉及一种环保型衣康酸聚合物水处理剂的生产方法。

背景技术

20世纪80年代以来，随着人们对环保意识的日益加强，“绿色化学”及其技术的应用已经成为环境保护和防止污染的重要方面，“绿色药剂”已被提出并成为21世纪水处理剂的发展方向，阻垢剂的生产技术由单一的磷系向多元化发展。其中有机酸共聚物水处理剂因含磺酸基团，弱羧酸基团，非离子基团等这些官能团在阻垢分散方面起着各不相同的作用。弱酸基团对难溶盐微晶的活性部分有着强的吸附作用，从而起到低剂量效应抑制结晶产生。而非离子基团对悬浮物有着较强的吸附作用，并将其分散在水中。这些基团经有效结合产生协同效应，使药剂具有良好的阻垢分散性能。

衣康酸为无毒生物制品，是近年来开发的新型化工原料。衣康酸分子中不但含有碳-碳双键官能团，而且在双键的两侧分别连有一个羧基，后者赋予衣康酸共聚物优良的负电分散性能，因此低分子量的衣康酸类聚合物对于负电胶体分散体系具有很强的分散稳定能力。水分散聚合物及其聚合技术是国际水溶性高分子界的研究热点之一。低分子量的衣康酸共聚物即是水分散聚合物的新型稳定剂。这类新型水处理剂，由于具有阻垢性能好，热稳定性高，无毒或低毒等优点，近年来一直是国内外水处理剂领域的研究热点。

CN102108111A公开了一种聚衣康酸及其制备方法，其所采用的方法是：衣康酸通过与可溶性碱进行不同程度的反应，得到部分中和的衣康酸单体为原料，在引发剂体系下水相聚合得到聚衣康酸。

发明内容

本发明提出了一种衣康酸聚合物及其制备方法，该衣康酸聚合物的制备方法是以衣康酸为主要单体为原料，加入丙烯磺酸钠、丙烯酸和引发剂在水溶液中聚合制得，该聚合物的阻垢率可达99.5%。

本发明的任务之一在于提高一种衣康酸聚合物，其技术方案为：

一种环保型衣康酸聚合物，该聚合物的链节结构用下述通式表示（I）表示，所述聚合物由衣康酸、丙烯磺酸钠、丙烯酸和引发剂在水溶液中聚合制得，该聚合物的阻垢率可达99.5%；

其中，m为2～8中任意整数，n为2～16中任意整数，k为1～8中任意整数。

上述的引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或硫酸铁。

上述的一种环保型衣康酸聚合物，所需原料按照以下重量份数组成：溶剂水100份、衣康酸25～30份、丙烯磺酸钠1～2份、丙烯酸15～25份、引发剂2～5份。

本发明的任务之二在于提供上述的环保型衣康酸聚合物的生产方法，其生产方法包括以下步骤：

将选定重量的衣康酸、丙烯磺酸钠加入到选定重量的溶剂水的反应釜中、加热，当温度上升到90℃时，开始流加选定重量份数的丙烯酸和引发剂，所述丙烯酸和引发剂的加入时间控制在1.5～2h，流加完成后，在90℃保温反应2h，降温出料，制备得到衣康酸聚合物。

上述制备得到的环保型衣康酸共聚物可作为锅炉、水处理系统的防垢剂。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种环保型衣康酸聚合物水处理剂的生产方法，其以衣康酸、溶剂水、丙烯磺酸钠、丙烯酸和引发剂为原料制备得到衣康酸聚合物，由于所选原料衣康酸分子中不但含有碳-碳双键官能团，而且在双键的两侧分别连有一个羧基，所以其制备得到的衣康酸聚合物具有很强的分散稳定能力，又由于衣糠酸为无毒生物制品，采用衣康酸为原料，其制备过程中无毒、无污染，制备得到的衣康酸聚合物水处理剂，具有阻垢性能好、热稳定性高、无毒或低毒等优点，其阻垢率达到99.5%。

具体实施方式

本发明提出了一种环保型衣康酸聚合物水处理剂的生产方法，为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明环保型衣康酸聚合物水处理剂，其所选用原料如下：衣康酸（下称原料A）、丙烯磺酸钠（下称原料B）、丙烯酸（下称原料C）、引发剂（下称原料D）和适应重量的溶剂水，其溶剂水选用去离子水，以选定100公斤溶剂水为例，对各原料选用成分、特性及其选定重量作如下说明：

原料A分子式如下：

其分子内含有两个羧基、一个碳碳双键，其结构决定其极易发生聚合反应，其自身可聚合成：

m可为2、3、5、6、7或8；

由于衣康酸分子中不但含有碳-碳双键官能团，而且在双键的两侧分别连有一个羧基，双键和羧基呈共轭关系，使得衣康酸的性质非常活泼，其自身可以发生聚合反应，也可与不同数目的其它单体发生聚合反应，形成聚合高分子；

原料A选定25公斤、28公斤和30公斤，优选为28公斤。

原料B分子式如下：

CH₂=CH-CH₂-SO₃Na

丙烯磺酸钠在弱酸性、中性、碱性溶液中稳定性极好，并在硬质水中具有良好的乳化、分散、阻垢能力；

原料B选定1公斤、1.5公斤、2公斤。

原料C分子式如下：

CH₂=CH-COOH

众所周知，丙烯酸是一种不饱和羧酸，其与水具有极好的相容性，其易发生聚合反应且聚合速度较快；

原料C选定15公斤、18公斤、22公斤、25公斤，优选为22公斤。

原料D：其所选用的引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或硫酸铁，其优选过硫酸钠；

原料D选定2公斤、4公斤或5公斤，优选为4公斤。

上述原料A、B、C、D及其溶剂水，按照所选定重量可有如下组配方式：

实施例1：

溶剂水100公斤、衣康酸25公斤、丙烯磺酸钠1公斤、丙烯酸18公斤、过硫酸钠2公斤。

实施例2：

溶剂水100公斤、衣康酸28公斤、丙烯磺酸钠1.5公斤、丙烯酸18公斤、过硫酸钠2公斤。

实施例3：

溶剂水100公斤、衣康酸28公斤、丙烯磺酸钠1.5公斤、丙烯酸22公斤、过硫酸钠4公斤。

实施例4：

溶剂水100公斤、衣康酸:30公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸22公斤、过硫酸钠4公斤。

实施例5：

溶剂水100公斤、衣康酸:30公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸22公斤、过硫酸钠5公斤。

实施例6：

溶剂水100公斤、衣康酸:25公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸22公斤、过硫酸钠5公斤。

实施例7：

溶剂水100公斤、衣康酸:25公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸18公斤、过硫酸钠5公斤。

实施例8：

溶剂水100公斤、衣康酸:25公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸25公斤、过硫酸钠5公斤。

实施例9：

溶剂水100公斤、衣康酸:25公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸25公斤、过硫酸钾5公斤。

实施例10：

溶剂水100公斤、衣康酸:25公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸25公斤、硫酸铁2公斤。

实施例11：

溶剂水100公斤、衣康酸:28公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸22公斤、过硫酸钠4公斤。

实施例12：

溶剂水100公斤、衣康酸:28公斤、丙烯磺酸钠2公斤、丙烯酸22公斤、硫酸铁4公斤。

上述例子仅对各原料重量配比及成分配伍组合的一部分进行说明，参照上述例子及结合前述给出的重量及其成分关系可实现易见的不同组合的实现方式。

上述实施例1衣康酸聚合物的制备方法：

将称量好的衣康酸25公斤、丙烯磺酸钠1公斤加入到溶剂水100公斤的反应釜中、加热，当温度上升到90℃时，开始流加丙烯酸18公斤和过硫酸钠2公斤，丙烯酸和过硫酸钠的加入时间控制在1.5h，流加完成后，在90℃保温反应2h，降温出料，制备得到衣康酸聚合物。上述实施例3衣康酸聚合物的制备方法：

将衣康酸28公斤、丙烯磺酸钠1.5公斤加入到溶剂水100公斤的反应釜中、加热，当温度上升到90℃时，开始流加选定重量份数的丙烯酸22公斤和过硫酸钠4公斤，丙烯酸和过硫酸钠的加入时间控制在2h，流加完成后，在90℃保温反应2h，降温出料，制备得到衣康酸聚合物。

上述实施例9衣康酸聚合物的制备方法：

将衣康酸25公斤、丙烯磺酸钠2公斤加入到溶剂水100公斤的反应釜中、加热，当温度上升到90℃时，开始流加选定重量份数的丙烯酸25公斤和过硫酸钾5公斤，丙烯酸和过硫酸钾的加入时间控制在2h，流加完成后，在90℃保温反应2h，降温出料，制备得到衣康酸聚合物。

上述实施例12衣康酸聚合物的制备方法：

将衣康酸28公斤、丙烯磺酸钠2公斤加入到溶剂水100公斤的反应釜中、加热，当温度上升到90℃时，开始流加选定重量份数的丙烯酸22公斤和硫酸铁4公斤，丙烯酸和硫酸铁的加入时间控制在1.5h，流加完成后，在90℃保温反应2h，降温出料，制备得到衣康酸聚合物。

其它所举例子的制备方法和未举例子的制备方法，在上述四个制备方法的指引下能显而易见的实现，此处不再冗述。

本发明所制备得到的衣康酸聚合物，其链节结构用下述通式表示：

本发明制备得到的衣康酸聚合物，可作为水的处理剂，对制备得到的衣康酸聚合物在高硬度的水质条件下进行试验，按照每1L的处理水中加入10mg的衣康酸聚合物进行测量，其阻垢率即可达到99.5%；本发明制备得到的衣康酸聚合物可作为锅炉、水处理系统的防垢剂。

本发明环保型衣康酸聚合物水处理剂的生产方法，具有如下优点：原材料无毒无味，产品对环境友好；利用衣康酸共聚物良好的水溶性和分散性，提高了高分子化合物的溶解性及稳定性；产品生产实现100%的转化，生产过程添加的所有物料均转化成产品，实现了清洁生产；产品在循环水系统使用后，在随污水排放后可完全降解，不会对环境造成二次污染。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种环保型衣康酸聚合物，其特征在于：该聚合物的链节结构用下述通式表示（I）表示，所述聚合物由衣康酸、丙烯磺酸钠、丙烯酸和引发剂在水溶液中聚合制得，该聚合物的阻垢率可达99.5%；

2.根据权利要求1所述的一种环保型衣康酸聚合物，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或硫酸铁。

3.根据权利要求2所述的一种环保型衣康酸聚合物，其特征在于所需原料按照以下重量份数组成：溶剂水100份、衣康酸25～30份、丙烯磺酸钠1～2份、丙烯酸15～25份、引发剂2～5份。

4.如权利要求3所述的一种环保型衣康酸聚合物的生产方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：将选定重量的衣康酸、丙烯磺酸钠加入到选定重量的溶剂水的反应釜中、加热，当温度上升到90℃时，开始流加选定重量份数的丙烯酸和引发剂，所述丙烯酸和引发剂的加入时间控制在1.5～2h，流加完成后，在90℃保温反应2h，降温出料，制备得到衣康酸聚合物。

5.根据权利要求1～3所述的一种环保型衣康酸共聚物，其特征在于：所述衣康酸共聚物可作为锅炉、水处理系统的防垢剂。