[发明专利]一种絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种絮凝剂及其制备方法，属于废水技术领域，制备方法包括以下步骤：加入丙烯酰胺、季铵盐单体、胺、醛、络合剂、助溶剂和水，搅拌混合；依次加入引发剂A和引发剂B，发生曼尼希反应和羟甲基化反应；反应之后，再依次加入催化剂和醚化剂，完成缩聚反应和氨基树脂分子末端的羟甲基封端，最终得到阳离子液体型的絮凝剂。本发明制备的絮凝剂脱色、絮凝的效果好，适用范围广，且能减少游离甲醛的二次污染。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种絮凝剂及其制备方法。

背景技术

无论在生活还是生产中，人类的活动都会产生大量的废水。随意的排放废水，不仅会造成水资源浪费，而且还会造成环境污染。针对污水的处理，有机阳离子絮凝剂被广泛应用，市场上阳离子有机絮凝剂均为水溶性的聚合物，具有一定强度的阳离子性、较高的分子量、较好的线型结构和较好的分子链柔顺性。与无机絮凝剂不同，阳离子有机絮凝剂本身溶于水不生成絮团，只有遇到悬浮物、胶体后，通过电中和、吸附架桥等作用，结合水中悬浮物、脱稳胶体等形成絮团，和水分离，从而达到泥水分离的效果。现有的有机高分子絮凝剂多为丙烯酰胺的聚合物和丙烯酰胺的改性共聚物或均聚物，其功能基本为絮凝作用；而在水处理过程中，添加脱色絮凝剂对废水进行脱色处理也是较为常见的处理方式，但是脱色絮凝剂多为双氰胺甲醛的缩合物，产物中的游离甲醛会随着时间的增加而增加。

因此，有必要制备出一种新型的絮凝剂，其脱色、絮凝的效果好，适用范围广，且释放的游离甲醛极低，不会对水造成二次甲醛污染。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂脱色、絮凝的效果好，适用范围广，且能减少游离甲醛的二次污染。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：

S1)向反应器中加入丙烯酰胺、季铵盐单体、胺、醛、络合剂、助溶剂和水，并搅拌；

S2)调整反应器内温度为5～25℃，向反应器内通入氮气；氮气通入至少20min后，向反应器中加入引发剂A；反应10～20min之后，向反应器中继续加入引发剂B；引发剂B加完后，停止通入氮气，并继续反应2～5h；

S3)将反应器内温度升到35～50℃，2～5h后向反应器中滴加催化剂；催化剂添加完后，将反应器内温度升到60～90℃，反应2～5h；

S4)向反应器中加入醚化剂，反应1～3h后，即得到絮凝剂。

本发明絮凝剂的制备方法首先通过丙烯酰胺、季铵盐单体和胺在引发剂和碱性环境中生成丙烯酰胺聚合物，丙烯酰胺聚合物再与甲醛或多聚甲醛发生曼尼希反应(Mannich)和羟甲基化反应；之后再按照一定的速度加入催化剂，在一定的温度下促使缩聚反应；最后，再加入醚化剂，醚化剂对合成的氨基树脂分子末端的羟甲基进行封端，减少羟甲基与甲醛之间的可逆反应，从而减少游离甲醛的释放。

本发明在添加催化剂之前，丙烯酰胺、季铵盐单体、胺、醛和引发剂的共聚反应已进行90％至95％，剩余5％至10％的共聚反应在添加催化剂的前期已反应完全，避免在酸性条件下丙烯酰胺聚合物单独与甲醛发生交联反应；后期添加催化剂时应注意保持反应温度小于等于80℃，避免丙烯酰胺聚合物发生水解反应，由于产物为阳离子型脱色絮凝剂，若发生水解，则部分酰胺基团则水解为羧基，溶于水后解离出带负电的链节，遇到带正电的产物则使得反应产物浑浊，不利于絮凝剂的应用。

同时，本发明的丙烯酰胺聚合物的酰胺基能发生脂肪族酰胺所发生的一般反应，通过这些反应可获得多种功能性的衍生物，适用范围和效果更好。