[发明专利]一种无磷环保型聚醚多功能水处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无磷环保型聚醚多功能水处理剂（PEGDE）及其制备方法，是一种适用于工业循环冷却水系统的无磷且可生物降解的环保型多功能水处理剂，用于水质的缓蚀阻垢分散处理，属于水处理技术领域的水处理剂制备及应用技术。

背景技术

使用循环冷却水是节约工业用水常用方法，但冷却水经过多次循环使用后水中的无机金属离子如钙、镁离子等极易形成难溶盐磷酸钙、碳酸钙、碳酸镁等无机垢，这些垢沉积在换热器等设备表面后不仅导致设备的传热效果急剧下降，而且易形成垢下腐蚀导致设备穿孔，大大缩短设备使用寿命，严重时导致生产无法正常运行。水处理药剂是能够防止垢形成或者抑制其沉积并能延缓设备腐蚀的化学药剂。

目前研究较多且阻垢效果较好的一类水处理剂多为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸（HEDP）、多元醇磷酸酯（PAPE）、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、2-羟基磷酰基乙酸（HPAA）、2-膦酸丁烷-1,2,4–三羧酸（PBTC）、乙二胺四亚甲基磷酸（EDTMP）以及多氨基多醚基四亚甲基磷酸（PAPEMP）等，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，因此开发无磷水处理剂是21世纪的大势所趋。

现在研究较多的无磷水处理剂是羧酸类水处理剂，如水解聚马来酸钙（HPMA）、聚丙烯酸（PAA）、聚环氧琥珀酸（PESA）、马来酸酐-丙烯酸共聚物（BC-283）以及丙烯酸-丙烯酸酯类共聚物（T-225）等，此类水处理剂对CaCO₃和CaSO₄有较好的阻垢效果，但是阻磷酸钙的效果很差，并且分散氢氧化铁和稳定氢氧化锌的能力较差，此外此类水处理剂的缓蚀性能也不好。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。因此开发无磷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。

本发明直接采用聚乙二醇二烯烃基醚和含乙烯基不饱和双键的单体共聚制备了一种无磷且可生物降解的无磷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无磷环保型聚醚多功能水处理剂（PEGDE）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，是一种环境友好的聚乙二醇二烯烃基醚水处理剂。

技术方案：本发明的无磷环保型聚醚多功能水处理剂（PEGDE）是以聚乙二醇二烯烃基醚和含乙烯基不饱和双键的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，G是—CH₂—O—或—O—，聚合度x为1~5000，聚合度y为1~5000，聚合度z为1~5000，聚合度p为1~5000，重复单元m为3~1000。

上述的一种无磷环保型聚醚多功能水处理剂的制备方法为：

在N2氛下，以聚乙二醇二烯烃基醚质量为基准，将聚乙二醇二烯烃基醚加入反应釜中，将温度调至60~95℃后，加入0.1~5倍聚乙二醇二烯烃基醚质量的含乙烯基不饱和双键的单体、0.01~0.5倍聚乙二醇二烯烃基醚质量的无机引发剂，1.5~22倍聚乙二醇二烯烃基醚质量的水，完成后继续在60~95℃下反应0.5～10h，冷至室温，制得5~80wt％无磷环保型聚醚多功能水处理剂。

上述的一种无磷环保型聚醚多功能水处理剂的制备方法中所述的聚乙二醇二烯烃基醚为聚乙二醇二烯丙基醚和聚乙二醇二乙烯基醚中的一种或两者的组合；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。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。

有益效果：本发明的无磷环保型聚醚多功能水处理剂（PEGDE）具有以下优异性能：