一種超支化聚乙烯亞胺共聚物水處理劑的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及多功能水處理劑，具體涉及一種超支化聚乙烯亞胺 共聚物水處理劑的制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨工業(yè)生產(chǎn)的急劇發(fā)展，工業(yè)上的用水量也快速增加，其中，冷卻水的用量占工 業(yè)用水總量的80%以上，冷卻水在使用的過程中，由于不斷的循環(huán)，不斷的濃縮，水中所含 雜質(zhì)，例如礦物質(zhì)的濃度不斷增加，易引起設(shè)備管道的結(jié)垢、腐蝕等問題，再者水中微生物 的積累、繁殖也會(huì)加劇管道的腐蝕，影響水質(zhì)等。此時(shí)，就需要向循環(huán)冷卻水中加入水質(zhì)處 理劑，例如緩蝕阻垢劑，從而控制結(jié)垢和腐蝕的速率。
[0003]以中央空調(diào)為例說明，中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)保有水量非常小，小型 冷卻塔為1/100~1/150左右，大型冷卻塔為1/10~1/30左右，補(bǔ)充水一般采用自來水，水質(zhì) 指標(biāo)取決于當(dāng)?shù)刈詠硭乃|(zhì)特點(diǎn)，水質(zhì)條件差別大，運(yùn)行條件的微小變化都可能造成水 質(zhì)的較大波動(dòng)，容易造成腐蝕、結(jié)垢及粘泥故障。
[0004] 中央空調(diào)循環(huán)冷卻水常用的緩蝕阻垢劑有六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、羥基乙叉二 膦酸（HEDP)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)、二亞乙基三胺五亞甲基 膦酸(DETAPMP)等，且目前殺菌多使用的是氯系殺菌劑，這些藥劑存在使用濃度高，磷含量 高，易造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化或處理效果不理想，因此開發(fā)一種無磷、環(huán)保、高效的中空空調(diào) 循環(huán)冷卻水用多功能水處理劑，具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種超支化聚乙烯亞胺共聚 物水處理劑的制備方法及應(yīng)用，解決現(xiàn)有技術(shù)中除垢、緩釋、殺菌需要添加多種藥物，容易 導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種超支化聚乙烯亞胺共聚物水處理劑的制備方法，包括以下步驟：
[0008]以羥基化超支化聚乙烯亞胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為單體，溶解于水中，置 于微波場(chǎng)下，滴加引發(fā)劑過硫酸銨形成微波合成反應(yīng)體系；
[0009] 攪拌，回流，微波功率為300W~700W，微波輻射時(shí)間為20min~60min，反應(yīng)溫度為 60°C~90°C，溶液冷卻至室溫，干燥后即得終產(chǎn)物超支化聚乙烯亞胺共聚物多功能水處理 劑。
[0010] 本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：
[0011] 具體的，所述的羥基化超支化聚乙烯亞胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的單體質(zhì) 量比為1:(2~7)。
[0012] 優(yōu)選的，所述的羥基化超支化聚乙烯亞胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的單體質(zhì) 量比為1:5。
[0013] 具體的，所述的引發(fā)劑過硫酸銨的滴加總質(zhì)量占微波合成反應(yīng)體系總質(zhì)量的5% ~15%〇
[0014] 優(yōu)選的，所述的引發(fā)劑過硫酸銨的滴加總質(zhì)量占微波合成反應(yīng)體系總質(zhì)量的 10%〇
[0015] 優(yōu)選的，所述的微波場(chǎng)為2450MHz的微波場(chǎng)，微波功率為500W，微波輻射時(shí)間為30 ~40min，反應(yīng)溫度為70°C~80°C。
[0016]具體的，所述的羥基化超支化聚乙烯亞胺的制備方法為：以重量份數(shù)計(jì)，分別稱取 馬來酸和氫氧化鈉，全部加入水中溶解，然后加入超支化聚烯亞胺溶液，微波加熱反應(yīng)lh， 反應(yīng)完成后，降至室溫，干燥后得到羥基化超支化聚乙烯亞胺；
[0017] 每4.7g馬來酸對(duì)應(yīng)加入2.6g的氫氧化鈉，對(duì)應(yīng)加入10g水，對(duì)應(yīng)加入含有2.7g超支 化聚烯亞胺的超支化聚烯亞胺溶液。
[0018] 優(yōu)選的，所述的超支化聚烯亞胺溶液為每2.7g超支化聚乙烯亞胺溶解于5g水中制 成的溶液。
[0019] 優(yōu)選的，所述的微波加熱的微波場(chǎng)為2450MHz的微波場(chǎng)，微波功率為500W，微波輻 射時(shí)間為30~40min，反應(yīng)溫度為70°C~80°C。
[0020] 上述制備方法制得的超支化聚乙烯亞胺共聚物水處理劑用于對(duì)水進(jìn)行阻垢、緩釋 和殺菌的應(yīng)用。
[0021 ]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：
[0022] (I)本發(fā)明的制備方法制得的多功能水處理劑具有優(yōu)良的阻CaC03垢效果，良好的 緩蝕性能，又具有良好的殺菌性能，且可生物降解，是一種環(huán)境友好的綠色新型多功能水處 理劑。
[0023] (Π)超支化聚乙烯亞胺共聚物多功能水處理劑的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的胺基、磺 酸基、羥基和羧基官能團(tuán)，利用它們之間的"協(xié)同效應(yīng)"，使其具有優(yōu)異的緩蝕、阻垢和殺菌 性能。該多功能水處理劑對(duì)碳酸鈣有很好的阻垢效果，當(dāng)該多功能水處理劑的加入量為 50ppm時(shí)，對(duì)碳酸鈣垢的阻垢率可達(dá)95.4%，對(duì)碳鋼的緩蝕率可達(dá)89.87%?？蓮V泛應(yīng)用于油 田污水、工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等方面。
[0024] (ΙΠ)本發(fā)明的方法制得的超支化聚乙烯亞胺共聚物多功能水處理劑不含磷，具有 良好的生物降解性能，是一種新型的綠色多功能水處理劑。適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的 無磷、可生物降解的環(huán)保型多功能水處理劑，用于水質(zhì)的緩蝕、阻垢及殺菌處理，屬于水處 理技術(shù)領(lǐng)域的多功能水處理劑制備的技術(shù)領(lǐng)域。該多功能水處理劑的配伍性好，可與有機(jī) 磷酸鹽、鋅鹽緩蝕劑等水處理劑復(fù)配使用，也可單獨(dú)使用。
[0025] 以下對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說明。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施 例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027] 實(shí)施例1:
[0028]本實(shí)施例給出一種超支化聚乙烯亞胺共聚物多功能水處理劑的制備方法：
[0029]步驟一，稱取4.7克馬來酸，2.6克氫氧化鈉，加入10克水溶解，然后加入超支化聚 烯亞胺溶液(取2.7克超支化聚乙烯亞胺，加入5克水溶解），在微波條件下，加熱反應(yīng)lh，反 應(yīng)完成后，降至室溫，得到淡黃色溶液，干燥后得到羥基化超支化聚乙烯亞胺。微波加熱的 微波場(chǎng)為2450MHz的微波場(chǎng)，微波功率為500W，微波輻射時(shí)間為30~40min，反應(yīng)溫度為70°C ~80°C〇
[0030] 步驟二，在三口燒瓶中按一定質(zhì)量配比加入羥基化超支化聚乙烯亞胺、2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸為單體，各組分化學(xué)計(jì)量比見表1(該原料的配比為單體配比），用10克水 溶解，將其置于2450MHz的微波場(chǎng)下（XH-100A型電腦微波催化/合成萃取儀），微波功率為 500W，緩慢滴加引發(fā)劑過硫酸銨，引發(fā)劑用量(質(zhì)量）占體系總量(質(zhì)量）的10%，應(yīng)用微波 合成技術(shù)，攪拌，回流，微波輻射時(shí)間為30min，反應(yīng)溫度為70°C，得到淡黃色透明溶液。冷卻 至室溫，干燥即得終產(chǎn)物超支化聚乙烯亞胺共聚物多功能水處理劑。
[0031] 上述制備方法制得的超支化聚乙烯亞胺共聚物水處理劑用于對(duì)水進(jìn)行阻垢、緩釋 和殺菌的應(yīng)用，水處理劑使用時(shí)在水匯總的濃度為l〇mg/L，處理結(jié)果如表1所示。
[0032]本發(fā)明的阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)中的碳酸鈣阻垢率的計(jì)算按照《GBT16632-2008水處 理劑阻垢性能的測(cè)定一碳酸鈣沉積法》進(jìn)行;緩蝕性能通過電化學(xué)方法測(cè)試。
[0033]表1單體配比對(duì)超支化聚乙烯亞胺共聚物阻垢率和緩蝕率的影響
[0034]
[0035]上述實(shí)施例可看出：當(dāng)單體配比為1:5,引發(fā)劑用量占體系總量的10%，微波輻射 時(shí)間30min，功率為500W，反應(yīng)溫度70°C時(shí)，其阻垢率和緩蝕率均最佳。
[0036]實(shí)施例2:
[0037]本實(shí)施例給出一種超支化聚乙烯亞胺共聚物多功能水處理劑的制備方法：
[0038] 步驟一，稱取4.7克馬來酸和2.6克氫氧化鈉，加入10克水溶解，然后加入超支化聚 烯亞胺溶液(取2.7克超支化聚乙烯亞胺，加入5克水溶解），在微波條件下，加熱反應(yīng)lh，反 應(yīng)完成后，降至室溫，得到淡黃色溶液，干燥后得到羥基化超支化聚乙烯亞胺。微波加熱的 微波場(chǎng)為2450MHz的微波場(chǎng)，微波功率為500W，微波輻射時(shí)間為30~40min，反應(yīng)溫度為70°C ~80°C〇
[0039] 步驟二，在三口燒瓶中加入1克羥基化超支化聚乙烯亞胺、5克2-丙烯酰胺-2-甲基 丙磺酸為單體，各組分化學(xué)計(jì)量比見表2,用100克水溶解，將其置于2450MHz的微波場(chǎng)下 (XH-100A型電腦微波催化/合成萃取儀），微波功率為500W，按一定的速率緩慢滴加一定量 的引發(fā)劑過硫酸銨，應(yīng)用微波合成技術(shù)，攪拌，回流，微波輻射時(shí)間為30min，反應(yīng)溫度為70 °C，得到淡黃色透明溶液。冷卻至室溫，干燥即得終產(chǎn)物超支化聚乙烯亞胺共聚物多功能水 處理劑。
[0040] 上述制備方法制得的超支化聚乙烯亞胺共聚物水處理劑用于對(duì)水進(jìn)行阻垢、緩釋 和殺菌的應(yīng)用，水處理劑使用