CN107522304A - 一种阻垢分散剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻垢分散剂，按照质量百分比包括以下原料组分：聚天冬氨酸5～25％、IA‑AMPS‑HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％。其制备方法为：步骤1，制备IA‑AMPS‑HEMA三组分共聚物；步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸5～25％、IA‑AMPS‑HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。本发明的阻垢剂适用范围广泛，稳定性好，处理效果好，且制备方法简单，生产成本低，对环境友好，可生物降解，不会对环境造成二次污染。

Description

一种阻垢分散剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种阻垢分散剂，本发明还涉及一种阻垢分散剂的制备方法。
背景技术
在工业循环冷却系统以及其他工业管道在运行中普遍存在结垢问题，常常导致了生产效率降低和能量损耗等问题。
衣康酸(IA)是一种二元羧酸，采用淀粉发酵制取，生产成本比同类化工产品低而且无毒易降解。阻垢剂中引入衣康酸，可以提高聚合物中羧酸基团含量，强化阻垢剂与金属离子螯合作用，以提高产物的阻垢能力。衣康酸相对于一元酸价格更为低廉，可以降低生产成本，因此被广泛用于共聚物阻垢分散剂的制备；聚天冬氨酸(PASP)是一种带有羧酸侧链的聚氨基酸的高分子物质，既能生物降解，又具有螯合和分散等功能。由于聚天冬氨酸分子结构方面的特征，聚天冬氨酸容易与金属离子吸附或结合，具有防止水垢的作用，在水处理上可用于防止BaSO4和CaSO4垢的形成，用于工业污水的净化；但聚天冬氨酸作为一种新型绿色高分子聚合物，却因复杂的制备方法和较高的价格，且难以运输和储存等缺点，无法在市场上推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻垢分散剂，能在设备表面形成一层致密的保护膜，从而起到缓蚀阻垢效果，弥补了聚天冬氨酸分散性能的不足。
本发明的另一个目的是提供一种阻垢分散剂的制备方法，提供了一种简单快速、制造成本低的制备阻垢分散剂的方法。
本发明所采用的技术方案是，一种阻垢分散剂，按照质量百分比包括以下原料组分：聚天冬氨酸5～25％、IA-AMPS-HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于，
IA-AMPS-HEMA三组分共聚物按照质量百分比包括以下原料组分：衣康酸：2.0～7.2％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：1.6～5.8％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.8～2.0％、过硫酸铵：0.3～0.8％、叔丁醇：0.3～0.8％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％。
聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
本发明所采用的另一个技术方案是，一种阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸5～25％、 IA-AMPS-HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
本发明的特点还在于，
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：2.0～7.2％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：1.6～5.8％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.8～2.0％、过硫酸铵：0.3～0.8％、叔丁醇：0.3～0.8％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得 IA-AMPS-HEMA三组分共聚物。
聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
步骤1.2中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为：1:1:1。
本发明的有益效果是，本发明是对阻垢剂单体性能进行研究之后，在结合以往丰富的阻垢剂研究经验的基础上，根据不同单体对不同垢的阻垢性能的强弱，利用不同阻垢剂间的协同作用，按照一定的比例复配出的低磷反渗透膜阻垢剂。该阻垢剂适用范围广泛，稳定性好，处理效果好，在较低的添加量下具有优异的缓蚀及阻垢性能，能在设备表面形成一层致密的保护膜，从而起到缓蚀阻垢效果，其阻垢性能优于现有的阻垢分散剂，且制备方法简单，制具有实用性强，生产成本低，对环境友好，可生物降解，不会对环境造成二次污染等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种阻垢分散剂，按照质量百分比包括以下原料组分：聚天冬氨酸5～25％、IA-AMPS-HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％。
IA-AMPS-HEMA三组分共聚物按照质量百分比包括以下原料组分：衣康酸(IA)：2.0～7.2％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)：1.6～5.8％、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)：1.8～2.0％、过硫酸铵：0.3～0.8％、叔丁醇： 0.3～0.8％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％。
聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
上述的一种阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：2.0～7.2％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：1.6～5.8％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.8～2.0％、过硫酸铵：0.3～0.8％、叔丁醇：0.3～0.8％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；其中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为： 1:1:1；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得 IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸5～25％、 IA-AMPS-HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
实施例1
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：2.0％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：1.6％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.8％、过硫酸铵：0.3％、叔丁醇：0.3％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；其中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为： 1:1:1；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，2h内将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸5％、 IA-AMPS-HEMA三组分共聚物15％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
实施例2
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：7.2％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：5.8％、甲基丙烯酸羟乙酯：2.0％、过硫酸铵：0.8％、叔丁醇：0.8％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；其中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为： 1:1:1；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，2h内将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸25％、 IA-AMPS-HEMA三组分共聚物物25％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
实施例3
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：2.6％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：3.2％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.9％、过硫酸铵：0.6％、叔丁醇：0.6％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；其中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为： 1:1:1；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，2h内将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸20％、IA—AMPS —HEMA三组分共聚物物20％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
实施例4
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：3％、2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸：4％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.9％、过硫酸铵：0.4％、叔丁醇： 0.4％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；其中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为： 1:1:1；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，2h内将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸18％、 IA-AMPS-HEMA三组分共聚物物20％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
实施例5
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：4.7％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：1.9％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.9％、过硫酸铵：0.7％、叔丁醇：0.6％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；其中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为： 1:1:1；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，2h内将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸、IA-AMPS-HEMA 三组分共聚物物、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
本发明的一种阻垢分散剂有如下优点：本发明是对阻垢剂单体性能进行研究之后，在结合以往丰富的阻垢剂研究经验的基础上，根据不同单体对不同垢的阻垢性能的强弱，利用不同阻垢剂间的协同作用，按照一定的比例复配出的低磷反渗透膜阻垢剂。该阻垢剂适用范围广泛，稳定性好，处理效果好，在较低的添加量下具有优异的缓蚀及阻垢性能，能在设备表面形成一层致密的保护膜，从而起到缓蚀阻垢效果，其阻垢性能优于现有的阻垢分散剂，且制备方法简单，制具有实用性强，生产成本低，对环境友好，可生物降解，不会对环境造成二次污染。

Claims (7)

1.一种阻垢分散剂，其特征在于，按照质量百分比包括以下原料组分：聚天冬氨酸5～25％、IA-AMPS-HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种阻垢分散剂，其特征在于，所述IA-AMPS-HEMA三组分共聚物按照质量百分比包括以下原料组分：衣康酸：2.0～7.2％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：1.6～5.8％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.8～2.0％、过硫酸铵：0.3～0.8％、叔丁醇：0.3～0.8％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％。
3.根据权利要求1所述的一种阻垢分散剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
4.一种阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备IA-AMPS-HEMA三组分共聚物；
步骤2，按照质量百分比称取以下组分：聚天冬氨酸5～25％、IA-AMPS-HEMA三组分共聚物15～25％、其余为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得阻垢分散剂。
5.根据权利要求4所述的一种阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，步骤1中IA-AMPS-HEMA三组分共聚物的制备方法包括以下步骤：
步骤1.1，按照质量百分比称取以下组分：衣康酸：2.0～7.2％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：1.6～5.8％、甲基丙烯酸羟乙酯：1.8～2.0％、过硫酸铵：0.3～0.8％、叔丁醇：0.3～0.8％、其余为去离子水，上述组分质量百分比之和为100％；
步骤1.2，将衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯及过硫酸铵混合，边搅拌边加热，得到溶液A，其中加热温度为80～85℃；
步骤1.3，将叔丁醇加入到80～95℃的去离子水中，得到溶液B；
步骤1.4，将溶液A滴加到溶液B中，保温1.5～3h小时后，即制得IA-AMPS-HEMA三组分共聚物。
6.根据权利要求4所述的一种阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，所述聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
7.根据权利要求5所述的一种阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，步骤1.2中衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为：1:1:1。
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