專利名稱：一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過程中的用水量日益增大，對工業(yè)循環(huán)冷卻水化學(xué)處理藥劑也提出了更高的要求。適用于較寬水質(zhì)范圍具有較高阻垢效果的水處理藥劑的制備及其作用機(jī)理研究已經(jīng)成為目前水處理藥劑研究的主要內(nèi)容?，F(xiàn)有技術(shù)中，馬來酸酐系列聚合物阻垢劑的應(yīng)用研究相當(dāng)活躍并已有了很大的發(fā)展，如葉天旭、李芳等《水解聚馬來酸酐的最新合成工藝研究》(應(yīng)用化工，2009年第12期)， 提供了一種相對低分子量的水解聚馬來酸酐(HPMA)，該聚合物不含磷，具有良好的抑制水垢生成和剝離老垢的作用，且在較高的溫度下仍能保持良好的阻垢效果，是一種環(huán)保型的阻垢分散劑。上述現(xiàn)有技術(shù)中制備的水解聚馬來酸酐(HPMA)阻垢分散劑，由于其聚合物中所含官能團(tuán)單一，存在投加量大，使用成本高，阻垢效率不高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法， 以解決現(xiàn)有水解聚馬來酸酐投加量大、阻垢效率不高的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，包括以下步驟(1)往裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)容器中加入馬來酸酐、次磷酸化合物和催化劑，所述催化劑的用量為物料總質(zhì)量的0. 004% 0. 02%，然后加入水，在緩慢升溫的條件下，使馬來酸酐、次磷酸化合物溶解于水中，開啟攪拌器，使之混勻；(2)往滴加槽中加入氧化劑和水，混勻，所述馬來酸酐、次磷酸化合物、氧化劑的質(zhì)量比為 0.5 1.8 0.2 0.6 0.5 1.5;(3)將滴加槽中的氧化劑溶液緩慢滴加到反應(yīng)容器中，反應(yīng)溫度控制在60°C 1200C，反應(yīng)時間控制在0. 5h 10h，反應(yīng)結(jié)束后即可降溫包裝。作為上述步驟的一種優(yōu)選方案，所述次磷酸化合物為次磷酸、次磷酸鹽或者兩者的混合物。作為上述步驟的一種優(yōu)選方案，所述次磷酸鹽為次磷酸鉀、次磷酸鈉或者兩者的混合物。作為上述步驟的一種優(yōu)選方案，所述催化劑為二價銅鹽、二價鐵鹽、焦亞硫酸鈉、 硫代硫酸鈉或者上述任意兩者的混合物。作為上述步驟的一種優(yōu)選方案，所述催化劑的用量為物料總質(zhì)量的0.005% 0. 015%。
作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述催化劑的用量為物料總質(zhì)量的0. 006% 0. 01%。作為上述步驟的一種優(yōu)選方案，所述氧化劑為過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過氧化苯甲?；蚱渲腥我鈨烧呋蛉叩幕旌衔?。作為上述步驟的一種優(yōu)選方案，所述馬來酸酐、次磷酸化合物、氧化劑的質(zhì)量比為 1 1. 5 0. 3 0. 5 0. 55 1. 0。作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述馬來酸酐、次磷酸化合物、氧化劑的質(zhì)量比為 1 0. 3 0. 4 0. 6 0. 9。作為上述步驟的一種優(yōu)選方案，所述反應(yīng)溫度為85°C 98°C，反應(yīng)時間為4h 5h。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(1)在馬來酸酐聚合物中引入一個亞磷酸基團(tuán)，改善了官能團(tuán)的多樣性，增加了聚合物對鈣離子的螯合性和分散性，從而對碳酸鈣有很好的阻垢效果；(2)具有良好的熱穩(wěn)定性，在較高溫度下其阻垢效果無明顯下降；(3)可與有機(jī)磷酸鹽、鋅鹽等互配，具有良好的水溶性，可廣泛用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、鍋爐水等方面；(4)與水解聚馬來酸酐相比，具有投加量小，阻垢效率高等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1 一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)(1)在裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的四頸燒瓶中加入50g馬來酸酐、20g次磷酸鈉和IOmg催化劑硫酸亞鐵，然后加入50g水。(2)往滴加槽(即滴液漏斗)中加入40g過氧化氫溶液，4g過硫酸銨和25g水，溶解混勻。(3)將燒瓶置于水浴中，升溫至35°C左右，開啟攪拌器使物料溶解混勻，繼續(xù)升溫至85°C，開始滴加滴液漏斗中的混合溶液，調(diào)節(jié)水浴溫度在90°C 95°C范圍，整個滴加時間控制在 池。滴加完成后，調(diào)節(jié)水浴溫度在95°C 100°C范圍，恒溫反應(yīng)1.證 2.證， 得固體重量百分比不低于30%的棕紅色或褐紅色粘稠液體。實(shí)施例2 一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)(1)在裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的四頸燒瓶中加入50g馬來酸酐、20g次磷酸鉀和IOmg催化劑硫酸銅，然后加入50g水。(2)往滴加槽(即滴液漏斗)中加入40g過氧化氫溶液，4g過硫酸鈉和25g水，溶解混勻。(3)將燒瓶置于水浴中，升溫至35°C左右，開啟攪拌器使物料溶解混勻，繼續(xù)升溫至85°C，開始滴加滴液漏斗中的混合溶液，調(diào)節(jié)水浴溫度在90°C 95°C范圍，整個滴加時間控制在 池。滴加完成后，調(diào)節(jié)水浴溫度在95°C 100°C范圍，恒溫反應(yīng)1.證 2.證，得固體重量百分比不低于30%的棕紅色或褐紅色的粘稠液體。實(shí)施例3 一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)(1)在裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的四頸燒瓶中加入50g馬來酸酐、20g次磷酸和IOmg催化劑焦亞硫酸鈉，然后加入50g水。(2)往滴加槽(即滴液漏斗)中加入40g過氧化氫溶液，4g過硫酸鉀和25g水，溶解混勻。(3)將燒瓶置于水浴中，升溫至35°C左右，開啟攪拌器使物料溶解混勻，繼續(xù)升溫至85°C，開始滴加滴液漏斗中的混合溶液，調(diào)節(jié)水浴溫度在90°C 95°C范圍，整個滴加時間控制在 池。滴加完成后，調(diào)節(jié)水浴溫度在95°C 100°C范圍，恒溫反應(yīng)1.證 2.證， 得固體重量百分比不低于30%的棕紅色或褐紅色粘稠液體。實(shí)施例4 一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)(1)在裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的四頸燒瓶中加入50g馬來酸酐、20g次磷酸鈉、次磷酸鉀混合物和IOmg催化劑焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉混合物，然后加 Λ 50g 水。(2)往滴加槽(即滴液漏斗)中加入40g過氧化氫溶液，4g過氧化苯甲酰和25g 水，溶解混勻。(3)將燒瓶置于水浴中，升溫至35°C左右，開啟攪拌器使物料溶解混勻，繼續(xù)升溫至85°C，開始滴加滴液漏斗中的混合溶液，調(diào)節(jié)水浴溫度在90°C 95°C范圍，整個滴加時間控制在 池。滴加完成后，調(diào)節(jié)水浴溫度在95°C 100°C范圍，恒溫反應(yīng)1.證 2.證， 得固體重量百分比不低于30%的棕紅色或褐紅色粘稠液體。上述幾個本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中制得的膦基聚馬來酸酐(PPMA)與中國國內(nèi)HPMA 對碳酸鈣阻垢性能比較如下表所示，試驗(yàn)方法按照阻垢性能測試方法進(jìn)行測試。
阻垢劑名稱投加濃度5ppm投加濃度IOppm投加濃度15ppm實(shí)施例1-4PPMA67. 371. 475. 1市售HPMA41. 745. 247. 8所述阻垢性能測試方法的具體步驟如下在500毫升容量瓶中加入250毫升水，用移液管加入氯化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，使鈣離子的量為120毫克，用移液管加入水處理劑(本發(fā)明制得的膦基聚馬來酸酐)試樣溶液，搖勻。 然后加入20毫升pH = 9的硼砂緩沖液，搖勻用移液管緩慢加入碳酸氫鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，邊加邊搖動，使碳酸氫根離子的量為366毫克，用水稀釋至刻度，搖勻，作為試液。另按上述方法和計(jì)量制備空白試液，空白試液不加水處理劑。將試液和空白試液的兩錐形瓶浸入80士 1°C的恒溫水浴中(試液的液面不得高于水浴液面)，恒溫放置10小時。冷卻至室溫后用0. 22 μ m的微孔過濾器過濾，分別取試液和空白液的濾液25. 00毫升分別置于250毫升錐形瓶中，加水至約80毫升，加5毫升20%的氫氧化鉀溶液和約0. 1克鈣-羧酸指示劑。用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴
定至溶液由紫紅色變?yōu)榱了{(lán)色即為終點(diǎn)。 阻垢劑的阻垢率按下式計(jì)算阻垢率％ = (Vb-V0)/(Va-V0) X 100%Va 試驗(yàn)前測定總鈣含量消耗的EDTA體積毫升數(shù)Vb 試驗(yàn)后加水處理劑測定鈣離子消耗的體積毫升數(shù)Vtl 試驗(yàn)后不加水處理劑測定鈣離子消耗的體積毫升數(shù)最后需要說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，而不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限定，任何對本發(fā)明技術(shù)特征所做的等同替換或相應(yīng)改進(jìn)，仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)往裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)容器中加入馬來酸酐、次磷酸化合物和催化劑，所述催化劑的用量為物料總質(zhì)量的0. 004% 0. 02%，然后加入水，在緩慢升溫的條件下，使馬來酸酐、次磷酸化合物溶解于水中，開啟攪拌器，使之混勻；(2)往滴加槽中加入氧化劑和水，混勻，所述馬來酸酐、次磷酸化合物、氧化劑的質(zhì)量比為 0.5 1.8 0.2 0.6 0.5 1.5;(3)將滴加槽中的氧化劑溶液緩慢滴加到反應(yīng)容器中，反應(yīng)溫度控制在60°C 120°C， 反應(yīng)時間控制在0. 5h 10h，反應(yīng)結(jié)束后即可降溫包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述次磷酸化合物為次磷酸、次磷酸鹽或者兩者的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述次磷酸鹽為次磷酸鉀、次磷酸鈉或者兩者的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述催化劑為二價銅鹽、二價鐵鹽、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉或者上述任意兩者的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于所述催化劑的用量為物料總質(zhì)量的0. 005% 0. 015%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述催化劑的用量為物料總質(zhì)量的0. 006% 0. 01%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述氧化劑為過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過氧化苯甲?；蚱渲腥我鈨烧呋蛉叩幕旌衔?。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述馬來酸酐、次磷酸化合物、氧化劑的質(zhì)量比為1 1.5 0.3 0.5 0.55 1.0。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述馬來酸酐、次磷酸化合物、氧化劑的質(zhì)量比為1 0.3 0.4 0.6 0.9。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，其特征在于 所述反應(yīng)溫度為85°C 98°C，反應(yīng)時間為4h 證。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法，包括以下步驟(1)往裝有溫度計(jì)、攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)容器中加入馬來酸酐、次磷酸化合物和催化劑，所述催化劑的用量為物料總質(zhì)量的0.004％～0.02％，然后加入水，在緩慢升溫的條件下，使馬來酸酐、次磷酸化合物溶解于水中，開啟攪拌器，使之混勻；(2)往滴加槽中加入氧化劑和水，混勻，所述馬來酸酐、次磷酸化合物、氧化劑的質(zhì)量比為0.5～1.8∶0.2～0.6∶0.5～1.5；(3)將滴加槽中的氧化劑溶液緩慢滴加到反應(yīng)容器中，反應(yīng)溫度控制在60℃～120℃，反應(yīng)時間控制在0.5h～10h，反應(yīng)結(jié)束后即可降溫包裝。
文檔編號C08F122/06GK102304196SQ20111019604
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者何洪波, 柳堤, 蘇士勇 申請人:成都玉龍化工有限公司