一种用于阻垢缓蚀剂的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法与流程

本发明涉及阻垢缓蚀剂，具体为一种用于阻垢缓蚀剂的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法。

背景技术：

1、水解聚马来酸酐具有良好的阻垢和缓蚀性能，广泛应用在油田管道、仪器防腐、工业循环冷却水处理等方面?？⒏咦韫负突菏葱阅艿乃饩勐砝此狒哂兄匾囊庖?。甜菜碱是一种两性离子型基团，同时具有阴离子和阳离子基团，在表面活性剂、缓蚀剂、水处理剂等领域有广阔的应用前景。中国cn108751446b公开了以磺酸类共聚物、马来酸酐类共聚物等作为结垢抑制剂，与十二烷基二甲基甜菜碱等进行复配，得到一种环保型多功能阻垢剂；对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钡有显著的阻垢效果。但是该专利的阻垢剂没有表现出很好的缓蚀性能。不利于其在油田管道防腐、仪器设备防腐等领域中的实际应用。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：解决了传统的水解聚马来酸酐阻垢和缓蚀性能不佳的问题。

2、本发明提供技术方案是：一种水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法：向反应釜中加入水、100质量份马来酸酐、2-10质量份丙烯酸类单体、6-20质量份乙二醇双(丙烯?；溥蜻撅а?醚，升温至90-95℃，混匀后升温至反应温度，滴加质量分数为35-50%氢氧化钠水溶液，控制滴加时间为30-40min；再加入0.7-0.86质量份催化剂过硫酸钾，搅拌反应后将溶液蒸发直至大量沉淀物析出，抽滤、乙醇洗涤滤饼，得到水解聚马来酸酐甜菜碱。

3、优选的，乙二醇双(丙烯?；溥蜻撅а?醚的化学结构式如下：

4、；n为7-11中的任一整数。

5、优选的，丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。

6、优选的，反应温度为100-105℃，搅拌反应的时间为2-4h。

7、优选的，乙二醇双(丙烯?；溥蜻撅а?醚的制备方法如下：

8、步骤（1）：向烧瓶中加入甲苯溶剂、乙二胺、乙二醇双(丙腈)醚，混匀后加入催化剂环八硫（s8），升温至80-90℃，反应12-15h，浓缩溶液，加入三氯甲烷和水，萃取分离后，有机相浓缩，产物用丙酮重结晶，得到乙二醇双(咪唑啉)醚。

9、步骤（2）：在冰浴下向烧瓶中加入二氯甲烷溶剂、100质量份乙二醇双(咪唑啉)醚、75-80质量份三乙胺和72-78质量份丙烯酰氯，然后在室温下反应12-18h，浓缩溶液，产物在丙酮中重结晶，得到乙二醇双(丙烯?；溥蜻?醚。

10、步骤（3）：向烧瓶中加入溶剂、乙二醇双(丙烯?；溥蜻?醚、1-氯烷基化合物，在75-85℃的温度下反应为24-48h；反应后浓缩溶液，产物在乙醇中重结晶，得到乙二醇双(丙烯?；溥蜻撅а?醚。

11、优选的，步骤（1）中乙二胺、环八硫的质量分别是乙二醇双(丙腈)醚质量的160-190%、5.5-7%。

12、优选的，步骤（3）中1-氯烷基化合物的质量是乙二醇双(丙烯?；溥蜻?醚质量的85-120%。

13、优选的，步骤（3）中溶剂包括乙醇和/或异丙醇。

14、优选的，1-氯烷基化合物的化学结构式为；n为7-11中的任一整数。

15、优选的，水解聚马来酸酐甜菜碱在阻垢缓蚀剂的应用。

16、本发明的技术效果是：本发明以环八硫（s8）作为催化剂，将含有醚键的乙二醇双(丙腈)醚与乙二胺发生环化反应，得到乙二醇双(咪唑啉)醚，再与丙烯酰胺和1-氯烷基化合物进行反应，得到新型的乙二醇双(丙烯?；溥蜻?醚单体。进一步在过硫酸钾、氢氧化钠的催化体系下，马来酸酐、丙烯酸类单体与乙二醇双(丙烯?；溥蜻?醚发生水解开环和共聚反应，得到水解聚马来酸酐甜菜碱。在聚合反应体系中加入氢氧化钠，通过酸碱中和反应放热的原理，在反应过程中提供热量，可以起到减少能源消耗的效果。同时加入的丙烯酸类单体，其双键的活性大于马来酸酐，可以促进马来酸酐发生聚合反应，有利于提高产品的收率。

17、本发明的水解聚马来酸酐甜菜碱的主链含有大量的羧酸负离子、醚键氧原子和咪唑啉杂环可以与钙离子发生配位螯合作用，使水解聚马来酸酐甜菜碱可以吸附在碳酸钙、磷酸钙晶体表面，抑制碳酸钙、磷酸钙发生结晶作用而形成晶垢，从而对碳酸钙和阻磷酸钙表现出优异的阻垢性能。

18、本发明的水解聚马来酸酐甜菜碱，含有丰富羧基负离子、季铵盐阳离子，可以形成独特的甜菜碱结构，与q235钢材表面可以形成很强的配位作用，并且醚键和咪唑啉环也可以与钢材表面形成配位作用，在腐蚀过程中，水解聚马来酸酐甜菜碱可以在钢材表面形成致密稳定的聚合物膜，可以阻碍酸等腐蚀介质直接与钢材表面接触而发生腐蚀现象，从而具有很高的缓蚀率和优异的缓蚀性能。

技术特征：

1.一种用于阻垢缓蚀剂的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：向反应釜中加入水、100质量份马来酸酐、2-10质量份丙烯酸类单体、6-20质量份乙二醇双(丙烯?；溥蜻撅а?醚，升温至90-95℃，混匀后升温至反应温度，滴加质量分数为35-50%氢氧化钠水溶液，再加入0.7-0.86质量份催化剂过硫酸钾，搅拌反应后将溶液蒸发直至沉淀物析出，抽滤、洗涤滤饼，得到水解聚马来酸酐甜菜碱；

2.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。

3.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述反应温度为100-105℃，搅拌反应的时间为2-4h。

4.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述滴加氢氧化钠水溶液的时间为30-40min。

5.根据权利要求1所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述乙二醇双(丙烯?；溥蜻撅а?醚的制备方法如下：

6.根据权利要求5所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中乙二胺、环八硫的质量分别是乙二醇双(丙腈)醚质量的160-190%、5.5-7%。

7.根据权利要求5所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中溶剂为乙醇和/或异丙醇。

8.根据权利要求5所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中1-氯烷基化合物的质量是乙二醇双(丙烯?；溥蜻?醚质量的85-120%。

9.根据权利要求5所述的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，其特征在于，所述1-氯烷基化合物的化学结构式为；n为7-11中的任一整数。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的水解聚马来酸酐甜菜碱在阻垢缓蚀剂的应用。

技术总结
本发明涉及阻垢缓蚀剂技术领域，且公开了一种用于阻垢缓蚀剂的水解聚马来酸酐甜菜碱的制备方法，本发明在过硫酸钾、氢氧化钠的催化体系下，马来酸酐、丙烯酸类单体与乙二醇双(丙烯?；溥蜻?醚发生水解开环和共聚反应，得到水解聚马来酸酐甜菜碱。其主链含有大量的羧酸负离子、醚键氧原子和咪唑啉杂环可以与钙离子发生配位螯合作用，使水解聚马来酸酐甜菜碱可以吸附在碳酸钙、磷酸钙晶体表面，抑制碳酸钙、磷酸钙发生结晶作用而形成晶垢，从而对碳酸钙和阻磷酸钙表现出优异的阻垢性能。同时具有很高的缓蚀率和优异的缓蚀性能。

技术研发人员：孙位仕,陈名秀,黄建林,张德峰,岳鑫,张雲龙,卢文广,胡贵文,钟志磊
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>安徽海螺制剂工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6