CN1923350A - 一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂及其制备方法和应用，所述的分散稳定剂由高分子聚合物与烷基多糖苷水解物复配而成，各组成的重量百分比为：高分子聚合物60－95，烷基多糖苷水解物5－10，水0－30，产品的螯合Ca²⁺值≥150mg/g，分散值≥100mg/g，螯合Fe³⁺≥800mg/g。本发明的高分子聚合物的分子量为500－2000，并且不含“磷”，生产过程中也不使用危险的化学品，耐碱性强，生物降解性好，符合环保要求，螯合能力强、分散性能优越，代表着这类助剂的发展方向。可以在纺织物的印染前处理包括退浆、煮练和漂白及染色、皂洗和软水处理中和电镀行业、水循环行业和石油行业等中使用。

Description

一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂及其制备方法和应用

一、发明领域

本发明涉及一种螯合分散稳定剂及其制备方法和应用，更特别的涉及一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂及其制备方法和应用。

二、背景技术

随着科学技术的高速发展，环境污染已越来越威胁到生态平衡并危及到人类本身的生存环境，这一严重的问题已经引起世界各国的广泛关注，并纷纷采取措施，制定相应的法规，以期防止生态的进一步恶化。对于纺织品各国相继出台了纺织品生态标签和环境法规，例如：Oeko-Tex100、ISO14000系列标准等。而纺织品对环境的影响中纺织印染助剂对生态的影响远远超过纺织品本身，因此对印染企业来说，选择好印染助剂带给企业的不仅是产品质量，同时也为企业降低了三废处理成本，更重要的是给社会和人类带来了进步和健康，而对于助剂研究和生产单位来说，研究和生产环保型纺织助剂是我们的责任和义务，它不仅关系到产品的销售和利润，更关系到单位的存亡和发展以及社会的进步和发展。印染助剂对环境的影响主要是其安全性和生物降解性。其中安全性是产品能否投入生产首要考虑的问题，包含急性和慢性毒性、致癌性、对皮肤的刺激性、致畸性、致变性，以及对水生物毒性和生理效应等；而生物降解性已得到广泛的重视，生物降解性差的印染助剂会积聚起来，从而造成对环境的严重影响。市售的螯合分散稳定剂目前主要的产品为含“磷”的有机膦酸盐类产品，该类螯合分散稳定剂具有螯合能力强，分散性能优越等特点，但此类螯合分散剂在合成过程中主要为以胺类化合物与甲醛、五氧化二磷反应而得，或者是三氯化磷与醋酸或醋酸酐反应而成。五氧化二磷和三氯化磷虽然不是有毒产品，但是是一种危险品，它们在运输和使用过程中均存在不安全因素。胺类化合物与甲醛、五氧化二磷反应制得的产品，还存在未反应的甲醛对环境的污染，而三氯化磷与醋酸或醋酸酐的反应，对设备的耐腐蚀性及密闭性要求均很高。同时此类产品还存在随印染废水排放和流入江河和湖泊以后会造成水域“富营养化”，使藻类过度繁殖，水中含氧量降低，水生动物窒息而亡，导致水生物生态失衡。另外此类螯合分散剂还存在耐碱性差，不能用于高碱条件下的退煮漂一浴一步法等。

三、发明内容

本发明的目的之一是提供一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂。

本发明的目的之二是提供一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的应用。

本发明的这些以及其他目的将通过下列详细说明和描述来进一步阐述。

本发明的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂，由高分子聚合物与烷基多糖苷水解物复配而成，各组成的重量百分比为：

高分子聚合物                                    60-95

烷基多糖苷水解物                                5-10

水                                              0-30

产品的螯合Ca²⁺值≥150mg/g，分散值≥100mg/g，螯合Fe³⁺≥800mg/g。

在本发明的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂中，在高分子聚合物中各组成的用量占单体总质量百分比为：

α-羟基丙烯酸                                    5-10

α-烯烃磺酸盐                                    0.5-2

衣康酸                                           30-50

丙烯酰胺                                         10-15

丙烯酸                                           10-20

甲基丙烯酸                                       0-10

十二硫醇                                         0-5

过氧乙酸                                         5-10

过硫酸钾                                         2.5-6

亚硫酸氢钠                                       3-8。

进一步的，在本发明的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂中，在高分子聚合物中各组成的用量占单体总质量百分比为：

α-羟基丙烯酸                                    5-10

α-烯烃磺酸盐                                    2-5

衣康酸                                           30-60

丙稀酰胺                                         5-15

丙烯酸                                           10-20

甲基丙烯酸                                       0-10

十二硫醇                                         2-5

过氧乙酸                                         5-10

过硫酸钾                                        3-8

亚硫酸氢钠                                      1-7。

在本发明的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂中，所述的高分子聚合物的分子量为500-2000。

本发明的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的制备方法，包括如下步骤：

A、制备α-羟基丙烯酸

在本发明的无磷耐碱高效螯和分散稳定剂中，所述的α-羟基丙烯酸由丙烯酸在催化剂作用下通入氯气得到氯代丙烯酸，然后加入氢氧化钠进行水解，再加硫酸进行中和，最后精制得到α-羟基丙烯酸；

即：将丙烯酸在催化剂作用下通入氯气得到丙烯酸氯化物，然后再加入NaOH水解，水解后加入硫酸中和，精制得到α-羟基丙烯酸；

B、将α-羟基丙烯酸、α-烯烃磺酸盐、衣康酸、丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸在十二硫醇、过氧乙酸和亚硫酸氢钠和过硫酸钾的作用下合成得到高分子聚合物，该聚合物的分子量为500-2000；

C、无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的复配

将上述制备的高分子聚合物、烷基多糖苷水解物和水复配得混合物，然后调pH值＝6-7，再过滤，得最终产品。

较好的是，本发明的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的制备方法，包括如下步骤：

A、原料的精制：将所购原料：α-烯烃磺酸盐、衣康酸、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸等根据原料的性质及含杂情况采用不同的方法(常规方法)进行精制以除去对反应不利的杂质及阻聚物；

B、配制引发剂水溶液：将过硫酸钾加水制成引发剂水溶液；

C、制备α-羟基丙烯酸：

在装有搅拌器、温度计和冷凝管的三口烧瓶中分别加入丙烯酸、催化剂和阻聚剂，在0-20℃，氮气保护下于5-10小时通入氯气，通完后于0-20℃反应24-48小时，然后加入氢氧化钠，升温至50-70℃水解2-3小时，最后加入浓硫酸进行中和，过滤，精制即得α-羟基丙烯酸；

D、在500ml四口烧瓶中加入衣康酸、α-羟基丙烯酸、丙烯酰胺、水及部分丙烯酸和甲基丙烯酸，升温至50-70℃，保温30-60分钟以使原料充分溶解，加入十二硫醇和亚硫酸氢钠以及部分过硫酸钾水溶液，继续升温至80-90℃缓慢分别滴加过氧乙酸、剩余过硫酸钾水溶液、α-烯烃磺酸盐、剩余丙烯酸和甲基丙烯酸、水的混合物，滴加完后将反应物升温到100-120℃反应3-5小时，最后得到分子量在500-2000的高分子聚合物；

E、无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的复配

将上述制备的高分子聚合物、烷基多糖苷(可用中国石化集团金陵石化有限公司研究院生产的APG-0810或APG1214)水解物和水复配得混合物，然后调pH值＝6-7，再过滤，得最终产品。

本发明的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂既可直接用于纺织物的印染前处理(退浆、煮练、漂白)、染色、皂洗、软水处理等中，封闭水中及浴中的Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等金属离子，阻止其对各工序造成的不利影响，同时分散各工序处理下来的杂质及浮色，提高印染加工的质量和产品的档次。还可用于电镀行业、水循环行业、石油行业等作为防垢剂、阻垢剂、缓蚀剂等中起到封锁金属离子的作用，防止和阻止CaCO₃、MgCO₃沉淀的产生，达到防垢和阻垢的目的。另外还可用于耐碱非硅氧漂稳定剂、环保型无泡防沾污净洗剂等的复配！

本发明的产品克服了现有螯合分散稳定剂主要为含“磷”的有机膦酸盐类，该类螯合分散稳定剂具有螯合能力强，分散性能优越，但在合成过程中主要为以胺类化合物与甲醛、五氧化二磷反应而得，或者是三氯化磷与醋酸或醋酸酐反应而成。五氧化二磷和三氯化磷虽然不是有毒产品，但是一种危险品，它们在运输和使用过程中均存在不安全因素，胺类化合物与甲醛、五氧化二磷反应制得的产品，还存在未反应的甲醛对环境的污染，而三氯化磷与醋酸或醋酸酐的反应，对设备的耐腐蚀性及密闭性要求均很高，操作稍有不当易引发安全事故。同时此类产品还存在随印染废水排放和流入江河和湖泊以后会造成水域“富营养化”，使藻类过度繁殖，水中含氧量降低，水生动物窒息而亡，导致水生物生态失衡。另外此类螯合分散剂还存在耐碱性差，不能用于高碱条件下的退煮漂一浴一步法等节能降耗工艺中。

因此本发明产品具有不含对环境不利的“磷”，生产过程中也不使用危险的化学品，耐碱性强，生物降解性好，符合环保要求，螯合能力强、分散性能优越，代表着这类助剂的发展方向。

通过上述方法制得的本发明产品可通过下面的测试方法检测产品的各项性能。

1、含固量的测试

用预先于100-105℃干燥至恒重的称量瓶称取约2克左右的试样(精确至0.0001)，置于100-105℃的电热恒温干燥箱中，烘至恒重，然后移至玻璃干燥器中，冷却30分钟后准确称量。则其含固量为：

含固量＝m₁/m₂×100％

其中：m₁-干燥后试样的质量，克

m₂-干燥前试样的质量，克

2、粘度的测试

采用NDJ-8S数显旋转粘度计测试所合成的粘合剂的粘度。

3、螯合力

3.1：仪器

酸式滴定管(50毫升)，容量瓶(100毫升)，精密天平(万分之一)，锥形瓶(250毫升)，移液管(25毫升，5毫升)，磁力搅拌器。

3.2：溶液

2％的草酸钠溶液，NH₄Cl---NH₃(pH＝10)的缓冲溶液，0.1mol/L的乙酸钙标准溶液。

3.3：步骤

1)、准确称取2克样品(精确至0.0001克)，配成100ml溶液。

2)、移取25ml样液至锥形瓶中，加5滴2％的草酸钠溶液，5mlpH＝10的缓冲液。

3)、用0.1mol/L的乙酸钙标准溶液滴定，直至产生永久性白色沉淀为终点。

3.4：结果

螯合值(A)＝(V_钙C_钙×100)/(G×25/100)

即A＝(V_钙C_钙×400)/G

公式中：C_钙——乙酸钙标准溶液的浓度，摩尔/升

V_钙——样液消耗乙酸钙标准溶液的体积，毫升

G——样品重量，克

A——样品的螯合值

注意：滴定时，要用磁力搅拌器进行搅拌，以保证混合均匀。

4、分散力

4.1：仪器

酸式滴定管(50毫升)，容量瓶(100毫升)，精密天平(万分之一)，锥形瓶(250毫升)，移液管(25毫升，10毫升)，量筒(50毫升)，磁力搅拌器。

4.2：溶液

10％的碳酸钠溶液，0.1mol/L的乙酸钙标准溶液。

4.3：步骤：

1)、准确称取4克样品(精确至0.0001克)，配成100ml溶液。

2)、移取25ml样液至锥形瓶中，加入10？的碳酸钠溶液10ml和30ml的去离子水。

3)、用0.1mol/L的乙酸钙标准溶液滴定，直至产生永久性白色沉淀为终点。

4)、同时做空白实验。

注意：在滴加过程中，要保持不小于3秒一滴的平均滴定速度，并要充分搅动。

4.4：结果

分散力(F)＝(V₁-V₀)C×100/(G×25/100)

即F＝(V₁-V₀)C×400/G

公式中：C——乙酸钙标准溶液的浓度，摩尔/升

V₀——空白消耗乙酸钙标准溶液体积，毫升

V₁——样液消耗乙酸钙标准溶液的体积，毫升

G——样品重量，克

F——样品的分散值

注意：滴定时，要用磁力搅拌器进行搅拌，以保证混合均匀。

5、三价铁离子螯合值测定

5.1：仪器

酸式滴定管(50毫升)，容量瓶(100毫升)，精密天平(万分之一)，锥形瓶(250毫升)，移液管(10毫升)，磁力搅拌器。

5.2：溶液

30％的氢氧化钠溶液，每升含1克铁的三价铁标准溶液。

5.3：步骤：

1)、准确称取1克样品(精确至0.0001克)，配成100ml溶液。

2)、移取10ml样液至锥形瓶中，用30％的氢氧化钠溶液调节pH值为12。

3)、用每升含1克铁的三价铁标准溶液滴定，直至产生永久性混浊为终点(注意：滴定过程中，若pH值变化，应加入30％的氢氧化钠溶液调节，使pH值保持在12。)

5.4：结果

每克螯合剂络合三价铁离子的毫克数，即为标准溶液滴定时所消耗的毫克数。

螯合力(A)＝V/(G×10/100)

即A＝V×10/G

公式中：V——样液消耗三价铁标准溶液的体积，毫升

G——样品重量，克

A——样品的螯合值

注意：滴定时，要用磁力搅拌器进行搅拌，以保证混合均匀。

6、标准溶液的配制

6.1：0.1mol/L的乙酸钙标准溶液

6.1.1：乙酸钙标准溶液的配制

准确称取乙酸钙17.618克，将其在110℃下干燥五个小时至恒重，然后溶于蒸馏水，稀释至1升，即得0.1mol/L的乙酸钙标准溶液。

6.1.2：乙酸钙标准溶液的标定

用单标移液管吸取乙酸钙标准溶液20毫升，置于250毫升锥形瓶中，加NH₄Cl---NH₃(pH＝10)缓冲溶液5毫升，铬黑T指示剂5滴，摇匀。然后用0.1mol/L EDTA标准溶液滴定，滴至溶液由红色转变为紫色，再变为纯蓝色即为终点。

则C_乙酸钙＝C_EDTAV_EDTA/V_乙酸钙 mol/L

式中：C_乙酸钙——乙酸钙标准溶液的浓度，摩尔/升

C_EDTA——EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升

V_EDTA——乙酸钙标准溶液消耗的EDTA溶液体积，毫升

V_乙酸钙——乙酸钙标准溶液的体积，毫升

6.2：2％的草酸钠溶液

准确称取1克草酸钠，加入49毫升蒸馏水，充分溶解，即得2％的草酸钠溶液。

6.3：NH₄Cl---NH₃(pH＝10)的缓冲溶液

准确称取5.4克氯化铵，加入65毫升分析纯氨水，然后用蒸馏水稀释至600毫升，即得NH₄Cl---NH₃(pH＝10)的缓冲溶液。

6.4：10％的碳酸钠溶液

准确称取10克碳酸钠，加入90毫升蒸馏水，充分溶解，即得10％的碳酸钠溶液。

6.5：三价铁标准溶液

准确称取4.83克三氯化铁，用蒸馏水将其稀释至1升，即得三价铁标准溶液。

6.6：30％的氢氧化钠溶液

准确称取50克氢氧化钠，加入100克水，充分溶解，即得30％的氢氧化钠溶液。

6.7：0.1mol/L EDTA标准溶液

6.7.1：0.1mol/L EDTA标准溶液的配制

准确称取9.3065克乙二胺四乙酸二钠，溶于蒸馏水中，稀释至1升，即得0.1mol/L EDTA标准溶液。

6.7.2：0.1mol/L EDTA标准溶液的标定：

准确称取分析纯锌粒或锌粉1.6342克，加1∶1盐酸20～30毫升，片刻后即可完全溶解，用蒸馏水稀释至1升，即为0.1mol/L锌基准液。移取此锌基准液25毫升于250毫升烧杯中，加蒸馏水25毫升，用分析纯氨水中和至微碱性，加NH₄Cl---NH₃(pH＝10)缓冲溶液5毫升。加铬黑T指示剂5滴，用EDTA溶液滴定，滴至溶液由红色转变为紫色，再变为纯蓝色即为终点。

则C_EDTA＝C_锌基准液V_锌基准液/V_EDTA mol/L

式中：C_锌基准液——锌基准液的浓度，摩尔/升

C_EDTA——EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升

V_EDTA——锌基准液消耗的EDTA溶液体积，毫升

V_乙酸钙——锌基准液的体积，毫升

6.8、铬黑T指示剂

称取0.5克铬黑T溶于40毫升分析纯无水乙醇中，溶液呈深浓紫红色，再加入60毫升分析纯25氨水，溶液即呈浓的深蓝色(不需过滤，即可储于棕色指示剂瓶中备用，放入冰箱内保存)。这种溶液遇热，或因放置日久，由于空气氧化而逐渐失效时，需重新配制。

固体铬黑T与分析纯氯化钠按1∶100混合研细可长期使用。

C_{硫代硫酸钠}：硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；

C_{未反应单体}：未反应单体的浓度，mol/L；

V_样品：样品用量，ml。

7、未反应单体的测定

7.1：主要试剂

溴标准溶液C(1/6 KBrO₃)＝0.1mol/L

硫代硫酸钠标准溶液C(Na₂S₂O₃)＝0.1mol/L

碘化钾溶液(10)

盐酸1∶1

淀粉溶液(0.5)

四氯化碳

标准溶液的制备方法，可参见相关文献。

7.2、实验方法

用移液管移取2ml聚丙烯酸酯乳液于250ml碘量瓶内，加入25ml去离子水，再加入25ml溴标准溶液及6ml盐酸1∶1，立即塞紧瓶塞，并用去离子水封住瓶口，轻轻摇匀，于阴暗处放置1h，然后同时加入10ml四氯化碳及10ml 10碘化钾溶液，摇匀。用硫代硫酸钠标准溶液滴定至接近终点时，加入1ml 0.5淀粉溶液，振摇，用吹洗瓶吹洗瓶塞及瓶壁，继续滴至蓝色消失为终点。终点时用力摇动，溶液为白色，同时做空白实验。

通过计算可以得到乳液中未反应单体的浓度，公式如下：

C_{未反应单体}＝(V₁-V₂)·C_{硫代硫酸钠}÷V_样品

V₁：空白实验硫代硫酸钠标准溶液用量，ml；

V₂：样品消耗硫代硫酸钠标准溶液用量，ml；

C_{硫代硫酸钠}：硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；

C_{未反应单体}：未反应单体的浓度，mol/L；

V_样品：样品用量，ml。

8、织物毛效测定

8.1：操作

(1)在布样上沿纬向裁取长约20cm，宽约3cm的布条共三条；

(2)在布条的下端剪两小洞，穿一根约3克的玻棒；

(3)将布条垂直悬挂于刚沸过并冷却的蒸馏水盘内。盘内竖立与布条平行及有厘米刻度的标尺，以计算毛细管上升的高度。为了观察方便，可用0.5重铬酸钾代替蒸馏水；

(4)布条浸入蒸馏水中时立即记录时间；

(5)30分钟后观察上升高度以厘米计算，记录至小数点后一位。

8.2、数据的表示

取三根布条30分钟后上升高度的平均值即为织物的毛效值。

9、织物白度的测定

织物白度的测定常使用ZBD型白度仪来测定。在测量时需同时放上数层试样，层数视织物的透明度而定，稀薄织物应多加几层，直到所测数据恒定为止。一般不少于八层。每一试样需在不同部位，保持经纬方向一定的情况下测定三次，并取其算术平均数即为该织物的白度值。

本发明所合成的螯合分散稳定剂在印染中的应用如下：

1、水的软化处理中，以除去水中的金属离子；

2、退浆中，以除去纺织厂在上浆时为了防腐而加入的重金属化合物，如CuSO₄、有机含铜化合物、锡化合物、锌盐等，这些化合物的加入不利于酶退浆。另外，化学纤维在退浆时，使用该螯合分散稳定剂可使浆料更易膨化、脱离纤维并分散成胶体状而去除，同时螯合分散稳定剂的强分散力，还可防止杂质和浆料再次沉积在纤维上，使底布更洁白，退浆更完全，设备更干净。

3、煮练中，在煮练过程中加入该螯合分散稳定剂，可避免碱液和金属离子形成水溶性络合物，能螯合和分散煮练液中的钙镁离子，有利于果胶去除，防止不容性钙镁盐沉积于织物上，从而提高煮练纺织品的润湿性，改善织物的手感和白度。

4、漂白中，可有效地封锁纤维上、水溶液中、设备管道等中带来的Fe²⁺、Fe³⁺等金属离子，这些离子的存在会加速双氧水的分解，导致纺织品在漂白过程中局部过度氧化，强力下降，甚至产生破洞，加入本产品后可避免上述现象的产生，另外漂白后加入本产品还可促进漂白中降解的杂质从纤维表面去除。

5、染色中，染浴中的Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等金属离子对染色将有不利影响，而该螯合分散稳定剂的加入则可阻止其作用。例如防止某些蒽醌型分散染料因螯合金属离子而产生色变、色萎；阻止染料与Cu²⁺、Fe³⁺等金属离子螯合而使色光萎暗；还可适当防止染料的过氧化，消除金属离子对还原染料隐色体的影响，使隐色体经氧化后有良好的分散作用，减少色光差异等等。从而确保染色织物色光鲜艳。同时本产品用于织物染料和涂料染色时还能适当防止染料、涂料凝聚，提高染浴的稳定性，提高匀染度和鲜艳度。

6、皂洗中，皂洗时加入该螯合分散剂可使印染织物表面浮色彻底清除，得到更好的色牢度。印花和色织品皂洗时加入该螯合分散剂可防止白底再沾污，使白底更白、色彩更鲜艳，并可避免导辊及蒸箱结垢，长期使用还能防止烘筒表面结垢，印花产品皂洗时加入该螯合分散剂还能促使印花糊料快速洗除。

本发明产品在各工序中的使用量原则上为2-5g/l，用量的多少根据水中Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等金属离子的情况而定。由于本发明产品是各工序的一个辅助助剂，因而不能因为它的加入而改变原有的工艺，因此其使用工艺同各工序的工艺。

本发明产品还可用于非硅氧漂稳定剂的复配、净洗剂的复配，以及用于电镀行业、水循环行业、石油行业等作为防垢剂、阻垢剂、缓蚀剂等中，用量的多少视需要而定。

在本发明中使用的所有原材料和添加剂等均是常规使用的，可以从市场购得。在本发明中，如非特指，所有的量、百分比均为重量单位。

下面结合实施例对本发明进行具体的描述。由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，下列实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包含。

四、具体实施方式

实施例1：

1、α-羟基丙烯酸的制备

在装有搅拌器、温度计和冷凝管的三口烧瓶中分别加入丙烯酸72克、催化剂-红磷0.15g和阻聚剂-苯酚0.1g，在0-20℃，氮气保护下于5-10小时通入氯气71克，通完后于0-20℃反应24-48小时，然后加入40克氢氧化钠，升温至50-70℃水解2-3小时，最后加入98克浓硫酸进行中和，过滤，精制即得α-羟基丙烯酸。

2、无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的制备

高分子聚合物的制备：

A、引发剂水溶液的配制：将过硫酸钾1.5克加水10克制成引发剂水溶液；

B、高分子聚合物的合成：在250ml四口烧瓶中加入衣康酸20克、α-羟基丙烯酸3.0克、水35克及丙烯酸2.7克和甲基丙烯酸0.3克，升温至50-70℃，保温30-60分钟以使原料充分溶解，加入十二硫醇0.8克、亚硫酸氢钠1.2克、过硫酸钾水溶液3.0克，继续升温至80-90℃缓慢分别滴加：I.过氧乙酸2.0克，II.剩余过硫酸钾水溶液，III.α-烯烃磺酸盐0.8克、丙烯酸6.3克、甲基丙烯酸0.7克、水15克的混合物，滴加完后将反应物升温到100-120℃反应3-5小时，最后得到分子量在500-2000的高分子聚合物；

B、无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的复配：将上述制备的高分子聚合物85克、烷基多糖苷水解物8克和水17克混合后，再将pH值调至7-8，并高速搅拌5-10分钟，过滤得到无磷耐碱高效螯合分散稳定剂。

实施例2：

α-羟基丙烯酸的制备、高分子聚合物的合成及螯合分散稳定剂的复配工艺同实施例1，其各组成分别如下：

A、引发剂水溶液：过硫酸钾2.0g，水10g；

B、高分子聚合物的合成：衣康酸24克、α-羟基丙烯酸2.0克、水35克及丙烯酸1.3克和甲基丙烯酸0.6克，十二硫醇0.8克、亚硫酸氢钠0.5克、过硫酸钾水溶液3.0克；滴加液：过氧乙酸2.5克、α-烯烃磺酸盐1.0克、丙烯酸2.7克、甲基丙烯酸1.4克、水15克；

C、螯合分散稳定剂的复配：上述制备的高分子聚合物90克、烷基多糖苷(APG-0810或1214)水解物6克和水4克。

实施例3：

α-羟基丙烯酸的制备、高分子聚合物的合成及螯合分散稳定剂的复配工艺同实施例1，其各组成分别如下：

A、引发剂水溶液：过硫酸钾1.8g，水10g；

B、高分子聚合物的合成：衣康酸18克、α-羟基丙烯酸4.0克、水35克及丙烯酸1.8克和甲基丙烯酸0.5克，十二硫醇1.2克、亚硫酸氢钠1.0克、过硫酸钾水溶液3.0克；滴加液：过氧乙酸2.8克、α-烯烃磺酸盐1.2克、丙烯酸3.7克、甲基丙烯酸1.0克、水15克；

C、螯合分散稳定剂的复配：上述制备的高分子聚合物88克、烷基多糖苷(可用上海金陵石化公司生产的APG-0810或1214)水解物5克和水7克。

实施例4：

α-羟基丙烯酸的制备、高分子聚合物的合成及螯合分散稳定剂的复配工艺同实施例1，其各组成分别如下：

A、引发剂水溶液：过硫酸钾1.2g，水10g；

B、高分子聚合物的合成：衣康酸16克、α-羟基丙烯酸3.2克、水35克及丙烯酸2.6克和甲基丙烯酸0.6克，十二硫醇1.0克、亚硫酸氢钠0.8克、过硫酸钾水溶液3.0克；滴加液：过氧乙酸3.0克、α-烯烃磺酸盐1.5克、丙烯酸5.2克、甲基丙烯酸1.4克、水15克；

C、螯合分散稳定剂的复配：上述制备的高分子聚合物90克、烷基多糖苷(可用上海金陵石化公司生产的ATG-0810或1214)水解物5克和水5克。

以上实施例所得无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的螯合Ca²⁺值、分散力以及螯合Fe³⁺离子的值如表1所示。

        表1  无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的性能

Claims (9)

1、一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂，其特征在于由高分子聚合物与烷基多糖苷水解物复配而成，各组成的重量百分比为：

高分子聚合物                                        60-95

烷基多糖苷水解物                                    5-10

水                                                  0-30

产品的螯合Ca²⁺值≥150mg/g，分散值≥100mg/g，螯合Fe³⁺≥800mg/g。

2、根据权利要求1所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂，其特征在于在高分子聚合物中各组成的用量占单体总质量百分比为：

α-羟基丙烯酸                                       5-10

α-烯烃磺酸盐                                       0.5-2

衣康酸                                              30-50

丙烯酰胺                                            10-15

丙烯酸                                              10-20

甲基丙烯酸                                          0-10

十二硫醇                                            0-5

过氧乙酸                                            5-10

过硫酸钾                                            2.5-6

亚硫酸氢钠                                          3-8。

3、根据权利要求1所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂，其特征在于在高分子聚合物中各组成的用量占单体总质量百分比为：

α-羟基丙烯酸                                       5-10

α-烯烃磺酸盐                                        2-5

衣康酸                                               30-60

丙稀酰胺                                             5-15

丙烯酸                                               10-20

甲基丙烯酸                                           0-10

十二硫醇                                             2-5

过氧乙酸                                             5-10

过硫酸钾                                             3-8

亚硫酸氢钠                                           1-7。

4、根据权利要求2或3所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂，其特征在于高分子聚合物的分子量为500-2000。

5、根据权利要求1-4之一所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

A、制备α-羟基丙烯酸

将丙烯酸在催化剂作用下通入氯气得到丙烯酸氯化物，然后再加入NaOH水解，水解后加入硫酸中和，精制得到α-羟基丙烯酸；

B、将α-羟基丙烯酸、α-烯烃磺酸盐、衣康酸、丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸在十二硫醇、过氧乙酸和亚硫酸氢钠和过硫酸钾的作用下合成得到高分子聚合物，该聚合物的分子量为500-2000；

C、无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的复配

将上述制备的高分子聚合物、烷基多糖苷水解物和水复配得混合物，然后调pH值＝6-7，再过滤，得最终产品。

6、根据权利要求5所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

A、制备α-羟基丙烯酸

在装有搅拌器、温度计和冷凝管的三口烧瓶中分别加入丙烯酸、催化剂和阻聚剂，在0-20℃，氮气保护下于5-10小时通入氯气，通完后于0-20℃反应24-48小时，然后加入氢氧化钠，升温至50-70℃水解2-3小时，最后加入浓硫酸进行中和，过滤，精制即得α-羟基丙烯酸；

B、在500ml四口烧瓶中加入衣康酸、α-羟基丙烯酸、丙烯酰胺、水及部分丙烯酸和甲基丙烯酸，升温至50-70℃，保温30-60分钟以使原料充分溶解，加入十二硫醇和亚硫酸氢钠以及部分过硫酸钾水溶液，继续升温至80-90℃缓慢分别滴加过氧乙酸、剩余过硫酸钾水溶液、α-烯烃磺酸盐、剩余丙烯酸和甲基丙烯酸、水的混合物，滴加完后将反应物升温到100-120℃反应3-5小时，最后得到分子量在500-2000的高分子聚合物；

C、无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的复配

将上述制备的高分子聚合物、烷基多糖苷水解物和水复配得混合物，然后调pH值＝6-7，再过滤，得最终产品。

7、根据权利要求1-4之一所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的应用，其特征在于可用于纺织物的印染前处理包括退浆、煮练和漂白及染色、皂洗和软水处理中。

8、根据权利要求1-4之一所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的应用，其特征在于可用于电镀行业、水循环行业和石油行业作为防垢剂、阻垢剂和缓蚀剂添加剂使用。

9、根据权利要求1-4之一所述的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂的应用，其特征在于可用于耐碱非硅氧漂稳定剂、环保型无泡防沾污净洗剂中作为添加剂使用。