CN111517487A - 一种复合型阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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CN111517487A CN202010356149.9A CN202010356149A CN111517487A CN 111517487 A CN111517487 A CN 111517487A CN 202010356149 A CN202010356149 A CN 202010356149A CN 111517487 A CN111517487 A CN 111517487A
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Abstract

本发明涉及阻垢剂技术领域，特别涉及一种无磷环保，性能稳定，能解决传统聚磷酸盐类阻垢剂易水解，阻硫酸钙垢效果差的新的复合型阻垢剂，尤其是一种复合型阻垢剂及其制备方法，包括如下重量份数的各原料组分:衣康酸‑聚天门冬氨酸共聚物12‑20份、乙二醇衣康酸酯‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸‑顺丁烯二酸共聚物12‑18份、氨基磺酸2‑8份、氢氧化钠8‑15份、表面活性剂1‑5份、水46‑52份。本复合型阻垢剂投加量小，使用后不易结垢，具有较高的阻垢率，复合型阻垢剂中的衣康酸‑聚天门冬氨酸共聚物具有很强的耐温性，兼具阻垢缓蚀双重功效，在聚合物分子中插入衣康酸，而使得其阻垢、除垢性能大大优于聚磷酸盐类阻垢剂。

Description

一种复合型阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻垢剂技术领域，特别涉及一种无磷环保，性能稳定，能解决传统聚磷酸盐类阻垢剂易水解，阻硫酸钙垢效果差的新的复合型阻垢剂，尤其是一种复合型阻垢剂及其制备方法。
背景技术
阻垢剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。
最常用的阻垢剂为聚磷酸的金属盐。然而，这类阻垢剂在投加后易水解，而在后期可能发生在下一次投料前阻垢剂已消耗殆尽，导致发生结垢的现象。
此外，由于磷酸钙的溶解度很小，当聚磷酸盐水解产生的正磷酸根离子浓度过大时，不仅不能起到阻垢效果，反而形成的磷酸钙结垢远比碳酸钙和硫酸钙引起的结构更难清除。
基于上述现状，市场实际迫切需求一种具有较高的阻垢率的阻垢剂，为此我公司研发人员经过长期的设计与研究研发出了本身请中的复合型阻垢剂。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一所采用的技术方案是:一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物12-20份、
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物12-18份、
氨基磺酸2-8份、
氢氧化钠8-15份、
表面活性剂1-5份、
水46-52份。
优选地，所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物由乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体和顺丁烯二酸自由基聚合制备得到。
优选地，所述的衣康酸-天冬氨酸共聚物粘均分子量为3000-5000。
优选地，所述表面活性剂为异噻唑啉酮、聚六甲基双胍盐酸盐中的一种。
一种复合型阻垢剂，包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物15份、
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物12份、
氨基磺酸8份、
氢氧化钠12份、
聚六甲基双胍盐酸盐1份、
水52份。
一种复合型阻垢剂的制备方法，包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物分子中含有强酸基、弱酸基以及非离子基团，类似树叉状结构的分子，因此，所述共聚物具有吸附、络合、螯合性能，抗水解。
优选地，S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)、向反应器中依次加入上述的乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸、去离子水和催化剂，并在恒温水浴锅中进行加热，搅拌使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，加入缓冲剂调节溶液PH值，保持PH值为8-9，得到反应液；
(2)、在氮气氛围下，维持温度70-95℃，向上述反应液中匀速滴加引发剂，加热回流并机械搅拌，滴加完毕后继续保温反应；
(3)、反应结束后冷却，停止搅拌，得到乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物。
优选地，所述步骤(1)中所述的反应器为装有回流冷凝器、恒压滴液漏斗及搅拌器的三口烧瓶。
优选地，所述步骤(1)中，乙二醇衣康酸酯与丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的物质的量之比为1:1-6:1，丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与顺丁烯二酸的物质的量之比为1:0.1-1.5:1，催化剂占乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸质量总和的5-15％，去离子水与反应单体的质量比为3:1；所述步骤(1)中，所述的缓冲剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
优选地，所述步骤(2)中，匀速滴加引发剂的滴加时间为0.5h，继续保温反应时间为1-4h。
所述步骤(3)中，所述的反应结束后，停止搅拌，得到聚合反应物溶液；向聚合反应溶液中加入无水乙醇，搅拌后得到聚合反应物沉淀，真空干燥至恒重，得到乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物。
本发明的有益效果体现在:
1.本阻垢剂无磷环保，性能稳定，解决了传统聚磷酸盐类阻垢剂易水解，阻硫酸钙垢效果差的问题；
2.同时，本复合型阻垢剂投加量小，使用后不易结垢，具有较高的阻垢率；
3.另外，本复合型阻垢剂在实际使用时配制简单，按照配比将上述原料混合搅拌均匀即可。
本发明的复合型阻垢剂中的衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物具有很强的耐温性，兼具阻垢缓蚀双重功效，在聚合物分子中插入衣康酸，而使得其阻垢、除垢性能大大优于聚磷酸盐类阻垢剂。
本发明的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物，由于所含磺酸基团比例较大，提高了产物的热稳定性，抑制了水解作用，乙二醇分子基团增强了分子链的亲水性。
所述聚合物，通过吸附、络合、螯合的作用可有效防止结垢问题。
本发明的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物具有明显的阻垢协同作用。
具体实施方式
下面对本发明技术方案的具体实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物12-20份、
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物12-18份、
氨基磺酸2-8份、
氢氧化钠8-15份、
表面活性剂1-5份、
水46-52份。
优选地，所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物由乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体和顺丁烯二酸自由基聚合制备得到。
优选地，所述的衣康酸-天冬氨酸共聚物粘均分子量为3000-5000。
优选地，所述表面活性剂为异噻唑啉酮、聚六甲基双胍盐酸盐中的一种。
一种复合型阻垢剂，包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物15份、
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物12份、
氨基磺酸8份、
氢氧化钠12份、
聚六甲基双胍盐酸盐1份、
水52份。
一种复合型阻垢剂的制备方法，包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物分子中含有强酸基、弱酸基以及非离子基团，类似树叉状结构的分子，因此，所述共聚物具有吸附、络合、螯合性能，抗水解。
优选地，S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)、向反应器中依次加入上述的乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸、去离子水和催化剂，并在恒温水浴锅中进行加热，搅拌使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，加入缓冲剂调节溶液PH值，保持PH值为8-9，得到反应液；
(2)、在氮气氛围下，维持温度70-95℃，向上述反应液中匀速滴加引发剂，加热回流并机械搅拌，滴加完毕后继续保温反应；
(3)、反应结束后冷却，停止搅拌，得到乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物。
优选地，所述步骤(1)中所述的反应器为装有回流冷凝器、恒压滴液漏斗及搅拌器的三口烧瓶。
优选地，所述步骤(1)中，乙二醇衣康酸酯与丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的物质的量之比为1:1-6:1，丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与顺丁烯二酸的物质的量之比为1:0.1-1.5:1，催化剂占乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸质量总和的5-15％，去离子水与反应单体的质量比为3:1；所述步骤(1)中，所述的缓冲剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
优选地，所述步骤(2)中，匀速滴加引发剂的滴加时间为0.5h，继续保温反应时间为1-4h。
所述步骤(3)中，所述的反应结束后，停止搅拌，得到聚合反应物溶液；向聚合反应溶液中加入无水乙醇，搅拌后得到聚合反应物沉淀，真空干燥至恒重，得到乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物。
实施例1:
一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物20份、乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物15份、氨基磺酸5份、氢氧化钠10份、异噻唑啉酮2份及水48份。
一种复合型阻垢剂的制备方法，包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
在三颈烧瓶中加入乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸单体作为原料，乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸的物质的量之比为2:1:0.1或4:1:0.5或6:1.5:1，溶剂为去离子水，去离子水与反应物单体的质量比为3:1。
将烧瓶放入已调节至75℃或85℃或95℃的恒温水浴锅中进行加热，开启搅拌器进行搅拌，使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，用40％(质量分数)的氢氧化钠溶液中和至PH为8-9。
用恒压滴液漏斗匀速滴加引发剂过硫酸铵，过硫酸铵质量为乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸质量总和的8％或10％或12％，氮气保护，加热回流并机械搅拌，滴加时间为0.5h，滴加完毕后，继续保温2h或3h或4h。
冷却，停止搅拌，获得乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物，不同条件下可获得黄色、红棕色的产品。向聚合反应产物混合体系中加入适量无水乙醇，搅拌，静置，获得所述三元共聚物沉淀，真空干燥至恒重，测定所述三元共聚物的固含量为25％-30％。按表1列出的单体配比、引发剂用量、反应温度及反应时间合成乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物，采用静态阻垢法评价不同条件下获得产物对碳酸钙的阻垢性能，研究结果列入表1。
表1
Figure BDA0002473544910000081
在此次合成工艺中，反应溶液中最适合的PH范围为8-9.当反应溶液PH低于7时，反应结束后获得的产物为淡黄色清液，下层为白色粉末状固体，得不到所需的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物。当反应溶液用40％(质量分数)的氢氧化钠溶液中和至碱性较强时，获得红棕色的液体，此液体散发出氨气的气味，此条件下获得产物对碳酸钙、硫酸钙具有一定的阻垢效果但是阻垢性能较差。
表1中不同单体配比、引发剂用量、反应温度及反应时间合成的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的阻垢性能，其中，EIE代表乙二醇衣康酸酯，AMPS代表丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，HMA代表顺丁烯二酸。
采用静态阻垢法评价实施例1中乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物对碳酸钙的阻垢性能，无特殊说明均采用此法评价所述共聚产物对碳酸钙的阻垢性能。实验条件如:温度:80℃；加药浓度为6mg/L；实验时间:10h；实验配制水:Ca2+250mg.L-1,HCO3-250mg.L-1(均以CaCO3计)，浓缩倍率1.5倍；同时做不加药剂的空白试验。从表1可以看出，序号2的反应条件下，产物阻垢率最高达到84.5％。
本发明的一种复合型阻垢剂及其制备方法:按照实施例1中序号2所述反应条件及所述制备方法合成乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物并将其与上述其它原料按所述比例混合搅拌均匀即可。
实施例2:
一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物15份、乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物12份、氨基磺酸8份、氢氧化钠12份、聚六甲基双胍盐酸盐1份及水52份。
一种复合型阻垢剂的制备方法，包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
在三颈烧瓶中加入乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸单体作为原料，按表2列出的乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸的物质的量之比取原料，溶剂为去离子水，去离子水与反应物单体的质量比为3:1，将烧瓶放入已调至85℃的恒温水浴锅内进行加热，开启搅拌器进行搅拌，使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，用40％(质量分数)的氢氧化钠溶液中和至PH 8-9。
用恒压滴液漏斗匀速滴加引发剂过硫酸铵，过硫酸铵质量为单体总质量的10％，氮气保护，加热回流并机械搅拌，滴加时间为0.5h，滴加完毕后，继续保温反应3h。
冷却，停止搅拌，获得乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物溶液。
共聚物对碳酸钙的阻垢性能研究结果列入表2。
表2
Figure BDA0002473544910000101
Figure BDA0002473544910000111
表2为乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸的物质的量之比对共聚产物阻垢性能的影响。
本发明的一种复合型阻垢剂及其制备方法:按照实施例2中序号1所述单体配比及所述制备方法合成乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物并将其与上述其它原料按所述比例混合搅拌均匀即可。
实施例3:
一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物18份、乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物16份、氨基磺酸5份、氢氧化钠10份、聚六甲基双胍盐酸盐1份及水50份。
一种复合型阻垢剂的制备方法，包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
在三颈烧瓶中加入8g(0.046mol)乙二醇衣康酸酯,，9.53g(0.046mol)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，1.43克(0.0046mol)顺丁烯二酸，溶剂为去离子水，去离子水与反应单体的质量比为3:1。
将烧瓶放入已调节至一定温度的恒温水浴锅内进行加热，水浴锅温度按表3中的数据设定，开启搅拌器进行搅拌，使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，用40％(质量分数)的氢氧化钠溶液中和至PH为8-9。用恒压滴液漏斗匀速滴加引发剂过硫酸铵，过硫酸铵质量为单体总质量的10％，氮气保护，加热回流并机械搅拌，滴加时间为0.5h，滴加完毕后，继续保温反应3h。
冷却，停止搅拌，获得乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物溶液。
合成共聚物对碳酸钙的阻垢性能研究结果列入表3。
表3共聚物温度对乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物阻垢性能的影响。
表3
序号 共聚温度(℃) 阻垢率％
1 70 52.5
2 75 63.3
3 80 75.2
4 85 84.5
5 90 69.5
本发明的一种复合型阻垢剂及其制备方法:按照实施例3中序号4所述共聚温度及所述制备方法合成乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物并将其与上述其它原料按所述比例混合搅拌均匀即可。
实施例4:
一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物20份、乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物18份、氨基磺酸2份、氢氧化钠8份、聚六甲基双胍盐酸盐3份及水49份。
一种复合型阻垢剂的制备方法，包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
在三颈烧瓶中加入8g(0.046mol)乙二醇衣康酸酯,，9.53g(0.046mol)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，1.43克(0.0046mol)顺丁烯二酸，溶剂为去离子水，去离子水与反应单体的质量比为3:1。
将烧瓶放入已调节至一定85℃的恒温水浴锅内进行加热，开启搅拌器进行搅拌，使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，用40％(质量分数)的氢氧化钠溶液中和至PH为8-9。
用恒压滴液漏斗匀速滴加引发剂过硫酸铵，按表4取不同质量的过硫酸铵，氮气保护，加热回流并机械搅拌，滴加时间为0.5h，滴加完毕后，继续保温反应3h。冷却，停止搅拌，获得乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物溶液。
合成共聚物对碳酸钙的阻垢性能研究结果列入表4。
表4引发剂用量对乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物阻垢性能的影响。
表4
Figure BDA0002473544910000141
本发明的一种复合型阻垢剂及其制备方法:按照实施例4中序号3中引发剂所占单体的质量百分比及所述制备方法合成乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物并将其与上述其它原料按所述比例混合搅拌均匀即可。
实施例5:
一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物12份、乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物17份、氨基磺酸5份、氢氧化钠15份、异噻唑啉酮5份及水46份。
一种复合型阻垢剂的制备方法，包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
在三颈烧瓶中加入8g(0.046mol)乙二醇衣康酸酯,，9.53g(0.046mol)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，1.43克(0.0046mol)顺丁烯二酸，溶剂为去离子水，去离子水与反应单体的质量比为3:1。
将烧瓶放入已调节至一定85℃的恒温水浴锅内进行加热，开启搅拌器进行搅拌，使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，用40％(质量分数)的氢氧化钠溶液中和至PH为8-9。
用恒压滴液漏斗匀速滴加引发剂过硫酸铵，过硫酸铵为单体总质量的10％，氮气保护，加热回流并机械搅拌，滴加时间为0.5h，滴加完毕后，按表5继续设定保温反应的时间。
冷却，停止搅拌，获得乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物溶液。合成共聚物对碳酸钙的阻垢性能研究结果列入表5。
表5保温反应时间对乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物阻垢性能的影响。
表5
Figure BDA0002473544910000151
Figure BDA0002473544910000161
本发明的一种复合型阻垢剂及其制备方法:按照实施例5中序号5所述保温反应时间及所述制备方法合成乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物并将其与上述其它原料按所述比例混合搅拌均匀即可。
将实施例1至实施例5中制备出的复合型阻垢剂在不同加药浓度下进行碳酸钙与硫酸钙阻垢率测试并与某市售无磷阻垢剂进行阻垢率比较。
实验条件如下:温度:80℃，加药浓度分别为5、10、25ppm，本发明复合型阻垢剂与某市售无磷阻垢剂加药浓度一致，对碳酸钙阻垢性能评价的实验配制水:Ca2+250mg.L-1,HCO3-250mg.L-1(均以CaCO3计)，浓缩倍率1.5倍；对硫酸钙阻垢性能评价的实验配制水:Ca2+2940mg.L-1,SO42-7200mg.L-1,PH为7.5，同时做不加药剂的空白试验，测定本发明复合型阻垢剂与某市售无磷阻垢剂的阻垢率，结果如表6所示:
表6
Figure BDA0002473544910000162
Figure BDA0002473544910000171
Figure BDA0002473544910000181
实施例1至实施例5的阻垢剂的阻垢效率，所发明的复合型阻垢剂对碳酸钙和硫酸钙阻垢率高，低剂量下可达到99.5％以上。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物12-20份、
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物12-18份、
氨基磺酸2-8份、
氢氧化钠8-15份、
表面活性剂1-5份、
水46-52份。
2.根据权利要求1所述的一种复合型阻垢剂，其特征在于:
所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物由乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体和顺丁烯二酸自由基聚合制备得到。
3.根据权利要求2所述的一种复合型阻垢剂，其特征在于:所述的衣康酸-天冬氨酸共聚物粘均分子量为 3000-5000。
4.根据权利要求3所述的一种复合型阻垢剂，其特征在于:所述表面活性剂为异噻唑啉酮、聚六甲基双胍盐酸盐中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种复合型阻垢剂，其特征在于:包括如下重量份数的各原料组分:
衣康酸-聚天门冬氨酸共聚物15份、
乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物12份、
氨基磺酸8份、
氢氧化钠12份、
聚六甲基双胍盐酸盐1份、
水52份。
6.一种复合型阻垢剂的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:
S1:制备所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物；
S2:将S1中制备的所述乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物与上述复合型阻垢剂配方中的其它原料组分按照上述重量份数混合并搅拌均匀，制得复合型阻垢剂的最终成品。
7.根据权利要求6所述的一种复合型阻垢剂的制备方法，其特征在于:S1中所述的乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物的制备方法，具体包括如下步骤:
（1）、向反应器中依次加入上述的乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸、去离子水和催化剂，并在恒温水浴锅中进行加热，搅拌使乙二醇衣康酸酯、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、顺丁烯二酸溶解，加入缓冲剂调节溶液PH值，保持PH值为8-9，得到反应液；
（2）、在氮气氛围下，维持温度70-95℃，向上述反应液中匀速滴加引发剂，加热回流并机械搅拌，滴加完毕后继续保温反应；
（3）、反应结束后冷却，停止搅拌，得到乙二醇衣康酸酯-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-顺丁烯二酸共聚物。
8.根据权利要求7所述的一种复合型阻垢剂的制备方法，其特征在于:
所述步骤（1）中所述的反应器为装有回流冷凝器、恒压滴液漏斗及搅拌器的三口烧瓶。
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