本发明属于阻垢剂技术领域,具体涉及一种聚合物阻垢剂的制备方法。
背景技术:
目前,水处理剂被广泛应用到循环冷却水系统中,但常用水处理剂不易降解,易造成水体污染。随着人类环保意识的增强,环境友好型阻垢剂得到了广泛关注。环氧琥珀酸(esa)是以马来酸酐(ma)为单体进行环氧化得到的产物,它是合成绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸(pesa)的中间产物。衣康酸(ia)是一种生物发酵产品,具有较好的生物降解性能,其碳碳双键上连有2个羧酸基团,这就赋予了衣康酸共聚物优良的负电分散性能,能有效阻止碳酸钙的凝聚和沉积。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(amps)是一种多功能的含有磺酸基水溶性阴离子表面活性剂单体,磺酸基对磷酸钙垢有良好的抑制作用,在共聚物分子结构中引人磺酸基团,可大大提高其阻磷酸钙和分散氧化铁的性能。
现有的聚合物阻垢剂中,阻垢性能差。
技术实现要素:
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种聚合物阻垢剂的制备方法。
聚合物阻垢剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将马来酸酐和去离子水混合,在搅拌状态下,加入10mol/l的氢氧化钠溶液,控制反应温度小于55℃;
(2)将体系的温度升温至58-65℃,加入钼酸钠,然后向体系中滴加入过氧化氢溶液,滴加完毕后将温度升至70℃,反应0.5-1h,得到中间产物环氧琥珀酸;其中,钼酸钠的质量为步骤(1)中去离子质量的0.1倍;
(3)将过硫酸铵溶解在去离子水中,得到过硫酸铵溶液;
(4)将环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合,得到混合溶液,升温至90-95℃,然后向所述混合溶液中滴加步骤(3)得到的过硫酸铵溶液,反应4-5h,得到环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液;
(5)向环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液中加入无水乙醇,溶液分层,去除上层物质,将下层物质烘干干燥。
优选地,步骤(1)中,马来酸酐、去离子水、氢氧化钠溶液的质量比为19:40:38。
优选地,步骤(2)中,过氧化氢溶液的质量浓度为30%。
优选地,步骤(2)中,钼酸钠、过氧化氢溶液的质量比为0.45:8。
优选地,步骤(3)中,过硫酸铵、去离子水的质量比为3.7:10。
优选地,步骤(3)中,环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合、过硫酸铵溶液的质量比为10:6:6:13。
优选地,步骤(5)中,烘干干燥的条件为在80℃下烘干干燥5h。
本发明的优点:
本发明以马来酸酐、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸为单体,过硫酸铵为引发剂,制备了三元聚合物阻垢剂,具有良好的阻垢性能和分散氧化铁性能,且易生物降解。当加药量为30mg/l时,共聚物阻caco3和ca3(po4)2垢的阻垢率分别为80.9%和100%。
具体实施方式
实施例1
聚合物阻垢剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将马来酸酐和去离子水混合,在搅拌状态下,加入10mol/l的氢氧化钠溶液,控制反应温度小于55℃,其中,马来酸酐、去离子水、氢氧化钠溶液的质量比为19:40:38;
(2)将体系的温度升温至58℃,加入钼酸钠,然后向体系中滴加入质量浓度为30%的过氧化氢溶液,滴加完毕后将温度升至70℃,反应0.5h,得到中间产物环氧琥珀酸;其中,钼酸钠的质量为步骤(1)中去离子质量的0.1倍;钼酸钠、过氧化氢溶液的质量比为0.45:8;
(3)将过硫酸铵溶解在去离子水中,得到过硫酸铵溶液;其中,过硫酸铵、去离子水的质量比为3.7:10;
(4)将环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合,得到混合溶液,升温至90℃,然后向所述混合溶液中滴加步骤(3)得到的过硫酸铵溶液,反应4h,得到环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液;其中,环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合、过硫酸铵溶液的质量比为10:6:6:13;
(5)向环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液中加入无水乙醇,溶液分层,去除上层物质,将下层物质在80℃下烘干干燥5h。
实施例2
聚合物阻垢剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将马来酸酐和去离子水混合,在搅拌状态下,加入10mol/l的氢氧化钠溶液,控制反应温度小于55℃,其中,马来酸酐、去离子水、氢氧化钠溶液的质量比为19:40:38;
(2)将体系的温度升温至65℃,加入钼酸钠,然后向体系中滴加入质量浓度为30%的过氧化氢溶液,滴加完毕后将温度升至70℃,反应1h,得到中间产物环氧琥珀酸;其中,钼酸钠的质量为步骤(1)中去离子质量的0.1倍;钼酸钠、过氧化氢溶液的质量比为0.45:8;
(3)将过硫酸铵溶解在去离子水中,得到过硫酸铵溶液;其中,过硫酸铵、去离子水的质量比为3.7:10;
(4)将环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合,得到混合溶液,升温至95℃,然后向所述混合溶液中滴加步骤(3)得到的过硫酸铵溶液,反应5h,得到环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液;其中,环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合、过硫酸铵溶液的质量比为10:6:6:13;
(5)向环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液中加入无水乙醇,溶液分层,去除上层物质,将下层物质在80℃下烘干干燥5h。
实施例3
聚合物阻垢剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将马来酸酐和去离子水混合,在搅拌状态下,加入10mol/l的氢氧化钠溶液,控制反应温度小于55℃,其中,马来酸酐、去离子水、氢氧化钠溶液的质量比为19:40:38;
(2)将体系的温度升温至62℃,加入钼酸钠,然后向体系中滴加入质量浓度为30%的过氧化氢溶液,滴加完毕后将温度升至70℃,反应0.8h,得到中间产物环氧琥珀酸;其中,钼酸钠的质量为步骤(1)中去离子质量的0.1倍;钼酸钠、过氧化氢溶液的质量比为0.45:8;
(3)将过硫酸铵溶解在去离子水中,得到过硫酸铵溶液;其中,过硫酸铵、去离子水的质量比为3.7:10;
(4)将环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合,得到混合溶液,升温至92℃,然后向所述混合溶液中滴加步骤(3)得到的过硫酸铵溶液,反应4.5h,得到环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液;其中,环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸混合、过硫酸铵溶液的质量比为10:6:6:13;
(5)向环氧琥珀酸/衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物溶液中加入无水乙醇,溶液分层,去除上层物质,将下层物质在80℃下烘干干燥5h。