一種低磷緩蝕阻垢劑pbtca的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低磷緩蝕阻垢劑PBTCA的制備方法。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] PBTCA(2-膦酸基_1，2,4三羧酸丁烷)是一種磷含量很低的緩蝕阻垢劑，分子中磷 的含量僅占 PBTCA總質(zhì)量的11. 5 %左右，這比常用的膦系緩蝕阻垢劑HEDP(磷含量占 30.1 % )和ATMP(磷含量占31.1 % )中的磷含量要低很多，并且PBTCA同時具備良好的阻垢性 能和緩蝕性能。
[0003] "《有機(jī)化學(xué)》，1965,第30卷12期，4020-4025頁"中的PBTCA的制備方法是以亞磷酸 三烷酯、馬來酸單酯和丙烯腈為原料，首先將亞磷酸三烷酯與馬來酸單酯反應(yīng)制取膦酸丁 二酸四烷酯，其再與丙烯腈進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)制得PBTCA對應(yīng)的五元酯，然后將該酯在酸 性條件下水解制得PBTCA。這種制備方法工藝路線復(fù)雜，反應(yīng)過程中不僅會產(chǎn)生劇毒的氰化 物，而且會對環(huán)境造成二次污染。本發(fā)明以亞磷酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯以及丙烯酸乙 酯為原料，在催化劑作用下制備PBTCA。該方法反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)操作易控制，工藝流程簡 單，且三廢排放量少。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是以亞磷酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯以及丙烯酸乙酯為原料，在 催化劑作用下制備PBTCA。
[0005] 本發(fā)明的主要原理：反應(yīng)（1)為亞磷酸二乙酯與順丁烯二酸二乙酯在加入堿性催 化劑A的條件下發(fā)生親核加成反應(yīng)生成膦酸二乙酯基丁二酸二乙酯；反應(yīng)(2)為反應(yīng)（1)中 生成的產(chǎn)物與丙烯酸乙酯發(fā)生親核加成反應(yīng)，生成2-膦酸二乙酯丁烷一三羧酸乙酯；在 (3)反應(yīng)中，2-膦酸二乙酯丁烷一三羧酸乙酯在催化劑B作用下發(fā)生水解，水解產(chǎn)物為PBTCA 與乙醇的混合物。
[0006]
[0007]
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:將一定量的亞磷酸二乙酯與順丁烯二酸二乙酯加入反 應(yīng)釜中，打開冷凝回流裝置，在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加一定量的催 化劑A，待溫度上升到100 °C后反應(yīng)1小時。然后降溫至50°C，加入一定量的丙烯酸乙酯，在攪 拌狀態(tài)下反應(yīng)8h。再往反應(yīng)釜中加入一定量的催化劑B，升溫至80°C加熱水解0.5h，最終得 到的產(chǎn)物為黃棕色粘稠液體，即為本發(fā)明的PBTCA。其中亞磷酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、 丙烯酸乙酯和催化劑A四者投加摩爾比為：1:1:1:0.8。催化劑A為質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%的乙二胺， 催化劑B為質(zhì)量分?jǐn)?shù)37.5 %的濃鹽酸。
[0009] 本發(fā)明的這種PBTCA制備方法具有工藝路線簡單、操作簡便、"三廢"排放少等優(yōu) 點，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕阻垢。 四、
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的PBTCA的紅外圖譜 五、
【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明提供的一種低磷緩蝕阻垢劑PBTCA的制備方法如下：
[0012] 將一定量的亞磷酸二乙酯與順丁烯二酸二乙酯加入反應(yīng)釜中，打開冷凝回流裝 置，在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加一定量的催化劑A，待溫度上升到100 °C后反應(yīng)lh。然后降溫至50°C，加入一定量的丙烯酸乙酯，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)8h。再往反應(yīng) 釜中加入一定量的催化劑B，升溫至80 °C加熱水解0.5h，最終得到的產(chǎn)物為黃棕色粘稠液 體，即為本發(fā)明的TOTCA。其中亞磷酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、丙烯酸乙酯和催化劑A四 者投加摩爾比為：1:1:1:0.8。催化劑A為質(zhì)量分?jǐn)?shù)99 %的乙二胺，催化劑B為質(zhì)量分?jǐn)?shù) 37.5%的濃鹽酸。
[0013] 亞磷酸二乙酯的分子量是138,順丁烯二酸二乙酯的分子量是172,乙二胺的分子 量是60，丙烯酸乙酯的分子量是100，PBTCA的分子量是270。
[0014]以下提供本發(fā)明的4個實施例
[0015] 實施例1
[0016] 向反應(yīng)釜中加入6.9g亞磷酸二乙酯和8.6g順丁烯二乙酯，打開冷凝回流裝置，在 攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min，在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加2.4g催化劑A，待 溫度上升到100°c后反應(yīng)lh。然后降溫至50°C，加入5.0g丙烯酸乙酯，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)8h。 再往反應(yīng)釜中加入8mL的催化劑B，升溫至80°C加熱水解0.5h，最終得到的產(chǎn)物為黃棕色粘 稠液體12.5g，即為本發(fā)明的PBTCA。
[0017] 實施例2
[0018]向反應(yīng)釜中加入13.8g亞磷酸二乙酯和17.2g順丁烯二乙酯，打開冷凝回流裝置， 在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min，在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加4.8g催化劑A， 待溫度上升到100 °C后反應(yīng)lh。然后降溫至50°C，加入10.0g丙烯酸乙酯，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng) 8h。再往反應(yīng)釜中加入16mL的催化劑B，升溫至80 °C加熱水解0.5h，最終得到的產(chǎn)物為黃棕 色粘稠液體26.5g，即為本發(fā)明的PBTCA。
[0019] 實施例3
[0020]向反應(yīng)釜中加入20.7g亞磷酸二乙酯和25.8g順丁烯二乙酯，打開冷凝回流裝置， 在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min，在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加7.2g催化劑A， 待溫度上升到l〇〇°C后反應(yīng)lh。然后降溫至50°C，加入15g丙烯酸乙酯，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng) 8h。再往反應(yīng)釜中加入24mL的催化劑B，升溫至80 °C加熱水解0.5h，最終得到的產(chǎn)物為黃棕 色粘稠液體40.0g，即為本發(fā)明的PBTCA。
[0021] 實施例4
[0022]向反應(yīng)釜中加入31.05g亞磷酸二乙酯和38.7g順丁烯二乙酯，打開冷凝回流裝置， 在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min，在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加10.8g催化劑 A，待溫度上升到100 °C后反應(yīng)lh。然后降溫至50°C，加入22.5g丙烯酸乙酯，在攪拌狀態(tài)下反 應(yīng)8h。再往反應(yīng)釜中加入36mL的催化劑B，升溫至80 °C加熱水解0.5h，最終得到的產(chǎn)物為黃 棕色粘稠液體62.5g，即為本發(fā)明的PBTCA。
【主權(quán)項】
1. 一種低磷緩蝕阻垢劑PBTCA的制備方法。其特征是采用如下步驟進(jìn)行： 將一定量的亞磷酸二乙酯與順丁烯二酸二乙酯加入反應(yīng)釜中，打開冷凝回流裝置，在 攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加一定量的催化劑A，待溫度上升到100°C后反 應(yīng)lh。然后降溫至50°C，加入一定量的丙烯酸乙酯，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)8h。再往反應(yīng)釜中加 入一定量的催化劑B，升溫至80 °C加熱水解0.5h，最終得到的產(chǎn)物為黃棕色粘稠液體，即為 本發(fā)明的PBTCA。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低磷緩蝕阻垢劑PBTCA的制備方法。其特征是:催化劑A為質(zhì)量 濃度99 %的乙二胺，催化劑B為質(zhì)量濃度37.5 %的濃鹽酸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低磷緩蝕阻垢劑PBTCA的制備方法。向反應(yīng)釜中加入一定量的亞磷酸二乙酯與順丁烯二酸二乙酯，打開冷凝回流裝置和攪拌裝置，在攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/min的攪拌條件下緩慢滴加一定量的催化劑A，待溫度上升到100℃后反應(yīng)1h。然后降溫至50℃，加入一定量的丙烯酸乙酯，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)8h。再往反應(yīng)釜中加入一定量的催化劑B，升溫至80℃加熱水解0.5h，最終得到的產(chǎn)物為黃棕色粘稠液體，即為本發(fā)明的PBTCA。本發(fā)明的這種PBTCA制備方法具有工藝路線簡單、操作簡便、“三廢”排放少等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕阻垢。
【IPC分類】C07F9/38
【公開號】CN105601668
【申請?zhí)枴緾N201510981542
【發(fā)明人】張文藝, 鄧文, 陳萍, 黃彬, 陳冬
【申請人】常州大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月24日