申请日2015.06.05
公开(公告)日2015.09.30
IPC分类号C02F5/12
摘要
本发明是一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂及其制备方法，该水处理剂以由氨基酸封端聚醚单体与丙烯磺酸钠进行自由基共聚而得，其结构通式为：权利要求书
1.一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂，其特征在于该水处理剂是由氨基 酸封端聚醚单体与丙烯磺酸钠进行自由基共聚而得，其结构通式为：
其中：R为-CH2OH、-CHOHCH3或-CH2CH2COOH;
聚合度x为1～5000，聚合度y为1～5000，重复单元数m为1～100。
2.一种如权利1所述的一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂的制备方法，其 特征在于该制备方法为：
在N2气氛、室温下，以烯丙氧基聚乙二醇单醚的质量计，将烯丙氧基聚乙二醇 单醚和0.05～5倍烯丙氧基聚乙二醇单醚质量的氨基酸加入反应釜中混匀，再加入 0.001～0.05倍烯丙氧基聚乙二醇单醚质量的酯化催化剂，用10～15wt%盐酸调节pH 为2～5，80～150℃反应1～10h，得氨基酸封端聚醚单体，将反应温度调至50～95℃ 后，将0.2～5倍烯丙氧基聚乙二醇单醚质量的丙烯磺酸钠、0.1～5倍烯丙氧基聚乙 二醇单醚质量的蒸馏水加入反应釜中，以均匀的速度滴加0.01～0.5倍烯丙氧基聚乙 二醇单醚质量的无机引发剂，该无机引发剂浓度为质量百分浓度为0.5～15wt%的水 溶液，1～3h滴完，滴完后继续反应1～10h，降至室温，得固含量为20～60wt%的海 水淡化膜用环保型聚醚水处理剂。
3.根据权利要求2所述的一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂的制备方法， 其特征在于该制备方法中所述的氨基酸为丝氨酸、苏氨酸或谷氨酸中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂的制备方法， 其特征在于该制备方法中所述的酯化催化剂为4-二甲氨基吡啶、N，N-二甲基甲酰 胺或对甲基苯磺酸中的一种。
5.根据权利要求2所述的一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂的制备方法， 其特征在于该制备方法中所述的无机引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或偏重亚磺酸钠 中的一种。
说明书
一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂及其制备方法，属于水处理 剂制备及应用范畴，适用于海水淡化膜、油田、循环水系统等应用领域。
背景技术
随着我国海洋强国和国家海洋战略的实施，反渗透海水淡化技术是解决沿海地 区和海岛地区用水的关键技术，也是解决水资源短缺的根本途径之一。然而，反渗 透膜表面极易生成Ca3(PO4)2、CaCO3、CaSO4等沉积物，导致系统供水压力和清洗 频率增加，出水量和脱盐率下降，甚至使膜元件提前报废。因此，寻找高效环保的 海水淡化膜用水处理剂越来越重要。
近年来，国内外使用的水处理剂主要有聚合物类含磷水处理剂，对海水淡化膜 系统中的常见垢均能达到良好的处理效果，含磷水处理剂能有效抑制磷酸钙、碳酸 钙沉淀，但含磷组分会向微生物提供营养源，加剧对系统内的微生物污染，还会产 生磷酸盐垢在膜上的沉积现象。聚羧酸类高效水处理剂如聚丙烯酸、聚马来酸酐等 聚合物虽然阻垢性能良好，但聚丙烯酸在铁和重金属离子存在时，稳定性下降。中 国专利CN200910117136.X公开了聚马来酸酐水处理剂及其制备方法，但该水处理 剂在有氯存在的高碱度海水中需要增加投药量。公开号为US20140319067的美国专 利则公开了美国PWT公司针对现有反渗透水处理剂的缺陷设计了Dendrimer树枝状 聚合物，其纳污阻垢效果明显提高了且具有很好的稳定性。目前，海水淡化专用水 处理技术主要被国外公司所垄断。因此，本发明的目的在于提供一种不增加排水中 的磷浓度，对海水中的钙垢具有高效的抑制作用及良好的分散铁性能，且具有良好 化学稳定性的海水淡化膜用环保型水处理剂。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂及其制 备方法，该水处理剂无磷、可生物降解，具有优异的阻Ca3(PO4)2垢、CaCO3垢、 CaSO4垢效果，同时具有良好的分散铁性能。
技术方案：一种海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂是以氨基酸封端聚醚单体与 丙烯磺酸钠进行自由基共聚而得，其结构通式为：
其中：R为-CH2OH、-CHOHCH3或-CH2CH2COOH;聚合度x为1～5000，聚合 度y为1～5000，重复单元数m为1～100。
上述海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂的制备方法为：
在N2气氛、室温下，以烯丙氧基聚乙二醇单醚的质量计，将烯丙氧基聚乙二醇 单醚和0.05～5倍烯丙氧基聚乙二醇单醚质量的氨基酸加入反应釜中混匀，再加入 0.001～0.05倍烯丙氧基聚乙二醇单醚质量的酯化催化剂，用10～15wt%盐酸调节pH 为2～5，80～150℃反应1～10h，得氨基酸封端聚醚单体，将反应温度调至50～95℃ 后，将0.2～5倍烯丙氧基聚乙二醇单醚质量的丙烯磺酸钠、0.1～5倍烯丙氧基聚乙 二醇单醚质量的蒸馏水加入反应釜中，以均匀的速度滴加0.01～0.5倍烯丙氧基聚乙 二醇单醚质量的无机引发剂，该无机引发剂浓度为质量百分浓度为0.5～15wt%的水 溶液，1～3h滴完，滴完后继续反应1～10h，降至室温，得固含量为20～60wt%的海 水淡化膜用环保型聚醚水处理剂。
上述制备方法中所述的氨基酸为丝氨酸、苏氨酸或谷氨酸中的一种;所述的酯 化催化剂为4-二甲氨基吡啶、N，N-二甲基甲酰胺或对甲基苯磺酸中的一种;所述 的无机引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或偏重亚磺酸钠中的一种。
本发明采用氨基酸对烯丙氧基聚乙二醇单醚进行绿色封端制备了新型氨基酸封 端聚醚单体，进而与丙烯磺酸钠进行自由基共聚制备了一种可生物降解的海水淡化 膜用环保型聚醚水处理剂。既保留了烯丙氧基聚乙二醇单醚的化学稳定性，又改良 了烯丙氧基聚乙二醇单醚的降解性，对于抑制Ca3(PO4)2垢、CaCO3垢、CaSO4垢效 果显著，同时具有良好的分散铁性能。
有益效果：本发明的海水淡化膜用环保型聚醚水处理剂具有以下优异性能：
(1)该水处理剂不含磷，采用安全廉价的水作为反应溶剂，反应过程采用“一 锅煮”的方式，无需分离，实现原子经济反应。氨基酸结构引入使其具有更好的生 物降解性，是一种新型的绿色环保水处理剂。
(2)该水处理剂结构中含有亲水性强的聚乙二醇链段，分散性能优良的磺酸基 团以及能与钙离子螯合的羟基或者羧基基团，同时S与N元素能与水中的氢形成氢 键，故该水处理剂的钙离子容忍度大大提高，在海水淡化膜系统高硬度、高氯离子 浓度水质中具有优异的阻垢效果和分散铁性能。
(3)该水处理剂配伍性好，可与有机磷酸盐、锌盐等水处理剂复配使用，也可 单独使用。