[发明专利]一种荧光示踪绿色环保型聚乙二醇醚水处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光示踪绿色环保型聚乙二醇醚多功能水处理剂（PEGEYYG）及其制备方法，是一种适用于工业循环冷却水系统的无磷、无氮、可生物降解的环保型多功能水处理剂，用于水质的缓蚀阻垢分散处理，属于水处理技术领域的水处理剂制备及应用技术。

背景技术

冷却水经过多次循环使用后水中的无机金属离子如钙、镁离子等极易形成难溶盐磷酸钙、碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁等无机垢，同时由于补充水、系统残留铁锈垢、系统钢铁腐蚀等使得循环冷却水系统铁离子含量较高，而循环冷却水的pH值通常在8.5～9.3，此时铁以Fe₂O₃或Fe(OH)₃的形式[下面统称Fe(Ⅲ)]沉积在循环冷却水系统材质表面。无论是钙垢、还是Fe(Ⅲ)沉积都会严重导致换热设备传热效率降低，甚至引起垢下腐蚀导致设备穿孔，大大缩短设备使用寿命，严重时导致生产无法正常运行。所以防止钙垢的形成和沉积、抑制分散氧化铁的沉积并延缓设备的腐蚀是一个十分现实的问题，使用兼有阻垢、分散、缓蚀性能的多功能水处理剂是能够防止垢形成或者抑制其沉积从而达到延缓腐蚀的一种非常好的方法。

目前研究较多且阻垢效果较好的水处理剂多为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（AMP）及2-膦酸丁烷-1,2,4–三羧酸（PBTC）等，虽然此类水处理剂有优异的抑制碳酸钙沉积性能和较好的缓蚀性能，但是由于HEDP、PBTC等因为相对分子质量较小(<600)，功能基团较少，对磷酸钙垢和氧化铁颗粒的抑制和分散作用差，对锌盐的稳定性较差，在含有高钙和高铁的水质中易形成难溶于水的有机磷酸钙和有机磷酸铁，影响了它的应用。最重要的是此类水处理剂大量并广泛的使用，已经造成了菌藻的大量繁殖、水体的富营养化等环境污染问题，环境问题日益受到人们的重视，再加上环保法规的日益严格，开发无磷水处理药剂是21世纪的大势所趋。

但是无磷绿色环保的水处理药剂则无法采用钼酸铵分光光度法测试进而无法对其在水溶液中的含量进行正确评估，由于荧光分析法有很高的灵敏度，检测下限可达10^-12，荧光标识聚合物的出现为工业循环冷却水处理中的微量分析提供了一种快速准确的新方法，由于其结构分子中含有荧光基团可以实现对系统准确的检测和给药控制，这样就可避免因水中药剂检测不准确造成腐蚀、结垢等不利因素；大大提高了生成效率和控制的准确度。因此开发一种荧光示踪的绿色环保型多功能水处理药剂，在水处理应用中将产生巨大的经济效益和社会环境效益。

本发明采用马来酸酐开环绿色反应工艺制得含有双键的聚乙二醇醚羧酸反应单体，进而和含乙烯基不饱和双键单体以及含不饱和双键的荧光单体共聚制备了一种无磷非氮且可生物降解的荧光示踪绿色环保型聚乙二醇醚多功能水处理剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种荧光示踪绿色环保型聚乙二醇醚多功能水处理剂（PEGEYYG）及其制备方法，该水处理剂可生物降解，并具有优异的阻垢、分散和缓蚀性能，是一种环境友好且能够实现在线检测和自动给药的聚乙二醇醚水处理剂。

技术方案：本发明的荧光示踪绿色环保型聚乙二醇醚水处理剂（PEGEYYG）是以聚乙二醇醚羧酸反应单体与含乙烯基不饱和双键的单体以及含不饱和双键的荧光单体进行自由基共聚而得，其结构通式为：

其中：A是含乙烯基不饱和双键单体共聚后的重复结构单元，B是含不饱和双键的荧光单体共聚后的重复结构单元，聚合度x为1~5000，聚合度y为1~5000，聚合度z为1~5000，重复单元m为3~1000，R为C1~C18的饱和烃基。

上述的一种荧光示踪绿色环保型聚乙二醇醚多功能水处理剂的制备方法为：

在N₂氛下，以聚乙二醇醚质量为基准，将聚乙二醇醚和0.1～5倍聚乙二醇醚质量的马来酸酐加入反应釜中，50~150℃下反应0.5~10h，得聚乙二醇醚羧酸反应单体。将温度调至60~95℃后，加入0.1~5倍聚乙二醇醚质量的含乙烯基不饱和双键的单体、0.001~0.5倍聚乙二醇醚质量的含不饱和双键的荧光单体、0.01~0.5倍聚乙二醇醚质量的无机引发剂，3~25倍聚乙二醇醚质量的水，完成后继续在60~95℃下反应0.5～10h，冷至室温，制得5~80wt％荧光示踪绿色环保型聚乙二醇醚多功能水处理剂。