[發明專利]改性聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法

在審

• 申請號: 201810689782.2
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108862642A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 汪澤維;汪鵬
• 申請（專利權）人: 蕪湖市棠華建材科技有限公司
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 蘇友娟

本發明提出了一種改性聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，包括以下步驟：1)馬來酸酐水溶液的配置：將尿素加水溶解后滴加到馬來酸酐的水溶液中，然后于106～110℃進行胺化水解反應，冷卻至室溫，再加入硫酸氫鈉催化劑，在硫酸與鹽酸的混合酸溶劑中于120～135℃真空條件下反應得到聚琥珀酰亞胺；2)將聚琥珀酰亞胺取出冷卻后，以二甲亞砜為溶劑，加入木質素磺酸與草酸于油浴鍋中100～110℃中反應1.5～2.5h，冷卻，加入無水乙醇洗滌、干燥，得到最終產物改性聚天冬氨酸。該阻垢劑對碳酸鈣和磷酸鈣均有很好的阻垢性能，引入了羧酸基和磺酸基，提高了其阻垢分散的綜合性能，并具有良好的緩蝕性能和生物降解性能。

技術領域

本發明屬于阻垢劑技術領域，具體涉及一種改性聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法。

背景技術

當前，常規能源如煤炭、石油和天然氣的使用面臨著資源枯竭、污染環境的困境。地熱能屬于中國《可再生能源法》(2006年)列入的可再生新能源類型，一般由抽取地下熱水而利用，是節能、減排的有效途徑之一。但是，在地熱能應用中地熱水的結垢是必須面對的一個難題。對地熱水采用阻垢劑處理仍然是當前采用的主要手段。

聚天冬氨酸是一種新型的可生物降解的環境友好型高分子材料，其原料易得、價格不高，近年來廣泛地用于水處理劑、洗滌劑、化妝品、抑菌劑、分散劑、螯合劑、農藥、農用化肥等領域。由于聚天冬氨酸分子結構上的特征，易與金屬離子吸附或結合，因此具有防止水垢的作用。聚天冬氨酸因具有良好的生物相容性和不含磷，已成為目前國內外研究的熱點，但對碳酸鈣、磷酸鈣的阻垢性能和分散能力在一定情況下不如目前廣泛使用的丙烯酸和馬來酸類聚合物，使其應用受到了一定的限制。中國專利CN101792504B發明了一種改性聚天冬氨酸阻垢劑的制備及應用方法，將馬來酸酐與氨水反應制得馬來酰亞胺，在經過縮聚反應生成聚琥珀酰亞胺，在加入N-N-二甲基甲酰胺和硫脲，再在堿存在下水解為改性聚天冬氨酸阻垢劑，改性聚天冬氨酸對碳酸鈣具有良好的阻垢性能，但對于其他垢質尤其是比較常見的磷酸鈣阻垢性能較差，因此近年來對于聚天冬氨酸進一步改性以增強其對各種垢質的阻垢性能。

發明內容

本發明提出一種改性聚天冬氨酸阻垢劑，該阻垢劑對碳酸鈣和磷酸鈣均有很好的阻垢性能，引入了羧酸基和磺酸基，提高了其阻垢分散的綜合性能，并具有良好的緩蝕性能和生物降解性能。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種改性聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，包括以下步驟：

1)馬來酸酐水溶液的配置：將尿素加水溶解后滴加到馬來酸酐的水溶液中，然后于106～110℃進行胺化水解反應，冷卻至室溫，再加入硫酸氫鈉催化劑，在硫酸與鹽酸的混合酸溶劑中于120～135℃真空條件下反應得到聚琥珀酰亞胺；

2)將聚琥珀酰亞胺取出冷卻后，以二甲亞砜為溶劑，加入木質素磺酸與草酸于油浴鍋中100～110℃中反應1.5～2.5h，冷卻，加入無水乙醇洗滌、干燥，得到最終產物改性聚天冬氨酸。

進一步，所述混合酸溶劑中所述硫酸與所述鹽酸的體積之比為1～1.5:1。

進一步，所述硫酸的濃度為10～15mol/L，所述鹽酸的濃度為5～8mol/L。

進一步，所述聚琥珀酰亞胺、所述木質素磺酸與所述草酸的摩爾比為1:0.8～1.2:0.2～0.5。

進一步，所述步驟2)還包括將聚琥珀酰胺與木質素磺酸與草酸反應后的體系中加入堿調節pH至8～10,40～60℃水解30～50min后再加入無水乙醇洗滌。

本發明的有益效果：