一种亲水环保型多功能阻垢剂及其制备方法和应用

1.本发明属于聚合物高分子及水处理技术领域，尤其涉及一种亲水环保型多功能阻垢剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.在油田开发过程中，流体会经过油气层从油气藏里面流出，先后经过井筒、井口最后到达地面的集输系统，而地层水中的成垢离子受到油气水平衡状态的变化以及压力、温度变化等影响，导致无机盐垢沉积而生成垢。在油气田的开发过程当中，结垢问题是一个严重的问题，尤其是随着油气田开发的深入，结垢问题显得更加突出，开发成本也日益增加。
3.油田结垢有两大类：一是碳酸盐垢，以caco3最为常见；二是硫酸盐垢，以caso4、baso4尤为常见。碳酸盐垢比较容易防治，可以采用无机酸清洗，但清洗过程中会造成设备“过腐蚀现象”。硫酸盐垢由于溶度积很小、结构致密、硬度较大，用传统的酸洗化学方法很难清除，油田只能采取停产换管或物理清除手段，严重影响油田生产。
4.目前，油田防垢采用最广泛和有效的方法是加入化学阻垢剂。随着水处理技术不断地发展，“绿色阻垢剂”已经成为21世纪工业水处理剂的发展方向，用于碳酸盐和硫酸盐结垢的商业阻垢剂通常是聚合物，如聚(丙烯酸)、聚马来酸、聚天冬氨酸、聚磷酸盐等。有些阻垢剂存在官能团单一抑制性能不突出的问题。另外目前主流的阻垢剂还是多以磷系配方为主，含磷物质的过多排放会使水体富营养化给环境带来危害。随着人们环保意识的提高，国家已开始实施和管控与环境相关的各类危害化学物质的排放标准，所以对于绿色多功能阻垢剂的研发已经成为当务之急。聚天冬氨酸(pasp)是一种带有羧酸侧链的聚氨基酸高分子物质，既能生物降解，又具有螯合和分散等功能。由于聚天冬氨酸分子结构方面的特征，使得其容易与金属离子吸附或结合，具有防止水垢的作用，在水处理上可用于防止caco3和caso4垢的形成。此外，共聚物阻垢剂由于具有多个官能团，表现出强络合作用和大分子的优良分散特性，而且能够对不同类型的垢种显示出优良性能，受到了广泛关注。低磷或无磷的高效共聚物阻垢剂取缔传统型磷系单一官能团阻垢剂已日渐成为水处理行业发展的一种趋势，因此开发绿色多功能的阻垢剂意义重大。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种亲水环保型多功能阻垢剂及其制备方法和应用。本发明提供的多功能阻垢剂不但绿色环保，而且阻垢性能较好，对不同垢种表现出优良的阻垢效果。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一方面，本发明提供一种亲水环保型多功能阻垢剂，该阻垢剂是由聚琥珀酰亚胺和三元共聚物接枝形成的复合共聚物；其中，三元共聚物为衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠共聚物，聚琥珀酰亚胺和三元共聚物的质量比为(1～2)：(2～4)。
8.优选的，该复合共聚物的数均分子量为15000～19000。
9.优选的，三元共聚物为单体衣康酸、单体丙烯酰胺和单体烯丙基磺酸钠的聚合产物；单体衣康酸、单体丙烯酰胺和单体烯丙基磺酸钠的摩尔比为(0.5～1)：2：(1～1.5)。
10.第二方面，本发明提供一种上述亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
11.s1.将聚琥珀酰亚胺和三元共聚物混合，加入碱溶液控制ph为9～10，并在加热条件下进行接枝反应；
12.s2.反应结束后，调节ph至中性，得到多功能阻垢剂。
13.优选的，步骤s1中，三元共聚物的制备方法，包括以下步骤：
14.分别配制衣康酸溶液、烯丙基磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液和引发剂溶液；
15.将衣康酸溶液升温至75～80℃后，向衣康酸溶液中加入烯丙基磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液和引发剂溶液，于85～95℃下反应2～4h，得到三元共聚物。
16.优选的，步骤s1中，按质量百分数计，聚琥珀酰亚胺的用量为10％～20％，三元共聚物的用量为20％～40％，其余为去离子水和碱溶液。
17.优选的，步骤s1中，碱溶液包括氢氧化钠溶液，加热温度为40～60℃，反应时间为8～24h。
18.优选的，步骤s2中，调节ph至中性后，还包括将产物溶液用无水乙醇析出固体，经过滤、洗涤、真空干燥，得到亲水环保型多功能阻垢剂。
19.第三方面，本发明提供一种上述亲水环保型多功能阻垢剂在水体阻垢中的应用，尤其用于油田开发过程中的水处理。
20.优选的，将本发明提供的亲水环保型多功能阻垢剂用于水体阻垢时，阻垢剂浓度为10～30mg/l。
21.本发明的有益效果是：
22.本发明由聚琥珀酰亚胺和衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠三元共聚物接枝形成的复合共聚物同时具备羧基、酰胺基、磺酸基三种基团，羧基是抑制钙垢形成的最主要的基团，磺酸基具备更强的引发晶格畸变能力，酰胺基通过形成氢键提高阻垢剂溶解度，从而使得阻垢剂具有良好的分散性能、金属吸附能力以及阻垢性能。
23.本发明从可持续发展的角度出发，进行性能优良且符合绿色化学发展规划的阻垢剂的研发，提供的阻垢剂分子中不含磷，不但减少水体营养化，还保证其具有很好的生物降解性能，满足环保、可降解需求。
24.本发明有效解决了常规药剂对caco3、caso4、baso4等垢的阻垢性能缺乏广谱性的问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。
26.图1为本发明实施例2制备的ia-am-sas三元共聚物红外光谱图；
27.图2为实施例2制备的pasp-(ia-am-sas)共聚物红外光谱图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
29.本发明实施例提供一种亲水环保型多功能阻垢剂，该阻垢剂是由聚琥珀酰亚胺和三元共聚物接枝形成的复合共聚物；其中，三元共聚物为衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠共聚物。该复合共聚物的结构如下式(i)或式(ii)所示：
[0030][0031]
在一些具体的实施方式中，聚琥珀酰亚胺和三元共聚物的质量比为(1～2)：(2～4)，优选为(1.5～2)：(3～4)，更优选为1.5:3。
[0032]
在一些具体的实施方式中，三元共聚物是单体衣康酸、单体丙烯酰胺和单体烯丙基磺酸钠共聚得到的聚合产物。
[0033]
在一些较优的实施方式中，三元共聚物具有如下结构通式：
[0034][0035]
式中，m、q、z分别代表单体衣康酸、单体丙烯酰胺和单体烯丙基磺酸钠的摩尔数，并且m：q：z＝(0.5～1)：2：(1～1.5)。
[0036]
在一些实施方式中，本发明提供的亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
[0037]
s1.按质量百分数，称取聚琥珀酰亚胺10％～20％、三元共聚物20％～40％，其余为氢氧化钠碱溶液和去离子水，各组分质量百分数之和为100％。将聚琥珀酰亚胺和三元共聚物混合，加入碱溶液控制ph为9～10，在温度为40～60℃下反应8～24h；
[0038]
s2.反应结束后，调节ph至中性，然后将产物溶液用无水乙醇析出固体，经过滤、洗涤、真空干燥，得到亲水环保型多功能阻垢剂。
[0039]
合成聚天冬氨酸(pasp)的中间体聚琥珀酰亚胺(psi)具有很高的反应活性，本发明通过将衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠三元共聚物与psi进行开环反应改性，进而将羧基、磺酸基等功能基团引入到pasp分子链上。具体反应过程如下：
[0040][0041]
烯烃类单体均含有碳碳双键，在发生聚合时，衣康酸、丙烯酰胺和烯丙基磺酸钠的碳碳双键发生断裂，然后进行链式聚合。在一些实施方式中，步骤s1中，三元共聚物由衣康酸、烯丙基磺酸钠、丙烯酰胺在引发剂的存在下发生共聚反应得到。反应式如下：
[0042][0043]
具体包括以下步骤：
[0044]
分别配制衣康酸溶液、烯丙基磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液和引发剂溶液；
[0045]
将衣康酸溶液升温至75～80℃后，向衣康酸溶液中加入烯丙基磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液和引发剂溶液，于85～95℃下反应2～4h，得到三元共聚物。
[0046]
在一些具体的实施方式中，引发剂可以是高分子聚合领域已知的常用的引发剂，包括但不限于过硫酸铵。引发剂的用量为衣康酸、烯丙基磺酸钠、丙烯酰胺单体总质量的8～12％。
[0047]
为使本发明实施目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0048]
实施例1
[0049]
一种亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
[0050]
s1.制备衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠(ia-am-sas)三元共聚物
[0051]
在配备温度计、冷凝回流装置、搅拌子的四口圆底烧瓶中投入衣康酸和去离子水，开动搅拌器搅拌均匀，升温至55-60℃直至衣康酸溶解完全，其中，衣康酸与去离子水质量体积比为1:3；将丙烯磺酸钠和丙烯酰胺与去离子水混合，常温下搅拌溶解得到丙烯磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液，移至恒压漏斗。其中，丙烯磺酸钠/丙烯酰胺总质量与去离子水的质量体积比为1:2；将过硫酸铵溶解在去离子水中，移至恒压漏斗，得到质量浓度为30％的过硫酸铵溶液。其中，衣康酸、丙烯酰胺、丙烯磺酸钠单体的摩尔比为0.5:2:1，过硫酸铵为衣康酸、丙烯磺酸钠、丙烯酰胺单体总质量的8％；将圆底烧瓶中体系的温度升温至80℃，然后滴加丙烯磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液，同时向体系中滴加过硫酸铵溶液，滴加1h完毕后将温度升至85℃，反应2h，得到衣康酸/丙烯酰胺/丙烯磺酸钠(ia-am-sas)共聚物溶液。将共聚物溶液冷却称重后通过2000da透析膜除去未反应单体，冷冻干燥48h获得纯化后聚合物产品(ia-am-sas)。通过凝胶渗透色谱测得三元聚合物ia-am-sas数均分子量为3056。
[0052]
s2.制备pasp-(ia-am-sas)共聚物阻垢剂
[0053]
按照质量百分数称取以下组分：聚琥珀酰亚胺10％、ia-am-sas共聚物20％、其余为去离子水及氢氧化钠溶液(15％)，各组分质量百分数之和为100％。
[0054]
将ia-am-sas溶解在氢氧化钠溶液中备用；取聚琥珀酰亚胺于四口烧瓶中，加去离子水，得到聚琥珀酰亚胺悬浮液；搅拌下向聚琥珀酰亚胺悬浮液中滴加ia-am-sas的氢氧化钠溶液进行反应，反应过程中不断用质量分数为15％的naoh溶液调节反应体系的ph值至9～10，60℃下反应8h；反应结束后，用hcl(15％)溶液将混合物的ph调节至7
±
0.5。将所得中性混合液加入四倍体积的无水乙醇中，待有黏稠的浅黄色沉淀物析出，过滤，再用无水乙醇洗涤数次，得黏稠棕黄色膏状物，于60℃的真空干燥箱中烘干即得聚天冬氨酸的接枝共聚物pasp-(ia-am-sas)。测得聚合物产品的数均分子量约为15000。
[0055]
实施例2
[0056]
一种亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
[0057]
s1.制备衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠三元共聚物
[0058]
在配备温度计、冷凝回流装置、搅拌子的四口圆底烧瓶中投入衣康酸和去离子水，开动搅拌器搅拌均匀，升温至55-60℃直至衣康酸溶解完全，其中，衣康酸与去离子水质量体积比为1:3；将丙烯磺酸钠和丙烯酰胺与去离子水混合，常温下搅拌溶解得到丙烯磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液，移至恒压漏斗。其中，丙烯磺酸钠/丙烯酰胺总质量与去离子水的质量体积比为1:2；将过硫酸铵溶解在去离子水中，移至恒压漏斗，得到质量浓度为30％的过硫酸铵溶液。其中，衣康酸、丙烯酰胺、丙烯磺酸钠单体的摩尔比为0.5:2:1.5，过硫酸铵为衣康酸、丙烯磺酸钠、丙烯酰胺单体总质量的10％；将圆底烧瓶中体系的温度升温至80℃，然后滴加丙烯磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液，同时向体系中滴加过硫酸铵溶液，滴加1h完毕后将温度升至90℃，反应3h，得到衣康酸/丙烯酰胺/丙烯磺酸钠(ia-am-sas)共聚物溶液。将共聚物溶液冷却称重后通过2000da透析膜除去未反应单体，冷冻干燥48h获得纯化后聚合物产品(ia-am-sas)。通过凝胶渗透色谱测得三元聚合物ia-am-sas数均分子量为4378。
[0059]
s2.制备pasp-(ia-am-sas)共聚物阻垢剂
[0060]
按照质量百分数称取以下组分：聚琥珀酰亚胺15％、ia-am-sas共聚物30％、其余为去离子水及氢氧化钠溶液(15％)，各组分质量百分数之和为100％。
[0061]
将ia-am-sas溶解在氢氧化钠溶液中备用；取聚琥珀酰亚胺于四口烧瓶中，加去离子水，得到聚琥珀酰亚胺悬浮液。搅拌下向聚琥珀酰亚胺悬浮液中滴加ia-am-sas的氢氧化钠溶液进行反应，反应过程中不断用naoh溶液调节反应体系的ph值至9～10，50℃下反应16h；反应结束后，用hcl(15％)溶液将混合物的ph调节至7
±
0.5。将所得中性混合液加入四倍体积的无水乙醇中，待有黏稠的浅黄色沉淀物析出，过滤，再用无水乙醇洗涤数次，得黏稠棕黄色膏状物，于60℃的真空干燥箱中烘干即得聚天冬氨酸的接枝共聚物pasp-(ia-am-sas)。测得聚合物产品的数均分子量约为19000。
[0062]
图1为本实施例制备的ia-am-sas三元共聚物红外光谱图，由图1中曲线可见，3439.5cm-1
的吸收峰归属于非缔合酰胺基n-h键的伸缩振动，2938.6cm-1
为亚甲基的伸缩振动吸收峰，2360.7cm-1
为共聚物羧基中-oh吸收峰，1663.5cm-1
处为羰基的伸缩振动吸收峰，1403.6cm-1
为羧酸中的α-亚甲基吸收峰，1198.4cm-1
是磺酸基s＝o键的不对称吸收峰，1040.8cm-1
是磺酸基s＝o键的对称吸收峰，782cm-1
是s-o键的伸缩振动峰，612.6cm-1
是c-s伸缩吸收振动峰。另外结合在1620-1640cm-1
处没有c＝c键的吸收峰信号可知单体发生了共聚反应，证明了成功制备ia-am-sas三元共聚物，且该共聚物分子中含有羧酸基、酰胺基、磺酸基等官能团，表明具有阻垢活性。
[0063]
图2为本实施例制备的pasp-(ia-am-sas)共聚物的红外光谱图，由图2中曲线可见，对于psi，1165cm-1
和1214cm-1
是c-c键的伸缩振动峰；1797、1716cm-1
两处都出现c＝o的特征峰，这是由隔一个n的相邻两个c＝o偶合作用产生的。3496、1396cm-1
处分别是-conh中的n-h键振动吸收峰和c-n振动吸收峰，2954cm-1
处是次甲基的特征峰，说明psi中具备一个五元环酰亚胺单元结构。
[0064]
而对于pasp-(ia-am-sas)，其中3424cm-1
为酰胺基中n-h的伸缩振动吸收峰，2940cm-1
为亚甲基的伸缩振动吸收峰，1666cm-1
处的峰为羧基中c＝o的吸收峰，1594cm-1
处的强峰为酰胺基中c＝o的吸收峰，1402cm-1
为酰胺中c-n的弯曲振动峰，峰的强度较psi增加，这表明psi成功开环。1197cm-1
是磺酸基s＝o键的不对称吸收峰，1045cm-1
是磺酸基s＝o键的对称吸收峰，780cm-1
是s-o键的伸缩振动峰，610cm-1
是c-s伸缩吸收振动峰，529cm-1
处的峰为n-h面外摇摆弯曲振动峰。这些都说明psi开环并与ia-am-sas发生了反应，成功将ia-am-sas接入psi形成pasp-(ia-am-sas)共聚物。
[0065]
实施例3
[0066]
一种亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
[0067]
s1.制备衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠三元共聚物
[0068]
在配备温度计、冷凝回流装置、搅拌子的四口圆底烧瓶中投入衣康酸和去离子水，开动搅拌器搅拌均匀，升温至55-60℃直至衣康酸溶解完全，其中，衣康酸与去离子水质量体积比为1:3；将丙烯磺酸钠和丙烯酰胺与去离子水混合，常温下搅拌溶解得到丙烯磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液，移至恒压漏斗。其中，丙烯磺酸钠/丙烯酰胺总质量与去离子水的质量体积比为1:2；将过硫酸铵溶解在去离子水中，移至恒压漏斗，得到质量浓度为30％的过硫酸铵溶液。其中，衣康酸、丙烯酰胺、丙烯磺酸钠单体的摩尔比为1:2:1.5，过硫酸铵为衣康酸、丙烯磺酸钠、丙烯酰胺单体总质量的12％；将圆底烧瓶中体系的温度升温至80℃，然后滴加丙烯磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液，同时向体系中滴加过硫酸铵溶液，滴加1h完毕后将温度升至95℃，反应4h，得到衣康酸/丙烯酰胺/丙烯磺酸钠(ia-am-sas)共聚物溶液。将共聚物溶液冷却称重后通过2000da透析膜除去未反应单体，冷冻干燥48h获得纯化后聚合物产品(ia-am-sas)。通过凝胶渗透色谱测得三元聚合物ia-am-sas数均分子量为5257。
[0069]
s2.制备pasp-(ia-am-sas)共聚物阻垢剂
[0070]
按照质量百分数称取以下组分：聚琥珀酰亚胺20％、ia-am-sas共聚物40％、其余为去离子水及氢氧化钠溶液(15％)，各组分质量百分数之和为100％。
[0071]
将ia-am-sas溶解在氢氧化钠溶液中备用；取聚琥珀酰亚胺于四口烧瓶中，加去离子水，得到聚琥珀酰亚胺悬浮液。搅拌下向聚琥珀酰亚胺悬浮液中滴加ia-am-sas的氢氧化钠溶液进行反应，反应过程中不断用naoh溶液调节反应体系的ph值至9～10，40℃下反应24h；反应结束后，用hcl(15％)溶液将混合物的ph调节至7
±
0.5。将所得中性混合液加入四倍体积的无水乙醇中，待有黏稠的浅黄色沉淀物析出，过滤，再用无水乙醇洗涤数次，得黏稠棕黄色膏状物，于60℃的真空干燥箱中烘干即得聚天冬氨酸的接枝共聚物pasp-(ia-am-sas)。测得聚合物产品的数均分子量约为17000。
[0072]
性能测试：
[0073]
实施例1～3中，碳酸钙、硫酸钙以及硫酸钡阻垢率的测定方法如下所述：
[0074]
准确称取0.50g阻垢剂用少量去离子水溶解后转移至250ml容量瓶中稀释至刻度，
得到阻垢剂溶液。
[0075]
碳酸钙：取200ml去离子水于250ml的容量瓶中，加入事先配置好的cacl2溶液，使ca
2+
含量为96.00mg
·
ml-1
。三组实验，分别准确加入1.25ml、2.50ml、3.75ml阻垢剂溶液，静置10min，然后边摇动边加入事先配置好的na2co3溶液，使co
32-含量为150.72mg
·
ml-1
。加去离子水稀释至刻度装至磨口三角瓶中，放入50℃
±
1℃水浴中恒温半小时后静置16h。
[0076]
硫酸钙：取150ml去离子水于250ml的容量瓶中，加入事先配置好的cacl2溶液，使ca
2+
含量为3000mg
·
ml-1
。三组实验，分别准确加入1.25ml、2.50ml、3.75ml阻垢剂溶液，静置10min，然后边摇动边加入事先配置好的na2so4溶液，使so
42-含量为7335mg
·
ml-1
。加去离子水稀释至刻度装至磨口三角瓶中，放入50℃
±
1℃水浴中恒温半小时后静置24h。
[0077]
硫酸钡：取200ml去离子水于250ml的容量瓶中，加入事先配置好的bacl2溶液，使ba
2+
含量为2.8mg
·
ml-1
。三组实验，分别准确加入2.50ml、3.75ml阻垢剂溶液，静置10min，然后边摇动边加入事先配置好的na2so4溶液，使so
42-含量为2.06mg
·
ml-1
。加去离子水稀释至刻度装至磨口三角瓶中，放入50℃
±
1℃水浴中恒温半小时后静置24h。
[0078]
反应完成后，将溶液冷却到室温，用定量滤纸过滤。将caco3、caso4和baso4的滤液分别用乙二胺四乙酸(edta)标准溶液进行滴定，以测定ca
2+
和ba
2+
的浓度。阻垢性能如表1、2、3所示。
[0079]
由表1～3可知实施例1～3中所制备的阻垢剂因单体比例和制备条件的不同阻垢效率有所差异。
[0080]
表1碳酸钙静态试验
[0081][0082]
由表1可知，本发明提供的阻垢剂对碳酸钙具有良好的抑制性能，在30mg/l时可达到99.6％的阻垢效率。
[0083]
表2硫酸钙静态试验
[0084][0085]
由表2可知，本发明提供的阻垢剂对硫酸钙具有良好的抑制性能弥补了ia-am-sas三元聚合物在硫酸钙阻垢性能上的不足，用30mg/l的阻垢剂即可达到95.6％的阻垢效率。
[0086]
表3硫酸钡静态试验
[0087][0088]
由表3可知，本发明提供的阻垢剂对硫酸钡也具有良好的抑制性能，用30mg/l的阻垢剂即可达到90.2％的阻垢效率。
[0089]
综上所述，本发明提供的阻垢剂不但不含磷，满足环保、可降解需求，而且能够同时抑制水体中caco3、caso4、baso4的形成，能够在复杂水系中得到应用，具有广谱性。
[0090]
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
[0091]
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种亲水环保型多功能阻垢剂，其特征在于，所述阻垢剂是由聚琥珀酰亚胺和三元共聚物接枝形成的复合共聚物；其中，所述三元共聚物为衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠共聚物，所述聚琥珀酰亚胺和所述三元共聚物的质量比为(1～2)：(2～4)。2.根据权利要求1所述的亲水环保型多功能阻垢剂，其特征在于，所述复合共聚物的数均分子量为15000～19000。3.根据权利要求1所述的亲水环保型多功能阻垢剂，其特征在于，所述三元共聚物为单体衣康酸、单体丙烯酰胺和单体烯丙基磺酸钠的聚合产物；所述单体衣康酸、单体丙烯酰胺和单体烯丙基磺酸钠的摩尔比为(0.5～1)：2：(1～1.5)。4.根据权利要求1～3任一项所述的亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括：s1.将聚琥珀酰亚胺和三元共聚物混合，加入碱溶液控制ph为9～10，并在加热条件下进行接枝反应；s2.反应结束后，调节ph至中性，得到所述亲水环保型多功能阻垢剂。5.根据权利要求4所述的亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述三元共聚物的制备方法，包括以下步骤：分别配制衣康酸溶液、烯丙基磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液和引发剂溶液；将所述衣康酸溶液升温至75～80℃后，向衣康酸溶液中加入烯丙基磺酸钠/丙烯酰胺混合溶液和引发剂溶液，于85～95℃下反应2～4h，得到所述三元共聚物。6.根据权利要求4所述的亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，按质量百分数计，所述聚琥珀酰亚胺的用量为10％～20％，所述三元共聚物的用量为20％～40％，其余为去离子水和碱溶液。7.根据权利要求4所述的亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液，所述反应的温度为40～60℃，反应时间为8～24h。8.根据权利要求4所述的亲水环保型多功能阻垢剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，调节ph至中性后，还包括将产物溶液用无水乙醇析出固体，经过滤、洗涤、真空干燥，得到所述亲水环保型多功能阻垢剂。9.如权利要求1～3任一项所述的亲水环保型多功能阻垢剂在水体阻垢中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述亲水环保型多功能阻垢剂按照10～30mg/l的浓度进行使用。

技术总结
本发明公开了一种亲水环保型多功能阻垢剂及其制备方法和应用，所述阻垢剂是由聚琥珀酰亚胺和三元共聚物接枝形成的复合共聚物；其中，所述三元共聚物为衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠共聚物，所述聚琥珀酰亚胺和所述三元共聚物的质量比为(1～2)：(2～4)。本发明由聚琥珀酰亚胺和衣康酸/丙烯酰胺/烯丙基磺酸钠三元共聚物接枝形成的复合共聚物同时具备羧基、酰胺基、磺酸基三种基团，从而使得阻垢剂不但绿色环保，而且阻垢性能较好，对不同垢种表现出优良的阻垢效果。出优良的阻垢效果。出优良的阻垢效果。


技术研发人员：张煜 马文涛
受保护的技术使用者：湖北民族大学
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/9/20