本发明专利技术涉及一种三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物及其制备方法和用途。所述三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物是先将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（CH3CH2C(CH2OCOCH2=CH2)3）与亚烷基二胺（NH2CH2(CH2)nNH2，其中n为1~5之间的正整数）进行Michael加成反应，得到三羟甲基丙烷核端胺基树枝状聚合物，然后再将所含的胺基进行亚甲基膦酸化而得到的，其化学式为：CH3CH2C[CH2OCOCH2CH2N(CH2PO3H2)CH2(CH2)nN(CH2PO3H2)2]3，其中n为1~5之间的正整数。所述三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物具有优异的阻CaCO3、CaSO4、BaSO4等垢的性能，并具有极高的钙容忍力。可作为阻垢分散剂使用，适用于循环冷却水、油田注水及反渗透水等工业水的阻垢分散处理，尤其适应于高钙条件下的工业水处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业水处理
，具体涉及一种三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状大分子及其制备方法，可作为阻垢分散剂，适用于循环冷却水、油田注水及反渗透等工业水处理系统，尤其适应于高钙水质条件下的工业水处理。
技术介绍
当今水资源缺乏、水体污染严重，已经成为世界性的问题。提高工业水处理(循环冷却水、油田注水、反渗透等)技术水平已成为节水减排的重要措施。在城市用水中，工业用水占了三分之二以上的比例，而在工业用水中循环冷却水又占了 7(Γ85%的份额，因此提高工业循环冷却水的浓缩倍数，已成为节水、保护水资源的有效措施。但随着循环冷却水浓缩倍数的提高、钙离子浓度提高，对循环冷却水的阻垢处理提出了更高的要求，即阻垢剂在阻垢的同时又具有较高的钙容忍力。随着淡水资源的日益匮乏，简单、高效而经济的反渗透水处理被越来越多地应用于海水及苦咸水淡化、超纯水制备、废水处理等领域，成为促进水资源利用良性循环的首选工艺及技术保障。但随着反渗透回收率的提高，浓水侧的钙离子浓度逐渐增加，尤其是海水苦咸水中钙离子更高，这就要求阻垢剂在高钙条件下仍然具有良好的阻垢率，即阻垢剂对钙具有较高的容忍力。现有的阻垢剂有两大系列:有机膦和羧酸盐类聚合物。有机膦类由于具有良好的缓蚀阻垢剂性能而获得广泛的应用，目前市售的有机膦类除羟基乙基二膦酸(1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonic acid,简称 HEDP)和 2_ 勝酸基-1, 3, 4_ 三羧酸(2-phosphonobutane-1, 2, 4-tricarboxylic acid,简称PBTCA)外，主要为胺基亚甲基膦酸类,如氨基三亚甲基勝酸(amino trimethylene phosphonic acid,简称ATMP)、乙二胺四亚甲基勝酸(ethylene diamine tetra(methy`lenephosphonic acid),简称 EDTMP)、二乙烯三胺五亚甲基勝酸(diethylenetriamine penta (methylenephosphonic acid),简称DTPMP)、己二胺四亚甲基勝酸(hexamethylenediaminotetra(methylene phosphonic acid),简称HDTMP)、多氨基多醚四亚甲基勝酸(polyamino polyether methylene phosphonate,简称PAPEMP)。这些亚甲基膦酸类有机膦除了 PAPEMP为低聚物外，其余都是小分子化合物。这些小分子亚甲基膦酸类有机膦由于价格低，阻垢性能好，在工业水处理中受到广泛使用，占有较大的市场份额。但几乎所有这些小分子有机膦，对钙离子的容忍力都不理想。PAPEMP相对于其它小分子亚甲基膦酸类阻垢剂(ATMP、EDTMP, DTPMP, HTDMP)来说，属于聚合物，分子量较大。美国专利U.S.Pat.N0.5, 535, 157及5，358，642表明，PAPEMP具有较高的钙容忍力，适应于高硬度水质的苛刻条件。但PAPEMP在较低的钙离子浓度下的阻垢性能远不如小分子有机膦类药剂，达到同样阻垢效果需要较高的阻垢剂浓度，同时PAPEMP对硫酸钡的阻垢性能不佳，不适用于油田注水及反渗透水的阻垢处理。近年来树枝状聚合物作为一类新型的聚合物，与线性聚合物相比，具有精确的分子结构、高度的几何对称性、外围大量的官能团、分子内存在空腔、相对分子质量的可控性、分子本身具有纳米尺寸等结构特性，因此进入21世纪，树枝状聚合物赢得了世界范围内越来越多的科学家的普遍关注，在工业、农业、国防、生物医学、缓释材料、催化等众多领域具有重要的应用前景。本专利技术制备的新型树枝状聚合物——三羟甲基丙烷为核具有膦酸端基的树枝状聚合物，国内外均未见该结构的报道。实验证明，该新型树枝状聚合物具有很高的钙容忍力及优异的阻碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡垢性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钙容忍力强的三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状大分子及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种新型的含有亚甲基膦酸的树枝状聚合物一三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物，所述树枝状聚合物具有如下结构:权利要求1.一种三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物，其特征在于所述树枝状聚合物是以三羟甲基丙烷为核，膦酸基为末端官能团，具有如下结构式:2.一种如权利要求1所述的三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物的制备方法，其特征在于具体步骤如下: (1)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与亚烷基二胺的Micheal加成反应 在氮气保护下将亚烷基二胺加入带有搅拌、回流冷凝管和温度计的圆底烧瓶中，冷却至小于10°c，再加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的甲醇溶液；在25 35°C的温度下，反应20^48小时；然后，在8(Tll(TC的温度下条件下减压蒸馏5 10小时，得到淡琥珀色粘稠产物，即为中间体三羟甲基丙烷核端胺基树枝状聚合物；其反应方程式如下:3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(I)Michael加成反应中，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与亚烷基二胺的摩尔比为1: (4飞)。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)亚甲基膦酸化反应中，三羟甲基丙烷核端胺基树枝状聚合物、亚磷酸、甲醛和盐酸的摩尔比为I: (9. (T9. 2) : (11. (Γ12. O):(11. 0 12· O)。5.一种如权利要求I所述的三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物作为水处理阻垢剂的用途，能有效地抑制CaCO3、CaSO4、BaSO4等垢的沉积，并具有极高的钙容忍力。6.一种如权利要求I所述的三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物作为阻垢分散剂的用途，适用于循环冷却水、油田注水及反渗透水等工业水的阻垢分散处理，尤其适应于高钙条件下的工业水处理。全文摘要本专利技术涉及一种三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物及其制备方法和用途。所述三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物是先将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(CH3CH2C(CH2OCOCH2=CH2)3)与亚烷基二胺(NH2CH2(CH2)nNH2，其中n为1~5之间的正整数)进行Michael加成反应，得到三羟甲基丙烷核端胺基树枝状聚合物，然后再将所含的胺基进行亚甲基膦酸化而得到的，其化学式为CH3CH2C3，其中n为1~5之间的正整数。所述三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物具有优异的阻CaCO3、CaSO4、BaSO4等垢的性能，并具有极高的钙容忍力。可作为阻垢分散剂使用，适用于循环冷却水、油田注水及反渗透水等工业水的阻垢分散处理，尤其适应于高钙条件下的工业水处理。文档编号C02F5/14GK103254428SQ20131016580公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月7日 优先权日2013年5月7日专利技术者张冰如, 李风亭, 尤洪梅 申请人:同济大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三羟甲基丙烷核端膦酸基树枝状聚合物，其特征在于所述树枝状聚合物是以三羟甲基丙烷为核，膦酸基为末端官能团，具有如下结构式：其中：n是1至5的整数。2013101658061100001dest_path_image002.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张冰如，李风亭，尤洪梅，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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