[發明專利]一種高分子阻垢緩蝕劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910092316.0
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109665634A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 趙玉增;朱娟娟;倪沁寅;陳劍秋;劉挺然;葛紅花
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: C02F5/10
• 分類號: C02F5/10;C23F11/173;C08G69/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種高分子阻垢緩蝕劑，其特征在于，所述高分子阻垢緩蝕劑為檸檬酸和谷氨酸通過溶液聚合反應得到的聚合物；所述聚合物的分子量在2000～12000之間；其制備方法為：將檸檬酸、谷氨酸和N,N?二甲基甲酰胺加入帶有蒸餾裝置的反應器中，攪拌物料得到反應液；將反應液加熱至溫度為120～190℃；向反應液內滴加濃硫酸，進行溶液聚合反應，反應過程中通過蒸餾將所述反應器內的水排出反應器；用氫氧化鈉溶液調節反應液的酸堿性為近中性，然后對反應液進行透析處理、蒸發除溶劑水處理和干燥處理，即得到所述高分子阻垢緩蝕劑。與現有技術相比，本發明具有同時具有阻垢緩蝕效果，適用范圍廣，原料自然可降解，綠色環保等優點。

技術領域

本發明涉及屬于工業水處理技術領域，尤其是涉及一種高分子阻垢緩蝕劑及其制備方法和應用。

背景技術

在電廠、油田等工業生產中，用水設備腐蝕和結垢現象時常發生。一方面設備腐蝕結垢會造成傳熱效率降低，能耗增加，工業生產的經濟性變差；同時，還會造成設備腐蝕損壞、縮短設備的使用壽命，危及生產安全。另一方面，腐蝕結垢問題也會加大工業水體的污染，造成資源浪費，對生產生活環境產生危害。

近些年，高分子阻垢緩蝕劑的研究不斷的發展，制備和使用高分子阻垢緩蝕劑時要達到的環保要求也越來越高。現在工業生產中常用的高分子阻垢緩蝕劑多數是聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸、聚丙烯酸等高分子聚合物及其衍生物。這些聚合物有的性能較好但價格較高，有的價格較為便宜但是性能稍差，因此水處理藥劑研究中的一個主要方向就是研發新型的高性價比的高分子阻垢緩蝕劑。

檸檬酸作為一種可食用的有機酸，廣泛存在于植物中。谷氨酸是一種常見的氨基酸，它的鈉鹽——谷氨酸鈉是味精的主要成分。這兩種有機酸對人體均是無毒無害的，也是可以在自然環境中分解，不會對環境造成毒害的有機物。檸檬酸聚合物含有大量的羥基、羧基基團，具有阻垢性能。專利“一種用于抑止硫酸鈣垢形成的阻垢劑及其制備方法”(CA201410159018.6)公開了一種以檸檬酸為主要原料的阻垢劑。這種聚合物對硫酸鈣垢具有優異的阻垢性能，但是對銅不具有明顯的緩蝕性能。在此，提出一種檸檬酸與谷氨酸的共聚物，此共聚物不但對硫酸鈣垢具有優異的阻垢性能，同時對銅具有明顯的緩蝕性能，因而是一種良好的新型高分子阻垢緩蝕劑。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高分子阻垢緩蝕劑及其制備方法和應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種高分子阻垢緩蝕劑，所述高分子阻垢緩蝕劑為檸檬酸和谷氨酸通過溶液聚合反應得到的聚合物；所述聚合物的數均分子量為采用體積排斥色譜法測定，數均分子量范圍為2000～12000。

所述檸檬酸和谷氨酸的摩爾比為1:0.5～1:2，優選為1:1。

本發明提供了一種高分子阻垢緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將檸檬酸、谷氨酸和溶劑加入帶有蒸餾裝置的反應器中，攪拌物料得到反應液；

(2)將所述步驟(1)中得到的反應液加熱至溫度為120～190℃；

(3)向所述步驟(2)得到的反應液內滴加催化劑，進行溶液聚合反應，反應過程中通過蒸餾將所述反應器內的水排出反應器；

(4)用氫氧化鈉溶液調節步驟(3)得到的反應液的酸堿性為近中性，然后對反應液進行透析處理、蒸發除溶劑水處理和干燥處理，即得到所述高分子阻垢緩蝕劑。

其中，所述溶液聚合反應過程中，步驟(1)中采用的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺，步驟(3)中采用的催化劑為濃硫酸。

所述步驟(1)中每1g所述檸檬酸對應的N,N-二甲基甲酰胺的體積為2.5～10.0mL，優選為5.0mL。