[发明专利]环氧琥珀酸/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工业水处理技术领域，具体涉及一种新型阻垢剂环氧琥珀酸/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法。

背景技术

阻垢剂的发展主要经历了从天然高分子阻垢剂到磷类阻垢剂(包括有机膦和无机磷)，再到现在的有机聚合物及环保型阻垢剂的历程。目前，对于阻垢剂的研究正在随着科学技术的快速发展而不断地深入，且合成技术趋于成熟；在阻垢剂的功能、特点日趋完善的同时，药剂种类也在不断增加；在工业水处理需求及环保要求的推动下，对阻垢剂的要求越来越高，今后阻垢剂的发展方向是合成高效的、多功能的、环保的、一剂多效的阻垢剂。随着环境法规和标准日益严格及公众环保观念的增强，根据可持续发展的战略，研发无磷高效、具有生物降解性的、环境友好型的阻垢剂成为水处理领域的研究重点。

近几年，为适应环保的要求，水处理化学品市场也掀起一场“绿色革命”。开发可生物降解的“环境友好”型水处理化学品已越来越引人们的重视，成为21世纪水处理领域的一个重要研究和发展方向。绿色化学就是采用化学技术和方法，从根本上减少或消灭对环境或人体健康有害的原料、产物、副产物等的产生和应用。所谓绿色水处理剂，主要是指此水处理剂的制造过程是清洁的，在使用的过程当中对环境和人体健康没有毒性，并且可以生物降解的、对环境无毒害作用的水处理剂。目前，国内外研究较多的是聚环氧琥珀酸(PESA)阻垢剂。

聚环氧琥珀酸(PESA)是近年来开发的另一种新型“绿色阻垢剂”，其合成符合了发展绿色化学的要求。聚环氧琥珀酸不含磷、氮营养物质，在使用过程中不会出现水体富营养化现象；聚环氧琥珀酸所具有的另一特性是具有可生物降解性，这些特点特别符合近年来人类对于环境保护的思想理念。

在阻垢性能方面，聚环氧琥珀酸对碳酸钙具有良好的阻垢性，但对磷酸钙阻垢率较不理想，且其稳锌能力也较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时对碳酸钙垢、磷酸钙垢和硫酸钙垢具有较好的阻垢效果，且稳锌能力较好的新型阻垢剂环氧琥珀酸/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法。

本发明采取的技术方案：

一种环氧琥珀酸/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法，其步骤如下：

（1）在装有滴液漏斗、冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，加入环氧琥珀酸，用去离子水进行溶解至质量浓度为20~40%；

（2）将反应体系温度加热至80～90℃，用两个滴液漏斗分别同时滴加丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸水溶液的混合液和质量浓度为10%的催化剂水溶液，所述混合液中丙烯酸质量浓度为20~30%，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸质量浓度为15~25%，在2~3h内同时滴完，所述环氧琥珀酸、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为1：0.5~1.5：0.5~0.8，所述催化剂为过硫酸铵，投加量为单体总量的4%~10%；

（3） 原料均投加完毕后，控制反应体系的温度为90～100℃，再搅拌1~3h，得到的淡黄色粘稠液体为反应最终产物。

所述环氧琥珀酸的制备方法如下：

（1） 称取0.2~0.4mol的马来酸酐，放入配有冷凝管、温度计、搅拌器和滴液漏斗的四口瓶中，加入40~60mL的去离子水溶解马来酸酐；

（2） 当马来酸酐溶解完全后，在冷却及恒速搅拌的条件下，将10~30mL 质量浓度为50%氢氧化钠溶液通过滴液漏斗滴加到马来酸酐水溶液中，30～50min滴完；

（3）滴完氢氧化钠溶液后，将系统温度升至50～70℃，加入马来酸酐质量0.5%~1.6%的钨酸钠催化剂，20min内以恒定速度滴完30～40mL质量浓度为30%的双氧水溶液，同时用50%的氢氧化钠调节反应体系的pH值在12~14之间，待pH稳定后将反应体系温度升至50~70℃，在此温度下反应2~3h，提纯、烘干后得环氧琥珀酸。