丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂及其制备方法。该阻垢剂中各组分按照重量百分比计为：丙烯酸50～70％，聚甲基丙烯酸甲酯20～45％，丙烯腈5～25％。其制备方法包括以下步骤：1)按照设计比例取丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈，在混料机中混合均匀；2)将混合好的材料经双螺杆挤出机八区熔融混合挤出造粒。该阻垢剂对高硬度地热水具有较好的阻垢效果。同时，其制备方法工艺简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高硬度地热水阻垢处理
，具体指一种丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂及其制备方法。
技术介绍
地热能属于中国《可再生能源法》(2006年)中确定的新能源类型。现有的常规能源—煤炭、石油和天然气，资源量有限、使用时会带来环境污染。地热能的应用为节能、减排提供了一个解决现有能源上述两大困境的有效途径。但是，地热能应用中地热水的结垢成为了必须面对的一个难题。为此，对地热水的防垢处理成为了技术中的热点研究方向。对地热水采用阻垢剂处理仍然是当前所采用的防垢的主要手段。采用有机高分子阻垢剂具有用量少、可适用水质类型多样的特点。丙烯酸类共聚物是一类以丙烯酸为主要成分的有机高分子阻垢剂，在适当的引发剂作用下，与一种或几种单体共聚而形成的聚合物。这类聚合物对Ca2+等具有很强的螯合能力，不仅具有分散和凝聚作用，还能在结垢晶体的结晶过程中干扰晶格的正常排列，从而达到阻垢的目的。但是，有机高分子阻垢剂的阻垢机理涉及扩散、吸脱附、晶体生长以及配位等复杂的物理化学过程，各种有机高分子阻垢剂的阻垢作用或在扩散、或在吸脱附、或在晶体生长、或在配位等方面各有较强的一面，阻垢率大小不一。因此，目前传统的丙烯酸类共聚物只是在较低硬度(总硬度≤700mg/L)的水中才具有较高的阻垢率。测试表明，几种市售的常用有机阻垢剂的静态阻垢率如下：PAA(丙烯酸改性树脂)—75.3％；>HPMA(水解聚马来酸酐)—74.2％；T225(丙烯酸-丙烯酸羟丙脂，日本栗田公司生产)—77.6％；PASP(聚天冬氨酸)—73.8％。在高硬度(总硬度≥700mg/L)的水中，阻垢率仍然较低。而地热水由于温度较高，因而矿物杂质的溶解度高，一般总硬度≥1000mg/L，属于超高硬度水、甚至为特硬水。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂对高硬度地热水具有较好的阻垢效果。同时，其制备方法工艺简单，成本低廉。为实现上述目的，本专利技术的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂，其中各组分按照重量百分比计为：丙烯酸50～70％，聚甲基丙烯酸甲酯20～45％，丙烯腈5～25％。优选为：各组分按照重量百分比计为：丙烯酸55～65％，聚甲基丙烯酸甲酯25～35％，丙烯腈10～20％。本专利技术的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的制备方法，依次包括以下步骤：1)按照设计比例取丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈，在混料机中混合均匀；2)将混合好的材料经双螺杆挤出机八区熔融混合挤出造粒，其中，双螺杆挤出机各区的温度控制为：1区为180～225℃，2区为185～230℃，3区为185～230℃，4区为185～230℃，5区为185～230℃，6区为185～230℃，7区为185～230℃，8区为185～225℃，机头温度为185～225℃，熔体温度控制在185～230℃。通过上述八区温度控制，可达到预热段排气完全、反应断共聚充分的效果。优选地，步骤1)中，所述混合过程中，混料机的速度为1200～1500rpm，混合5～10min。本专利技术的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物阻垢剂机理与阻垢率高的原因在于：该阻垢剂能与水溶液中部分钙离子发生螯合作用形成稳定的可溶性螯合物，减少了Ca2+与CO32-的结合机会，从而达到阻垢(垢即CaCO3沉淀物)作用外，同时还能与碳酸钙晶体界面上的钙离子发生螯合作用，使得垢晶体在小于其临界核心尺寸下一旦形成后，其进一步的生长受阻，不能达到超过临界晶核的尺寸，随之因不能生长而再次消散，也达到了阻垢作用。因此，本专利技术的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物阻垢剂同时具有两个强的作用：既能与水中的阳离子螯合，又能与垢晶体中的阳离子结合而阻止了垢的进一步生长，所以阻垢能力提高，能适合更高硬度的水。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂及其制备方法作进一步详细说明。本专利技术各实施例的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂组分如表1所示。上述实施例的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的制备方法，依次包括以下步骤：1)按照设计比例取丙烯酸，聚甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，在混合机中混合均匀，混合时，混料机的速度为1200～1500rpm，混合5～10min。；2)将混合好的材料经双螺杆挤出机八区熔融混合挤出造粒，其中双螺杆挤出机的温度控制为：1区为180～225℃，2区为185～230℃，3区为185～230℃，4区为185～230℃，5区为185～230℃，6区为185～230℃，7区为185～230℃，8区为185～225℃，机头温度为185～225℃，熔体温度控制在185～230℃。对本实施例所得产品在高硬度(总硬度≥700mg/L)的水中的静态阻垢率进行检测，其结果如表1所示。表1丙烯酸聚甲基丙烯酸甲酯丙烯腈静态阻垢率实施例150401083.1％实施例26035585.6％实施例37022882.5％实施例455351086.4％实施例560251587.7％实施例66230885.5％实施例758281486.8％表1检测结果可见，本专利技术的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的静态阻垢率均在80％以上，特别是对高硬度水具有优良的阻垢效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂，其特征在于：该阻垢剂中各组分按照重量百分比计为：丙烯酸50～70％，聚甲基丙烯酸甲酯20～45％，丙烯腈5～25％。

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢剂，其
特征在于：该阻垢剂中各组分按照重量百分比计为：
丙烯酸50～70％，聚甲基丙烯酸甲酯20～45％，丙烯腈5～25％。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共
聚物水阻垢剂，其特征在于：该阻垢剂中各组分按照重量百分比计
为：丙烯酸55～65％，聚甲基丙烯酸甲酯25～35％，丙烯腈10～20％。
3.一种权利要求1所述丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚
物的制备方法，依次包括以下步骤：
1)按照设计比例取丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈，在混
料机中混...

【专利技术属性】
技术研发人员：林峰，余贵春，向世民，
申请(专利权)人：湖北地大热能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42