申請(qǐng)日2014.02.27
公開(公告)日2016.03.23
IPC分類號(hào)C08G73/10; C02F5/12
摘要
一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，操作步驟為：將馬來酸酐和氨水加入到反應(yīng)器中加熱中和，然后高溫捏合熱縮聚反應(yīng)，得固體膠狀聚琥珀酰亞胺;將上述所得聚琥珀酰亞胺烘干粉碎成細(xì)粉末懸浮于水中加入咪唑啉接枝反應(yīng);反應(yīng)結(jié)束，加入一定量的NaOH溶液進(jìn)行水解，當(dāng)體系PH值為10~12時(shí)水解完全，得紅棕色共聚物溶液，即為聚天冬氨酸共聚物水處理劑。馬來酸酐與NH3·H2O的摩爾比為1:1.2~2、中和的溫度為20~30℃、中和的時(shí)間為0.5~2.5小時(shí)。所述熱縮聚的溫度為160~220℃，熱縮聚的時(shí)間為0.5~1.5小時(shí)。聚琥珀酰亞胺與咪唑啉接枝反應(yīng)的溫度為50~80℃、反應(yīng)時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
權(quán)利要求書
1.一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，包括如下操作步驟：將馬來酸酐和氨水加入到反應(yīng)器中加熱中和，然后高溫捏合熱縮聚反應(yīng)，得固體膠狀聚琥珀酰亞胺;聚琥珀酰亞胺的結(jié)構(gòu)式為;將上述所得聚琥珀酰亞胺烘干粉碎成細(xì)粉末懸浮于水中加入咪唑啉接枝反應(yīng)，咪唑啉的結(jié)構(gòu)式為，其中R為C4~18的烷基;反應(yīng)結(jié)束，加入一定量的NaOH溶液進(jìn)行水解，當(dāng)體系pH值為10~12時(shí)水解完全，得紅棕色共聚物溶液，即為聚天冬氨酸共聚物水處理劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述馬來酸酐與所述氨水的摩爾比為1:1.2~2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述馬來酸酐與所述氨水中和的溫度為20~30℃，時(shí)間為0.5~2.5小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，熱縮聚的溫度為160~220℃，熱縮聚的時(shí)間為0.5~1.5小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述咪唑啉與所述聚琥珀酰亞胺重復(fù)單元的摩爾比為0.2~0.7:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述聚琥珀酰亞胺與所述咪唑啉接枝反應(yīng)的溫度為50~80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，氨水為質(zhì)量濃度為25%的氨水溶液。
8.一種由權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述方法制備的聚天冬氨酸共聚物水處理劑，其特征是，結(jié)構(gòu)式為
，式中a+b+c+d=n，n為15~50的整數(shù)。
說明書
一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種水處理藥劑及其制備方法，尤其涉及一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑及其制備方法。
背景技術(shù)
聚天冬氨酸(polyasparticacid縮寫為PASP)是美國Donlar公司于20世紀(jì)末開發(fā)出來的一種新型水處理劑。PASP分子中不含磷，可生物降解，其降解性與葡萄糖相似，是綠色水處理劑。具有優(yōu)異的阻垢性能，且具有良好的緩蝕性能與分散性能。
咪唑啉是一種間二氮雜環(huán)化合物，于1946年9月發(fā)現(xiàn)其在酸性條件具有優(yōu)異的緩蝕性能，首次用作緩蝕劑。它是鍋爐酸洗、油田水處理、電廠水、循環(huán)水系統(tǒng)常用的一種緩蝕劑。在美國各油田使用的有機(jī)緩蝕劑以咪唑啉類物質(zhì)為最多。
在中后期油田井采出液中含水量高達(dá)85%，采出水中CO2、HCO3-和H2S等構(gòu)成弱酸性環(huán)境，對(duì)鉆井設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢侵害很強(qiáng)。工業(yè)循環(huán)冷卻水是工業(yè)用水中的大戶，其冷卻設(shè)備的防腐與阻垢對(duì)節(jié)約用水、改善環(huán)境來說是非常重要的辦法。
針對(duì)油田注水及熱力設(shè)備腐蝕的現(xiàn)象，研究開發(fā)一種高效的兼具阻垢緩蝕雙重效果的水處理助劑是非常必要和有前景的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有阻垢和緩蝕雙重功效的聚天冬氨酸共聚物水處理劑及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，包括如下操作步驟：將馬來酸酐和氨水加入到反應(yīng)器中加熱中和，然后高溫捏合熱縮聚反應(yīng)，得固體膠狀聚琥珀酰亞胺，聚琥珀酰亞胺的結(jié)構(gòu)式為;將上述所得聚琥珀酰亞胺烘干粉碎成細(xì)粉末懸浮于水中加入咪唑啉接枝反應(yīng)，咪唑啉的結(jié)構(gòu)式為;反應(yīng)結(jié)束，加入一定量的NaOH溶液進(jìn)行水解，當(dāng)體系PH值為10~12時(shí)水解完全，得紅棕色共聚物溶液，即為聚天冬氨酸共聚物水處理劑。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述馬來酸酐與所述NH3·H2O的摩爾比為1:1.2~2。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述馬來酸酐與所述氨水中和的溫度為20~30℃、時(shí)間為0.5~2.5小時(shí)。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述熱縮聚的溫度為160~220℃，熱縮聚的時(shí)間為0.5~1.5小時(shí)。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述咪唑啉與所述聚琥珀酰亞胺重復(fù)單元的摩爾比為0.2~0.7:1。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述聚琥珀酰亞胺與所述咪唑啉接枝反應(yīng)的溫度為50~80℃、反應(yīng)時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法，其特征是，所述氨水為質(zhì)量濃度為25%的氨水溶液。
一種由上述方法制備的聚天冬氨酸共聚物水處理劑，其特征是，結(jié)構(gòu)式為
。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑，其特征是，所述結(jié)構(gòu)式中R為C4~18的烷基。
根據(jù)所述的一種聚天冬氨酸共聚物水處理劑，其特征是，所述結(jié)構(gòu)式中a+b+c+d=n，n為15~50的整數(shù)。
本發(fā)明所述聚天冬氨酸共聚物水處理劑的制備方法是：將咪唑啉接枝到聚天冬氨酸側(cè)鏈，得到一種無磷、無毒、可完全生物降解的、環(huán)保高性能的雙效水處理藥劑。該共聚物藥劑同時(shí)具有阻垢與緩蝕的雙重功能，適應(yīng)于油田水及工業(yè)用水等弱酸性環(huán)境的結(jié)垢與腐蝕。
