[发明专利]改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法

说明书

本发明提出了一种改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：1)马来酸酐水溶液的配置：将尿素加水溶解后滴加到马来酸酐的水溶液中，然后于106～110℃进行胺化水解反应，冷却至室温，再加入硫酸氢钠催化剂，在硫酸与盐酸的混合酸溶剂中于120～135℃真空条件下反应得到聚琥珀酰亚胺；2)将聚琥珀酰亚胺取出冷却后，以二甲亚砜为溶剂，加入木质素磺酸与草酸于油浴锅中100～110℃中反应1.5～2.5h，冷却，加入无水乙醇洗涤、干燥，得到最终产物改性聚天冬氨酸。该阻垢剂对碳酸钙和磷酸钙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综合性能，并具有良好的缓蚀性能和生物降解性能。

技术领域

本发明属于阻垢剂技术领域，具体涉及一种改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法。

背景技术

当前，常规能源如煤炭、石油和天然气的使用面临着资源枯竭、污染环境的困境。地热能属于中国《可再生能源法》(2006年)列入的可再生新能源类型，一般由抽取地下热水而利用，是节能、减排的有效途径之一。但是，在地热能应用中地热水的结垢是必须面对的一个难题。对地热水采用阻垢剂处理仍然是当前采用的主要手段。

聚天冬氨酸是一种新型的可生物降解的环境友好型高分子材料，其原料易得、价格不高，近年来广泛地用于水处理剂、洗涤剂、化妆品、抑菌剂、分散剂、螯合剂、农药、农用化肥等领域。由于聚天冬氨酸分子结构上的特征，易与金属离子吸附或结合，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，已成为目前国内外研究的热点，但对碳酸钙、磷酸钙的阻垢性能和分散能力在一定情况下不如目前广泛使用的丙烯酸和马来酸类聚合物，使其应用受到了一定的限制。中国专利CN101792504B发明了一种改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备及应用方法，将马来酸酐与氨水反应制得马来酰亚胺，在经过缩聚反应生成聚琥珀酰亚胺，在加入N-N-二甲基甲酰胺和硫脲，再在碱存在下水解为改性聚天冬氨酸阻垢剂，改性聚天冬氨酸对碳酸钙具有良好的阻垢性能，但对于其他垢质尤其是比较常见的磷酸钙阻垢性能较差，因此近年来对于聚天冬氨酸进一步改性以增强其对各种垢质的阻垢性能。

发明内容

本发明提出一种改性聚天冬氨酸阻垢剂，该阻垢剂对碳酸钙和磷酸钙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综合性能，并具有良好的缓蚀性能和生物降解性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

1)马来酸酐水溶液的配置：将尿素加水溶解后滴加到马来酸酐的水溶液中，然后于106～110℃进行胺化水解反应，冷却至室温，再加入硫酸氢钠催化剂，在硫酸与盐酸的混合酸溶剂中于120～135℃真空条件下反应得到聚琥珀酰亚胺；

2)将聚琥珀酰亚胺取出冷却后，以二甲亚砜为溶剂，加入木质素磺酸与草酸于油浴锅中100～110℃中反应1.5～2.5h，冷却，加入无水乙醇洗涤、干燥，得到最终产物改性聚天冬氨酸。

进一步，所述混合酸溶剂中所述硫酸与所述盐酸的体积之比为1～1.5:1。

进一步，所述硫酸的浓度为10～15mol/L，所述盐酸的浓度为5～8mol/L。

进一步，所述聚琥珀酰亚胺、所述木质素磺酸与所述草酸的摩尔比为1:0.8～1.2:0.2～0.5。

进一步，所述步骤2)还包括将聚琥珀酰胺与木质素磺酸与草酸反应后的体系中加入碱调节pH至8～10,40～60℃水解30～50min后再加入无水乙醇洗涤。

本发明的有益效果：