專利名稱：無磷阻垢緩蝕劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)循環(huán)水用無磷阻垢緩蝕劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
工業(yè)用水中冷卻水用量居首，在60%以上，化學(xué)工業(yè)約占65%，石油工業(yè)約占 80%。采用循環(huán)冷卻，并提高濃縮倍數(shù)是節(jié)約冷卻用水的主要方法。循環(huán)冷卻水處理的主要目的是緩蝕、阻垢、殺生和防粘泥，但是通常很難采用一種 藥劑解決所有問題，需要整體對(duì)待，因此需要制成復(fù)合配方，以求最佳效果。為巰基苯丙噻唑防止循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢，通常是加入阻垢緩蝕劑解決該問 題。傳統(tǒng)的工業(yè)循環(huán)水阻垢緩蝕劑一般都采用有機(jī)膦酸，或有機(jī)膦酸鹽與鋅鹽及分散劑復(fù) 配而成，隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)廢水排放要求越來越嚴(yán)格，廢水中含磷富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)造成對(duì)環(huán)境 的影響越來越引起重視。國(guó)內(nèi)外從事水處理藥劑研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)都在研發(fā)高性能無磷阻垢緩蝕劑如硅 系配方，由于投加藥劑量大，且阻垢分散性能較差，已逐步被淘汰；鉬系(鎢)配方成本太高 而難以進(jìn)入市場(chǎng)，聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸均屬于綠色環(huán)保型新型分散劑，目前正逐步得 到應(yīng)用?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)外大部分無磷(膦)阻垢緩蝕劑多為雙組分或三組分，投加不方便，有些藥 劑還含有少量的磷(膦)或含有其它的重金屬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種工業(yè)循環(huán)水用無磷(膦)阻垢緩蝕劑。產(chǎn)品 為單一組分，具有投加方便、阻垢緩蝕性能優(yōu)良的特點(diǎn)。本發(fā)明無磷阻垢緩蝕劑是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩 蝕劑8-25份，助劑28-43份。其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或?qū)⑺饩垴R來酸酐、聚天冬 氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用。緩蝕劑為可溶性鋅鹽(如硫酸鋅、氯化鋅)和苯丙三氮唑(或甲基苯丙三氮唑)。緩蝕劑還可含有巰基苯丙噻唑。即緩蝕劑由可溶性鋅鹽、苯丙三氮唑、巰基苯丙噻 唑組成；或由或可溶性鋅鹽、甲基苯丙三氮唑、巰基苯丙噻唑組成。助劑用于助溶，可采用軟水、乙醇、濃硫酸、濃鹽酸、正丙醇等，即水溶性組分用軟 水、濃硫酸、濃鹽酸等溶劑，有機(jī)溶劑類組分用乙醇、正丙醇等溶劑。本發(fā)明無磷阻垢緩蝕劑所用組分采用工業(yè)級(jí)即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。本發(fā)明還提供了該無磷阻垢緩蝕劑的制備方法，即將各組分復(fù)配均勻，具體的該 方法是由如下步驟組成A、可溶性鋅鹽采用助劑溶解；B、加入分散阻垢劑，攪勻；C、再加入苯丙三氮唑和助劑，攪拌至溶液透明，即可。
本發(fā)明無磷阻垢緩蝕劑適合化工(大化肥、大甲醇等)、石化(煉油、乙烯等)、冶 金、電力等循環(huán)水系統(tǒng)的使用。應(yīng)用時(shí)投加濃度為60-100mg/L即可實(shí)現(xiàn)其優(yōu)異的阻垢性 能，對(duì)二價(jià)金屬離子如Ca2+、Mg2+具有優(yōu)良的分散性能，尤其是對(duì)S12+具有良好的穩(wěn)定性能； 同時(shí)對(duì)碳鋼、不銹鋼、銅或銅合金等材質(zhì)均有良好的緩蝕性能；該藥劑在高濃縮倍數(shù)、高含 鹽量條件下，阻垢緩蝕性能均能滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50050-2007的要 求。本發(fā)明無磷阻垢緩蝕劑徹底不含磷(膦)，也不含重金屬，完全可以滿足循環(huán)水排污水 達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996規(guī)定的二類污染物一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)環(huán)境友 好，因不含磷，循環(huán)水微生物更容易控制，殺菌劑量可顯著減少?？傊景l(fā)明無磷阻垢緩蝕 劑可以適應(yīng)高濃縮倍數(shù)條件的運(yùn)行，節(jié)約水資源，節(jié)省處理成本。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種無磷阻垢緩蝕劑，它是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩蝕劑8-25份，助劑觀_43份；其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或?qū)⑺饩垴R來酸酐、聚天冬 氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用；緩蝕劑為可溶性鋅鹽(硫酸鋅、氯化鋅)和苯丙三氮唑(或甲基苯丙三氮唑)； 緩蝕劑還可含有巰基苯丙噻唑。當(dāng)分散阻垢劑將水解聚馬來酸酐、聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與 丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用時(shí)，分散阻垢劑中各組分的重量配比為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物20-35份、水解聚馬來酸酐1-15份、聚天冬氨酸 0-15份、聚苯乙烯磺酸鈉0-15份。緩蝕劑中可溶性鋅鹽和苯丙三氮唑的重量配比為可溶性鋅鹽10-15份、苯丙三氮 唑(或甲基苯丙三氮唑)2-5份。若緩釋劑中添加巰基苯丙噻唑，其重量配比為0.5-2份。助劑的用量為將各組分充分溶劑即可。本發(fā)明無磷阻垢緩蝕劑的組分之一丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物(分散阻垢 劑)是按照如下方法制備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200-210份、丙烯酸甲酯20_30份、丙烯磺酸 鈉40-60份、去離子水650-700份、正丙醇135-150份，上述物質(zhì)依次加入裝有回流冷凝器 和攪拌裝置的反應(yīng)器中，升溫至85-90°C，同時(shí)滴加重量配比為40-50份濃度為40-60%的 過氧化物，2-2. 5小時(shí)滴加完畢，保溫2-3小時(shí)，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫 出料。優(yōu)選按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200份、丙烯酸甲酯20份、丙烯磺酸鈉 40份、去離子水700份、正丙醇150份，上述物質(zhì)依次加入裝有回流冷凝器和攪拌裝置的反 應(yīng)器中，升溫至85-90°C，同時(shí)滴加重量配比為40份濃度為50%的過氧化物，2小時(shí)滴加完 畢，保溫2小時(shí)，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出料。上述方法中過氧化物可采用過氧化氫、過氧化鈉等過氧化物，作用是引發(fā)聚合反 應(yīng)，滴加過氧化物是因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，若過快加入，會(huì)引起反應(yīng)物爆聚，無法得到目 標(biāo)產(chǎn)物。保溫的作用是熟化。按照上述方法得到的丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物固含量27士0.5%，極限粘數(shù)(300C )，dL/g :0. 056士0. 02。以下通過對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的描述說明但不限制本發(fā)明。以下實(shí)施例的測(cè)定、試驗(yàn)方法分別為 碳酸鈣阻垢性能測(cè)定方法采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16632-2008《水處理劑阻垢性能的測(cè)定碳酸鈣沉積法》 緩蝕性能測(cè)定方法采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18175-2000《水處理劑緩蝕性能的測(cè)定旋轉(zhuǎn)掛片法》 動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法采用化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 2160-2008《冷卻水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法》和GB 50050-2007 《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》。一、配制阻垢緩蝕劑以下實(shí)施例所用丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物是由如下方法制備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200份、丙烯酸甲酯20份、丙烯磺酸鈉40份、 去離子水700份、正丙醇150份，上述物質(zhì)依次加入裝有回流冷凝器和攪拌裝置的反應(yīng)器 中，升溫至85-90°C，同時(shí)滴加重量配比為40份濃度為50%的過氧化物，2小時(shí)滴加完畢，保 溫2小時(shí)，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出料。實(shí)施例1在反應(yīng)釜中加入10份硫酸鋅、27. 5份軟化水和5份工業(yè)硫酸Ol2SO4)，充分?jǐn)嚢柚?硫酸鋅完全溶解后，依次加入水解聚馬15份、聚天冬氨酸15份、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物 20份、攪拌均勻后加入3份苯丙三唑和4份工業(yè)乙醇，攪拌至溶液透明，即得到阻垢緩蝕劑。產(chǎn)品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液)< 4.0，聚合物含量 (以聚丙烯酸計(jì))彡14.0%，固含量彡35%，唑類含量> 1.0%。實(shí)施例2在反應(yīng)釜中加入20份硫酸鋅、M份軟化水和4份工業(yè)硫酸^2SO4)，充分?jǐn)嚢柚亮?酸鋅完全溶解后，依次加入水解聚馬10份、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物35份，攪拌均勻后加 入3份苯丙三唑(BTA)和4份工業(yè)乙醇，攪拌至溶液透明，即得到阻垢緩蝕劑。產(chǎn)品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液)< 4.0，聚合物含量 (以聚丙烯酸計(jì))彡14.0%，固含量彡35%，唑類含量> 1.0%。實(shí)施例3在反應(yīng)釜中加入10份氯化鋅(ZnCl2)、30份軟化水和3份工業(yè)鹽酸(HCl)，充分?jǐn)?拌至氯化鋅完全溶解后，丙烯酸-丙烯酸酯共聚物30份，攪拌均勻后加入3份甲基苯丙三 唑(TTA)和4份工業(yè)乙醇，攪拌至溶液透明，即得到阻垢緩蝕劑。產(chǎn)品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液)< 4.0，聚合物含量 (以聚丙烯酸計(jì))彡14.0%，固含量彡35%，唑類含量> 1.0%。實(shí)施例4在反應(yīng)釜中加入15份硫酸鋅、25份軟化水和3份工業(yè)硫酸^2SO4)，充分?jǐn)嚢柚亮?酸鋅完全溶解后，依次加入丙烯酸-丙烯酸酯共聚物35份、聚苯乙烯磺酸鈉5份、水解聚馬 10份、攪拌均勻后加入2份苯丙三唑(BTA)、1份巰基苯丙噻唑和4份正丙醇攪拌至溶液透 明，即得到阻垢緩蝕劑。
產(chǎn)品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液)< 4.0，聚合物含量 (以聚丙烯酸計(jì))彡14.0%，固含量彡35%，唑類含量> 1.0%。實(shí)施例5在反應(yīng)釜中加入15份硫酸鋅、25份軟化水和3份工業(yè)硫酸^2SO4)，充分?jǐn)嚢柚亮?酸鋅完全溶解后，依次加入聚天冬氨酸15份、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物25份、水解聚馬10 份、攪拌均勻后加入2份苯丙三唑(BTA)、1份巰基苯丙噻唑和4份工業(yè)乙醇，攪拌至溶液透 明，即得到阻垢緩蝕劑。產(chǎn)品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液)< 4.0，聚合物含量 (以聚丙烯酸計(jì))彡14.0%，固含量彡35%，唑類含量> 1.0%。二、阻垢、緩蝕性能測(cè)定1、阻垢性能測(cè)定(靜態(tài)試驗(yàn))在鈣硬度750mg/L (以碳酸鈣計(jì))和總堿度350mg/L (以碳酸鈣計(jì))的水質(zhì)條件下， 加入阻垢緩蝕劑，測(cè)定不同濃度藥劑的阻垢率。2、緩蝕性能測(cè)定(靜態(tài)試驗(yàn))水質(zhì)條件和靜態(tài)試驗(yàn)條件見表1，測(cè)試結(jié)果見表3。表 權(quán)利要求
1.無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于它是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩蝕劑8-25份，助劑觀-43份；其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或分散阻垢劑為水解聚馬來酸酐、 聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用；緩蝕劑為可溶性鋅鹽和苯丙三氮唑；或?yàn)榭扇苄凿\鹽和甲基苯丙三氮唑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于當(dāng)分散阻垢劑將水解聚馬來 酸酐、聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使 用時(shí)，分散阻垢劑中各組分的重量配比為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物20-35份、水解聚馬來酸酐1-15份、聚天冬氨酸0-15份、 聚苯乙烯磺酸鈉0-15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于緩蝕劑中可溶性鋅鹽和 苯丙三氮唑的重量配比為可溶性鋅鹽10-15份、苯丙三氮唑2-5份；或?yàn)榭扇苄凿\鹽10-15 份、甲基苯丙三氮唑2-5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于緩蝕劑還含有巰基 苯丙噻唑，即緩蝕劑由可溶性鋅鹽、苯丙三氮唑、巰基苯丙噻唑組成；或由或可溶性鋅鹽、甲 基苯丙三氮唑、巰基苯丙噻唑組成；其重量配比為可溶性鋅鹽10-15份、苯丙三氮唑2-5份、巰基苯丙噻唑0. 5-2份；或?yàn)?可溶性鋅鹽10-15份、甲基苯丙三氮唑2-5份、巰基苯丙噻唑0. 5-2份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于助劑采用軟水、乙 醇、濃硫酸、濃鹽酸或正丙醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于丙烯酸-丙烯酸酯 三元聚合物按照如下方法制備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200-210份、丙烯酸甲酯20-30份、丙烯磺酸鈉 40-60份、去離子水650-700份、正丙醇135-150份，上述物質(zhì)依次加入裝有回流冷凝器和 攪拌裝置的反應(yīng)器中，升溫至85-90°C，同時(shí)滴加重量配比為40-50份濃度為40-60%的過 氧化物，2-2. 5小時(shí)滴加完畢，保溫2-3小時(shí)，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出 料。
7.無磷阻垢緩蝕劑的制備方法，其特征在于它是由如下步驟組成A、可溶性鋅鹽采用助劑溶解；B、加入分散阻垢劑，攪勻；C、再加入苯丙三氮唑和助劑，攪拌至溶液透明，即可。
8.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的無磷阻垢緩蝕劑的應(yīng)用，其特征在于無磷阻垢緩蝕劑 的投加濃度為60-100mg/L。
9.丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，其特征在于它是按照如下方法制備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200-210份、丙烯酸甲酯20-30份、丙烯磺酸鈉 40-60份、去離子水650-700份、正丙醇135-150份，上述物質(zhì)依次加入裝有回流冷凝器和 攪拌裝置的反應(yīng)器中，升溫至85-90°C，同時(shí)滴加重量配比為40-50份濃度為40-60%的過 氧化物，2-2. 5小時(shí)滴加完畢，保溫2-3小時(shí)，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出 料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)循環(huán)水用無磷阻垢緩蝕劑及其制備方法和應(yīng)用，所解決的技術(shù)問題是提供一種工業(yè)循環(huán)水用無磷(膦)阻垢緩蝕劑。產(chǎn)品為單一組分，具有投加方便、阻垢緩蝕性能優(yōu)良的特點(diǎn)。該無磷阻垢緩蝕劑是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩蝕劑8-25份，助劑28-43份；其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或?yàn)樗饩垴R來酸酐、聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用；緩蝕劑為可溶性鋅鹽(如硫酸鋅、氯化鋅)和苯丙三氮唑(或甲基苯丙三氮唑)。該無磷阻垢緩蝕劑具有優(yōu)良的阻垢及緩蝕性能，滿足并優(yōu)于GB50050-2007的要求。
文檔編號(hào)C02F5/10GK102079584SQ20101058594
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:成都齊達(dá)水處理工程股份有限公司