本发明专利技术提供一种丁烯酸－丙烯醛－丙烯酸羟丙酯共聚物及其制备方法，该共聚物对水中易形成胶体的金属氧化物有极佳的吸附稳定能力，并使其分散在反渗透浓水中。同时，本发明专利技术还提供一种含有所述共聚物的反渗透膜保护剂及其应用，该保护剂包括２－膦酸基丁烷－１，２，４－三羧酸１０－３０份、丁烯酸－丙烯醛－丙烯酸羟丙酯共聚物３０－６０份、聚天冬氨酸１０－４０份、水１０－２０份。该保护剂对胶体污染物有良好的吸附、稳定、分散作用，磷含量低，在反渗透系统中，其投加量低，阻垢率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物及其制备方法，同时，本专利技术还涉及一种含有该共聚物的反渗透膜保护剂及其应用，具体而言涉及一种水处理化学试剂，用于反渗透系统，防止因水中盐分富集成垢而污堵反渗透膜，控制反渗透膜水垢污染。
技术介绍
在反渗透系统中，进水中需严格控制铁离子及铝离子的含量，尤其是以中水作为水源的反渗透系统，由于中水处理过程中投加一定量铁盐或铝盐(作为絮凝剂)，以降低水的浊度。因此使中水中残留一定铁离子和铝离子。铁离子及铝离子形成胶体，对反渗透系统产生污堵，以下逐一说明。铁离子污染水中含有二价铁离子，在水中溶解氧的作用下转化成难溶的胶体氢氧化物颗粒，堵塞反渗透膜。反应式如下 即使污染密度指数SDI15小于5，反渗透系统仍会发生污堵，因此反渗透进水铁离子含量应控制在小于0.05mg/l。同时铁离子会造成反渗透膜保护剂(如丙烯酸类)中毒，失去作用，从而出现反渗透膜的结垢现象，或出现膜保护剂本身的污堵，膜保护剂本身的污堵产物将会成为微生物的养分，进而发生生物污染。铝离子污染水中铝离子会形成硅酸铝而造成反渗透系统污堵，即使水中硅浓度较低(10mg/l)同样会导致硅酸铝污堵。因此严格控制反渗透进水铝离子含量小于0.05mg/l。反渗透技术是利用反渗透膜分离水与水中离子，从而达到纯化水的目的。水在分离过程中，由于水不断透过反渗透膜，使水中盐分富集于膜的进水侧形成浓水，当浓水中微溶盐分超过其溶度积而沉淀析出，导致污垢产生，堵塞反渗透膜。污垢主要包括碳酸盐(如CaCO3、MgCO3)、硫酸盐、金属氧化物胶体(FeO、Al2O3)、硅化合物、有机物。为防止反渗透膜因水中盐分富集成垢而污堵，一般采用在反渗透系统进水处加入适量阻垢剂(或称反渗透膜保护剂)，常规阻垢剂一般由有机多元膦酸、有机膦羧酸、羟基膦酸羧酸等有机膦化合物和水溶性聚合物或共聚物组成，其缺点是对胶体污染物的吸附性不好、不稳定、分散能力差，投加量高，阻垢率低，同时磷含量高，外排后对环境造成富营养化而污染环境。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于避免上述现有技术中的不足，而提供一种丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物及其制备方法，该共聚物对水中易形成胶体的金属氧化物有极佳的吸附稳定能力，并使其分散在反渗透浓水中，以防止其附着于反渗透膜上而造成膜污染；同时，本专利技术还提供一种含有所述共聚物的反渗透膜保护剂及其在反渗透系统中的应用，该反渗透膜保护剂磷含量低，对胶体污染物有良好的吸附、稳定、分散作用，投加量低，阻垢率高。本专利技术所提供的技术方案是本专利技术提供一种丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，该方法包括以下步骤(1)按重量计，称取丁烯酸10-20份、丙烯醛3-8份、丙烯酸羟丙酯15-25份、过硫酸铵0.5-1份、次亚磷酸钠0.5-1份备用，并将称取的过硫酸铵与次亚磷酸分别用2-5份水溶解备用；(2)将15-25份水抽入反应釜中，加热反应釜内水至65～70℃；(3)加入次亚磷酸钠，继续升温至70～75℃，并保温8-12分钟；(4)滴加丁烯酸、丙烯醛、丙烯酸羟丙酯及过硫酸铵，其中丁烯酸滴加速度每小时30～35公斤、丙烯醛滴加速度每小时10～12公斤、丙烯酸羟丙酯滴加速度每小时40～45公斤、过硫酸铵溶液滴加速度每小时10～12公斤；滴加过程中反应釜内物料温度控制在75-95℃；(5)滴加完毕后，反应釜内物料升温至95-120℃，保温1小时；(6)向反应釜夹套内通入冷却水，使物料温度降至40-50℃；(7)测定物料固含量，并根据固含量向反应釜内补加水，将固含量调整至50％-55％。优选地，所述的丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，其中，步骤(1)中按重量计，称取丁烯酸12-18份、丙烯醛4-7份、丙烯酸羟丙酯18-22份、过硫酸铵0.5-0.6份、次亚磷酸钠0.7-0.8份和水45-55份备用。优选地，所述的丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，其中步骤(4)中滴加过程中反应釜内物料温度控制在88-92℃。优选地，所述的丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，其中步骤(5)中反应釜内物料升温105-115℃。由上述方法制备方法得到的丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物，其分子量可在很宽的范围内变化1 500～1 000 000，优选50 000～150 000，更优选90 000～110 000，1％水溶液pH值1.0～2.5，密度1.1～1.5g/cm3，30℃下的极限粘度0.065～0.095dl/g，分子式如下 其中，x为7～4500中的一个整数，y为3～2200中的一个整数，z为6～3800中的一个整数，优选地，它们的比值大约为x∶y∶z＝2∶1∶1.5。本专利技术提供一种反渗透膜保护剂，其中以重量计，包括如下组分2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)10-30份、丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物30-60份、聚天冬氨酸(PASP)10-40份、水10-20份，其中丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物为本专利技术提供的制备方法得到的共聚物。优选地，所述的反渗透膜保护剂，其中以重量计，包括如下组分2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)15-20份、丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物40-55份、聚天冬氨酸(PASP)20-30份、水10-15份。本专利技术反渗透膜保护剂的制备方法是按比例取2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)、丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物、聚天冬氨酸(PASP)和水抽入反应釜中，搅拌、混匀即可。本专利技术还提供上述反渗透膜保护剂在反渗透系统中的应用。进一步地，按反渗透系统进水量投加，反渗透膜保护剂的投加量为1-10mg/l。进一步地，反渗透膜保护剂在反渗透系统中的应用，投加反渗透膜保护剂的方式为通过计量泵均匀连续投加。本专利技术产品反渗透膜保护剂由于组合物中2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)对水中的微溶盐分的析晶有优良的延迟作用，破坏垢物晶体的生长，尤其对钙垢沉积有相当好的抑制作用。丁烯酸—丙烯醛—丙烯酸羟丙酯共聚物通过其分子上强负势能点对水中易形成胶体的金属氧化物有极佳的吸附稳定能力，并使其分散在反渗透浓水中，以防止其附着于反渗透膜上而造成膜污染。聚天冬氨酸(PASP)对碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡有极佳的阻垢分散作用，其生物降解性能按照OECD(Office of Economic Cooperation and Development)301B快速生物降解试验规程进行评定，以浓度为20mg/l被试验物质在微生物新陈代谢期间所产生的CO2的量来评定其降解性能，PASP是与葡萄糖降解性能相近的化合物，其使用对环境无任何有害影响。本专利技术产品是一种新型反渗透膜保护剂，可有效阻止铁离子及铝离子对反渗透膜的污堵，其优点是磷含量低，该膜保护剂中磷含量低于20％(以PO4)，降低反渗透浓排水对环境的富营养化污染；对胶体污染物有良好的吸附、稳定、分散作用，该膜保护剂中含有分子价键力更大，不易中毒的高分子分散剂，高分子上强负势能点对水中易形成胶体的金属氧化物有极佳的吸附稳定能力，并使其分散在反渗透浓水中，以防止其附着于反渗透膜上而造成膜污染；投加量低一般投加量为反渗透进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种丁烯酸－丙烯醛－丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：（１）按重量计，称取丁烯酸１０－２０份、丙烯醛３－８份、丙烯酸羟丙酯１５－２５份、过硫酸铵０．５－１份、次亚磷酸钠０．５－１份备用，并将称取的过硫酸铵与次亚磷酸分 别用２－５份水溶解备用；（２）将１５－２５份水抽入反应釜中，加热反应釜内水至６５～７０℃；（３）加入次亚磷酸钠，继续升温至７０～７５℃，并保温８－１２分钟；（４）滴加丁烯酸、丙烯醛、丙烯酸羟丙酯及过硫酸铵，其中丁烯酸 滴加速度每小时３０～３５公斤、丙烯醛滴加速度每小时１０～１２公斤、丙烯酸羟丙酯滴加速度每小时４０～４５公斤、过硫酸铵溶液滴加速度每小时１０～１２公斤；滴加过程中反应釜内物料温度控制在７５－９５℃；（５）滴加完毕后，反应釜内物料升温至 ９５－１２０℃，保温１小时；（６）向反应釜夹套内通入冷却水，使物料温度降至４０－５０℃；（７）测定物料固含量，并根据固含量向反应釜内补加水，将固含量调整至５０％－５５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董志强，
申请(专利权)人：北京博泰盛合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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