[发明专利]一种新型三元共聚物阻垢剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型三元共聚物阻垢剂的制备方法，以顺丁烯二酸酐、丙烯酸、N‑乙烯基吡咯烷酮等为原料，通过自由基水溶液聚合方法制备出三元共聚物阻垢剂，其所用原料按以下重量份配比：顺丁烯二酸酐7~9重量份，丙烯酸20~24重量份，N‑乙烯基吡咯烷酮4~6重量份。本发明制备的阻垢剂用于防止石油开采、造纸工业、海水淡化等工业生产过程中无机盐类在设备表面结垢问题，可收到较好的效果。

技术领域

本发明涉及一种新型三元共聚物阻垢剂，属工业水处理剂设计技术领域。

背景技术

在工业用水以及油田采油过程中，阻垢剂具有重要的应用。近年来，随着工业的快速发展，需要消耗大量的工业用水，其中，冷却水约占60%~70%，节约冷却水对保护水资源起着重要的作用。节约冷却水的主要方法是循环利用冷却水，提高浓缩倍率，而循环使用会使水质变差，设备更容易结垢，从而影响了热传导，更有可能出现爆炸事故。据Steinhagen等的报导，90%的换热设备存在着不同程度的结垢问题。阻垢剂的使用是当前控制垢形成的常用方法。

阻垢剂主要有磷系和聚羧酸两大类。有机膦阻垢剂对多种垢有阻垢效果，但其中的磷元素会导致水体富营养化，从而限制了其应用和发展；聚羧酸类阻垢剂主要针对钙垢，阻垢性能单一，如丙烯酸(AA)-顺丁烯二酸酐(MA)共聚物。N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)具有内酰胺结构，其中的O、N原子为配位原子，使其对某些金属有配位能力。本发明以顺丁烯二酸酐、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮等为原料，通过水溶液自由基聚合法合成了一种新型三元共聚物，用于防止石油开采、造纸工业、海水淡化等工业生产过程中无机盐类在设备表面结垢问题，可收到较好的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型三元共聚物阻垢剂的制备方法，该阻垢剂能有效防止石油开采、造纸工业、海水淡化等工业生产过程中无机盐类在设备表面结垢现象，进而维持金属设备传热效果。

一种新型三元共聚物阻垢剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:

称取1.65~2.59重量份引发剂（过硫酸铵、亚硫酸氢钠），分别溶于20重量份去离子水中，备用。将7~9份顺丁烯二酸酐、60~80重量份去离子水置于反应釜中，加入上述配制引发剂的一半后充分搅拌溶解。将溶液加热升温至70℃，向混合溶液中分别加入20~24重量份用碱性试剂中和后的丙烯酸、4~6重量份N-乙烯基吡咯烷酮和剩下的一半引发剂，80min内滴加完毕，升温95 ℃并恒温反应2h，停止反应冷却至室温到三元共聚物溶液。将溶液用甲醇多次沉析、减压抽滤后于50 ℃下恒温真空干燥12 h，将得到的粉末状产物转移至捏合机中，加入16重量份纳米复合晶体，在70℃~90℃下以285~335RPM转速捏合6~10分钟，出料，得到产物三元共聚物阻垢剂。

有益效果：本发明以顺丁烯二酸酐、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮等为原料合成一种新型三元共聚物阻垢剂，由于所使用单体N-乙烯基吡咯烷酮上N原子具有孤对电子，N原子对带正电的Sr²⁺、Ba²⁺有配位作用，导致Sr²⁺、Ba²⁺在水中溶解度增大，从而提高了阻垢率。而加入的莫来石晶须具有一定的吸附特性，能够较多地聚集水中的钙钡离子。该聚合物阻垢剂能在金属的导热面上成膜，并与金属表面上的垢层结合，膜破裂就会将与其结合的垢层带离导热面，而这种膜会不停地在导热面上进行再生与破裂，从而抑制了表面上垢层的形成与生长。此外，晶体生长时共聚物分子可吸附在了晶体的表面，使晶体产生了缺陷，导致了晶体宏观形貌发生了巨大的变化，使生成的垢更加容易从设备表层脱落。

具体实施方式

实施例1