[发明专利]马来酸和丙烯酸酯共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种马来酸和丙烯酸酯共聚物及其制备方法和应用。本发明提供了一种马来酸和丙烯酸酯的共聚物，所述共聚物由马来酸单元和丙烯酸酯单元构成，所述共聚物的数均分子量为2000～16000，重均分子量为2700～20000。本发明还提供了上述所述共聚物的制备方法，其包括下述步骤：(1)将马来酸酐和催化剂混合得到混合物，加热；(2)向上述的混合物中同时滴加丙烯酸酯和引发剂进行反应，得到所述马来酸和丙烯酸酯的共聚物。本发明所述的共聚物同时含有羧基、羟基和酯基，具有良好的阻垢性能和生物降解性能，且与杀生剂兼容性好，具有添加量小，使用成本低，操作方便，排放无污染，使用时只需将所述的共聚物按所需浓度加入体系中即可，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种马来酸和丙烯酸酯共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

海水淡化和海水循环冷却技术是解决沿海地区淡水资源短缺的重要途径，但与淡水相比，海水结垢倾向大，需要使用高效阻垢分散剂，保障相关设备安全稳定运行。

聚马来酸不含磷氮、降解性能较好，在环保方面具有优势，但其均聚反应困难，导致产物分子量较小、转化率较低，限制了其在海水淡化和海水循环冷却领域的应用。

马来酸丙烯酸共聚物对碳酸盐、磷酸盐等垢具有良好的抑制作用，热稳定性高，已广泛用于淡水循环冷却水系统、低压锅炉中的阻垢。但由于只含羧基官能团，在结垢成分复杂的海水体系中使用受到限制。

邵景景(含磷顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟丙酯共聚物的合成，邵景景，化工时刊，2002年第10期，34-36)公开了含磷顺丁烯二酸酐、丙烯酸羟丙酯共聚物的合成，其中，所述共聚物通过下述方法制备得到：在四颈烧瓶中加入甲苯和顺丁烯二酸酐，搅拌加热，然后加入过氧化苯甲酰、丙烯酸羟丙酯和次磷酸钠(次磷酸质量为单糖总质量的10％)，得到含磷顺丁烯二酸酐-丙烯酸羟丙酯共聚物，所得到的共聚物在顺丁烯二酸酐与丙烯酸羟丙酯的摩尔比例在80:20时，对于钙离子的阻垢率为71.1％，在60:40时，阻垢率为81.5％，在40:60时，阻垢率为86.4％。

发明内容

为此，本发明所解决的技术问题是提供同时含有羧基、羟基和酯基的共聚物以及该共聚物的制备方法，所述共聚物具有良好的阻垢性能，所述制备方法工艺路线简单，单体残余量少，转化率高。

由于，聚马来酸不含磷氮、降解性能较好，在环保方面具有优势，但其均聚反应困难，导致产物分子量较小、转化率较低，限制了其在海水淡化和海水循环冷却领域的应用。在此背景下，发明人通过将马来酸与丙烯酸酯单体共聚，一方面提高了分子量，另一方面引入羟基和酯基官能团，研发出具有良好阻垢性能和环境友好性的马来酸/丙烯酸酯共聚物阻垢剂。

本发明开发出了适用于海水体系的马来酸/丙烯酸酯共聚物阻垢剂，工艺路线简单，分子量控制较好，能耗低，无三废排出，具有良好的应用前景。

本发明提供了一种马来酸和丙烯酸酯的共聚物，其中，所述共聚物由马来酸单元和丙烯酸酯单元构成，所述共聚物的数均分子量为2000～16000，重均分子量为2700～20000。

本发明所述的共聚物同时含有羟基、羧基和酯基，具有良好的阻垢性能和生物降解功能。

本发明提供了上述所述共聚物的制备方法，其包括下述步骤：

(1)将马来酸酐和催化剂混合得到混合物，加热；

(2)向步骤(1)所述的混合物中同时滴加丙烯酸酯和引发剂进行反应，得到所述马来酸和丙烯酸酯的共聚物。

本发明还提供了上述所述的共聚物在阻垢剂中的应用。

具体来说，本发明提出了如下技术方案。