一種聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑的制備方法
【專利摘要】一種聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑的制備方法，包括以下步驟：（1）取液體石蠟置于帶有攪拌、溫度計及回流冷凝器的四口圓底中，并使溫度控制在0~8℃；（2）向液體石蠟中通入氮氣，將乙二胺加入容器中，邊攪拌邊升溫，溫度控制在20-25℃，緩慢滴加環氧氯丙烷進行加成反應；（3）環氧氯丙烷滴加完畢后繼續攪拌保溫反應，然后使溫度降到15℃；（4）取33%的三甲胺作為交聯劑加入溶液，在85~90℃反應5小時，（5）將固體產物用甲苯清洗，再用乙醇和水清洗，然后在60℃真空干燥，研磨得到聚環氧氯丙烷-乙二胺。本發明以環氧氯丙烷和乙二胺為原料，采用引入少量三甲胺交聯劑制備得到聚環氧氯丙烷-乙二胺，具有分子量高、穩定性好、脫色效果好等優點。
【專利說明】—種聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種有機高分子絮凝劑聚環氧氯丙烷-乙二胺的制備方法，屬于絮凝劑制備領域。
【背景技術】
[0002]我國每年排放大量的工業廢水和生活污水，其中染料廢水和印染廢水占有相當大的比例，由此造成的生態環境破壞及經濟損失是不可估量的。因此，對印染廢水的凈化治理己成為制約當前印染行業生存和可持續發展的關鍵問題。
[0003]染料廢水和印染廢水的特點是成分復雜、高濃度、高色度、難降解物質多、且含有具有生物毒性或致癌、致畸、致突變的水溶性有機物。目前，對這類廢水的處理方法中，化學絮凝法以其適應性強，操作管理簡單，基建投資低等優點而被廣泛應用。而脫色效果的關鍵因素在于絮凝劑的性能。針對染料廢水和印染廢水的處理，目前廣泛使用的無機絮凝劑(如聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等)以及有機絮凝劑(如聚丙烯酰胺等)在使用過程中存在性能不穩定、絮凝后分離困難等不足，且在處理印染污水時，COD最多只能降低50-60%。隨著國家和社會對可持續發展和對環境保護的要求，傳統絮凝劑已經越來越難以滿足生產和環保要求。
[0004]聚環氧氯丙烷-乙二胺是一種陽離子型高分子絮凝劑，關于聚環氧氯丙烷-乙二胺的研究報道，參見 Niyazi Bipk , Bahire Filiz Senkal.Removal of nitriteions from aqueous solutions by cross-linked polymer of ethylenediamine withepichlorohydrin.Reactive & Functional Polymers, 1998, 36: 7 1-77 (Niyazi Bipk，Bahire Filiz Senkal. 聚環氧氯丙燒_乙二胺對亞硝酸鹽氮的去除研究.Reactive &Functional Polymers, 1998, 36: 7 1-77)。現有聚環氧氯丙燒-乙二胺合成方法是控制反應溫度和反應劑量使乙二胺和環氧氯丙烷在沒有任何交聯劑的條件下進行加成反應，該法制備的聚環氧氯丙烷-乙二胺的分子量較低，有待提高。

【發明內容】

[0005]針對傳統絮凝劑存在的與助凝劑的聯合使用、處理成本高等不足，本發明提供一種聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑的制備方法，制備的聚環氧氯丙烷-乙二胺絮凝劑分子量高、脫色效果好、性能穩定。
[0006]本發明的聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)取液體石蠟置于帶有攪拌器、溫度計及回流冷凝器的四口燒瓶中，將燒瓶放在冰水浴鍋中，使溫度控制在(T8°c ；
(2)向液體石蠟中通入流量為0.5m3/小時的氮氣15~20分鐘，然后將乙二胺加入冰水浴鍋的四口燒瓶中，乙二胺與液體石蠟質量比為1:3，打開回流冷凝器的冷卻水，在攪拌G值為15(T250 S—1下邊攪拌邊升溫，使水浴鍋內的溫度控制在2(T25°C，按環氧氯丙烷與乙二胺的摩爾比為2:1-1:2的比例，緩慢滴加環氧氯丙烷進行加成反應，滴加時間為2~3小時；
(3)環氧氯丙烷滴加完畢后繼續攪拌保溫反應60分鐘~90分鐘，然后使溫度降到15°C;
(4)按三甲胺和環氧氯丙烷摩爾比為1:1.5的比例取質量百分濃度為33%的三甲胺水溶液，作為交聯劑加入上述混合溶液，恒溫控制在85、0°C，反應5小時，自然冷卻至室溫；
(5)將得到的產品過濾，得到固體產物，用甲苯清洗2-3遍去除石蠟，再用乙醇和水清洗2-3遍去除多余的環氧氯丙烷、乙二胺和三甲胺；
(6)然后在60°C真空干燥12~24小時，研磨得到聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑。
[0007]本發明以環氧氯丙烷和乙二胺為原料，引入少量三甲胺交聯劑制備得到聚環氧氯丙烷-乙二胺有機高分子絮凝劑，作為一種高效的水處理藥劑，可廣泛應用于富營養化廢水和染料廢水的治理。本發明制備的聚環氧氯丙烷-乙二胺絮凝劑與現有技術相比具有以下特點:
(1)在制備過程中，通入氮氣，可減少空氣中的氧氣對制備過程的影響，提高了單體物質的轉化率；
(2)由于是采用引入少量三甲胺交聯劑的方法制備而成，其分子量提高，在水中的吸附架橋能力增強，具有穩定性好、脫色效果好、適用范圍廣等優點。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
取24mL液體石蠟于250mL的帶有攪拌器、溫度計及回流冷凝器的四口圓底燒瓶中，將燒瓶放在冰水浴鍋中，溫度控制在8°C，并向燒瓶中通入流量為0.5m3/小時的氮氣15分鐘，然后秤取6.02 g乙二胺加入圓底燒瓶中(乙二胺與液體石蠟質量比為1:3)，打開回流冷凝器的冷卻水，在攪拌G值為150 S—1下邊攪拌邊升溫至25 °C，用分液漏斗緩慢滴加18.56 g環氧氯丙烷(環氧氯丙烷與乙二胺的摩爾比是2:1)進行加成反應，滴加時間為2.5小時，滴加完畢繼續攪拌60分鐘；然后使溫度降到15°C以下，按照三甲胺和環氧氯丙烷的摩爾比為1: 1.5的比例加入質量百分濃度33%的三甲胺交聯劑；使溫度再次升高至85°C，恒溫反應5小時。將得到的產品過濾，得到固體產物，用甲苯清洗2-3遍去除石蠟，再用乙醇和水清洗2-3遍，去除多余的環氧氯丙烷、乙二胺和三甲胺。然后在60 1:真空干燥18小時，研磨得到聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑，以N0.1表示。
[0009]本實施例得到的聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑，外觀為淺黃色固體粉末，質量為27.12g，轉化率為 82.06%ο
[0010]實施例2
取48mL液體石蠟于250 mL的四口圓底燒瓶中，將燒瓶放在冰水浴鍋中，溫度控制在5°C，并向燒瓶中通入流量為0.5m3/小時的氮氣20分鐘，然后秤取12.05 g乙二胺加入圓底瓶中，打開回流冷凝器的冷卻水，在攪拌G值為200 S—1下邊攪拌邊升溫至20 °C，用分液漏斗緩慢滴加18.57 g環氧氯丙烷(環氧氯丙烷與乙二胺的摩爾比是1:1)進行加成反應，滴加時間為2小時，滴加完畢繼續攪拌70分鐘；然后使溫度降到15 °C，按照三甲胺和環氧氯丙烷的摩爾比1: 1.5加入33%的三甲胺交聯劑；使溫度再次升高至90°C，恒溫反應5小時，將得到的產品過濾，得到固體產物，用甲苯清洗2-3遍去除石蠟，再用乙醇和水清洗2-3遍，然后在60 1:真空干燥24小時，研磨得到聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑，以N0.2表示。[0011]本實施例得到的聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑，外觀為淺黃色固體粉末，質量32.52g，轉化率為 83.19%。
[0012]實施例3
取96mL液體石蠟于250 mL的四口圓底燒瓶中，將燒瓶放在冰水浴鍋中，溫度控制在(TC，并向燒瓶中通入流量為0.5m3/小時的氮氣18分鐘，然后秤取24.1 g乙二胺加入圓底瓶中，打開回流冷凝器的冷卻水，在攪拌G值為250 S—1下邊攪拌邊升溫至23 °C，用分液漏斗緩慢滴加18.57 g環氧氯丙烷(環氧氯丙烷與乙二胺的摩爾比是1:2)進行加成反應，滴加時間為3小時，滴加完畢繼續攪拌90分鐘；然后使溫度降到15 °C，按照三甲胺和環氧氯丙烷的摩爾比1: 1.5加入33%的三甲胺交聯劑；使溫度再次升高至87°C，恒溫反應5小時，將得到的產品過濾，得到固體產物，用甲苯清洗2-3遍去除石蠟，再用乙醇和水清洗2-3遍，，然后在60 1:真空干燥12小時，研磨得到聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑，以N0.3表示。
[0013]本實施例得到的聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑，外觀為淺黃色固體粉末，質量40.71g，轉化率為 79.68%ο
[0014]本發明制備的聚環氧氯丙烷-乙二胺有機高分子絮凝劑適用于各種廢水處理領域，以下為具體應用實例:
將各實施例制備的聚環氧氯丙烷-乙二胺產品用于含分散深藍染料廢水的混凝處理，同時與聚合氯化鋁(PAC)和聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)作對比。原水pH值6.58，分散深藍染料含量為100 mg/L, pH值6.56，吸光度為2.021 ±0.003，脫色率為處理后水樣吸光度減少值與處理前水樣吸光度之比，處理結果列于下表。
[0015]聚環氧氯丙烷-乙二胺對分散深藍染料廢水的脫色效果
【權利要求】
1.一種聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑的制備方法，其特征是，包括以下步驟: (1)取液體石蠟置于帶有攪拌器、溫度計及回流冷凝器的四口燒瓶中，將燒瓶放在冰水浴鍋中，使溫度控制在(T8°c ； (2)向液體石蠟中通入流量為0.5m3/小時的氮氣15~20分鐘，然后將乙二胺加入冰水浴鍋的四口燒瓶中，乙二胺與液體石蠟質量比為1:3，打開回流冷凝器的冷卻水，在攪拌G值為15(T250 S—1下邊攪拌邊升溫，使水浴鍋內的溫度控制在2(T25°C，按環氧氯丙烷與乙二胺的摩爾比為2:1-1:2的比例，緩慢滴加環氧氯丙烷進行加成反應，滴加時間為2~3小時； (3)環氧氯丙烷滴加完畢后繼續攪拌保溫反應60分鐘~90分鐘，然后使溫度降到15°C; (4)按三甲胺和環氧氯丙烷摩爾比為1:1.5的比例取質量百分濃度為33%的三甲胺水溶液，作為交聯劑加入上述混合溶液，恒溫控制在85、0°C，反應5小時，自然冷卻至室溫； (5)將得到的產品過濾，得到固體產物，用甲苯清洗2-3遍去除石蠟，再用乙醇和水清洗2-3遍去除多余的環氧氯丙烷、乙二胺和三甲胺； (6)然后在60°C真空干燥12~2 4小時，研磨得到聚環氧氯丙烷-乙二胺脫色劑。
【文檔編號】C08G59/10GK103483550SQ201310352871
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月14日 優先權日:2013年8月14日
【發明者】孫翠珍, 孫玉林, 張志斌, 張彥浩, 武道吉, 董芳, 張曉蕊, 鄒彥江 申請人:山東建筑大學