一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸合成物制造技术

本发明专利技术提供一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸合成物，其特征在于：所述聚天冬氨酸合成物的制备过程包括１）顺丁烯二酸酐（马来酸酐）、含氨类物质和水１∶１～１．５∶１．２～２．０的质量比，在常压以及５０℃－８０℃温度下，经过１－２小时反应，合成马来酸铵；２）马来酸铵在１６０℃－２００℃温度下，常压聚合反应生成聚琥珀酰亚胺；３）聚琥珀酰亚胺在ｐＨ１０～１２，以及２５℃－５０℃温度下水解生成聚天冬氨酸盐。本发明专利技术的一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸对水处理系统中各种结垢成分，如ＣａＣＯ３、ＣａＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＳｒＳＯ４有较好的阻垢效果，经过阻垢率测试试验，其阻垢率不小于４０％，可广泛应用于各种水处理过程，如循环冷却水系统，锅炉给水系统，油水加注水系统，以及海水淡化系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚天冬氨酸合成物，尤其涉及一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸合成 物，属精细化工

技术介绍
近年来，随着工业水处理技术的迅速发展，水处理阻垢缓蚀剂技术的应用日益广 泛。水处理过程中存在的最大问题是，在水处理浓缩过程产生的垢盐，如CaC03、CaS04、 BaS04和SrS04等，在工业用水仪器表面的沉积而降低仪器的使用效率，影响工业装置工艺 的正常运行。为抑制和缓解结垢，在工程中通常采用水处理阻垢剂，常用的水处理阻垢剂有 聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、聚羧酸及其复合配方等。但是，这些阻垢剂中有的含有磷，排 入水体引起赤潮产生公害，有的难以生物降解造成环境污染。因此，环保型水处理阻垢剂的 开发成为目前水处理领域的研究热点。随着国内外环保意识的日益提高，针对可生物降解、对环境无害的水处理药剂的 研究也不断加强。国外近来研究的新型环境友好型阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)，是仿生合成 的水溶性高分子聚合物，具有无毒、无污染、可生物降解等特点，为现有的研究开发创造了 新的思路。二十世纪90年代美国Donlar公司首先研制开发了易生物降解的聚天冬氨酸， 1997年获“美国总统绿色化学奖”。目前国内外已对聚天冬氨酸的合成、结构、阻垢性能及可生物降解性能等方面做 了大量研究。聚天冬氨酸的合成目前主要有两种工艺技术一是以天冬氨酸为原料的热缩 合法；二是以马来酸酐、马来酸或富马酸和其他能产生氨气的含氮化合物为原料的合成法， 在碱性条件下(PH = 10 1 容易水解得到聚天冬氨酸盐。热缩合法因其聚合成本过高 而限制了其工业应用，因此目前聚天冬氨酸的合成大都以马来酸酐合成法居多。中国专利申请CN02111415. 3公开了一种环保型生物可降解型阻垢剂聚天冬氨酸 的合成方法，该专利技术是将马来酸酐转变为马来酸的胺盐后再经过聚合和缩水制聚琥珀酰亚 胺，然后再碱存在下水解为聚天冬氨酸。根据该专利技术的技术方案，获得聚天冬氨酸的聚合反 应时间需要历时至少7小时，马来酸铵热缩聚反应所得的聚琥珀酰胺先经过喷雾干燥器预 脱水，然后进入密闭容器或真空抽湿容器中脱水环化，在此过程中聚合物体系非常粘稠，容 易结块，使反应无法进行完全，因此该专利技术的技术方案最终得到固含量不小于35%的聚天 冬氨酸盐溶液。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中所存在的聚天冬氨酸聚合反应过程中，因聚合物 体系非常粘稠，容易结块，使反应无法进行完全，降低反应效率，最终聚天冬氨酸得率下降 的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸合成物，其特征在 于所述聚天冬氨酸合成物的制备过程包括1)马来酸铵合成反应顺丁烯二酸酐(马来酸酐)、含氨类物质和水1 1 1.5 1.2 2.0的质量比，在常压以及50°C-80°C温度下，经过1-2小时反应，合成马来酸 铵；2)聚合反应马来酸铵在160°C -200°C温度下，常压聚合反应生成聚琥珀酰亚 胺；3)聚琥珀酰亚胺水解反应聚琥珀酰亚胺在pHIO 12，以及25°C _50°C温度下水 解生成聚天冬氨酸盐。作为优选，所述的聚合反应是指马来酸铵在半密闭的加热容器中，采用 160°C -200°C的循环热空气持续加热2-4小时，除湿、聚合一次完成，获得聚琥珀酰亚胺。作为优选，在所述的聚合反应工艺步骤中，将马来酸铵在浅底容器中摊薄成l-5cm 厚度的物料，160°C -200°C的循环热空气持续加热2-4小时，以利用物料的充分除湿和聚合 反应。作为优选，在所述的聚合反应工艺步骤中，将马来酸铵在500cmX 300cm的浅底容 器中摊薄成l_5cm厚度的物料，160°C -200°C的循环热空气持续加热2_4小时，以利用物料 的充分除湿和聚合反应。作为优选，在所述的聚琥珀酰亚胺水解反应步骤中，前述步骤所得的聚琥珀酰亚 胺与20%重量百分浓度的氢氧化钠以1 0.3-0. 5 (质量比)的比例混合，在25°C温度下 水解1-2小时。作为优选，所述的含氨类物质包括碳酸铵，碳酸氢铵，氨水，本专利技术优选碳酸氢铵。根据本专利技术的制备的一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸，其固含量不小于40%，按“碳 酸钙沉积法”测定，加入5ppm以上浓度，其阻垢率不小于40%。因此，本专利技术的一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸，采用顺丁烯二酸酐(马来酸酐)和 碳酸氢铵合成马来酸铵，马来酸铵经高温初步聚合，生成中间体聚琥珀酰亚胺，中间体经高 温深度聚合后再水解，生成40%聚天冬氨酸(PASP)。区别于现有技术，具有以下特点1)马来酸铵在半密闭反应器中，一步完成除湿缩水聚合成聚琥珀酰胺。2)马来酸铵所含水份，以及聚合缩聚出的水份，由循环热空气带走，避免了对反应 器的沾附，提高了反应效率。本专利技术的一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸对水处理系统中各种结垢成分，如CaC03、 CaS04、BaS04、SrS04有较好的阻垢效果，经过阻垢率测试试验，其阻垢率不小于40%，可广 泛应用于各种水处理过程，如循环冷却水系统，锅炉给水系统，油水加注水系统，以及海水 淡化系统。具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。但并不 局限于此。实施例1向配有搅拌棒、温度计的的三颈烧瓶中加入水60ml，再加入50g马来酸酐(生产厂 名常州曙光化工厂，牌号曙光)，然后在水浴中加热至60°C，顺丁烯二酸酐溶解后搅拌30分钟，维持体系温度在60°C左右，停止搅拌，缓慢加入50g碳酸氢铵(厂牌湖州汇晶化工厂，纯 度98.5%)。然后逐渐升温并开始搅拌，在75°C左右的温度下反应1小时得到白色的马来酸 铵固体状结晶。将马来酸铵晶体移至500cmX 300cm的304不锈钢托盘中摊薄成3cm厚度， 再将盛有马来酸铵晶体的304不锈钢托盘放置在一半封闭的容器中，该半封闭的容器外接 有热空气通道。循环通入175°C的循环热空气，持续加热3. 5小时，使马来酸铵发生高温聚 合反应，得到黄色的聚琥珀酰亚胺晶体。将聚琥珀酰亚胺晶体30°C温度下，加入130ml20% 重量百分的氢氧化钠水溶液，水解1.5小时，生成聚天冬氨酸的钠盐，得到固含量42%的红 棕色粘状液体，即聚天冬氨酸钠盐溶液。实施例2向配有搅拌棒、温度计的的三颈烧瓶中加入水70ml，再加入50g马来酸酐(生产 厂名常州曙光化工厂，牌号曙光)，然后在水浴中加热至^°C，顺丁烯二酸酐溶解后搅拌30 分钟，维持体系温度在70°C左右，停止搅拌，缓慢加入60g碳酸氢铵(厂牌湖州汇晶化工 厂，纯度98. 5% )。然后逐渐升温并开始搅拌，在65°C左右的温度下反应1. 5小时得到白 色的马来酸铵固体状结晶。将马来酸铵晶体移至500cmX300cm的304不锈钢托盘中摊薄 成3cm厚度，再将盛有马来酸铵晶体的304不锈钢托盘放置在一半封闭的容器中，该半封闭 的容器外接有热空气通道。循环通入185°C的循环热空气，持续加热3小时，使马来酸铵发 生高温聚合反应，得到黄色的聚琥珀酰亚胺晶体。将聚琥珀酰亚胺晶体35°C温度下，加入 130ml20%重量百分的氢氧化钠水溶液，水解1.5小时，生成聚天冬氨酸的钠盐，得到固含 量41%的红棕色粘状液体，即聚天冬氨酸钠盐溶液。实验例阻垢率试验方案聚天冬氨酸的阻垢性能要用静态法碳酸钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于阻垢剂的聚天冬氨酸合成物，其特征在于所述聚天冬氨酸合成物的制备过程包括：１）马来酸铵合成反应：顺丁烯二酸酐（马来酸酐）、含氨类物质和水１∶１～１．５∶１．２～２．０的质量比，在常压以及５０℃－８０℃温度下，经过１－２小时反应，合成马来酸铵；２）聚合反应：马来酸铵在１６０℃－２００℃温度下，常压聚合反应生成聚琥珀酰亚胺；３）聚琥珀酰亚胺水解反应：聚琥珀酰亚胺在ｐＨ１０～１２，以及２５℃－５０℃温度下水解生成聚天冬氨酸盐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晨，
申请(专利权)人：湖州欣和环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]