一種多功能兩性型高分子絮凝劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于精細化工領域，設及一種污水處理絮凝劑，具體設及一種多功能兩性 型高分子絮凝劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著工業的發展W及人民生活水平的提高，人們對水的質量要求也越來越高；工 業廢水和城市污水的排放量也越來越多，尤其是工業廢水污染不僅破壞了生態環境，甚至 危害人體健康；因此防治工業廢水污染迫在眉睫。
[0003] 工業廢水處理過程不僅設及水質凈化，也有設備管道的保養問題，傳統做法是分 別使用多種水處理劑，運使得后處理很繁瑣。另外，隨著水質成分越來越復雜，對絮凝劑的 要求也越來越高，單一性絮凝劑已不能滿足水處理要求。
[0004] 目前，一些專家已逐漸開展了多功能水處理劑的研究。國外已有兼具絮凝、緩蝕、 阻垢、殺菌等多種功能的水處理劑，但是應用范圍窄，適用抑值范圍小，水處理流程繁瑣， 沒有實現大規模推廣。由于我國缺乏陽離子單體的生產，使兩性高分子有機絮凝劑的發展 受到阻礙。因此，開發多功能兩性有機高分子絮凝劑，使研制出的絮凝劑兼具凈化、緩蝕、阻 垢、殺菌等多種功能亦是合成有機高分子絮凝劑的一個主要趨勢，同時兩性型高分子絮凝 劑有很好的水溶性兼具陰、陽離子基團的特點，適用于各種不同性質的廢水處理，特別對污 泥脫水，不僅有電性中和，吸附架橋作用而且有分子間的"纏繞"包裹作用，使處理的污泥顆 粒粗大，脫水性好，即使是對不同性質的不同腐敗程度的污泥，也能發揮較好的脫水助濾作 用；因此多功能型絮凝劑的研究迫在眉睫，意義重大。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是制備一種多功能兩性型高分子絮凝劑的方法，具有產率高，用量 少，絮凝快，緩蝕效果強，適用的抑值范圍寬及抗鹽性好等優點。
[0006] 為了實現上述目的，本發明是通過下述技術方案來實現：
[0007] 一種多功能兩性型高分子絮凝劑，該絮凝劑結構如下：
[0008]
[0009]其中，x=1~30;y = 1~50。
[0010] 一種多功能兩性型高分子絮凝劑的制備方法，將去離子水、馨合劑、引發劑、鏈轉 移劑和對丙締酷胺苯橫酸加入到反應器中，并調節抑值為7~9后加入曼尼希堿，通成去 除反應器中的氧氣后，在20~60°C下引發聚合反應3~化，得到透明共聚物，冷卻至室溫， 將透明共聚物洗涂、干燥，得到多功能兩性型高分子絮凝劑；其中，去離子水占去離子水、對 丙締酷胺苯橫酸與曼尼希堿總質量的15%~40%，對丙締酷胺苯橫酸占去離子水、對丙締 酷胺苯橫酸與曼尼希堿總質量的20%~50%，曼尼希堿占去離子水、對丙締酷胺苯橫酸與 曼尼希堿總質量的20%~50%，馨合劑為去離子水質量的0. 1 %~0. 2%，引發劑為去離子 水質量的0. 1 %~1.0%，鏈轉移劑為去離子水質量的0. 1 %~2%。
[0011] 所述對丙締酷胺苯橫酸通過W下方法制得：
[0012] 將對氨基苯橫酸加入到締酸中并加入催化劑，攬拌下升溫到30~60°C，冷凝回 流反應2~化，純化后得到對締酷胺苯橫酸；其中，對氨基苯橫酸與締酸的物質的量比為 1: (1~3);催化劑為對氨基苯橫酸物質的量的0. 1~2%。
[0013] 所述步驟（1)中締酸為丙締酸或α-甲基丙締酸；步驟（1)中的催化劑為DMP或DCC。
[0014] 所述曼尼希堿是通過W下方法制得：
[0015] (1)將不飽和徑基醋與縛酸劑按物質的量比1: (0. 5~1. 5)混合后，置于冰水浴 中，攬拌并通NzW驅除水蒸氣，然后滴加乙酷氯，滴加溫度為-5~10°C，滴加完畢，在0~ 30°C下冷凝回流反應0. 5~化，制得丙締酸乙酸乙二醋和Ξ乙胺鹽酸鹽混合物；其中，不飽 和徑基醋與乙酷氯的物質的量比1: (1~2);
[0016] 似將丙締酸乙酸乙二醋和Ξ乙胺鹽酸鹽混合物用乙酸洗涂后，抽濾除去Ξ乙胺 鹽酸鹽，得到不飽和醋和乙酸的混合物，再于30°C~60°C下蒸饋除去乙酸和多余的乙酷 氯，制得不飽和醋；
[0017] (3)將甲醒溶液與胺混合后加入到溶劑中，然后調節抑值為2~5,攬拌下升溫 至50~80°C，反應0.化~比，繼續升溫到60~90°C，滴加不飽和醋，滴加完畢后，在溫度 70~100°C下反應5~化，純化后得到曼尼希堿；其中，甲醒溶液中甲醒、胺、不飽和醋的物 質的量比為（1~3) : (1~1. 5) :1 ;胺為氨、二乙胺或二乙醇胺；溶劑為乙醇或去離子水。
[0018] 所述步驟（1)中不飽和徑基醋為丙締酸徑乙醋或α-甲基丙締酸徑乙醋。
[0019] 所述步驟（1)中縛酸劑為Ξ乙胺、化晚、氨氧化鋼或氨氧化鐘。
[0020] 所述步驟（3)中甲醒溶液的質量分數為20 %~50 %。
[0021] 所述的馨合劑為乙二胺四乙酸、乙酷丙酬或焦憐酸鋼。
[0022] 所述鏈轉移劑為異丙醇或甲酸鋼；引發劑為漠酸鐘、亞硫酸鐘、過硫酸鐘、過硫酸 鋼中的一種或多種或偶氮二異下臘；洗涂具體是采用體積比為（2~4) :1的乙醇、丙酬的混 合物洗涂2~3次。
[0023] 與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明通過曼尼希反應、酷胺化反應、 共聚反應制得多功能兩性型絮凝劑，該類絮凝劑是由曼尼希堿與對丙締酷胺苯橫酸聚和而 成，曼尼希堿是WΝ和0原子為活性中屯、的緩蝕劑分子，能與金屬原子結合，W吸附膜的形 式覆蓋在設備表面同時又屬于一類陽離子不飽和醋其含有極性基團醋基具有絮凝作用。對 丙締酷胺苯橫酸中有酷胺基團能與污水中的懸浮物發生吸附架橋作用，增大絮體抓花的尺 寸，有利于其快速沉降而達到絮凝作用，橫酸基團親水基團增加了水溶性，同時橫酸基團帶 有負電，通過電中和使高分子鏈與多個膠體顆粒W化學鍵相結合有利于絮凝劑分子鏈的伸 展，提高其網捕能力，所W對丙締酷胺苯橫酸屬于陰離子絮凝劑，同時分子中含有苯環大η 鍵和Η、0原子也使其具有一定的緩蝕性，因此曼尼希堿既具有緩蝕性又具有一定的絮凝 性，對丙締酷胺苯橫酸不僅具有絮凝性也具有一定的緩蝕性，其聚和后較一般單一性絮凝 劑具有用量少，絮凝快，緩蝕效果強，適用的抑值范圍寬及抗鹽性好等優點。絮凝性能實 驗結果表明：油田廢水經自制的兩性高分子絮凝劑處理后，透光率達87. 4%，COD去除率 84. 8%，濁度去除率為88. 5%，絮凝效果達到業內標準；緩蝕性實驗結果表明：A3鋼片的緩 蝕率達到96. 2%，優于一般緩蝕劑的緩蝕性能。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發明的合成路線圖； 陽0巧]圖2為曼尼希堿制備工藝流程圖；
[00%] 圖3為對丙締酷胺苯橫酸制備工藝流程圖；
[0027] 圖4為本發明多功能絮凝劑工藝流程框圖。
[0028] 圖5為丙締酸徑乙醋、丙締酸乙酸二乙醋和曼尼希堿的紅外光譜見圖。
[0029] 圖6為丙締酸和對丙締酷胺苯橫酸的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面通過具體實施例進一步說明本發明實施方式，但并不用于限制本發明的實施 范圍。
[0031] 本發明多功能兩性型高分子絮凝劑的結構式如下：
[0032]
[0033] 其中，X= 1 ~30;y= 1 ~50。
[0034] 上述多功能兩性型高分子絮凝劑制備方法按W下步驟進行：
[0035] 合成方法包括曼尼希反應、酷胺化反應和共聚反應。
[0036] 1.制備曼尼希堿，包括W下步驟，其流程如圖2所示：
[0037] (1)將不飽和徑基醋（丙締酸徑乙醋、曰-甲基丙締酸徑乙醋中的一種）與縛酸劑 (Ξ乙胺、化晚、氨氧化鋼或氨氧化鐘中的一種）按物質的量比1: (0. 5~1. 5)混合后置于 冰水浴中，攬拌并通入成20~30minW驅除水蒸氣，然后按不飽和徑基醋與乙酷氯的物質 的量比1: (1~2)將乙酷氯緩慢滴加，滴加溫度為-5~10°C，在10~30min內滴加完畢， 然后在0-30°C下冷凝回流反應0. 5~化，制得丙締酸乙酸乙二醋和Ξ乙胺鹽酸鹽混合物。 [003引 似將步驟（1)制得的丙締酸乙酸乙二醋和立乙胺鹽酸鹽混合物用乙酸洗涂2~ 3次，丙締酸乙酸乙二醋和Ξ乙胺鹽酸鹽混合物與乙酸體積比為1: (3~1)，抽濾除去Ξ乙胺鹽酸鹽，得到不飽和醋和乙酸的混合物，在30°C~60°C下蒸饋除去乙酸和多余的乙酷 氯，制得不飽和醋。
[0039] 做按甲醒（質量分數20%~50%的甲醒溶液）與胺（氨氣、二乙醇胺、二乙胺 的一種）混合加入到溶劑（乙醇、去離子水中的一種）中，用濃鹽酸調節pH= 2~5,攬拌 下升溫至50~80°C，反應0.化~比，繼續升溫到60~90°C，滴加步驟（2)得到的不飽和 醋，在10~30min內滴加完畢；醒、胺和不飽和醋的物質的量比為（3~1) : (1. 5~1) :1 ; 在溫度70~100°C下反應5~化，制得曼尼希堿粗產品；其中，溶劑的量為甲醒溶液和胺的 體積的30-60%。 W40] (4)將步驟（3)得到的曼尼希堿粗品轉到旋轉蒸發儀中進行減壓饋蒸饋，蒸饋溫 度為30~60°C，真空度為-0. 07~-0. 09MPa，直至無氣泡產生為止，最終得到的淡黃色液 體為曼尼希堿和二乙醇胺的混合物；
[0041] (5)將步驟（4)得到曼尼希堿和二乙醇胺的混合物用無水乙酸萃取2~3次后得 到曼尼希堿與乙酸的混合物；
[00創 （6)將步驟妨得到的曼尼希堿與乙酸的混合物在35°C下蒸饋，除去乙酸得到曼 尼希堿。
[0043] 2.制備對丙締酷胺苯橫酸，具體包括W下步驟，其流程如圖3所示： W44] (1)將對氨基苯橫酸加入締酸（丙