[发明专利]一种无磷非氮阻垢分散剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无磷非氮阻垢分散剂及其制备方法，其由衣康酸、马来酸和甲基丙烯磺酸钠进行共聚所得，所述衣康酸、马来酸和甲基丙烯磺酸钠的摩尔比为2:1:1，系通过先将衣康酸和马来酸中加入一定量的去离子水，搅拌，溶解，加入过硫酸铵和异丙醇，反应，再加入甲基丙烯磺酸钠和过硫酸铵，聚合得到，本发明所提供的无磷非氮环保型阻垢分散剂，具有良好的生物降解性，优良的水处理性能，本发明所提供的制备方法，操作简单，无需加入过氧化氢，聚合时间短，合成的聚合物分子量在2000左右，具有良好的阻垢分散性能，大大提升了产品性能。

技术领域

本发明属于工业水处理技术领域，具体涉及一种无磷非氮阻垢分散剂及其制备方法。

背景技术

目前，由于含磷的和以石化产品为原料合成的丙烯酸类阻垢剂的长期使用，水体的富营养化和不可生物降解造成的水体和土壤污染问题日益严重，其使用受到极大的限制。

研究表明，磺酸基（-SO₃H）属于强酸基团，具有较强的亲水性，有助于难溶盐的解离，同时具有很强的抗高价金属离子的能力，所以很多研究将磺酸基团引入聚合物分子结构中，提高其阻垢分散性能。目前已有学者通过2-丙烯酰胺基-２-甲基丙磺酸(AMPS)、烯丙基磺酸钠(SAS)或苯乙烯磺酸钠(SSS)等将磺酸基引入聚合物分子中。例如：CN107857374公开了一种聚合物阻垢剂的制备方法，具体由环氧琥珀酸、衣康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚而成，但是这些聚合物单体虽然不含磷，但是含氮，在聚合物分子中引入磺酸基的同时亦引入了氮元素，长期使用亦会造成水体富营养化；或合成的含磺酸基聚合物降解性能差，长期使用将对土壤和水体环境造成污染。本研究团队在CN109942761公开了一种含磺酸基的环氧琥珀酸聚合物及其制备方法，由单体环氧琥珀酸、衣康酸和甲基丙烯磺酸钠进行共聚得到，虽然得到的聚合物不含磷和氮，但是制备过程复杂，聚合时间长。

有鉴于此，需要发明一种新的无磷非氮型可生物降解的阻垢分散剂，具备良好的水处理性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种无磷非氮环保型阻垢分散剂，其具备生物降解性良好的特点，并同时提供其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明一方面提供了一种无磷非氮阻垢分散剂，其由衣康酸、马来酸和甲基丙烯磺酸钠进行共聚所得，所述衣康酸、马来酸和甲基丙烯磺酸钠的摩尔比为2:1:1。

本发明另一方面提供了上述无磷非氮阻垢分散剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将衣康酸和马来酸中加入一定量的去离子水，搅拌，溶解，加入过硫酸铵和异丙醇，加热至75~85℃，反应1~2h；

(2)加入甲基丙烯磺酸钠和过硫酸铵，溶解后，加热至90±5℃，反应1.5~2h，降至室温，得到浅黄色衣康酸/马来酸/甲基丙烯磺酸钠聚合物溶液。

作为本发明的一些优选实施方案，所述步骤(1)中过硫酸铵的加入量为衣康酸和马来酸总质量的4~7%。

作为本发明的一些优选实施方案，所述步骤(1)中异丙醇的加入量为衣康酸和马来酸总质量的8~12%。

作为本发明的一些优选实施方案，所述步骤(2)中过硫酸铵的加入量为甲基丙烯磺酸钠的1.8~2.2wt%。

作为本发明的一些优选实施方案，具体包括如下步骤：

(1)将衣康酸和马来酸中加入一定量的去离子水，搅拌，溶解，加入相当于衣康酸和马来酸总质量5%的过硫酸铵和10%的异丙醇，加热至80℃，反应2h；

(2) 加入与马来酸相同摩尔数的甲基丙烯磺酸钠，同时加入甲基丙烯磺酸钠质量分数2%的过硫酸铵，溶解后，加热至90℃，反应2h，降至室温，得到浅黄色衣康酸/马来酸/甲基丙烯磺酸钠聚合物溶液。