[发明专利]一种聚环氧琥珀酸盐的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚环氧琥珀酸盐的合成方法，更进一步说涉及水处理用的 聚环氧琥珀酸盐的合成方法。

背景技术

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种90年代开发的新一代绿色环保水处理药剂， 是一种具有无磷、非氮和生物降解性好并适用于高碱高固水系特点的绿色阻垢 剂，其阻垢效果明显优于常用的有机膦酸类阻垢剂。

USP3776850报道了三氟化硼催化环氧琥珀酸二乙酯聚合、再皂化合成聚环 氧琥珀酸盐的方法。

USP4654159公开了聚环氧琥珀酸的制备过程，该过程是以马来酸酐为原 料，在碱性环境下水解后，加入过氧化氢，用氢氧化钠保持pH值为5-7，并以 钨酸钠为催化剂进行环化反应生成环氧琥珀酸盐，以氢氧化钙或其他碱性钙盐 作为引发剂在80-100℃进行聚合生成聚环氧琥珀酸盐，其中，环氧琥珀酸盐 与氢氧化钙摩尔比为1∶0.05-0.8。

CN1524893A公开的聚环氧琥珀酸盐的合成方法，是将马来酸酐在水和碱性 环境中水解，加入钨酸钠和过氧化氢生成环氧琥珀酸盐后，再加入氢氧化钙或 其他碱性钙盐，在80～100℃下反应1～10小时，其特征在于，所说的环氧琥 珀酸盐的浓度为大于3mol/L。该方法可以有效提高聚环氧琥珀酸盐在水处理中 的阻垢效率。

“应用化学，Vol.18 No.9，P746-747”中考察了聚环氧琥珀酸钠的合成反 应中影响阻垢性能的因素如引发剂用量、加入次数和反应时间等因素。

“工业水处理，1999-05，19(3)中环氧琥珀酸的合成是以马来酸酐为原 料，首先用水和碱使之水解生成马来酸盐，再以过氧化物催化剂和钒系催化剂 进行环氧化反应，生成环氧琥珀酸，然后以稀土催化剂使之聚合。

“工业水处理1999-05，19(3)”报道的方法是以马来酸酐为原料，首先 用水和碱使之水解生成马来酸盐，再以CatA(过氧化物催化剂)和CatB(钒系催 化剂)为催化剂进行环氧化反应，生成环氧琥珀酸，然后以CatC(稀土催化剂)为 催化剂使之聚合得PESA。

“信阳师范学院学报(自然科学版)第17卷第2期2004年4月”报道 的方法是将马来酸酐加水溶解，冷却下缓慢滴加氢氧化钠溶液，然后在80℃ 条件下加钒酸铵，并滴入过氧化氢，环氧化1～2h，再加入18-冠-6和醇钾， 开环聚合1.5～3h得到的。

现有技术中出现的主要问题在于一步法反应体系内存副产物多，作为引发 剂的Ca(OH)₂用量大，重复性差。合成PESA品质不高，PESA有效含量低，影 响作为阻垢剂的使用效果。而多步法原料价格高，丙酮用量大，合成PESA成本 高。以目前市场阻垢剂使用经济性方面考量，不适宜工业化生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种收率高、产品品质好，原 料成本较低，聚合度更高的聚环氧琥珀酸盐合成方法。

本发明所提供的聚环氧琥珀酸盐的合成方法，是将马来酸酐在碱性环境中 水解，加入钨酸钠和过氧化氢生成环氧琥珀酸盐后，再加入聚合催化剂，在80～ 100℃下反应，其特征在于将马来酸酐用去离子水溶解，30℃-60℃搅拌下加入 氢氧化钠溶液，控制温度60℃-100℃下加入钨酸钠、过氧化氢，调节在pH＝5-7 反应2-100小时，然后冷却至20℃以下、优选0-2O℃，加入一种沉淀剂混合 搅拌，抽滤后加水，维持pH在6-7，加热至70℃-100℃得到环氧琥珀酸盐，配 制为0.2-4.0mol/L的环氧琥珀酸盐水溶液，加入氢氧化钙和聚合促进剂进行 聚合反应，至液体呈淡黄色粘稠状，再将淡黄色粘稠状液体冷却至室温得到聚 环氧琥珀酸盐，其中，所说的沉淀剂选自乙酸钠、甘氨酸钠、丙氨酸钠、十二 烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三 甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲 基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种， 优选十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基溴化铵，所说的聚合促进剂选自 苹果酸钙、酒石酸镁、柠檬酸钙和柠檬酸镁中的一种或多种，马来酸酐与沉淀 剂重量比例为(1-20)∶1、优选为(4-15)∶1，所说环氧琥珀酸盐与氢氧化钙 摩尔比为1∶(0.1-0.7)，聚合促进剂的重量为氢氧化钙的0.2-5％、优选0.5-2％。