[发明专利]烯丙氧基聚醚羧酸类阻垢剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备一种性能稳定的无磷、无氮、无硫、可生物降解的新型绿色烯丙氧基聚醚羧酸类阻垢剂，属于水处理技术领域的阻垢剂制备技术，适用于工业冷却水循环系统。

背景技术

随着全球性水资源危机的加剧，保护水资源和节约用水已成为世界性共识。高性能、多功能型水处理剂的研制，有利于节约用水、减少排污和保护环境，尤其人们现已意识到由于含磷阻垢剂的使用，造成了菌藻的大量繁殖、水体的富营养化、形成大面积赤潮等环境污染问题，因此，无磷或低磷水处理剂的使用正越来越受到人们的重视和关注。

共聚物阻垢剂是20世纪70年代发展起来的一种新型水处理剂，其大量开发和应用是随着有机磷酸盐阻垢剂的出现而出现的。它不仅对碳酸钙垢有很好的抑制作用，而且对磷酸钙垢也具有独特的抑制能力，解决了有机磷酸盐阻垢剂所无法解决的磷酸钙垢、锌垢及其它问题。美国Betz公司于2002年发明了新一代丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐无磷共聚物(AA-APES)，由于采用了新的烯丙氧基聚乙氧基硫酸盐共聚单体，AA-APES阻垢剂对硬度、悬浮物、温度有更高的承受力，并能耐铁离子的干扰和耐卤素，阻Ca₃(PO₄)₂效率高。但是其结构中仍含有N、S等营养元素，长期大剂量的使用仍然会造成水体的富营养化。

脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC)是以脂肪醇聚氧乙烯醚、氯乙酸、NaOH为原料，经羧甲基化制备而得，具有阴离子和非离子表面活性剂的双重特征，有较好的水溶性、化学稳定性，可作为洗涤用品、原油破乳剂、稠油降粘剂、污水处理剂等。本发明将制备表面活性剂的方法应用在制备水处理阻垢剂中，以烯丙氧基聚醚、卤代酸为原料，经羧甲基化制得烯丙氧基聚醚羧酸盐及烯丙氧基聚醚羧酸的混合物，再将其与含乙烯基不饱和双键的单体进行共聚，得到了未见文献报道的无磷、无氮、无硫且阻Ca₃(PO₄)₂垢效果优良的烯丙氧基聚醚羧酸类阻垢剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种烯丙氧基聚醚羧酸类阻垢剂(AOEC)及制备方法，该阻垢剂具有优异的阻Ca₃(PO₄)₂垢性能，并且无磷、无氮，也不含有硫元素，且可生物降解，是一种环境友好的新型无磷绿色聚醚阻垢剂。

技术方案：本发明的烯丙氧基聚醚羧酸类阻垢剂是以羧甲基化法制备而来，是以烯丙氧基聚醚羧酸或羧酸盐单体与含乙烯基不饱和双键单体进行自由基共聚后的产物，其结构式如下：

其中：A是含乙烯基不饱和双键单体与烯丙氧基聚醚羧酸或羧酸钠单体进行自由基共聚后的重复结构单元，R₁是H或C₁～C₄低碳烷基，G是-CH₂-或-CHCH₃-，R₂是CH₂CH₂O_k或者是CH₂CHCH₃O_k，K值为1～100，P值为1～15，R₃是H、或F、或Cl、或Br、或I，M是H⁺、或NH₄⁺、或K⁺、或Na⁺。a和b表示聚合度，a：1～5000，b：1～5000。

例如：