專利名稱：一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬循環(huán)冷卻水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的制備方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)循環(huán)水中通常采用磷系配方，也就是說每一種阻垢分散或緩蝕配方中均含有有機磷化學(xué)藥劑，如羥基亞乙基二膦酸(HEDP)，氨基三亞甲基膦酸(ATMP)，2-膦?；⊥?1.2.4-三羥酸(PBTC)，乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMP)等。工程技術(shù)人員采用磷鑰蘭分光光度法來測定循環(huán)水中磷含量來調(diào)節(jié)加藥量，控制水質(zhì)。目前國內(nèi)大多數(shù)廠家仍采用這一傳統(tǒng)的分析方法進行測試，由于對磷系配方中總磷的分析較為繁瑣且滯后，目前對微量聚合物又無精確的測試方法，致使藥劑不能準確和及時的投加從而影響了藥劑的處理效果。另外，隨著水處理化學(xué)品對環(huán)境污染越來越受到人們的重視，人們開始認識到無機磷、有機磷酸酯水解等會造成水體富營養(yǎng)化，造成菌藻大量繁殖，形成赤潮等環(huán)境污染現(xiàn)象，所以低磷或無磷配方開始受到人們的重視，但是低磷配方采用磷鑰蘭分光光度法測試會造成靈敏度和準確度大大降低，無磷配方更是難以測定。具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的出現(xiàn)為工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的微量分析提供了一種快速準確的新方法，由于其分子結(jié)構(gòu)中含有熒光基團，其在水中的濃度可以通過熒光檢測迅速而準確的獲得，從而實現(xiàn)了對系統(tǒng)準確的自動檢測和控制。工程技術(shù)人員可以通過對熒光特性物質(zhì)的測定十分迅速和方便地獲得體系內(nèi)的藥劑濃度，從而對水處理系統(tǒng)進行準確的評價和處理。這樣就避免了因水中藥劑檢測不準確造成腐蝕、結(jié)垢等不利因素，保證了良好的處理效果。但目前存在的具有熒光特性的丙烯酸類聚合物存在綜合分散阻垢性能較差、熒光穩(wěn)定性差、抗干擾能力弱的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供一種具有優(yōu)良的綜合分散阻垢性能、熒光穩(wěn)定性好、抗干擾能力強，且制造成本較低、節(jié)能減排效果好、提高水處理濃縮倍數(shù)和無磷化緩蝕阻垢綜合效果的具有熒光性能的丙烯酸類聚合物的制備方法。本方法一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的制備方法，其特征在于，該方法包括:將單體2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀和單體丙烯酸與溶劑、引發(fā)劑在反應(yīng)容器中混合均勻，在通入惰性氣體的常壓條件下，控制溫度80-120°C，聚合反應(yīng)4-8小時后獲得；其中，所述溶劑選自二甲基甲酰胺、醇醚類，所述引發(fā)劑為過硫酸銨；2-烯丙氧基萘-6，8-二磺酸鉀:丙烯酸:溶劑:引發(fā)劑的質(zhì)量比為1.0 2.0%:1: 50% 80%:0.01% 0.06% ；所述具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的粘均分子量為3000-6000，其熒光最大激發(fā)波長為λ ex=239nm,最 大發(fā)射波長為λ em=355nm;
所述單體2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀的制備方法為:將2-萘酚-6，8_ 二磺酸鉀溶解于二甲亞砜溶劑后，勻速加入氯丙烯，其中2-萘酚-6，8- 二磺酸鉀與氯丙烯的摩爾比為1: 1.Γ1:1.3，水浴加熱溫度控制在40 50°C，保溫條件6 8小時反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾掉溶劑制得。在上述技術(shù)方案中，所述的2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀和丙烯酸的質(zhì)量比優(yōu)選為 1.5%。所述的引發(fā)劑優(yōu)選還包括亞硫酸鈉，所述引發(fā)劑和丙烯酸的質(zhì)量比優(yōu)選為0.04% 0.05%。所述的醇醚類溶劑優(yōu)選選自乙二醇甲醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚中的一種或幾種，所述溶劑和丙烯酸的質(zhì)量比優(yōu)選為60% 70%。所述惰性氣體優(yōu)選為氮氣。所述聚合反應(yīng)溫度優(yōu)選為90 100°C。所述聚合反應(yīng)時間優(yōu)選為6 7小時。本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果如下:本發(fā)明方法制備的具有熒光特性的丙烯酸類聚合物具有熒光穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，阻垢性能優(yōu)良等特點。該方法制備的具有熒光特性的丙烯酸類聚合物主要用于石化、電廠、鋼鐵企業(yè)中工業(yè)冷卻循環(huán)水處理系統(tǒng)的阻垢分散和熒光自動檢測，可實現(xiàn)快速地對循環(huán)水中藥劑濃度進行監(jiān)測，大大減少了人為的工作量，且具有制造成本較低、節(jié)能減排效果好、提高水處理濃縮倍數(shù)和無磷化 緩蝕阻垢綜合效果。


圖1為通過本發(fā)明方法制備的具有熒光特性的丙烯酸類聚合物濃度與熒光強度的關(guān)系圖。
具體實施例方式結(jié)合如下實施例進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于下述實施例。熒光單體2-烯丙氧基萘_6，8- 二磺酸鉀的制備在裝有攪拌器、冷凝管及溫度計的四口燒瓶中加入19.3g的2-萘酚-6，8_ 二磺酸鉀和溶劑二甲亞砜40g，開動攪拌器并緩慢加熱，使2-萘酚-6，8- 二磺酸鉀鹽逐漸溶解，然后將4.6g的氯丙烯勻速滴加到反應(yīng)瓶中，水浴溫度控制在45°C，保溫條件7小時，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾掉溶劑，最后得到淡黃色粉末狀固體2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀。上述制備過程中涉及的原料均為市售商品。具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的合成以下實施例1-3中的單體2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀均由上述熒光單體制備方法制備獲得，其他原料均為市售商品。實施例1將1.0克2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀和50.0克丙烯酸溶解于25克二甲基甲酰胺，20克去離子水溶解15.0毫克的過硫酸銨和7.5毫克的亞硫酸鈉；72克去離子水加入裝有攪拌器、冷凝管及溫度計的250ml四口瓶中，攪拌均勻，通氮氣，控制反應(yīng)溫度為90°C，保溫4小時后得到一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物。經(jīng)測定，其熒光最大激發(fā)波長λ ex=239nm,最大發(fā)射波長為λ em=355nm。實施例2將0.75克2-烯丙氧基萘-6，8_ 二磺酸鉀和50.0克丙烯酸溶解于35克乙二醇甲醚；20克去離子水溶解15.0毫克的過硫酸銨和7.5毫克的亞硫酸鈉；62克去離子水加入裝有攪拌器、冷凝管及溫度計的250ml四口瓶中，攪拌均勻，通氮氣，控制反應(yīng)溫度為100°C，保溫6小時后得到一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物。經(jīng)測定，其熒光最大激發(fā)波長λ ex=239nm,最大發(fā)射波長為λ em=355nm。實施例3將0.5克2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀和50.0克丙烯酸溶解于40克二乙二醇丁醚；20克去離子水溶解15.0毫克的過硫酸銨和7.5毫克的亞硫酸鈉；57克去離子水加入裝有攪拌器、冷凝管及溫度計的250ml四口瓶中，攪拌均勻，通氮氣，控制反應(yīng)溫度為120°C，保溫8小時后得到一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物。經(jīng)測定，其熒光最大激發(fā)波長λ ex=239nm,最大發(fā)射波長為λ em=355nm。熒光性能評定使用日立F-7000熒光分光光度計對實施例1-3制備的具有熒光特性的丙烯酸類聚合物進行3-D掃描，可以得到該聚合物的最大激發(fā)波長λ ex=239nm，最大發(fā)射波長為λem=355nm。采用最大激發(fā)波長λ ex=239nm，最大發(fā)射波長為λ em=355nm。測試實施例1中得到的具有熒光特性的丙烯酸類聚合物濃度與熒光強度的關(guān)系，測試數(shù)據(jù)如表I所示，具有熒光特性的丙烯酸類聚合物濃度與熒光強度的關(guān)系圖如圖1所示。表I具有熒光特性的丙烯酸類聚合物濃度與熒光強度的關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的制備方法，其特征在于，該方法包括:將單體2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀和單體丙烯酸與溶劑、引發(fā)劑在反應(yīng)容器中混合均勻，在通入惰性氣體的常壓條件下，控制溫度80-120°C，聚合反應(yīng)4-8小時后獲得； 其中，所述溶劑選自二甲基甲酰胺、醇醚類，所述引發(fā)劑為過硫酸銨；2-烯丙氧基萘-6，8-二磺酸鉀:丙烯酸:溶劑:引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.1 0.2%:1: 50% 80%:0.01% 0.06% ； 所述具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的粘均分子量為3000-6000，其熒光最大激發(fā)波長為λ ex=239nm,最大發(fā)射波長為λ em=355nm ； 所述單體2-烯丙氧基萘-6，8- 二磺酸鉀的制備方法為:將2-萘酚-6，8- 二磺酸鉀溶解于二甲亞砜溶劑后，勻速滴加氯丙烯，其中2-萘酚-6，8- 二磺酸鉀與氯丙烯的摩爾比為1: 1.Γ1:1.3 ;水浴加熱溫度控制在40 50°C，保溫6 8小時后，減壓蒸餾掉溶劑制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的2-烯丙氧基萘-6，8-二磺酸鉀和丙烯酸的質(zhì)量比為1.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑還包括亞硫酸鈉，所述引發(fā)劑和丙烯酸的質(zhì)量比為0.04% 0.05%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的醇醚類溶劑選自乙二醇甲醚、乙二醇丁醚和二乙二 醇丁醚的一種或幾種，所述溶劑和丙烯酸的質(zhì)量比為60% 70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚合反應(yīng)溫度為90 100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚合反應(yīng)時間為6 7小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的制備方法，該方法包括將單體2-烯丙氧基萘-6,8-二磺酸鉀和單體丙烯酸與溶劑、引發(fā)劑過硫酸銨在反應(yīng)容器中混合均勻，在通入惰性氣體的常壓條件下，控制溫度80-120℃，反應(yīng)4-8小時后獲得；所述溶劑選自二甲基甲酰胺、醇醚類；2-烯丙氧基萘-6,8-二磺酸鉀:丙烯酸:溶劑:引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.1～0.2％:1: 50％～80％: 0.01％～0.06％；所述具有熒光特性的丙烯酸類聚合物的粘均分子量為3000-6000，其熒光最大激發(fā)波長為λex=239nm，最大發(fā)射波長為λem=355nm。本發(fā)明方法制得的具有熒光特性的丙烯酸類聚合物具有熒光穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、阻垢性能優(yōu)良等特點，可用于工業(yè)冷卻循環(huán)水處理系統(tǒng)的阻垢分散和熒光自動檢測。
文檔編號C08F216/14GK103242476SQ20131017074
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者鄭書忠, 周偉生, 于瑞香, 滕厚開, 孟祥艷, 衣龍欣, 吳新國, 王冀生 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計院