CN104229967A - 一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于：它由单独存放的蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液组成，在使用时蒙脱石改性三聚氰胺溶液与壳聚糖的乙酸溶液的体积比为1:0.2-1.0。所述的蒙脱石改性三聚氰胺溶液是将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石溶液按两者的质量比为1-5：1混合，在温度40-50℃的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为1.8-2.2，陈化。本发明的漆雾凝聚剂，对漆雾处理效率高达95%以上；原料来源广泛，价格便宜，处理含漆废水用量少，性价比优势明显；配制工艺简单，处理喷漆废水操作方便，程序简单。

Description

一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂

技术领域

本发明属于油漆废水处理领域，涉及一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂及其在油漆废水处理中的应用。

背景技术

随着现代化学的飞速进步，絮凝剂的研制越来越受到重视，现在絮凝剂的研发呈现出向高分子，复合多功能型的方向发展，聚硅酸改性在这方面表现的尤为突出。

目前主要的混凝剂分为有机和无机两类，以有机的絮凝剂为主。有机絮凝剂具有用量少，絮凝能力强，使用pH 范围大，沉淀效果好等多种优点，但是该物质价格较高，且残余单体是具有生物毒性的，有些还有“三致”效应( 致畸、致癌、致突变)，因此对于有机絮凝剂的使用安全问题一直是技术瓶颈，如何研制出一种安全高效的新型漆雾凝聚剂是目前急待解决的重要课题。

壳聚糖作为一种新型的有机高分子天然多糖，在絮凝剂领域等达到了广泛的应用。其特点在于有机天然高分子多糖与无机的多孔矿物材料之间可形成化学架桥，中和并降低了胶体微粒的表面电荷，压缩了胶体微粒的双电层，使胶体微粒凝聚脱稳，更易絮凝沉降。

中国专利“聚合硅酸- 硫酸铝及其生产工艺”(公开号CN 1082006A) 通过直接提高Al₂O₃ 的浓度来提高絮凝剂的稳定性和絮凝效果。但其时间持续时间长，所需要的能源消耗相对较高，需要对其制备工艺进行改进和提高。

中国专利“聚合硅酸氯化铝及其制备工艺”(公开号CN 1915851A) 中通过一系列反应最终制备得到聚合硅酸氯化铝。铝酸钙粉的硅和铝在盐酸中溶出，该工艺反应过程繁琐，制备成本较高，需要进一步提高其性价比。

为此我们以蒙脱石改性三聚氰胺为主要原料制备出了一种具有明显的经济与环境效益的新型漆雾凝聚剂，其在原料组成和制备工艺上都较传统漆雾凝聚剂明显不同，制备工艺简单，路线短，性能稳定，产品的性价比和安全性比目前已有的产品更高，更具市场竞争力。

发明内容

 本发明的发明目的在于克服传统絮凝剂存在的不足而提供一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂。其成本低，漆雾去除率高。

本发明的另一目的是提供上述一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于它由单独存放的蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液组成，在使用时蒙脱石改性三聚氰胺溶液与壳聚糖的乙酸溶液的体积比为1:0.2-1.0。

按上述方案，所述的蒙脱石改性三聚氰胺溶液是将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石溶液按两者的质量比为1-5：1混合，在温度40-50℃的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为1.8-2.2，陈化。

按上述方案，所述的三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物是将三聚氰胺，尿素和甲醛按其质量比为1：1：1-5混合，升温至45-85℃，调节pH在7-9之间，待三聚氰胺全部溶解后，加酸调节pH为2.0-4.5，继续反应2-6h，制得的澄清透明溶液；

按上述方案，所述的调节用酸为无机酸，如硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸、高氯酸中的一种或两种以上按任意配比的混合物。

按上述方案，所述的蒙脱石溶液是将碳酸氢钠、聚合氯化铝、蒙脱石和水按质量比为1:4:5-10:85-90制得的蒙脱石水溶液。

按上述方案，所述的壳聚糖的乙酸溶液的组成按质量百分含量计：

壳聚糖                        0.4-1.6%；

质量百分浓度1-5%的乙酸的水溶液                         98.4-99.6%。

其可按以下方法配制：将壳聚糖与乙酸的水溶液按比例混合均匀，将反应温度控制在16-28℃之间，搅拌反应时间1.5-3小时而得。

上述蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂中的应用，其特征在于：将含漆雾的工业水pH值调节为8-9；加入蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂中的蒙脱石改性三聚氰胺溶液，搅拌；加入蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂中的壳聚糖的乙酸溶液，搅拌至漆渣上浮，静置；进行漆渣打捞。

按上述方案，所述蒙脱石改性三聚氰胺溶液、壳聚糖的乙酸溶液和含漆雾的工业水的质量比为1：0.2-1.0：800-1000。

按上述方案，所述含漆雾的工业水中所含漆雾的质量百分含量为1%-5%。

本发明中由三聚氰胺，尿素和醛类物质按设定比例经羟甲基化反应，进而经缩合反应生成的聚合物经蒙脱石改性即催化聚合后形成的蒙脱石改性三聚氰胺溶液稳定性高，可以解除油漆的粘性，并吸附漆雾形成凝聚粒子，然后在碰撞作用下，这些凝聚粒子又凝聚成初絮体，使之不能粘附堵塞循环管道；壳聚糖的乙酸溶液能够在静电引力、范德华力和氢键力等作用下与胶粒发生吸附桥连作用，而可通过吸附-电中和作用，桥联作用和沉析物卷扫作用等，使初絮体变成块状的絮凝物，便于打捞，实现漆水分离。

本发明的有益效果：

1、本发明的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，对漆雾处理效率高达95%以上；

2、本发明的漆雾凝聚剂原料来源广泛，价格便宜，处理含漆废水用量少，性价比优势明显；

3、本发明的漆雾凝聚剂配制工艺简单，处理喷漆废水操作方便，程序简单。

具体实施方式

实施例1

1.蒙脱石改性三聚氰胺溶液的制备：

    按反应物质量比为：三聚氰胺：尿素：甲醛=1：1：1，升温至45℃，调节pH到7.0，待三聚氰胺全部溶解后，加硫酸调节pH为2，继续反应2h，制得澄清透明溶液即三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物；

按质量比为碳酸氢钠、聚合氯化铝、蒙脱石和水按质量比为1:4:5:90的比例混合均匀后制得蒙脱石的水溶液。

将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石水溶液按两者的质量比为1：1进行混合，在温度40℃ 的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为1.8,陈化，制得蒙脱石改性三聚氰胺溶液。

2.壳聚糖的乙酸溶液的制备：

称取99.6g质量百分浓度为1%的乙酸，加入反应器，在不断搅拌的情况下，加入0.4g壳聚糖，在16℃下搅拌1.5小时，配成壳聚糖质量百分含量0.4%的乙酸溶液；

3.将蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液分别包装，得到蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂。

4.应用：

上述蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用，它包括如下步骤：

将含漆雾的工业水调节pH值为8-9；加入蒙脱石改性三聚氰胺溶液，搅拌；加入壳聚糖的乙酸溶液，搅拌至漆渣上浮，静置；进行漆渣打捞，其中加入的蒙脱石改性三聚氰胺溶液、壳聚糖的乙酸溶液、含漆雾的工业水的质量比为1：0.2：800。所述含漆雾的工业水中工业水所含漆雾的质量百分含量为1%。

经测定，该漆雾凝聚剂的漆雾去除率达到95.70%。

实施例2

    1.蒙脱石改性三聚氰胺溶液的制备：

    按反应物质量比为：三聚氰胺：尿素：甲醛=1：1：2，升温至55℃，调节pH到7.5，待三聚氰胺全部溶解后，加硫酸调节pH为2.5，继续反应3h，制得澄清透明溶液即三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物；

按质量比为碳酸氢钠、聚合氯化铝、蒙脱石和水按质量比为1:4:6:89的比例混合均匀后制得蒙脱石水溶液。

将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石溶液按两者的质量比为2：1进行混合，在温度42℃ 的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为1.9,陈化，制得蒙脱石改性三聚氰胺溶液。

    2.壳聚糖的乙酸溶液的制备：

称取99.2g质量百分浓度为3%的乙酸，加入反应器，在不断搅拌的情况下，加入0.8g壳聚糖，在20℃下搅拌2.0小时，配成壳聚糖质量百分含量0.8%的乙酸溶液；

3.将蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液分别包装，得到蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂。

4.应用：

上述蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用，它包括如下步骤：

将含漆雾的工业水调节pH值为8-9；加入蒙脱石改性三聚氰胺溶液，搅拌；加入壳聚糖的乙酸溶液，搅拌至漆渣上浮，静置；进行漆渣打捞，其中加入的蒙脱石改性三聚氰胺溶液、壳聚糖的乙酸溶液、含漆雾的工业水的质量比为1：0.4：850。所述含漆雾的工业水中工业水与所含漆雾的质量百分含量为2%。

经测定，该漆雾凝聚剂的漆雾去除率达到95.50%。

实施例3

    1.蒙脱石改性三聚氰胺溶液的制备：

    按反应物质量比为：三聚氰胺：尿素：甲醛=1：1：3，升温至65℃，调节pH到8.0，待三聚氰胺全部溶解后，加硫酸调节pH为3.0，继续反应4h，制得澄清透明溶液即三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物；

按质量比为碳酸氢钠、聚合氯化铝、蒙脱石和水按质量比为1:4:7:88的比例混合均匀后制得蒙脱石的水溶液。

将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石溶液按两者的质量比为3：1进行混合，在温度45℃ 的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为2.0,陈化，制得蒙脱石改性三聚氰胺溶液。

    2.壳聚糖的乙酸溶液的制备：

称取98.8g质量百分浓度为4%的乙酸，加入反应器，在不断搅拌的情况下，加入1.2g壳聚糖，在24℃下搅拌2.5小时，配成壳聚糖质量百分含量1.2%的乙酸溶液；

3.将蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液分别包装，得到蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂。

4.应用：

上述蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用，它包括如下步骤：

将含漆雾的工业水调节pH值为8-9；加入蒙脱石改性三聚氰胺溶液，搅拌；加入壳聚糖的乙酸溶液，搅拌至漆渣上浮，静置；进行漆渣打捞，其中加入的蒙脱石改性三聚氰胺溶液、壳聚糖的乙酸溶液、含漆雾的工业水的质量比为1：0.6：900。所述含漆雾的工业水中所含漆雾的质量百分含量为3%。

经测定，该漆雾凝聚剂的漆雾去除率达到95.20%。

实施例4

    1.蒙脱石改性三聚氰胺溶液的制备：

    按反应物质量比为：三聚氰胺：尿素：甲醛=1：1：4，升温至75℃，调节pH到8.5，待三聚氰胺全部溶解后，加硫酸调节pH为3.5，继续反应5h，制得澄清透明溶液即三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物；

按质量比为碳酸氢钠、聚合氯化铝、蒙脱石和水按质量比为1:4:9:86的比例混合均匀后制得蒙脱石的水溶液。

将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石溶液按两者的质量比为4：1进行混合，在温度50℃ 的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为2.1,陈化，制得蒙脱石改性三聚氰胺溶液。

    2.壳聚糖的乙酸溶液的制备：

称取98.4g质量百分浓度为5%的乙酸，加入反应器，在不断搅拌的情况下，加入1.6g壳聚糖，在28℃下搅拌3.0小时，配成壳聚糖质量百分含量1.6%的乙酸溶液；

3.将蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液分别包装，得到蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂。

4.应用：

上述蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用，它包括如下步骤：

将含漆雾的工业水调节pH值为8-9；加入蒙脱石改性三聚氰胺溶液，搅拌；加入壳聚糖的乙酸溶液，搅拌至漆渣上浮，静置；进行漆渣打捞，其中加入的蒙脱石改性三聚氰胺溶液、壳聚糖的乙酸溶液、含漆雾的工业水的质量比为1：0.8：950。所述含漆雾的工业水中所含漆雾的质量百分含量为4%。

经测定，该漆雾凝聚剂的漆雾去除率达到95.50%。

实施例5

    1.蒙脱石改性三聚氰胺溶液的制备：

    按反应物质量比为：三聚氰胺：尿素：甲醛=1：1：5，升温至85℃，调节pH到9.0，待三聚氰胺全部溶解后，加硫酸调节pH为4.0，继续反应6h，制得澄清透明溶液即三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物；

按质量比为碳酸氢钠、聚合氯化铝、蒙脱石和水按质量比为1:4:10:85的比例混合均匀后制得蒙脱石的水溶液。

将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石溶液按两者的质量比为5：1进行混合，在温度40℃ 的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为2.2,陈化，制得蒙脱石改性三聚氰胺溶液。

    2.壳聚糖的乙酸溶液的制备：

称取99.6g质量百分浓度为1%的乙酸，加入反应器，在不断搅拌的情况下，加入0.4g壳聚糖，在16℃下搅拌1.5小时，配成壳聚糖质量百分含量0.4%的乙酸溶液；

3.将蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液分别包装，得到蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂。

4.应用：

上述蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用，它包括如下步骤：

将含漆雾的工业水调节pH值为8-9；加入蒙脱石改性三聚氰胺溶液，搅拌；加入壳聚糖的乙酸溶液，搅拌至漆渣上浮，静置；进行漆渣打捞，其中加入的蒙脱石改性三聚氰胺溶液、壳聚糖的乙酸溶液、含漆雾的工业水的质量比为1：1：1000。所述含漆雾的工业水中所含漆雾的质量百分含量为5%。

经测定，该漆雾凝聚剂的漆雾去除率达到96.50%。 

Claims (9)

1.一种蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于：它由单独存放的蒙脱石改性三聚氰胺溶液和壳聚糖的乙酸溶液组成，在使用时蒙脱石改性三聚氰胺溶液与壳聚糖的乙酸溶液的体积比为1:0.2-1.0。

2.根据权利要求1所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于：所述的蒙脱石改性三聚氰胺溶液是将三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物与蒙脱石溶液按两者的质量比为1-5：1混合，在温度40-50℃的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为1.8-2.2，陈化。

3.根据权利要求2所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于：所述的三聚氰胺、尿素和甲醛缩合反应生成的交联聚合物是将三聚氰胺，尿素和甲醛按其质量比为1：1：1-5混合，升温至45-85℃，调节pH在7-9之间，待三聚氰胺全部溶解后，加酸调节pH为2.0-4.5，继续反应2-6h，制得的澄清透明溶液。

4.根据权利要求4所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于：所述的调节用酸为无机酸，如硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸、高氯酸中的一种或两种以上按任意配比的混合物。

5.根据权利要求2所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于：所述的蒙脱石溶液是将碳酸氢钠、聚合氯化铝、蒙脱石和水按质量比为1:4:5-10:85-90制得的蒙脱石水溶液。

6.根据权利要求1或2所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂，其特征在于：所述的壳聚糖的乙酸溶液的组成按质量百分含量计：

壳聚糖                        0.4-1.6%；

质量百分浓度1-5%的乙酸的水溶液                         98.4-99.6%。

7.如权利要求1或2所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂中的应用，其特征在于：将含漆雾的工业水pH值调节为8-9；加入蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂中的蒙脱石改性三聚氰胺溶液，搅拌；加入蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂中的壳聚糖的乙酸溶液，搅拌至漆渣上浮，静置；进行漆渣打捞。

8.根据权利要求7所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用，其特征在于：所述蒙脱石改性三聚氰胺溶液、壳聚糖的乙酸溶液和含漆雾的工业水的质量比为1：0.2-1.0：800-1000。

9.根据权利要求7所述的蒙脱石改性三聚氰胺/壳聚糖漆雾凝聚剂的应用，其特征在于：所述含漆雾的工业水中所含漆雾的质量百分含量为1%-5%。