一种含可生物降解物质的螯合剂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含可生物降解物质的螯合剂组合物，其组分及其重量配比包括：20-30份可生物降解物质、10-20份羟基乙叉二膦酸、0.1-1份杀菌剂、0.1-0.5份表面活性剂及50-60份去离子水。其制备方法包括：将可生物降解物质完全溶解于去离子水中；依次加入羟基乙叉二膦酸、杀菌剂及表面活性剂，持续搅拌，并在50-80℃下保温至少10min，然后冷却；调节所述均相体系的pH至11-13，得到所述螯合剂组合物。本发明专利技术所述螯合剂组合物，可以有效提高纸浆的漂白效率、漂后白度及对金属离子的螯合能力，并可以降低某些昂贵单一组分的成本，绿色环保；其制备方法，工艺流程简单，生产成本低廉，可实现规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可生物降解高分子复合材料，尤其涉及一种含可生物降解物质的螯合剂组合物及其制备方法。
技术介绍
随着工业化与城市化进程的不断深入，环境污染问题受到各方广泛关注。而造纸工业作为造成我国环境污染的主要行业之一，是当下中国亟待解决的任务，国家相关部门也正紧锣密鼓地落实其工业污染源的达标排放情况。目前来看，制浆造纸生产中的废水主要是蒸煮废液、中段废水和造纸白水三部分，而蒸煮废液是最为主要的污染源，其污染负荷约占全部制浆造纸废水的80％。根据制浆造纸蒸煮废液的污染治理情况来看，无论是碱法或酸法制浆都有相对成熟的技术经验，但是废液中的金属离子浓度却依然居高不下，这就对污水处理提出了更高的要求。因此，寻求一种对金属离子具有很好的螯合能力的物质以减少纸浆漂白蒸煮过程中含金属离子的废液排放，并提高纸浆的漂白效率不失为一种很好的方法。可生物降解的天然弱酸，如柠檬酸、苹果酸及葡萄糖酸等的盐类物质对金属离子都具有很好的螯合能力，且对环境无害，成为当下构建螯合剂组合物的绝佳选择。其中，柠檬酸是一种天然的有机弱酸，呈无色晶体，有很强的酸味，而且天然柠檬酸在自然界中分布很广，存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中，当前人工合成的柠檬酸主要由砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而制得的。其中，苹果酸为无色针状结晶或白色晶体粉末，无臭，带有刺激性爽快酸味，其常以三种形式存在，即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物D，L-苹果酸，而天然存在的苹果酸都是L型的，几乎存在于一切果实中，以仁果类中最多，最重要的是，苹果酸具有抗氧化和较强的螯合作用，作为护色剂和增效剂，广泛用于印染工业，与金属离子形成螯合物可以清除金属腐蚀产物。
其中，葡萄糖酸是葡萄糖的醛基经氧化生成的糖酸，广泛用作蛋白凝固剂和食品防腐剂，对环境友好可生物降解，而且葡萄糖酸在碱性体系中对金属离子的螯合能力较强，常用作金属离子的掩蔽剂。而羟基乙叉二膦酸(HEDP)是一种非常易溶于水的白色结晶状酸性物质。在循环冷却水系统中用做水质稳定的主剂，起缓蚀阻垢作用。有机多元膦酸是60年代后期开发、70年代前后被确认的一类水处理剂，这类处理剂的出现使水片理技术向前迈进了一大步。与无机聚磷酸盐相比，有机多元膦酸具有良的化学稳定性、不易水解、耐高温性和用药剂量小且兼具缓和蚀垢性能等特点。有机多元膦酸是一类阴极型缓蚀剂，又是一类非化学当量阻垢剂。与其他类型水处理剂复配使用时，表现出理想的协同效应，明显提高阻垢效果。对许多金属离子如钙、镁、铜、锌等具有优异的螯合能力，甚至对这些金属的无机盐类如CaSO4、CaCO3、MgSiO3等也具有去活化作用，因此广泛应用于水处理的各个环节。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是为了解决现有技术中单一组分螯合剂的漂白效率低，纸浆漂后白度不高等缺点，从而提供一种含可生物降解物质的螯合剂组合物，大大降低了原料成本，对于当下实施的可持续发展战略也有一定的积极意义。本专利技术的目的之二是提供上述的一种含可降解物质的螯合剂组合物的制备方法。本专利技术还有一个目的是探索上述含可降解物质的螯合剂组合物中主要组分的配比对其应用性能的影响，得到优选配比。本专利技术还有一个目的是提供上述含可降解物质的螯合剂组合物在实际应用中的有益效果。针对上述目的，本专利技术采用提供了一种含可生物降解物质的螯合剂组合物及其制备方法。本专利技术的第一方面的主题是一种含可生物降解物质的螯合剂组合物，其特征在于，其组分及其重量配比包括：在本专利技术的一个优选实施例中，所述可生物降解物质为可生物降解有机酸，优选为可生物降解天然弱酸，包括柠檬酸、苹果酸及葡萄糖酸中的任意一种或几种。所述杀菌剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、二氧化氯中的任意一种或几种，其中，优选为所述十二烷基二甲基苄基氯化铵为牌号1227产品，所述二氧化氯为牌号1209产品。所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚天冬氨酸钠中的任意一种或几种。本专利技术的第二方面的主题是一种如第一方面所述含可生物降解物质的螯合剂组合物的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：将可生物降解物质完全溶解于水中；步骤2：依次加入羟基乙叉二膦酸、杀菌剂及表面活性剂，持续搅拌，并在50-80℃下保温至少10min，然后冷却得到均相体系；步骤3：采用液碱调节所述均相体系的pH至11-13，得到所述含可生物降解物质的螯合剂组合物。在本专利技术一个优选实施例中，所述步骤2中，所述保温优选为在60℃恒温水浴锅中保温20min。所述冷却优选为冷却至室温。在本专利技术另一个优选实施例中，所述步骤3中，调节所述pH优选为至12。所述水优选为去离子水。在本专利技术的一个应用实施例对比中发现：选择不同的可生物降解物质，并改变其与羟基乙叉二膦酸的重量配比，最终得到的螯合剂组合物在实际应用效果中，对Ca2+、Fe3+、Mg2+的螯合能力和纸浆漂后白度的影响呈现差异性的变化。其中，对于柠檬酸，随其载入比例的不断增大，Ca2+螯合值总体呈减小的趋势，而Fe3+和Mg2+的螯合值及纸浆漂后白度总体呈增大的趋势，且柠檬酸/HEDP＝25/15时，纸浆漂后白度最大。其中，对于苹果酸及葡萄糖酸，随其载入比例的不断增大，Ca2+、Fe3+、Mg2+的螯合值总体呈增大趋势，但纸浆漂后白度却有所下降。其中，葡萄糖酸/HEDP＝30/10时，综合螯合能力最佳。本专利技术所述一种含可降解物质的螯合剂组合物的制备方法，由于采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：1、本专利技术所述含生物可降解物质的螯合剂组合物，可以有效提高纸浆的漂白效率及漂后白度，并对金属离子具有很好的螯合能力，可以有效地减少含金属离子的废液排放量；2、本专利技术通过引入螯合能力较强且来源丰富的可生物降解有机弱酸，可在一定程度上降低某些昂贵单一组分(如羟基乙叉二磷酸)的成本，绿色环保，对于当下实施的可持续发展战略也有一定的积极意义；2、本专利技术所述螯合剂组合物的制备方法，其工艺流程简单，生产成本低廉，可实现规模化生产。附图说明图1为本专利技术实施例1-13用于应用的结果柱状图。具体实施方式本专利技术提供了一种含可生物降解物质的螯合剂组合物，其特征在于，其组分及其重量配比包括：在本专利技术的一个优选实施例中，所述可生物降解物质使用的是可生物降解天然弱酸，包括柠檬酸、苹果酸及葡萄糖酸中的任意一种或几种，其来源丰富，成本相对低廉。而羟基乙叉二膦酸虽然对金属离子具有很强的螯合能力，是常用的一种单一组分螯合剂，但其成本相对昂贵。为避免自然界中的微生物繁殖对组合物体系的均一性造成破坏，因此，常在螯合剂体系中加入杀菌剂，所述杀菌剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、二氧化氯中的任意一种或几种，其中，优选为所述十二烷基二甲基苄基氯化铵为牌号1227产品，所述二氧化氯为牌号1209产品。为使纸浆漂白过程中漂液更容易进入纸浆纤维内与木素发生反应，同时有利于生成物质的溶出，达到提高纸浆白度的作用，常在螯合剂体系中加入可显著降低界面张力的表面活性剂，所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚天冬氨酸钠中的任意一种或几种。本专利技术还提供了一种上述所述含可生物降解物质的螯合剂组合物的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：将可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含可生物降解物质的螯合剂组合物，其特征在于，其组分及其重量配比包括：

【技术特征摘要】
1.一种含可生物降解物质的螯合剂组合物，其特征在于，其组分及其重量配比包括：2.根据权利要求1所述螯合剂组合物，其特征在于，所述可生物降解物质为可生物降解天然弱酸，包括柠檬酸、苹果酸及葡萄糖酸中的任意一种或几种。3.根据权利要求1所述螯合剂组合物，其特征在于，所述杀菌剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、二氧化氯中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述螯合剂组合物，其特征在于，所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚天冬氨酸钠中的任意一种或几种。5.根据权利要求1所述螯合剂组合物，其特征在于，其组分及其重量配比包括：6.根据权利要求1所述螯合剂组合物，其特征在于，其组分及其重量配比包括：7...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，杨刚，邵威，金霞朝，
申请(专利权)人：上海东升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31