天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法
【专利摘要】天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法，它涉及一种可用作水处理药剂的聚天冬氨酸改性产物及其合成方法。本发明的目的是解决现有聚天冬氨酸改性产物合成工艺复杂、反应速度慢，产品性能不稳定、对CaCO3阻垢率偏低等缺点。天冬氨酸-衣康酸共聚物的结构式为合成过程为：以天冬氨酸和衣康酸为原料，在915±50MHz或2450±50MHz、200～10000W的微波条件下，加入少量催化剂和适量有机溶剂，辐射3～40min，合成中间体，此时有机溶剂全部以气体形式回收，中间体经纯水淋洗分离催化剂后进一步碱性水解得到天冬氨酸-衣康酸共聚物。本发明具有工艺简单、反应速度快、产率高、节能、污染少、产品性能明显提高的优点。
【专利说明】天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法，具体涉及一种可用作水 处理剂的天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法。
【背景技术】：
[0002] 水处理剂聚天冬氨酸的环境友好性使其成为近年来的研究热点。在较低的Ca2+浓 度条件下，对硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙、磷酸钙结垢有着良好的抑制性能。但一些研究表明： 在较高Ca 2+浓度和温度下，聚天冬氨酸的阻垢性能与目前所应用的含磷阻垢剂和其他可部 分生物降解的阻垢剂相比，还存在一定的差距，尤其是在抑制CaCO 3方面。为了增强这种绿 色水处理剂的阻垢性能，扩大应用范围，国内外的学者竞相对聚天冬氨酸进行了改性研究。
[0003] 聚天冬氨酸传统合成方法是由原料（天冬氨酸或其它原料）热缩聚合得到中间体 聚琥珀酰亚胺，再由聚琥珀酰亚胺的碱性水解而成。根据聚天冬氨酸传统工艺，可以考虑从 三处进行改性，即原料、中间体和最终产物。相应地有三种改性途径：一是改变合成原料； 二是通过其他的碱性物质（氢氧化钠除外），对中间产物聚琥珀酰亚胺开环，以引入除羟基 以外的基团；三是直接加入交联剂，对聚天冬氨酸进行交联改性。前两种途径主要用于水处 理剂聚天冬氨酸的改性，第三种方法用于医用聚天冬氨酸的改性。
[0004] 目前对原料改性的报道主要是通过天冬氨酸与其他物质共聚，如天冬氨酸与酒石 酸、己二酸等，但这些共聚物在抑制CaCO3结垢的性能方面没有显著提高，而且这些工艺都 是在传统加热方式下进行，反应速度慢，产率低，产品性能不稳定。
【发明内容】
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[0005] 鉴于上述聚天冬氨酸的改性现状，本发明提供一种天冬氨酸-衣康酸共聚物及 其合成方法，它可以解决现有方法对原料进行改性时存在反应速度慢、产率低、对CaCO 3阻 垢性能较差、溶剂与产物分离难等缺陷。本发明的天冬氨酸-衣康酸共聚物的结构式为：
【权利要求】
1. 天冬氨酸-衣康酸共聚物，其特征在于它的结构式为：式中y/ (y+x)的范围为〇· 1?1，x+y的范围为3?100。
2. 根据权利要求1所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物，其特征在于yAy+x)的范围为 0· 5?0· 9, x+y的范围为7?70。
3. 天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特征在于它按照如下步骤进行合成：以天 冬氨酸和衣康酸为原料，天冬氨酸与衣康酸的化学计量数之比为1 : 10?10 : 1，向原料 中加入催化剂和有机溶剂，在微波频率为915±50MHz或2450±50MHz、微波功率为200? 10000W的条件下，福射反应3?40min，反应得到中间体，中间体经碱性水解得到天冬氨 酸-衣康酸共聚物。其中催化剂与反应物的化学计量数之比为〇. 01?〇. 5 ;有机溶剂与反 应物的化学计量数之比为〇. 10?3. 0。
4. 根据权利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法其特征在于所述反应体 系的加热方式为微波加热，功率为400?8000W，辐射时间为3?20min。
5. 根据权利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特征在于所述天冬 氨酸与衣康酸的化学计量数之比为1 : 1?9 : 1。
6. 根据权利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特征在于所述催化 剂与反应物的化学计量数之比为〇. 04?0. 10。
7. 根据权利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特征在于所述有机 溶剂与反应物的化学计量数之比为〇. 3?2. 0。
8. 根据权利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特征在于所述催化 剂为磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸氢钠、磷酸二氢铵或磷酸二氢钠等。
9. 根据权利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特征在于所述有机 溶剂为二甲基亚砜、甲基乙烯砜、碳酸丙烯酯或碳酸二苯酯等。
10. 根据权利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特征在于所述有机 溶剂的沸点为180?310°C。
【文档编号】C02F5/12GK104292460SQ201410570775
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】张玉玲, 王吉龙, 倪世清, 黄帅斌, 胡志光, 李研, 冯雪 申请人:华北电力大学（保定）