[发明专利]新型阴离子染料絮凝剂及其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种新型阴离子染料絮凝剂，其特征在于包括1～10份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）、20～100份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）、5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）、100～500份的水、1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH₃I)、20～80份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）及1～10份的氢氧化钾；以上均为质量份数。

2.根据权利要求1所述的新型阴离子染料絮凝剂，其特征在于所述聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHAM聚合物主链；所述阳离子型高分子前驱体聚合物PDMC-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）聚合物；所述功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物。

3.一种新型阴离子染料絮凝剂的制备方法，其特征在于具体合成步骤如下：

步骤一 合成聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）

通过普通自由基聚合或可控活性聚合法合成PHAM聚合物主链；

步骤二 合成阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH

合成阳离子型高分子前驱体聚合物PDMC-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合法合成末端含羧基的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC-COOH）聚合物；

合成功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH主要采用偶氮二氰基戊酸为引发剂通过普通自由基聚合合成末端含羧基的聚N-乙烯胺基甲酰胺（PNVF-COOH）聚合物；

步骤三 合成环己二胺四乙酸二酐(CDTAD）

将40～80份的环己二胺四乙酸和40～80份的乙酸酐溶解于50～100份的2-甲基吡啶中，控制于50～70℃，反应20～40小时，获得环己二胺四乙酸二酐；

步骤四 合成PHAM-g-(PDMC-r-PVACDTANa)

将步骤一中所得到的1～10份的聚合物主链聚羟甲基丙烯酰胺（PHAM）与步骤二中所得到的20～100份的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC-COOH和5～30份的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF-COOH混合溶于100～500份的水里，加入1～5份的催化剂即N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1～5份的1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺碘甲烷盐(EDC·CH₃I)，控温于50～80℃，进行酯化反应10～70小时，使聚合物主链的每个单元的羟基功能基团与末端含羧基的阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC和末端含羧基的功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF无规地发生酯化反应，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚N-乙烯胺基甲酰胺）(PHAM-g-(PDMC-r-PNVF))；再加1～10份的氢氧化钾，控温于50～80℃，对接枝于聚合物主链阳离子型高分子侧链前驱体聚合物PDMC及功能高分子侧链前驱体聚合物PNVF进行水解反应12～48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺）（PHAM-g-(PDMC-r-PVA）)；再加入步骤三中所得到的20～80份的环己二胺四乙酸二酐(CDTAD），乙烯胺与过量的环己二胺四乙酸二酐发生酰基化反应12～48小时，获得聚羟甲基丙烯酰胺-接枝-（聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-无规-聚乙烯胺基环己二胺四乙酸钠）(PHAM-g-(PDMC-r-PVACDTANa))即新型阴离子染料絮凝剂，以上均为质量份数。