[发明专利]具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备一种具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂适用于工业循环冷却水磷酸钙与碳酸钙的阻垢，属于工业水处理技术领域。

背景技术

具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯兼有非离子与阴离子特性，在液体产品中与阴离子、非离子、两性表面活性剂都有很好的配伍性；在酸、碱液中稳定性好，在碱液中易溶解且稳定不分层，不沉淀；热稳定性优良，在较大温度范围内较稳定；耐电解质和耐电离性好。这些性能是传统的非离子和阴离子表面活性剂所不具备的。由于聚磷酸酯表面活性剂的这些特点，因而广泛应用在纺织、洗涤剂、化妆品、农药、机械、皮革和造纸等工业中，但目前还未见聚乙氧基聚醚磷酸酯表面活性剂使用在工业循环冷却水系统中充当阻垢剂的报道。为此，研制具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂具有重要的意义。

本发明以含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体、不饱和羧酸单体、不饱和芳香族化合物为单体进行自由基聚合反应制得具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂及其制备方法，可紫外示踪监测以实现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中磷酸钙和碳酸钙的阻垢。

技术方案：本发明的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂是由含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体、不饱和羧酸单体、不饱和芳香族化合物单体进行自由基聚合反应而得，其结构通式如下：

其中：E是不饱和芳香族化合物单体自由基共聚后的重复结构单元；

R1为-H或-COOH；R2和R3为-H或C1～C4的低碳烷基；

R4和R5为C1～C4的烷基、-H、-M中的一种，M为H⁺或K⁺或Na⁺；重复单元数m为1～100，重复单元数n为0～100，聚合度x为1～5000，聚合度y为1～5000，聚合度z为1～5000。

本发明的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂的制备采用以下步骤：

在N₂气氛、室温下，将一定质量的含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体加入反应釜中，以含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体的质量为基准，加入0.1～2.0倍含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体质量的蒸馏水，混匀，升温至40～90℃后，以均匀的加料速度同时滴加质量百分浓度为5～80％的无机引发剂水溶液、质量百分浓度为5～80％的芳香族化合物水溶液、质量百分浓度为5～80％的不饱和羧酸单体水溶液；以含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体的质量为基准，无机引发剂的加入量为0.01～0.5倍含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体的质量，芳香族化合物单体的加入量为0.1～20倍含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体的质量，不饱和羧酸单体的加入量为0.1～20倍含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体的质量；0.5～2.0h内滴加完毕后，继续反应0.5～5.0h，降至室温，得外观为深黄色粘稠状透明液体的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂。

上述具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂的制备步骤中所使用的含不饱和双键的具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯单体为烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸单酯、烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸盐单酯、烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸双酯、烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸盐双酯、烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸三酯、烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸盐三酯、甲基烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸单酯、甲基烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸盐单酯、甲基烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸双酯、甲基烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸盐双酯、甲基烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸三酯、甲基烯丙氧基聚乙氧基聚醚磷酸盐三酯、烯丙氧基聚甲基乙氧基聚醚磷酸单酯、烯丙氧基聚甲基乙氧基聚醚磷酸盐单酯、烯丙氧基聚甲基乙氧基聚醚磷酸双酯、烯丙氧基聚甲基乙氧基聚醚磷酸盐双酯、烯丙氧基聚甲基乙氧基聚醚磷酸三酯、烯丙氧基聚甲基乙氧基聚醚磷酸盐三酯中的一种或多种的混合物。

上述具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂的制备步骤中所使用的不饱和羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐中的一种或多种的混合物。

上述具有聚乙氧基长链的聚醚磷酸酯阻垢剂的制备步骤中所使用的不饱和芳香族化合物单体为苯乙烯、苯乙烯磺酸盐、8-烯丙氧基-1，3，6-芘三磺酸盐、8-(4-乙烯基苄氧基)-1，3，6-芘三磺酸盐中的一种或多种的混合物。