[发明专利]一种可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂及其制备方法。一种可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂，包括以下重量份原料，聚琥珀酰亚胺1~5份、可反应性纳米聚硅RNS‑A 0.01~0.1份、去离子水10~120份、无水乙醇240~1400份。本发明提供的阻垢剂在低浓度下即可减少硫酸钙晶体的生成，有效防止垢体沉积在工业水循环装置的管道中，以满足工业使用需求。

技术领域

本发明属于工业循环冷却水技术领域，具体涉及到一种可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂及其制备方法。

背景技术

淡水资源对我们的日常生活十分重要，但该资源十分匮乏。随着工业的发展，工业用水量不断增加，对工业用水进行循环使用，提高工业用水的利用率是节约用水的有效方法，但工业用水中含有大量的钙离子、镁离子等成垢离子，长期循环使用，垢层会沉积在管道上，导致换热效率的降低，危害设备安全，甚至会发生爆炸。

加入阻垢剂是防止垢生成的有效方法。聚天冬氨酸具有良好的生物降解性能，对环境无污染，其结构中含有酰胺基和羧基官能团，且具有良好的水溶性。可反应性纳米聚硅RNS-A，具有较大的比表面积，且分散后呈一定的团聚和黏连状态，具有较多的反应活性位点，和聚琥珀酰亚胺反应后，形成一种水溶性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物。此聚合物环境友好，且结构中含有大量的羧基基团，可与循环水中的Ca²⁺离子鳌合以抑制硫酸钙垢的产生，阻垢效果显著，在微量浓度下，其阻硫酸钙垢效率可达到100 %。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂及其制备方法。该阻垢剂在低浓度下即可减少硫酸钙晶体的生成，有效防止垢体沉积在工业水循环装置的管道中，以满足工业使用需求。

本发明的目的是以下述方式实现的：一种可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂，包括以下重量份原料，聚琥珀酰亚胺1~5份、可反应性纳米聚硅RNS-A 0.01~0.1份、去离子水10~120 份、无水乙醇240~1400份。

所述的可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将可反应性纳米聚硅RNS-A加入到去离子水与无水乙醇的混合溶剂中进行超声，时间为≥5 min，然后转移至圆底烧瓶中；

（2）将聚琥珀酰亚胺加入到圆底烧瓶中，混合均匀，调节溶液pH为5~10，升温至40~70 ℃，反应15~30 h；

（3）反应结束后，加入到无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在30~80 ℃的恒温干燥箱中真空干燥即得可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂。

所述的可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将0.03份可反应性纳米聚硅RNS-A加入到80份无水乙醇和80份去离子水的混合溶剂中进行超声，时间为10 min，然后转移至圆底烧瓶中；

（2）将2份聚琥珀酰亚胺加入到圆底烧瓶中，混合均匀，调节溶液pH为9，并升温至40 ℃，反应18 h；

（3）反应结束后，加入到800份无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40 ℃的恒温干燥箱中真空干燥即得可反应性纳米聚硅/聚天冬氨酸聚合物阻垢剂。

本发明具有以下优点：