一種新型高效三元共聚物阻垢分散劑及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及水處理領域，具體地說涉及水處理藥劑，特別是指一種新型高效三元 共聚物阻垢分散劑及其制備方法。
【背景技術】
[0003] 隨著現代工業的迅速發展，工業用水量占工農業總用水量的比重逐年提高。水資 源短缺和水污染已成為世界上一個日益受關注的問題。如何節水、節能、節材和保護環境是 極其嚴峻的任務。水處理藥劑就是在這樣的背景下發展起來的。阻垢劑主要是指能夠防止 水垢和污垢產生或抑制其沉積生長的化學類試劑，是工業水處理中必不可少的元素，可以 用來延長設備壽命并保證設備安全運行。目前，隨著科學技術的發展，阻垢劑的研究也在不 斷地深入并日趨成熟，其特點及功能在日趨完善的同時，種類亦在不斷增加。工業水處理劑 的初期是使用丹寧、木質素、磺化木質素、磺化丹寧、改性淀粉和梭甲基纖維素等天然有機 物質作為分散劑，控制水垢的生成、但這些天然分散劑在水處理應用中一般用量較大，效果 差，莊高溫下容易分解，因此目前只在少量商品復合配方中仍有使用。
[0004] 20世紀60年代初，尚未合成聚合物阻垢劑時，采用丹寧、木質素、磺化木質素、淀 粉和羧甲基纖維素等天然有機物質作阻垢劑，控制水垢的生成。但因其在水處理應用中一 般用量較多（50~200mg/L)，費用高，高溫和高壓條件下穩定性很差，目前只有小型的水處 理系統仍在使用，以及應用于復合配方中。但因天然聚合物的無毒或毒性低的性質，近年來 對其進行了改性和與其它聚合物復配的研究。
【發明內容】
[0005] 本發明針對上述存在的問題和不足，提供一種新型高效三元共聚物阻垢分散劑及 其制備方法。該阻垢分散劑同時含有羥基、酰胺基及羧酸官能團，不僅對碳酸鈣和磷酸鈣具 有優秀的阻垢分散能力，而且具有優秀的分散氧化鐵和穩定鋅鹽能力，可廣泛用于冷卻水 處理、低壓鍋爐水處理和反滲透水處理等領域。
[0006] 本發明所采用的技術方案如下： 一種新型高效三元共聚物阻垢分散劑由衣康酸、丙烯酸、天冬氨酸共聚而成，衣 康酸、丙烯酸、天冬氨酸、pH調節劑、純水、引發劑的質量比為20~30:5~10:20~30: 5~8:20. 5~50. 5:0. 5~1. 5,固含量為30~35%，三元共聚物的分子量為1000~4000。本發明同 時提供了三元共聚物阻垢分散劑的制備方法。
[0007] 所述的衣康酸、丙烯酸、天冬氨酸共聚而成，衣康酸、丙烯酸、天冬氨酸、pH調節劑、 純水、引發劑的質量比為 20~30:5~10:20~30: 5~8:20· 5~50· 5:0. 5~1· 5。
[0008] 所述的pH調節劑為氫氧化鈉或氨水中的一種。
[0009] 所述的保護氣為氮氣或其他惰性氣體中的一種。
[0010] 所述的引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨中的一種。
[0011] 本發明同時提供了一種上述共聚物阻垢分散劑的制備方法，其特點是：將衣康酸、 丙烯酸、天冬氨酸pH調節劑和純水加到裝有電動攪拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的聚合反 應器中，通入保護氣5~10分鐘排除反應體系內的空氣，并在聚合過程總不斷地通入保護 氣，使反應一直在保護氣保護下進行，在攪拌下將反應液的溫度加熱至產生回流。同時緩慢 滴加引發劑，使其在4~5小時內滴加完畢，然后保持反應溫度繼續反應聚合1~2小時。
[0012] 所述的反應時間最佳為5~6小時。
[0013] 所述的保護氣為氮氣或其他惰性氣體中的一種。
[0014] 所述的引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨中的一種 本發明與現有技術相比具有以下優點： 本發明所述的阻垢分散劑采用衣康酸、丙烯酸、和天冬氨酸通過一定工藝共聚而得，聚 合物具有較高分子量。由于該共聚物阻垢分散劑中同時含有羥基、酰胺基及羧酸官能團，因 此具有優秀的阻碳酸鈣和磷酸鈣垢能力，同時也具有優秀的分散氧化鐵和穩定鋅鹽能力。
[0015] 本發明所述的共聚物阻垢分散劑制備工藝簡單、原料易得、成本低，可廣泛用于冷 卻水處理、低壓鍋爐水處理和反滲透水處理等領域。
【具體實施方式】
[0016] 實施例一 將20g衣康酸、10g丙稀酸、20g天冬氨酸、5kg氫氧化鈉和44kg純水加到裝有電動攪 拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的聚合反應器中，通入氮氣5~10分鐘排除反應體系內的空 氣，并在聚合過程總不斷地通入保護氣，使反應一直在氮氣保護下進行，在攪拌下將反應液 的溫度加熱至產生回流。同時緩慢滴加引發劑lg過硫酸鉀，使其在4~5小時內滴加完畢， 然后保持反應溫度繼續反應聚合1~2小時，冷卻得產品。產品的聚合率98+0. 5%，固含量為 34. 5%，平均分子量1700。
[0017] 實施例二 將200g衣康酸、100g丙稀酸、200g天冬氨酸、50kg氫氧化鈉和440kg純水加到裝有電 動攪拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的聚合反應器中，通入氮氣5~10分鐘排除反應體系內 的空氣，并在聚合過程總不斷地通入保護氣，使反應一直在氮氣保護下進行，在攪拌下將反 應液的溫度加熱至產生回流。同時緩慢滴加引發劑l〇g過硫酸鉀，使其在4~5小時內滴 加完畢，然后保持反應溫度繼續反應聚合1~2小時，冷卻得產品。產品的聚合率98+0. 5%， 固含量為35 %，平均分子量1750。
[0018] 實施例三 將150g衣康酸、100g丙稀酸、250g天冬氨酸、50kg氫氧化鈉和440kg純水加到裝有電 動攪拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的聚合反應器中，通入氮氣5~10分鐘排除反應體系內 的空氣，并在聚合過程總不斷地通入保護氣，使反應一直在氮氣保護下進行，在攪拌下將反 應液的溫度加熱至產生回流。同時緩慢滴加引發劑l〇g過硫酸鉀，使其在4~5小時內滴 加完畢，然后保持反應溫度繼續反應聚合1~2小時，冷卻得產品。產品的聚合率98+0. 5%， 固含量為36. 5%，平均分子量2800。
[0019] 實施例四 將20g衣康酸、lOg丙稀酸、20g天冬氨酸、5kg氫氧化鈉和44kg純水加到裝有電動攪 拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的聚合反應器中，通入氮氣5~10分鐘排除反應體系內的空 氣，并在聚合過程總不斷地通入保護氣，使反應一直在氮氣保護下進行，在攪拌下將反應液 的溫度加熱至產生回流。同時緩慢滴加引發劑lg過硫酸銨，使其在4~5小時內滴加完畢， 然后保持反應溫度繼續反應聚合1~2小時，冷卻得產品。產品的聚合率98+0. 5%，固含量為 34. 5%，平均分子量2300。
[0020] 實施例五 將250g衣康酸、80g丙稀酸、150g天冬氨酸、35kg氫氧化鈉和465kg純