[发明专利]一种荧光示踪无磷聚醚多功能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无磷聚醚多功能水处理剂（APEGYG）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、可生物降解并且能够实现在线检测和自动给药的多功能水处理剂，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

在工业循环冷却水系统中，一般都需要添加水处理药剂以达到阻垢分散缓蚀的作用。效果较好的传统的阻垢分散缓蚀药剂多为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸（HEDP）、多元醇磷酸酯（PAPE）、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、2-羟基磷酰基乙酸（HPAA）、2–膦酸丁烷–1,2,4–三羧酸（PBTC）、乙二胺四亚甲基磷酸（EDTMP）以及多氨基多醚基四亚甲基磷酸（PAPEMP）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、HPAA等因为相对分子质量较小(<800)，功能基团也较少，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。这些磷酸盐类水处理药剂还容易水解或被系统中存在的杀生剂氧化分解，生成PO₄^3-离子，能够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。其次磷酸盐类水处理剂由于含磷可以充当水中细菌和藻类的营养成分，易引起水源的富营养化造成水资源的污染。目前大量含磷、含氮水处理剂的广泛使用，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，因此开发无磷的绿色水处理药剂势在必行。

现在无磷水处理剂多为无磷羧酸类水处理剂如聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸阻磷酸钙和分散Fe(Ⅲ)能力不理想，且在高钙条件下容易产生钙凝胶，钙容忍度低；此外此类水处理剂的缓蚀性能一般。2002年，美国Betz公司推出新一代丙烯酸/烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐无磷共聚物（AA/APES），由于采用了新的烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐共聚单体，AA/APES对硬度、悬浮物、温度有更高的承受力，并能耐铁离子的干扰，其阻Ca₃(PO₄)₂效率较高，2003年，Betz公司又开发出了APES的三聚体，旨在进一步优化产品性能以及降低生产成本，但这类水处理药剂虽无磷但仍含有水富营养元素氮。此外，无磷水处理剂一大缺点是由其结构中不含磷从而无法用常用的钼酸铵分光光度法检测，从而无法对水处理药剂的浓度进行在线检测和自动给药。荧光标识聚合物由于其结构分子中含有荧光基团，可通过对荧光标识的物质的测定十分迅速和方便地获得其在体系内的药剂浓度，从而实现对系统准确的检测和给药控制。因此，开发一种能够荧光示踪并且具有缓蚀阻垢分散多重功能的可广泛适用与工业循环水系统的无磷非氮绿色环保型水处理药剂，对于缓蚀阻垢分散剂的更新换代具有重要科学意义和重大的应用价值。

本发明采用聚醚单体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可以荧光示踪且具有优异的阻垢、缓蚀及分散性能的无磷聚醚多功能水处理剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种荧光示踪无磷聚醚多功能水处理剂（APEGYG）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，是一种环境友好的聚醚类水处理剂。

技术方案：本发明的荧光示踪无磷聚醚多功能水处理剂（APEGYG）是以聚醚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聚合后的重复结构单元，B是含不饱和双键的荧光单体聚合后的重复结构单元，G是—CH₂—O—或—O—，聚合度x为5~5000，聚合度y为5~5000，聚合度z为5~5000，重复单元m为5~100；

上述的一种荧光示踪无磷聚醚多功能水处理剂的制备方法为：

在N₂氛下，以聚醚单体质量为基准，将聚醚单体加入反应釜中，将温度调至60~95℃后，加入0.1~5倍聚醚单体质量的含乙烯基不饱和双键的单体、0.001~0.5倍聚醚单体质量的含不饱和双键的荧光单体、0.1~5倍聚醚单体质量的水，混匀后滴加质量百分浓度为5％～60％的无机引发剂水溶液，无机引发剂的加入量为0.01~0.5倍聚醚单体质量，0.5～5h滴完，滴完后继续在60~95℃下反应0.5～10h，冷至室温，制得5~80wt％荧光示踪无磷聚醚多功能水处理剂。