[发明专利]一种荧光示踪阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光示踪阻垢剂及其制备方法，属于循环冷却水处理技术领域，具有良好的阻垢分散效果。

背景技术

工业生产中的循环冷却水系统，使用过程中由于水分的蒸发、pH值的变化、温度变化、水中的杂质、系统的压力等因素的影响，水中含有的碱土金属阳离子如Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺和少量其他阳离子如Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Zn²⁺等，会与水中的SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、OH^-、PO₄^3-、SiO₃^2-等阴离子生成难溶性无机盐如CaCO₃、MgCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂、Mg(OH)₂等，在管道和热交换器表面沉积成垢(俗称水垢)，并可能引起垢下腐蚀。使用阻垢分散剂来抑制垢物形成，是保持冷却水系统良好运行的关键技术。

传统的含磷阻垢剂三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等，长期使用会引起水体的严重富营养化，对水环境造成极大的破坏。开发低磷或无磷、生物降解性能好的新型绿色阻垢剂成为当代水处理剂的发展方向，是目前研究的难点和热点。美国、德国、日本等几家知名的水处理企业都在致力于开发新型阻垢剂。70年代，聚羧酸类阻垢剂的出现使水处理技术取得了突破性的进展，它们具有阻垢效果好、热稳定性好且污染很小等特点普遍受到人们的重视，辅以羟基、酯基、磺酸基等，聚羧酸类阻垢分散剂可以呈现优良的阻垢效果。但是，多数聚羧酸阻垢分散剂无法在微生物和真菌的作用下分解成简单无毒的物质，无法生物降解或仅少量降解，受限于环保要求比较严格的领域。赵立新等人将具有良好生物降解性的衣康酸同丙烯酸酯类、磺酸盐类单体在引发剂体系下水相聚合，制得一种多元共聚高效阻垢剂，可广泛应用阻垢剂、阻垢剂、螯合剂、分散剂、洗涤助剂等领域，从环境相容性的角度考虑，该阻垢剂具有良好应用前景。

另一方面，低磷或无磷配方存在难以实时检测阻垢药剂浓度的缺陷，为了快速、简便的测定工业循环水系统中的阻垢剂浓度，利用荧光示踪技术来实现水处理药剂的在线监测和自动加药控制技术的研究一直是一个热点。Doddw.Fong等人合成了3-羟基-2-亚甲基-3-(1-萘)丙烯酸甲酯，将其与丙烯酸等共聚，制得荧光聚合物，应用于锅炉水阻垢，效果良好。因此，合成具有荧光标记的新型聚合物高效阻垢剂，可实现对系统准确的自动检测和给药控制，可更好的对水处理药剂进行在线监测和实现自动给药，大大提高了生产效率和控制的准确度，在水处理中的应用将具有巨大的经济效益和社会环境效益。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种荧光示踪阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂具有优良的阻CaCO₃垢效果，可实现荧光在线检测同时单体具有良好生物降解功能，是一种环境友好的绿色阻垢剂。

技术方案：本发明的一种荧光示踪阻垢剂是由乌头酸或其盐、含乙烯基不饱和双键单体与含芘类荧光基团的苄氧基乙烯基单体进行自由基聚合反应而制得，其结构式为：

其中B代表含乙烯基不饱和双键单体聚合后的重复结构单元；M是H⁺、NH₄⁺、Na⁺或K⁺中的一种或多种的组合，m，n和p表示聚合度，m为1～5000，n为1～5000，p为1～5000。

上述含乙烯基不饱和双键单体是：马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-异丙氧基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、马来酸、衣康酸、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磷酸、N-乙丙烯基丙烯酰胺、异丙烯基磷酸、亚乙烯基二磷酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或多种的组合。

该荧光示踪阻垢剂的制备方法为：