[發(fā)明專利]一種含磺酸基和多羧基的共聚物阻垢劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210062144.0
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102583787A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明剛;魏曉飛;劉寧;袁培林
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚羧酸阻垢劑及其制備方法，尤其涉及一種具有優(yōu)異的阻垢性能的新型無磷含磺酸基和多羧基的共聚物阻垢分散劑及其制備方法，所述阻垢劑主要用于油田回注水、循環(huán)冷卻水、制藥和肥料增效、反滲透膜及其它水處理問題，屬于共聚物阻垢劑制備領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

涉及水處理的領(lǐng)域包括：工業(yè)循環(huán)冷卻水，油田回注水，海水淡化處理，污水中水處理，反滲透膜等。結(jié)垢可能給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重后果，在油田回注水以及工業(yè)循環(huán)冷卻水中，碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶等是最主要的垢樣。在工業(yè)上主要是通過加入化學(xué)阻垢劑來加以處理，利用阻垢劑的螯合分散、絡(luò)合增溶、晶格畸變、物理及化學(xué)吸附等作用，有效地減少垢層形成。?

目前，中國專利公開了CN101396634“一種鎂質(zhì)用后耐材的用途及復(fù)合阻垢劑的制備和使用方法”、CN101607767“一種用于油田回注水的中性復(fù)合阻垢劑的制備”、CN101698542“鍍鋅管材質(zhì)開放式冷卻水復(fù)合緩蝕阻垢劑及其制備與應(yīng)用”、CN102153212“含苯并三氮唑復(fù)合緩蝕阻垢劑”等等。以上專利技術(shù)均采用復(fù)合或復(fù)配工藝，隨著水處理要求的提高，復(fù)合或復(fù)配技術(shù)難以滿足需要，研發(fā)具有不同官能團(tuán)的單體聚合形成的聚合物阻垢劑成為趨勢。聚合物阻垢劑中運(yùn)用最廣泛為磷系阻垢劑，中國專利公開了CN102304196“一種膦基聚馬來酸酐水質(zhì)阻垢劑的制備方法”、CN87104560“硫代磷酸酯和磷酸酯咪唑啉衍生物緩蝕阻垢劑”、CN101870758“具有聚乙氧基長鏈的聚醚磷酸酯阻垢劑及其制備方法”、CN1990912“鉬膦系復(fù)合緩蝕阻垢劑及其制備方法”等等。含磷阻垢劑磷含量高，易造成水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致環(huán)境污染，而聚羧酸阻垢劑很好地克服了磷系阻垢劑的缺點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型的水處理劑。目前國內(nèi)對聚羧酸阻垢劑研發(fā)的專利公開有：CN101955266“衣康酸二甲酯磺酸鹽類多元共聚物阻垢劑及其制備方法”、CN101921359“聚丙烯酸或其共聚物以及聚丙烯酸鹽或其共聚物鹽的制備方法”、CN101786733“丙烯醇衣康酸磺酸鹽類多元共聚物阻垢劑及其制法”、CN101747474“一種殼聚糖三元接枝馬來酸酐衣康酸共聚物阻垢劑的制備方法”等等。但上述幾種阻垢劑僅僅對某種特定的垢具有較好的阻垢性能，對其他垢的阻垢性能還存在不足，故開發(fā)對多種垢均具有良好阻垢性能的聚羧酸阻垢劑意義重大而迫切。?

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有水處理技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能對多種離子均具優(yōu)異阻垢性能的新型含磺酸基和多羧基的共聚物阻垢劑及其制備方法；本發(fā)明的另一目的是提供上述新型阻垢分散劑在油田回注水和冷卻循環(huán)水處理中的應(yīng)用。?

本發(fā)明所述含磺酸基和多羧基的共聚物阻垢劑，其特征在于：所述共聚物阻垢劑是由甲基丙烯酰胺基二乙酸(MAIDA)、2-(N，N-二亞甲基羧基)胺甲基-丙烯酰胺基二乙酸(MOPBCM)與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)三種單體合成的共聚物水溶液，其中所述共聚物的質(zhì)量為水溶液總質(zhì)量的20-30％，所述共聚物的結(jié)構(gòu)簡式如下：?

上述結(jié)構(gòu)簡式中，x，y，z分別代表甲基丙烯酰胺基二乙酸(MAIDA)、2-(N，N-二亞甲基羧基)胺甲基-丙烯酰胺基二乙酸(MOPBCM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的摩爾數(shù)，且x∶y∶z＝(49.5-82.5)∶(10-20)∶(16-32)。?

上述含磺酸基和多羧基的共聚物的結(jié)構(gòu)中磺酸基與羧基的摩爾比是(16-32)∶(139-245)。?

進(jìn)一步的，上述含磺酸基和多羧基的共聚物的結(jié)構(gòu)中磺酸基與羧基的摩爾比優(yōu)選是(18-30)∶(150-225)。?

本發(fā)明所述含磺酸基和多羧基的共聚物阻垢劑的制備方法，步驟是：?

A.以質(zhì)量份計(jì)，稱取水100-300份，根據(jù)設(shè)計(jì)量分成三份備用；稱取甲基丙烯酰胺基二乙酸(MAIDA)30-50份，2-(N，N-二亞甲基羧基)胺甲基-丙烯酰胺基二乙酸(MOPBCM)10-20份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)10-20份，溶于一份水中，配成質(zhì)量百分比為20-50％的水溶液，命名為溶液(1)；稱取引發(fā)劑過硫酸銨5-10份溶于另一份水中，配成水溶液，命名為溶液(2)。?

B.將步驟A剩余的一份水加入四口瓶中，升溫至50-80℃，攪拌下同時(shí)滴加溶液(1)與溶液(2)，滴加完畢升溫至70-90℃，保溫1-4小時(shí)，冷卻，然后用質(zhì)量百分比為10％的氫氧化鈉溶液調(diào)pH至7，即得淺黃色含磺酸基和多羧基的共聚物阻垢劑水溶液。?