一种聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法，以环氧琥珀酸和3

【技术实现步骤摘要】
一种聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法


[0001]本专利技术专利涉及精细化学品
，特别涉及一种聚环氧琥珀酸衍生物物的制备方法。

技术介绍

[0002]聚环氧琥珀酸是一种绿色水处理剂，兼有缓蚀、阻垢双重功能，由于其无磷、非氮结构的特性，不会使水体富营养化，且能被自然界微生物降解，是一种具有广泛应用前景的环保型多元阻垢缓蚀剂和洗涤剂中的非磷络合剂。
[0003]聚环氧琥珀酸作为阻垢剂，在高硬度、高碱度和高pH条件下不会像传统的阻垢剂因形成阻垢剂
‑
钙的化合物而失效。当聚环氧琥珀酸作为阻垢剂在水处理使用时可减少在调节pH值时而加入酸的量，可用于磷酸盐受限制使用的系统，被广泛的应用的到工业水处理的各个领域。
[0004]由于聚环氧琥珀酸官能团的单一，导致了其性能单一，并且对磷酸钙垢、锌垢的抑制能力及对金属离子的稳定方面的性能不够突出。有研究发现，聚合物中起阻垢分散作用的主要是羧酸基、胺基、磺酸基和羟基等功能性基团。因此，在合成聚合物过程中，通过共聚或接枝方法引入功能性基团，成为改善其阻垢分散性能的一条有效途径。如专利CN1557805A将马来酸酐经水解再环氧化后，在二乙烯三胺的存在下离子型聚合生成胺基聚环氧丁二酸。该聚合物对循环冷却水、锅炉水、油田水、海水脱盐等系统的多种垢都具有良好的阻垢及分散能力。专利CN1319876C提供了一种可生物降解的水处理剂聚环氧磺稜酸的制备方法，此法制备的聚环氧磺梭酸或盐，具有良好的阻垢和分散性能，可广泛用于工业水的阻垢缓蚀处理。

技术实现思路
/>[0005]针对现有技术中存在的聚环氧琥珀酸官能团单一，性能单一的问题，本专利技术提供一种聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法。
[0006]一种聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法，以环氧琥珀酸和3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯为单体，阴离子聚合生成共聚物，主要包括以下步骤：步骤一：按一定比例将3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯、环氧琥珀酸和氢氧化钠混合均匀得单体混合物；步骤二：一定量的乙二醇、氢氧化钾和冠醚加入反应釜中，升温至110~120℃，搅拌1h，降温至70~80℃，真空抽水1h，并用氮气置换体系内空气；步骤三：反应釜内升温至100~110℃，开启搅拌，按一定流量加入单体混合物，3~4h投放完毕，继续保温7~9h后水解，水解过程滴加质量分数20%氢氧化钠调节体系pH在10~12，水解后过滤，真空外蒸出乙二醇、甲醇、冠醚和水，剩余聚合物用水稀释得质量分数40%的聚环氧琥珀酸衍生物溶液。
[0007]其中，步骤1中所述3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯、环氧琥珀酸和氢氧化钠的
摩尔比为（0.1~0.5）:1：（1~2），优选为（0.1~0.2）:1：（1~1.5）。
[0008]其中，步骤2中所述引发剂乙二醇和环氧琥珀酸的摩尔比为（3~5）:1，所述催化剂氢氧化钾使用量为环氧琥珀酸质量的3~5%，所述络合剂冠醚为18
‑
冠
‑
6，用量与催化剂氢氧化钾的摩尔比（1~1.2）：1。
[0009]其中，步骤2中所述真空的气压为
‑
0.1~
‑
0.08MPa，步骤3中所述真空的气压为
‑
0.1~
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0.095MPa。
[0010]其中，步骤3中所述单体混合物使用固体投料装置分批间歇加入，间歇时间5min，每批加入量和加入批次由单体混合物总量和加料时间决定。
[0011]本专利技术有益效果：本专利技术以乙二醇为起始剂，冠醚为络合剂，钾离子为引发剂，阴离子共聚环氧琥珀酸和3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯。OH
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屏蔽了质子干扰。最终产品不含硫磷，具有生物降解性，绿色环保；聚环氧琥珀酸衍生物增加了单位质量中羧基含量，且引入羟基，不但提高吸附中心的单位含量，在不同基团的协同作用下，更有效提高其阻垢缓蚀性能。
具体实施方式
[0012]下面通过实例详细地描述本专利技术，这些实例仅仅是说明性的，不代表限制本专利技术的适用范围，根据本文的公开，本领域技术人员能在本专利技术范围内对试剂、催化剂和反应工艺条件进行改变。凡根据本专利技术精神实质所做的等效变化或者修改,都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
[0013]部分原料规格：环氧琥珀酸纯度98.5%；3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯纯度99%；氢氧化钾工业级；氢氧化钠工业级；乙二醇纯度98%。
[0014]实施例1步骤一：将13.3g3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯、132g环氧琥珀酸和40g氢氧化钠混合均匀得单体混合物，转入已用氮气置换过空气的固体加料装置中。
[0015]步骤二：向反应釜中加入186g乙二醇和4g氢氧化钾，搅拌升温至112
±
2℃保温1h，降温至75
±
5℃，在
‑
0.1MPa下外蒸水1.2h后，关闭负压，加入19g18
‑
冠
‑
6，用氮气置换体系内空气20min。
[0016]步骤三：开启搅拌，反应釜内继续升温至102
±
2℃，按每批5g，间隔5min的方式投放单体混合物，3.1h后投放完毕，继续保温7h后，加入50g水，滴加质量分数20%氢氧化钠水解，通过氢氧化钠滴加速率调节体系pH在9~11，水解2h后过滤，滤液在
‑
0.095MPa下外蒸出乙二醇、甲醇、冠醚和水，剩余聚合物用水稀释得质量分数40.28%的聚环氧琥珀酸衍生物水溶液414g，记为R1。
[0017]经检测单体残留量：3
‑
羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯0.3%，环氧琥珀酸无残留。
[0018]实施例2步骤一：将26.6g3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯、132g环氧琥珀酸和60g氢氧化钠混合均匀得单体混合物，转入已用氮气置换过空气的固体加料装置中。
[0019]步骤二：向反应釜中加入310g乙二醇和6.6g氢氧化钾，搅拌升温至118
±
2℃保温
1h，降温至75
±
5℃，在
‑
0.08MPa下外蒸水1.2h后，关闭负压，加入31g18
‑
冠
‑
6，用氮气置换体系内空气20min。
[0020]步骤三：开启搅拌，反应釜内继续升温至108
±
2℃，按每批5g，间隔5min的方式投放单体混合物，3.72h后投放完毕，继续保温9h后，加入50g水，滴加质量分数20%氢氧化钠水解，通过氢氧化钠滴加速率调节体系pH在9~11，水解2h后过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚环氧琥珀酸衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯、环氧琥珀酸和氢氧化钠混合均匀得单体混合物；2）乙二醇、氢氧化钾和冠醚加入反应釜中，升温至110~120℃，搅拌1h，降温至70~80℃；3）反应釜内升温至100~110℃，开启搅拌，加入单体混合物，3~4h投放完毕，保温反应7~9h，得到环氧琥珀酸
‑3‑
羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯共聚物，水解后得到聚环氧琥珀酸衍生物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的3
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羟基
‑2‑
（羟基亚氨基）丙酸甲酯、环氧琥珀酸和氢氧化钠的摩尔比为0.1~0.5：1：1~2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乙二醇和环氧琥珀酸的摩尔比为3~5：1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氢氧化钾使用量为环氧琥珀酸质量的3~5%；所述的冠醚为18
‑
冠

【专利技术属性】
技术研发人员：程终发，周响，
申请(专利权)人：山东泰和水处理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：