[发明专利]荧光标记聚醚羧酸类阻垢剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备无磷可荧光示踪的荧光标记聚醚羧酸类阻垢剂，可实现无磷阻垢剂的在线检测和自动给药，适用于工业循环冷却水系统磷酸钙的阻垢和荧光示踪监测，属于水处理技术领域。

背景技术

由于可持续发展的需要，人们开始认识到含磷阻垢剂的使用，易使菌藻大量繁殖而形成赤潮等环境污染，低磷或无磷阻垢剂的使用越来越受到人们的关注。冷却水处理中阻垢剂的配方从铬系发展到磷系，从高磷发展到低磷，并逐步向无磷靠近。开发低磷甚至无磷生物降解性好的“绿色阻垢剂”已成为现代水处理阻垢剂的发展方向。在实际应用中，含磷阻垢剂活性成分的浓度可通过测定其中的磷酸盐含量而定，而传统测定磷含量方法则不适用于无磷阻垢剂。自20世纪90年代末，人们将荧光检测技术应用到水处理中，而荧光示踪性水处理药剂也就成为国内外研究的热点。

目前最新的Ca₃(PO₄)₂阻垢剂是美国Betz公司的丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐无磷共聚物(AA-APES)，其性能优异且无磷环保，尤其阻Ca₃(PO₄)₂效率高，但其结构中没有荧光示踪基团，无法实现在线测量和监控。本发明以烯丙氧基聚醚、卤代酸等为原料，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单体、含芘类荧光基团的烯丙氧基单体进行自由基三聚反应，得到既能高效阻Ca₃(PO₄)₂垢、又无磷能够荧光示踪的荧光标记聚醚羧酸类阻垢剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种荧光标记聚醚羧酸类阻垢剂(FAOEC)及其制备方法，该阻垢剂既具有优异的阻Ca₃(PO₄)₂垢性能，又无磷可实现荧光在线测量和实时监控。

技术方案：本发明的荧光标记聚醚羧酸类阻垢剂(FAOEC)是由含乙烯基不饱和双键单体、烯丙氧基聚醚羧酸或羧酸盐单体、含芘类荧光基团的烯丙氧基单体进行自由基三聚反应而得，其结构式如下：

在上述结构式中：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盐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是或者是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，b和c表示聚合度，a：1～5000，b：1～5000，c：1～5000。

例如：

荧光标记聚醚羧酸类阻垢剂(FAOEC)的制备采用以下步骤：

a.称取以反应物整体重量比计为20％～40％的烯丙氧基聚乙氧基醚、20％～40％的氯乙酸、20％～60％的NaOH，在N₂保护下于30～150℃羧甲基化反应2～8h，制得烯丙氧基聚乙氧基羧酸钠及烯丙氧基聚乙氧基羧酸的混合物，

b.在N₂保护下将反应物整体重量比计为30％～40％的8-羟基-1，3，6-芘三磺酸钠、30％～35％二甲亚砜、5％～10％NaOH和15％～35％烯丙基氯液体混合后，在室温下反应2～6h，过滤，20℃～60℃减压蒸馏除去二甲亚砜后，加入以8-羟基-1，3，6-芘三磺酸钠重量为基准的5～10倍的丙酮，搅拌后过滤，30℃～60℃真空干燥24～48h，得到8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸钠产物，