[发明专利]多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂的制备及其应用方法

说明书

本发明涉及多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂的制备及应用领域。尤其涉及一种具有良好的生物可降解性和水溶性能应用于水处理剂中多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂的制备及其应用方法。所述方法包括下述步骤：环化反应及环化产品提纯；聚环氧琥珀酸产品的制备；多支化聚环氧琥珀酸衍生物的制备；多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂在pH值为6.0～10.0后，阻碳酸钙阻垢率在90％‑98％的范围内应用。本发明提高了原有聚环氧琥珀酸多功能阻垢能力，最终起到提高阻垢效率的目的。不用改变其它的工艺条件，只是在合成中加入一种小分子物质，而达到了增加聚环氧琥珀酸的多功能阻垢性能的目的。

技术领域

本发明涉及多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂的制备技术。尤其涉及一种用于水 处理剂中多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂的制备及其应用方法。

背景技术

为了节约用水，绿色用水，工业生产中钢铁企业通常采用冷却水循环使用的方法，在钢铁、 石化等领域冷却水用量占工业用水总量的70％[1-2](例如：在炼铁厂的高炉、热风炉等；炼 钢厂的转炉、电炉等冷却水系统；冷、热轧厂的循环水处理系统)。由于冷却水中无机盐、腐 蚀性离子和微生物的大量存在，冷却水在设备中长期循环使用，不可避免的会在设备内壁发 生腐蚀和结垢，使设备传热能力下降，造成能源和资源的浪费。而某些物质可以有效地防腐 阻垢，这就是阻垢缓蚀剂。

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种带有羧酸官能团的聚合物，既能生物降解，又具有螯合和分散 等功能，是一类代表着阻垢缓蚀剂发展方向的环保型水质稳定剂。虽然聚环氧琥珀酸衍生物 的研究成绩斐然，但由于结构的单一性，阻垢、缓蚀等综合方面也有些不足，例如：与含磷 的阻垢剂相比还有一定的差距等等。针对这种情况，超支化聚环氧琥珀酸衍生物的合成及其 阻垢缓蚀性能的研究在钢铁工业中具有重要的理论指导意义和实际应用价值，是对PESA阻垢 剂研究的新趋势。

发明内容

本发明为了解决现有阻垢剂的阻垢效率低及对环境有害的问题，一是提供一种在水中 溶解性好，对环境无毒无害，可生物降解，阻垢效率高的多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓 蚀剂合成方法，二是提供多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂的应用方法，增加了其应用 范围。

实现上述目的采用以下技术方案：

多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

环化反应及环化产品提纯：该步骤得到白色固体为环氧琥珀酸钠；聚环氧琥珀酸产品的制备： 将环氧琥珀酸钠装入三口烧瓶中，放入甲基硅油浴中加热，待温度升到80℃-88℃后，开始加 入氢氧化钙引发剂，共计加三至四次氢氧化钙引发剂，然后用质量百分比为40％NaOH调节 pH＞12，充分搅拌反应后，将产品放入酸化醇类溶液中洗涤，静置分液，得到聚环氧琥珀酸 PESA；还包括聚环氧琥珀酸衍生物Thi-PESA的制备，其制备方法是：将聚环氧琥珀酸PESA 的产物放入三口烧瓶中，加入2g-4g的L-半胱氨酸，加入3-5滴DMF，放入甲基硅油浴中加 热，待温度升到25℃-35℃后，开始调节pH在3.0-4.0之间，充分搅拌反应1.5h-3.5h后，反 应体系变为浅黄色粘稠状物时，停止加热，用干燥装置干燥后，得到一种多支化的聚环氧琥 珀酸衍生物Thi-PESA，研细密闭保存备用。

作为优选方案，所述多支化聚环氧琥珀酸衍生物合成反应式为：

作为优选方案，按重量计，聚环氧琥珀酸PESA与烯丙基磺酸钠比例为5∶1。

作为优选方案，所述的多支化聚环氧琥珀酸衍生物Thi-PESA成品用研磨机研磨至60 目.

作为优选方案，所述的多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂在pH值为6.0～10.0后， 阻碳酸钙阻垢率在90％-98％的范围内应用。