一种双氰胺-甲醛聚合物的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种双氰胺-甲醛聚合物的制备方法及其应用，通过控制双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔比0.52~0.60:0.56~0.64:1.2~1.8以及反应温度和搅拌速度来实现减少双氰胺用量以生产双氰胺-甲醛聚合物，本发明操作简单、成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物，尤其涉及一种双氰胺-甲醛聚合物的制备方法及其应用。 

背景技术

双氰胺-甲醛聚合物最开始是作为印染助剂中的固色剂来使用，后来发现其具有混凝国色作用。后经多人研究改进，被大量生产并用于各种印染废水的处理，具有良好的脱色及降低COD的效果，具有很好的应用价值。但由于双氰胺价格较高，导致其使用成本较高，造成推广使用的难度。改良的氰胺-甲醛聚合物合成方法所用的原料中除了双氰胺、甲醛、氯化铵外，还添加了尿素或硫酸铝等助剂，试图减少双氰胺的使用量，降低生产成本。但是效果并不明显，且添加尿素在低温情况下容易出现分层发白现象甚至凝块，添加硫酸铝室温下会出现浑浊和分层，影响了该聚合物的储存和使用。 

申请号为201010557601.4的中国专利《一种高效印染废水絮凝剂的合成方法》公开了一种高效印染废水絮凝剂的合成方法，其双氰胺、氯化铵、甲醛总的摩尔比为0.8~1.5：1.6~2.8：2.9~4.0。该专利不足之处是双氰胺所占的比例仍比较高。 

申请号为201210153455.8的中国专利《一种偏酸性液态双氰胺甲醛聚合物及其在印染业中的应用》公开了一种偏酸性液态双氰胺甲醛聚合物，其重量组分为双氰胺100份、质量浓度为36%的甲醛水溶液158~162份、氯化铵65~68份和质量浓度为20%的无机强酸20~24份，该专利双氰胺所占比例近1/3，偏高，且由于还添加无机强酸导致成本高。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双氰胺使用量少、操作简单、成本低的双氰胺-甲醛聚合物的制备方法及其应用。 

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现： 

一种双氰胺-甲醛聚合物的制备方法，往双氰胺和氯化铵中边添加甲醛边搅拌，控制反应温度为80~85℃，所述双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔比为0.52~0.60:0.56~0.64:1.2~1.8，所述搅拌转速为50~100rpm。

具体包括如下步骤： 

S1.将双氰胺和氯化铵放进反应釜中，然后边添加甲醛边搅拌，同时加热至45℃时停止加热；

所述双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔比为0.52~0.60:0.56~0.64:1.2~1.8，所述甲醛质量浓度为38%~42%，所述搅拌转速为50~100rpm；

S2.控制温度在80~85℃，反应2~3小时，即得双氰胺-甲醛聚合物。

 进一步地，所述步骤S1中添加甲醛前先将反应釜预热至35~45℃。 

优选地，所述双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔比为0.56:0.6:1.5。本发明制备双氰胺-甲醛聚合物过程中对搅拌转速与温度的有效控制，使反应处于最佳状态，大大提高了原料的反应效率及产物质量，使得双氰胺的用量少。 

进一步地，所述步骤S1中添加甲醛前先将反应釜预热至35~45℃。 

优选地，所述搅拌转速为75~80rpm。 

进一步地，所述双氰胺-甲醛聚合物的COD去除率为79%以上，脱色率为95%以上。 

更进一步地，所述的双氰胺-甲醛聚合物在印染业中作为染料固色剂；在印染业中作为印染废水絮凝剂。 

 与现有技术相比，本发明的有益效果如下： 

工艺操作简便，通过控制双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔比、反应温度和搅拌速度来实现减少双氰胺用量，生产成本较低，产品理化性质稳定。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。 

实施例1 

在带温度控制装置的三口烧瓶中加入0.52mol双氰胺、0.56mol氯化铵，将预热到40℃的1.2mol质量浓度为38%的甲醛慢慢加入烧瓶中，并一直搅拌，搅拌速度为50rpm；加毕，控制温度在80℃，反应2h，得到的无色粘稠液体为双氰胺-甲醛聚合物，测得固含量为52.3%。

实施例2 

除了双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔量分别为0.6mol、0.64mol、1.8mol外，其他条件同实施例1；

实施例3

除了搅拌速度为100rpm外，其他条件同实施例1；

实施例4

除了搅拌速度为75rpm外，其他条件同实施例1；

实施例5

除了控制反应温度为85℃外，其他条件同实施例1；

对比例1

除了双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔量分别为0.51mol、0.55mol、1.1mol外，其他条件同实施例1；

对比例2

除了双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔量分别为0.61mol、0.65mol、1.9mol外，其他条件同实施例1；

对比例3

除了搅拌速度为35rpm外，其他条件同实施例1；

对比例4

除了搅拌速度为105rpm外，其他条件同实施例1；

对比例5

除了控制反应温度为75℃外，其他条件同实施例1；

对比例6

除了控制反应温度为90℃外，其他条件同实施例1；

分别取实施例1~5和对比例1~6样品用水稀释10倍，按100ppm的使用量分别加入盛有1000mL印染废水的烧杯中，并搅拌10分钟，然后静置8小时，取上清液按常规方法分别测量色度及COD。结果如表1：

项目双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔比搅拌速度（rpm）反应控制温度（℃）固含量（%）COD去除率（%）脱色率（%）实施例10.52：0.56：1.2508052.379.3295.27实施例20.6：0.64：1.8508056.282.5696.12实施例30.52：0.56：1.21008051.480.3696.31实施例40.52：0.56：1.2758052.883.1495.84实施例50.52：0.56：1.2508551.980.9494.98对比例10.51：0.55：1.1508051.978.2190.78对比例20.61：0.65：1.9508053.477.9491.03对比例30.52：0.56：1.2358049.774.2389.87对比例40.52：0.56：1.21058047.275.6890.16对比例50.52：0.56：1.2507551.178.5390.86对比例60.52：0.56：1.2509051.777.9591.44

由上表数据可得，将实施例1,2与对比例1,2的数据进行对比，对比例1，2的可固含量、COD去除率和脱色率均比实施例1,2低，即双氰胺、氯化铵和甲醛的摩尔比在0.52~0.60:0.56~0.64:1.2~1.8为最佳；将实施例1,3,4与对比例3,4的数据进行对比，只改变搅拌速度这一条件，对比例3,4的可固含量、COD去除率和脱色率均比实施例1,3,4低，即在制备过程中搅拌速度对本发明有一定影响，其范围50~100rpm为最优；将实施例1,5与对比例5,6的数据进行对比，只改变反应温度，对比例5，6的可固含量、COD去除率和脱色率均比实施例1,5低，即在制备过程中反应温度对本发明有一定影响，其范围为80~85为最佳。