一种阻垢分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻垢分散剂及其制备方法，其由羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸、甲基丙烯磺酸钠进行共聚所得，所述羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸和甲基丙烯磺酸钠的质量比为1:1:1~2，本发明专利技术所提供的羧甲基纤维素钠/环氧琥珀酸/甲基丙烯磺酸钠聚合物能极大地提高了对磷酸钙的阻垢性能及对氧化铁的分散性能，本发明专利技术所提供的聚合物的制备方法，较大的提高了产物的性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种阻垢分散剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于水处理
，具体涉及一种阻垢分散剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着国内外对含磷、氮废水排放的限制，开发环境友好的阻垢剂和水处理工艺已成为国内外研究重点。目前，国内外对环境友好型水处理药剂研究主要是聚天冬氨酸（PASP）和聚环氧琥珀酸（PESA）。PASP无磷、无毒、可生物降解，且具有螯合功能和阻垢作用，但PASP分子中含有氮元素，长期使用亦容易造成水体富营养化，破坏水体环境。PESA具有无磷非氮和可生物降解的特点，还兼具阻垢缓蚀双重功能，是一种极具发展前途的环境友好型阻垢剂。但由于PESA分子结构中主要为羧基官能团，其在阻磷酸钙及分散氧化铁方面几乎没有效果，其应用受到了很大限制，并且在应用于高硬度和高碱度水时，用量较大。基于上述缺陷，亟需寻找新的水处理药剂。
[0003]羧甲基纤维素钠(简称CMC
‑
Na)是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。是葡萄糖聚合度为100~2000的纤维素衍生物，相对分子质量242.16。白色纤维状或颗粒状粉末。在食品工业中用作增稠剂，医药工业中用作药物载体，日用化学工业中用作黏结剂、抗再沉凝剂。印染工业中用作上浆剂和印花糊料的保护胶体等。在石油化工中可作为采油压裂液成分。
[0004]本课题团队，自2020年便开始了对羧甲基纤维素钠用于聚合阻垢分散剂的研究，并申报了中国专利CN113651436A，公开了羧甲基纤维素钠和衣康酸共聚的技术方案，具有良好的阻垢性能和分散氧化铁的性能，长期使用不会对水体环境造成污染。虽然有了一定的发现，但对于羧甲基纤维素钠的研究一直在持续，试图寻找性能更为理想的阻垢分散剂，近期针对羧甲基纤维素钠用于阻垢分散剂的研究有一系列新的突破和发现。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于弥补现有技术中的不足，提供一种性能优异的阻垢分散剂并同时提供其制备方法以及应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：技术主题一本专利技术提供了一种阻垢分散剂，其由羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸、甲基丙烯磺酸钠进行共聚所得，所述羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸和甲基丙烯磺酸钠的质量比为1:1:1~2。
[0007]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸和甲基丙烯磺酸钠的质量比为1:1:2。
[0008]技术主题二本专利技术提供了一种技术主题一中所述的阻垢分散剂的制备方法，具体包括如下步骤：
S1:将羧甲基纤维素钠加入到蒸馏水中搅拌溶解，加入固体甲基丙烯磺酸钠，再加入叔丁醇，通入氮气，加热至75~85℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕恒温聚合一段时间；S2:依次加入环氧琥珀酸水溶液和叔丁醇，通入氮气，再滴加过硫酸铵水溶液，聚合一段时间后，降至室温，得到琥珀色透明液体，即为聚合物水溶液。
[0009]作为本专利技术的一些优选实施方案，具体包括如下步骤：S1:将羧甲基纤维素钠加入到蒸馏水中搅拌溶解，加入固体甲基丙烯磺酸钠，所述羧甲基纤维素纳与所述甲基丙烯磺酸钠的质量比为1:1，再加入叔丁醇，通入氮气，加热至75~85℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕恒温聚合一段时间； S2:依次加入环氧琥珀酸水溶液、甲基丙烯磺酸钠溶液和叔丁醇，所述环氧琥珀酸与所述甲基丙烯磺酸钠为1:1，通入氮气，再滴加过硫酸铵水溶液，聚合一段时间后，降至室温，得到琥珀色透明液体，即为聚合物水溶液。
[0010]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述步骤S1中叔丁醇的加入量为S1原料单体总质量的10~15%；所述步骤S2中叔丁醇的加入量为所有原料单体总质量的10~15%。
[0011]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述步骤S1中过硫酸铵的加入量为S1原料单体总质量的5~8%；所述步骤S2中过硫酸铵的加入量为所有原料单体总质量的5~8%。
[0012]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述步骤S1为将羧甲基纤维素钠加入到20倍质量的蒸馏水中搅拌溶解，所述步骤S1和S2中过硫酸铵水溶液的质量分数为10%，所述步骤S2中环氧琥珀酸水溶液的质量分数为10%。
[0013]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述步骤S2中甲基丙烯磺酸钠溶液为质量百分数为10%的甲基丙烯磺酸钠水溶液。
[0014]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述步骤S1中的聚合时间为1h，所述步骤S2中的聚合时间为4~5h。
[0015]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述步骤S1和所述步骤S2中过硫酸铵的滴加时间为0.5~1h。
[0016]技术主题三本专利技术还提供了技术主题一中所述的聚合物作为水处理剂在工业循环冷却水中的应用。
[0017]作为本专利技术的一些优选实施方案，所述的水处理剂既为阻垢剂，也是分散剂，可以作为阻垢剂或者分散剂使用。
[0018]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1. 本专利技术采用了三种无磷无氮的原料进行聚合，避免了水体中氮磷含量高造成的水体富营养化。
[0019]2. 本专利技术中是以天然高分子为基材，无毒、无公害、可生物降解，价格低廉，资源丰富。
[0020]3. 本专利技术中CMC
‑
Na/ ESA/SMAS三种单体的聚合，极大的提高了聚合物对磷酸钙的阻垢性能及对氧化铁的分散性能。
[0021]4. 本专利技术所提供的聚合物的制备方法，较大的提高了产物的性能。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对专利技术进行清楚、完整的描述。
[0023]实施例1一种阻垢分散剂，其由羧甲基纤维素钠（CMC
‑
Na）、环氧琥珀酸(ESA)和甲基丙烯磺酸钠（SMAS）进行共聚所得，所述CMC
‑
Na、ESA和SMAS的质量比为1:1:1。
[0024]其通过如下方法制备：S1：按量称取质量比为1:1的CMC
‑
Na和SMAS，在装有回流冷凝管、搅拌器、温度计的四口瓶中，加入CMC
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Na，加入20倍质量的去离子水搅拌溶解。然后加入固体SMAS，加入相当于S1中原料单体总质量15%的叔丁醇，通入氮气，系统温度升至75℃后，用注射泵滴加质量分数为10%的过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵的量为S1中原料单体总质量的5%，0.5h滴完，继续在75℃下恒温聚合1h。
[0025]S2：将等同于CMC
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Na质量的ESA制备成质量分数为10%的水溶液，加入到S1得到的聚合物中，再加入相当于所有原料单体质量15%的叔丁醇，采用注射泵滴加过硫酸铵10%的水溶液，所述过硫酸铵的加入量为所有原料单体质量的5%，0.5h滴完，继续75℃保温反应5h，得到琥珀色透明液体，即为CMC
‑
Na\ESA\SMAS。
[0026]实施例2一种阻垢分散剂，其由羧甲基纤维素钠（CMC
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Na）、环氧琥珀酸(ESA)和甲基丙烯磺酸钠（SMAS）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻垢分散剂，其特征在于，其由羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸、甲基丙烯磺酸钠进行共聚所得，所述羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸和甲基丙烯磺酸钠的质量比为1:1:1~2。2.根据权利要求1所述的一种阻垢分散剂，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠、环氧琥珀酸和甲基丙烯磺酸钠的质量比为1:1:2。3.一种如权利要求1所述的阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：将羧甲基纤维素钠加入到蒸馏水中搅拌溶解，加入固体甲基丙烯磺酸钠，再加入叔丁醇，通入氮气，加热至75~85℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕恒温聚合一段时间；S2：依次加入环氧琥珀酸水溶液和叔丁醇，通入氮气，再滴加过硫酸铵水溶液，聚合一段时间后，降至室温，得到琥珀色透明液体，即为聚合物水溶液。4.一种如权利要求2所述的阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：将羧甲基纤维素钠加入到蒸馏水中搅拌溶解，加入固体甲基丙烯磺酸钠，所述羧甲基纤维素纳与所述甲基丙烯磺酸钠的质量比为1:1，再加入叔丁醇，通入氮气，加热至75~85℃，滴加过硫酸铵水溶液，滴加完毕恒温聚合一段时间； S2：依次加入环氧琥珀酸水溶液、甲基丙烯磺酸钠溶液和叔丁醇，所述环氧琥珀酸与所述甲基丙烯磺酸钠为1:1，通入氮气，再滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘展，闫美芳，刘振法，张利辉，高玉华，李海花，
申请(专利权)人：河北桑沃特水处理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：