一种用于海水淡化反应釜的镀膜材料制备和使用方法

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种高分子镀膜材料的制造方法，该高分子材料可以应用在海水淡化鸟粪石提取的工艺流程反应釜的釜衬镀膜以及反应填充柱的填充材料。

背景技术

磷酸镁铵，俗称鸟粪石，分子式为MgNH

浓海水是生产高品质鸟粪石所需的原料之一。利用海水淡化浓海水与磷酸铵溶液作为主原料，加入化工试剂生产磷酸镁铵缓释肥，具有很高的市场前景及经济效益。这种工艺生产要求作为原料的盐水中应含有尽可能多的二价离子特别是Mg

现有技术中提供了3种硫酸镁铵提取的介入方案包括：磷酸镁铵提取前端介入海水淡化工艺流程；磷酸镁铵提取中间介入海水淡化工艺流程；磷酸镁铵提取末端介入海水淡化工艺流程。其中前端介入的工艺流程中面临的最大的问题是浓海水抽入反应釜中极易造成反应釜损坏。同时传统的电磁化离子液中，加入的络合剂，具有一次性使用，不能回收，同时需要密封保存，避免阳光直射等缺点。

为满足鸟粪石生产和纯碱工业等工艺用水的要求，分摊海水淡化成本，同时降低海水淡化系统的运行能耗及用药成本，目前迫切需要采用新的低成本低污染材料介入。

发明内容

本发明的目的是在磷酸镁铵提取前端介入生产鸟粪石过程中，提供一种的不可溶解的，可反复再生参与合成鸟粪石的高分子材料替代不可回收的EWT试剂。

由于浓盐水电解质的存在，反应釜腔内和管道中极易发生电化学腐蚀。其反应方程式如下：

阳极：2Fe–4e

阴极：O

本发明提供了一种可逆的络合金属离子的高分子材料，保护反应釜同时介入反应调控替代EWT反应溶剂：

一，聚丙烯酸-聚糠醇互穿网络的合成

A.糠醇树脂(PFA)合成：圆底烧瓶中加入100g糠醇，加入20ml去离子水，氮气氛围下加热搅拌，控制温度60℃，反应30分钟，随后，5ml浓硫酸稀释到30ml，逐步滴加到烧瓶中，控制温度在70～80℃，反应2小时；降温至室温，加入氨水调节pH至中性，产物离心后，真空干燥过夜；

B.聚丙烯酸(PAA)合成：圆底烧瓶中加入1g丙烯酸，加入100ml去离子水，氮气氛围下加热搅拌，控制温度75℃，反应30分钟，分别将20g丙烯酸和等当量的过硫酸铵滴入反应体系，持续1小时，滴完后恒温搅拌2小时，反应结束后，除去溶剂，真空干燥过夜；

C.聚丙烯酸-聚糠醇(PAA-PFA)网络结构合成：分别称取质量比为1.5：1的PFA和PAA溶解于无水乙醇中加80℃下搅拌溶解回流，加入10％质量当量的N-羟甲基丙烯酰胺，恒温反应2小时后，产物除去溶剂后，干燥过夜，制得聚丙烯-聚糠醇互穿网络结构(PAA-PFA)。

二，涂料配比：

在分散缸中加入去离子水以及上述比例的表中原料，分散均匀后，上机研磨至粒度低于30μm。

所述的消泡剂为聚单甲基二氧乙基二乙二醇亚甲基硅烷；

其合成方法为：

1.10g单甲基二氧乙基硅烷缓慢加入11.2g二乙二醇单乙烯基醚和0.1mlKarstedt’s催化剂[Pt

1g单甲基二氧乙基二乙二醇二亚甲基硅烷溶解于20ml碳酸二乙酯中，0.68ml去离子水加入到反应体系中，室温搅拌6小时。催化量的四丁基氟化铵加入到反应中，将反应温度提高到80℃，反应溶液逐渐澄清透明。反应48小时后，减压蒸馏除去溶剂。四丁基氟化铵用中性氧化铝除去，产物用乙酸乙酯洗涤后，真空干燥过夜。得到消泡剂聚单甲基二氧乙基乙二醇二亚甲基硅烷(PMDOEtMG)；消泡剂制备，取聚二甲基硅氧烷(PDMS)和PMDOEtMG以质量比10：1混合制得消泡剂。发明人发现：键合二乙二醇的聚硅氧烷，可以提高聚硅氧烷的亲水性和溶解性。键合二乙二醇的聚硅氧烷具有一定的增稠能力。

具体而言，本发明的效益如下：

1，一种新的高分子互穿网络结构，辅助处理浓海水，有效地替代EWT试剂的使用，简化工艺流程和减少药品的使用；

2，将含有羟基(-OH)，羧基(-COOH)官能团的高分子键合在管道和反应釜内壁，保护反应釜金属内壁免遭电化学腐蚀，免去使用电磁化液络合剂避免了环境污染。3，

3，利用聚硅氧烷类化合物的消泡作用，安全无毒。

附图说明

图1磷酸镁铵生产中镀膜的可逆转化过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

一种可逆的络合金属离子的高分子材料，聚丙烯酸-聚糠醇互穿网络的合成：

A.糠醇树脂(PFA)合成：圆底烧瓶中加入100g糠醇，加入20ml去离子水，氮气氛围下加热搅拌，控制温度60℃，反应30分钟。随后，5ml浓硫酸稀释到30ml，逐步滴加到烧瓶中，控制温度在70～80℃，反应2小时，降温至室温，加入氨水调节pH至中性，产物离心后，真空干燥过夜。

B.聚丙烯酸(PAA)合成：圆底烧瓶中加入1g丙烯酸，加入100ml去离子水，氮气氛围下加热搅拌，控制温度75℃，反应30分钟，分别将20g丙烯酸和等当量的过硫酸铵滴入反应体系，持续1小时，滴完后恒温搅拌2小时，反应结束后，除去溶剂，真空干燥过夜。

C.聚丙烯酸-聚糠醇(PAA-PFA)网络结构合成：分别称取质量比为1.5：1的PFA和PAA溶解于无水乙醇中加80℃下搅拌溶解回流，加入10％质量当量的N-羟甲基丙烯酰胺，恒温反应2小时后，产物除去溶剂后，干燥过夜，制得聚丙烯-聚糠醇互穿网络结构(PAA-PFA)。

将浓海水用旋转蒸发仪，蒸发浓缩至原来体积的1/10后，取适量浓缩液作为样本，利用原子光谱法进行元素分析确定Mg

实施例二

进一步分析了浓海水水质对钙镁等高价阳离子脱除率的影响；分析过饱和度、pH值等对磷酸镁铵的晶粒形态、生成速度、产量和纯度的影响：

A.过饱和度：反应的过饱和度在1～5时，磷酸盐的除去率和生成磷酸镁铵晶体能达到最好；

B.pH值：实验结果及理论分析得，pH值在8.0～10.0之间有大量的鸟粪石生成，纯度较高；

C.构晶离子比例：Mg

D.钙离子共沉淀：Ca

E.反应时间：反应为动力学驱动的反应，延长时间并不会提高磷的除去率。但延长反应时间可以使鸟粪石晶体粒径增大。2～4mm的粒径利于工业加工生产和更好的发挥鸟粪石的缓释效果。

实施例三

将采用实施例一、二中生产的涂料样品板与对比钢板放置于装有10倍体积海水浓缩的浓海水的烧杯中，进行老化试验。30天后，结果涂有涂料的钢板无明显变化，具有更好的稳定性。