[发明专利]一种氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学品领域，具体提供一种氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物及其制备方法。

背景技术

氨基三亚甲基膦酸是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，氨基三亚甲基膦酸具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。氨基三亚甲基膦酸一般用作火力发电厂、油田注水和炼油厂的循环冷却水，可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结构的作用。氨基三亚甲基膦酸在放置印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。另外，可与多种缓冲剂、阻垢剂配合使用。与聚羧酸盐等有良好协同作用，可增加缓蚀阻垢效果，也可作为清洗剂，除去金属表面油脂。还可作为洗涤剂的添加剂，金属离子的掩蔽剂、无氰电镀添加剂和稀有金属萃取剂等。

但是，氨基三亚甲基膦酸耐氧化性差，使其在一些具有氧化性杀菌剂液态氯、次氯酸、二氧化氯、双氧水等的水中容易降解，稳定性较差，限制了其应用范围。

发明内容

为了解决氨基三亚甲基膦酸稳定性差的问题，本发明提供了一种改性的氨基三亚甲基膦酸，提高了其耐氧化性能，并且赋予其更好的钙螯合能力及分散能力和缓蚀效果，与锌盐等预膜剂复配性强，增加成膜速度和膜的强度。

为实现上述目的本发明提供一种氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物具有结构ON[CH₂PO₃H₂]₃并提供其合成方法是：由亚磷酸、氯化铵、甲醛为原料一步法反应制得氨基三亚甲基膦酸，然后再与双氧水反应制得。

本发明的氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物具有结构式ON[CH₂PO₃H₂]₃。

通过以下具体的工艺步骤制备：

(1)   将氯化铵和甲醛水溶液加入反应釜，控制温度35℃±5℃，滴加三氯化磷，滴加完毕升温回流反应，然后蒸馏除去甲醛和盐酸。

(2)   降低温度，加入催化剂，滴加双氧水，滴加完毕提高温度保温反应。

(3)   保温反应完毕降温加入亚硫酸氢钠，调节活性物含量出料。

上述步骤(2)所述的氨基三亚甲基膦酸蒸馏完毕温度降低至50~70℃。

上述步骤(2)所述的催化剂为有机酸或苛性碱。

上述步骤(2)所述的催化剂的加入量为氨基三亚甲基膦酸质量的0.1~5%，优选的是0.5~1%。

上述步骤(2)所述的双氧水浓度为25~30%，加入量为氨基三亚甲基膦酸质量的15~30%，优选的加入量是氨基三亚甲基膦酸质量的20~25%。

上述步骤(2)所述的双氧水滴加时间为0.5~2h。

上述步骤(2)所述的双氧水滴加完毕保温温度为70~90℃。

上述步骤(2)所述的双氧水滴加完毕保温时间为2~8h。

上述步骤(3)所述的保温完毕加入亚硫酸氢钠的温度为60~65℃。

上述步骤(3)所述的亚硫酸氢钠的加入量为双氧水质量的0~5%。

本发明专利的突出特点是：提供了一种能够适用于氧化环境下的缓蚀阻垢剂氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物，并提供其制备方法。解决了添加氧化性杀菌灭藻剂水体系的阻垢缓蚀问题，与液氯、次氯酸钠、有机氯等复配性能良好；本发明所提供的氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物对钙垢等的分散阻垢能力优于氨基三亚甲基膦酸。

 

具体实施方式

为了更好的阐述本发明的目的和方法，现具体举例如下，并对其在应用上的阻垢效果与氨基三亚甲基膦酸进行对比举例如下。

实施例1

一种氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物具有结构ON[CH₂PO₃H₂]₃。

通过以下具体工艺方案合成：

将氯化铵和甲醛水溶液加入反应釜，控制温度35℃±5℃，滴加三氯化磷，滴加完毕升温回流反应，然后蒸馏除去甲醛和盐酸。降低温度至60℃，加入氨基三亚甲基膦酸质量0.5%的片状氢氧化钾。搅拌混合均匀，滴加氨基三亚甲基膦酸质量20%的25%浓度双氧水，1h滴加完毕，提高温度至70℃保温反应4h，降温至60℃加入双氧水质量1%的亚硫酸氢钠，调节活性物含量至要求出料。

实施例2

一种氨基三亚甲基膦酸-N-氧化物具有结构ON[CH₂PO₃H₂]₃。