本發(fā)明涉及一種水處理化學(xué)品領(lǐng)域，具體涉及一種三元共聚物濃縮緩釋阻垢劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，水處理阻垢劑產(chǎn)品的綠色、高效已成為阻垢劑產(chǎn)品的發(fā)展方向，目前有機(jī)磷酸、有機(jī)多元膦酸及其鹽是最廣泛應(yīng)用的阻垢劑，如hedp、atmp、pbtca等銨鹽成品。

近年來，羧酸類共聚物阻垢劑的發(fā)展也越來越得到重視，但是現(xiàn)有的羧酸類共聚物阻垢劑特別是以馬來酸酐作單體時(shí)在反應(yīng)過程中使用有機(jī)溶劑作為液相，存在環(huán)境污染較大，成本較高等缺點(diǎn)，而在使用過程中存在阻垢效率低，用量大，時(shí)效性短等缺點(diǎn)。

馮宇在專利(cn105949371a)中闡述了采用丙烯酸、丙烯酰胺和單體烯丙基磺酸鈉作為單體合成三元共聚物物阻垢劑，該阻垢劑分散性較好，但由于單體中羧酸根離子含量較少，用量較大，時(shí)效性短。陳令浩在專利(cn106007015a)中公布了一種用于水處理阻垢劑的聚天冬氨酸及其制備方法和應(yīng)用，該阻垢劑生物降解性較好，但是其阻垢性和與金屬離子形成的螯合物在水溶液中分散性較差，時(shí)效性短。目前市面上更多的阻垢劑是以有機(jī)膦或磷化物進(jìn)行復(fù)配而成，該阻垢劑容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)環(huán)境污染存在一定的隱患。本發(fā)明采用馬來酸酐作為單體，使得聚合物中羧酸根離子含量較高，阻垢性能良好且用量較少，又在分子上嫁接2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，在溶液中形成的金屬螯合物分散性能更好，適應(yīng)水質(zhì)范圍更廣，引入聚乙烯醇則可以有效地延長(zhǎng)阻垢劑的時(shí)效性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中現(xiàn)有阻垢劑容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)環(huán)境污染存在一定的隱患、分散性較差，阻垢率低且時(shí)效性短的問題，提供了一種三元聚合物濃縮阻垢劑及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

提供一種三元共聚物濃縮緩釋阻垢劑，所述該三元共聚物的分子式為，

其中，其特征在于x：y：z＝(0.5-2)：(1.5-3)：(0.2-1)。

優(yōu)選的，所述該三元共聚物的分子式為，

其中，其特征在于x：y：z＝(1-2)：(2-3)：(0.5-1)。

一種三元共聚物濃縮緩釋阻垢劑的制備方法，該三元共聚物濃縮緩釋阻垢劑的步驟制備方法如下，

步驟一，將147-294份馬來酸酐配制成25％-50％的水溶液，將1.34-3.87份催化劑配制成3％-10％水溶液加入到馬來酸酐溶液中，攪拌均勻，形成混合溶液體系；

步驟二，將36-144份丙烯酸與用2.24-64.5份過硫酸銨配制成的30％-60％的水溶液緩慢加入步驟一配制的混合溶液體系中，進(jìn)行并開啟升溫回流；

步驟三，待步驟二反應(yīng)完成后，緩慢向步驟二的反應(yīng)體系中加入41.4-207份30％-50％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶液，保持步驟二的溫度不變繼續(xù)回流反應(yīng)；

步驟四，待步驟三的反應(yīng)完成后，加入4.48-32.25份聚乙烯醇，攪拌至其溶解后，然后將反應(yīng)液置于烘箱中烘干即得三元共聚物濃縮緩釋阻垢劑；

以上份數(shù)均為重量份；以上百分比均為重量百分比。

優(yōu)選的，步驟一中所加入的催化劑為硫酸鐵銨，加入量為馬來酸酐單體總重量的0.01％-1％。

優(yōu)選的，步驟二與步驟三中回流反應(yīng)所需溫度均為50-95℃，步驟二聚合反應(yīng)所需時(shí)間為0.5-5h，步驟三聚合所需反應(yīng)時(shí)間為1-4h。

優(yōu)選的，所加入的聚乙烯醇為1788型。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過引入馬來酸酐單體，在共聚物中羧酸基團(tuán)含量增加，其阻垢性能得到大大提升，阻垢率可達(dá)95％以上。

2、本發(fā)明在馬來酸酐與丙烯酸在水相中完成聚合后，引入第三種單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，使得最后的產(chǎn)品分散性更強(qiáng)，適用范圍更廣，能夠適用于高ph，高堿度，高硬度的水質(zhì)。

3、本發(fā)明通過加入催化劑，降低了反應(yīng)活化能，解決了馬來酸酐有與空間位阻較大在水相中難以聚合的難點(diǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本和解決了生產(chǎn)過程使用有機(jī)容易造成的環(huán)境污染問題。

4、本發(fā)明通過在最后加入聚乙烯醇，使得產(chǎn)品的時(shí)效性更長(zhǎng)，50℃下釋放天數(shù)可達(dá)30天。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明，將詳述本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。

實(shí)施例1

步驟一，將14.7g馬來酸酐配制成25％的水溶液，將0.134g硫酸鐵銨配制成3％水溶液，先將馬來酸酐水溶倒入反應(yīng)器中，然后將硫酸鐵銨水溶液倒入反應(yīng)器，開啟攪拌，使其混合均勻；

步驟二，稱取0.224g過硫酸銨配制成的30％的水溶液，然后將過硫酸銨溶液和3.6g丙烯酸酸同時(shí)滴入反應(yīng)器中，并升溫至95℃，開啟回流反應(yīng)1.5h；

步驟三，稱取4.14g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸配制成30％的水溶液，然后將該溶液緩慢滴入步驟二的反應(yīng)體系中，95℃回流反應(yīng)1h；

步驟四，向步驟三的反應(yīng)體系中加入0.45g聚乙烯醇，攪拌溶解，而后濃縮烘干得到三元聚合物濃縮阻垢劑。

以上的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。

實(shí)施例2

步驟一，將29.4g馬來酸酐配制成50％的水溶液，將0.387g硫酸鐵銨配制成10％水溶液，先將馬來酸酐水溶倒入反應(yīng)器中，然后將硫酸鐵銨水溶液倒入反應(yīng)器，開啟攪拌，使其混合均勻；

步驟二，稱取6.45g過硫酸銨配制成的60％的水溶液，然后將過硫酸銨溶液和14.4g丙烯酸酸同時(shí)滴入反應(yīng)器中，并升溫至50℃，開啟回流反應(yīng)5h；

步驟三，稱取20.7g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸配制成30％的水溶液，然后將該溶液緩慢滴入步驟二的反應(yīng)體系中，50℃回流反應(yīng)4h；

步驟四，向步驟三的反應(yīng)體系中加入3.225g聚乙烯醇，攪拌溶解，而后濃縮烘干得到三元聚合物濃縮阻垢劑。

以上的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。

實(shí)施例3

步驟一，將22.0g馬來酸酐配制成40％的水溶液，將0.260g硫酸鐵銨配制成6％水溶液，先將馬來酸酐水溶倒入反應(yīng)器中，然后將硫酸鐵銨水溶液倒入反應(yīng)器，開啟攪拌，使其混合均勻；

步驟二，稱取3.22g過硫酸銨配制成的45％的水溶液，然后將過硫酸銨溶液和9.0g丙烯酸酸同時(shí)滴入反應(yīng)器中，并升溫至70℃，開啟回流反應(yīng)2.5h；

步驟三，稱取10.12g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸配制成40％的水溶液，然后將該溶液緩慢滴入步驟二的反應(yīng)體系中，70℃回流反應(yīng)1h；

步驟四，向步驟三的反應(yīng)體系中加入1.45g聚乙烯醇，攪拌溶解，而后濃縮烘干得到三元聚合物濃縮阻垢劑。

以上的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。

實(shí)施例4

步驟一，將18.7g馬來酸酐配制成30％的水溶液，將0.234g硫酸鐵銨配制成6％水溶液，先將馬來酸酐水溶倒入反應(yīng)器中，然后將硫酸鐵銨水溶液倒入反應(yīng)器，開啟攪拌，使其混合均勻；

步驟二，稱取1.22g過硫酸銨配制成的40％的水溶液，然后將過硫酸銨溶液和8.6g丙烯酸酸同時(shí)滴入反應(yīng)器中，并升溫至60℃，開啟回流反應(yīng)2h；

步驟三，稱取5.02g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸配制成35％的水溶液，然后將該溶液緩慢滴入步驟二的反應(yīng)體系中，60℃回流反應(yīng)1.5h；

步驟四，向步驟三的反應(yīng)體系中加入0.95g聚乙烯醇，攪拌溶解，而后濃縮烘干得到三元聚合物濃縮阻垢劑。

以上的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。

阻垢率和緩釋性測(cè)定方法

將含鈣(100mg/l)鐵(50mg/l)鋇(20mg/l)鍶(20mg/l)離子的溶液和另一種含碳酸根(200mg/l)及硫酸根離子(50mg/l)的溶液同時(shí)以1m3/h的流量流過一動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置，該動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置，在該動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置中加入50g三元聚合物濃縮緩釋阻垢劑，并測(cè)定阻垢效果和緩釋天數(shù)。

測(cè)試結(jié)果如下：

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本申請(qǐng)保護(hù)范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。