丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高硬度地?zé)崴韫柑幚砑夹g(shù)領(lǐng)域，具體指一種丙烯酸/聚甲基丙烯酸 甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地?zé)崮軐儆谥袊?guó)《可再生能源法》（2006年）中確定的新能源類型?，F(xiàn)有的常規(guī)能 源一煤炭、石油和天然氣，資源量有限、使用時(shí)會(huì)帶來環(huán)境污染。地?zé)崮艿膽?yīng)用為節(jié)能、減排 提供了一個(gè)解決現(xiàn)有能源上述兩大困境的有效途徑。但是，地?zé)崮軕?yīng)用中地?zé)崴慕Y(jié)垢成 為了必須面對(duì)的一個(gè)難題。為此，對(duì)地?zé)崴姆拦柑幚沓蔀榱思夹g(shù)中的熱點(diǎn)研究方向。
[0003] 對(duì)地?zé)崴捎米韫竸┨幚砣匀皇钱?dāng)前所采用的防垢的主要手段。采用有機(jī)高分子 阻垢劑具有用量少、可適用水質(zhì)類型多樣的特點(diǎn)。丙烯酸類共聚物是一類以丙烯酸為主要 成分的有機(jī)高分子阻垢劑，在適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑作用下，與一種或幾種單體共聚而形成的聚合 物。這類聚合物對(duì)Ca 2+等具有很強(qiáng)的螯合能力，不僅具有分散和凝聚作用，還能在結(jié)垢晶體 的結(jié)晶過程中干擾晶格的正常排列，從而達(dá)到阻垢的目的。但是，有機(jī)高分子阻垢劑的阻垢 機(jī)理涉及擴(kuò)散、吸脫附、晶體生長(zhǎng)以及配位等復(fù)雜的物理化學(xué)過程，各種有機(jī)高分子阻垢劑 的阻垢作用或在擴(kuò)散、或在吸脫附、或在晶體生長(zhǎng)、或在配位等方面各有較強(qiáng)的一面，阻垢 率大小不一。因此，目前傳統(tǒng)的丙烯酸類共聚物只是在較低硬度(總硬度< 700mg/L)的水中 才具有較高的阻垢率。測(cè)試表明，幾種市售的常用有機(jī)阻垢劑的靜態(tài)阻垢率如下：
[0004] PAA(丙烯酸改性樹脂)一 75.3%;
[0005] HPMA(水解聚馬來酸酐)一 74.2%;
[0006] T225(丙烯酸-丙烯酸羥丙脂，日本栗田公司生產(chǎn))一 77.6%;
[0007] PASP(聚天冬氨酸)一 73.8%。
[0008]在高硬度（總硬度2 700mg/L)的水中，阻垢率仍然較低。而地?zé)崴捎跍囟容^高， 因而礦物雜質(zhì)的溶解度高，一般總硬度2 l〇〇〇mg/L，屬于超高硬度水、甚至為特硬水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/ 丙烯腈共聚物水阻垢劑及其制備方法，該阻垢劑對(duì)高硬度地?zé)崴哂休^好的阻垢效果。同 時(shí)，其制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢劑， 其中各組分按照重量百分比計(jì)為：
[0011] 丙烯酸50~70%，聚甲基丙烯酸甲酯20~45%，丙烯腈5~25%。
[0012] 優(yōu)選為：各組分按照重量百分比計(jì)為：丙烯酸55~65%，聚甲基丙烯酸甲酯25~ 35%，丙烯腈10~20%。
[0013]本發(fā)明的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的制備方法，依次包括以下步 驟：
[0014] 1)按照設(shè)計(jì)比例取丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈，在混料機(jī)中混合均勻；
[0015] 2)將混合好的材料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)八區(qū)熔融混合擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī) 各區(qū)的溫度控制為：
[0016] 1 區(qū)為 180 ~225°C，2 區(qū)為 185 ~230°C，3 區(qū)為 185 ~230°C，4 區(qū)為 185 ~230°C，5 區(qū)為 185~230°C，6區(qū)為185~230°C，7區(qū)為185~230°C，8區(qū)為185~225°C，機(jī)頭溫度為185~225 °C，熔體溫度控制在185~230°C。通過上述八區(qū)溫度控制，可達(dá)到預(yù)熱段排氣完全、反應(yīng)斷 共聚充分的效果。
[0017] 優(yōu)選地，步驟1)中，所述混合過程中，混料機(jī)的速度為1200~1500rpm，混合5~ IOmin0
[0018] 本發(fā)明的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物阻垢劑機(jī)理與阻垢率高的原 因在于：
[0019] 該阻垢劑能與水溶液中部分鈣離子發(fā)生螯合作用形成穩(wěn)定的可溶性螯合物，減少 了Ca2+與C0,的結(jié)合機(jī)會(huì)，從而達(dá)到阻垢(垢即CaCO 3沉淀物)作用外，同時(shí)還能與碳酸鈣晶 體界面上的鈣離子發(fā)生螯合作用，使得垢晶體在小于其臨界核心尺寸下一旦形成后，其進(jìn) 一步的生長(zhǎng)受阻，不能達(dá)到超過臨界晶核的尺寸，隨之因不能生長(zhǎng)而再次消散，也達(dá)到了阻 垢作用。因此，本發(fā)明的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物阻垢劑同時(shí)具有兩個(gè)強(qiáng) 的作用：既能與水中的陽離子螯合，又能與垢晶體中的陽離子結(jié)合而阻止了垢的進(jìn)一步生 長(zhǎng)，所以阻垢能力提高，能適合更高硬度的水。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻 垢劑及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 本發(fā)明各實(shí)施例的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢劑組分如表1 所示。
[0022] 上述實(shí)施例的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的制備方法，依次包括以 下步驟：
[0023] 1)按照設(shè)計(jì)比例取丙烯酸，聚甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，在混合機(jī)中混合均勻，混 合時(shí)，混料機(jī)的速度為1200~1500rpm，混合5~lOmin。；
[0024] 2)將混合好的材料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)八區(qū)熔融混合擠出造粒，其中雙螺桿擠出機(jī)的 溫度控制為：
[0025] 1 區(qū)為 180 ~225°C，2 區(qū)為 185 ~230°C，3 區(qū)為 185 ~230°C，4 區(qū)為 185 ~230°C，5 區(qū)為 185~230°C，6區(qū)為185~230°C，7區(qū)為185~230°C，8區(qū)為185~225°C，機(jī)頭溫度為185~225 °C，熔體溫度控制在185~230°C。
[0026] 對(duì)本實(shí)施例所得產(chǎn)品在高硬度（總硬度2 700mg/L)的水中的靜態(tài)阻垢率進(jìn)行檢 測(cè)，其結(jié)果如表1所示。
[0027] 表 1

[0029]表1檢測(cè)結(jié)果可見，本發(fā)明的丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的靜態(tài)阻 垢率均在80%以上，特別是對(duì)高硬度水具有優(yōu)良的阻垢效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢劑，其特征在于:該阻垢劑中 各組分按照重量百分比計(jì)為： 丙烯酸50~70%，聚甲基丙烯酸甲酯20~45%，丙烯腈5~25%。2. 根據(jù)權(quán)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劑，其特征 在于：該阻垢劑中各組分按照重量百分比計(jì)為：丙烯酸55~65%，聚甲基丙烯酸甲酯25~ 35%，丙烯腈10~20%。3. -種權(quán)利要求1所述丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的制備方法，依次包 括以下步驟： 1) 按照設(shè)計(jì)比例取丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈，在混料機(jī)中混合均勻； 2) 將混合好的材料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)八區(qū)熔融混合擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)各區(qū) 的溫度控制為： 1 區(qū)為 180 ~225°C，2 區(qū)為 185 ~230°C，3 區(qū)為 185 ~230°C，4 區(qū)為 185 ~230°C，5 區(qū)為 185 ~230°C，6區(qū)為185~230°C，7區(qū)為185~230°C，8區(qū)為185~225°C，機(jī)頭溫度為185~225°C， 熔體溫度控制在185~230°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物的制備方法，其特征 在于:步驟1)中，所述混合時(shí)，混料機(jī)的速度為1200~1500rpm，混合5~lOmin。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈共聚物水阻垢劑及其制備方法。該阻垢劑中各組分按照重量百分比計(jì)為：丙烯酸50～70％，聚甲基丙烯酸甲酯20～45％，丙烯腈5～25％。其制備方法包括以下步驟：1)按照設(shè)計(jì)比例取丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈，在混料機(jī)中混合均勻；2)將混合好的材料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)八區(qū)熔融混合擠出造粒。該阻垢劑對(duì)高硬度地?zé)崴哂休^好的阻垢效果。同時(shí)，其制備方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。
【IPC分類】C08F265/04, C08F220/44, C08F220/06, C02F5/12
【公開號(hào)】CN105504176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510899995
【發(fā)明人】林峰, 余貴春, 向世民
【申請(qǐng)人】湖北地大熱能科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日