[发明专利]聚环氧琥珀酸盐的制备方法

说明书

技术领域

本发明产品属于化工领域，具体涉及一种聚环氧琥珀酸盐的制备方法，重点是工艺过程的催化剂改进。

背景技术

聚环氧琥珀酸盐(PESA)，分子式为HO(C₄H₂O₅M₂)_nH，外观为无色或淡琥珀色透明液体，聚环氧琥珀酸盐是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，聚环氧琥珀酸盐对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，尤其对硅垢的阻垢分散性能是其它阻垢剂难以企及的，单独使用聚环氧琥珀酸盐其阻垢效果优于常用的有机膦类阻垢剂。而且，聚环氧琥珀酸盐与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。此外，聚环氧琥珀酸盐同时还具有一定的缓蚀作用，其生物降解性能好并适用于高碱、高金属含量水系，是一种绿色水处理化学品。

目前见于国内公开报道的制备聚环氧琥珀酸盐方法是：首先进行环氧琥珀酸(ESA)单体的合成，即，以顺丁烯二酸酐(MA)，加水溶解，在搅拌状态下缓慢滴加NaOH溶液，水浴加热，待升温到55℃时，加入适量的钨酸钠催化剂，然后控制滴加速度，在20分钟内将定量的H₂O₂滴完，同时用NaOH溶液调节pH值，在一定时间内控制反应温度为定值；然后进行PESA的合成，即，在合成ESA的最佳反应基础上，加入Ca(OH)₂引发剂，并在一定的反应温度和搅拌速度下，经过一定时间的聚合反应，即可得到PESA。

上述反应产品的收率受到反应温度、NaOH用量、反应时间、催化剂的类型和用量等因素的影响。但在现有的工艺条件下制备聚环氧琥珀酸盐的过程中，出现生产周期长、产率低以及产品稳定性差等问题。因此急需找到一种解决上述现有技术问题的聚环氧琥珀酸盐的制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中聚环氧琥珀酸盐的制备方法的生产周期长、产品纯度低以及产品稳定性差的问题，提供了一种更快速且收率高的聚环氧琥珀酸盐的制备方法。

为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种聚环氧琥珀酸盐的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)将顺丁烯二酸酐在水中溶解得到马来酸；

2)将所述马来酸在复合催化剂的作用下与双氧水在55～65℃温度下进行环氧化反应，得到环氧琥珀酸；

3)将所述环氧琥珀酸用碱溶液滴定，

4)在引发剂的作用下对滴定后的产物进行聚合反应，得到所述聚环氧琥珀酸盐；

其中，所述复合催化剂是将钨酸钠、钼酸铵、钒酸铵按照1.5～2.5:2～2.5:1～1.5的重量比例复配而成，

其中，所述双氧水为质量浓度25％的过氧化氢水溶液。

本发明的聚环氧琥珀酸盐的制备方法中的催化剂不采用以往以单一的钼酸钠或者钨酸钠，而采用新型复合催化剂，以钨酸钠、钼酸铵、钒酸铵按照1.5～2.5:2～2.5:1～1.5的重量比例复配而成得到工艺所需的复合催化剂，并通过科学控制，使得复合催化剂对比单一催化剂，在产品收率等方面有了大幅度提高。

本发明所述“全部原料”组成为：步骤1)中所述顺丁烯二酸酐和水；步骤2)中所述双氧水和复合催化剂；步骤3)中所述碱溶液；以及步骤4)中所述引发剂。其中，所述复合催化剂是将钨酸钠、钼酸铵、钒酸铵按照1.5～2.5:2～2.5:1～1.5的重量比例复配而成。

上述复配可使用本领域常规方法进行，如混合、掺和等。作为优选，所述钨酸钠、钼酸铵和钒酸铵的重量比为2:2:1。

在本发明制备方法中，首先将原料顺丁烯二酸酐在水中溶解。溶解的温度决定了溶解速度、化学稳定性，因此对溶解效率以及后续反应有一定影响。作为优选，在步骤1)中，所述顺丁烯二酸酐在水中溶解时的温度为50℃，并且通过调节滴加速度和/或通过控温装置使得在加料过程中的温度一直保持在50℃。

作为优选，在步骤1)中，所述顺丁烯二酸酐的加入量为基于全部原料重量的18～20％，所述水的加入量为基于全部原料重量的25～35％。