[发明专利]一种荧光示踪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、无氮且可生物降解的荧光示踪无磷环保型聚醚多功能水处理剂（APEQYG）及其制备方法，属于水处理剂制备与应用范畴，适用于循环冷却水系统，尤其适用于高钙冷却水水质，同时可以实现无磷水处理剂的在线检测和自动给药。 

背景技术

目前使用较多且阻垢缓蚀效果较好的水处理剂多为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（AMP）及2–膦酸丁烷–1,2,4–三羧酸（PBTC）等，虽然此类水处理剂有优异的抑制碳酸钙沉积性能和较好的缓蚀性能，但是由于HEDP、PBTC等因为相对分子质量较小(<600)，功能基团较少，对磷酸钙垢和氧化铁颗粒的抑制和分散作用差，对锌盐的稳定性较差。目前由于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，因此开发低磷和无磷水处理药剂符合环境保护的需求。 

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，虽然此类无磷水处理剂对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都比较差。此外，无磷水处理剂一大缺点是由其结构中不含磷从而无法用常用的钼酸铵分光光度法检测，从而无法对水处理药剂的浓度进行在线检测和自动给药。荧光标识聚合物由于其结构分子中含有荧光基团，可通过对荧光标识的物质的测定来实现自动给药控制。因此开发一种荧光示踪无磷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。 

本发明采用内酯开环法绿色反应工艺制得聚醚羧酸反应单体，进而与含乙烯基不饱和双键的单体以及含不饱和双键的荧光单体共聚制备了一种荧光标识的无磷非氮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荧光示踪无磷环保型聚醚多功能水处理剂（APEQYG）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，是一种环境友好且能够实现在线检测和自动给药的聚醚水处理剂。 

技术方案：一种荧光示踪无磷环保型聚醚多功能水处理剂（APEQYG）是以聚醚羧酸反应单体与含乙烯基不饱和双键的单体以及含不饱和双键的荧光单体进行自由基共聚后而得，其结构通式如下： 

其中：E是含乙烯基不饱和双键的单体聚合后的重复结构单元，F是含不饱和双键的荧光单体聚合后的重复结构单元，R是H或C₁~C₅低碳烷基，n值为2~10。聚合度x为1~5000，聚合度y为1~5000，聚合度z为1~5000，重复单元数m为1~100。 

上述的一种荧光示踪无磷环保型聚醚多功能水处理剂的制备方法为： 

在N₂氛下，以烯丙基聚乙二醇单醚质量为基准，将烯丙基聚乙二醇单醚和0.05～5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的内酯加入反应釜中，50~150℃下反应0.5~10h，得聚醚羧酸反应单体。将反应温度调至60~95℃后，再加入0.1~5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的含乙烯基不饱和双键的单体、0.001~0.5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的含不饱和双键的荧光单体、0.1~5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量的水，混匀后滴加质量百分浓度为5％～60％的无机引发剂水溶液，无机引发剂的加入量为0.01~0.5倍烯丙基聚乙二醇单醚质量，0.5～5h滴完，滴完后继续在60~95℃下反应0.5～10h，冷至室温，制得固含量为5~80wt％的荧光示踪无磷环保型聚醚多功能水处理剂。