一種低磷環(huán)保阻垢劑及其制備方法
【專利說明】一種低磷環(huán)保阻垢劑及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請屬于環(huán)保試劑工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保、緩蝕性能好的低磷環(huán)保阻垢劑及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]阻垢劑(scale inhibitor):是具有能分散水中的難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無機(jī)鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能，并維持金屬設(shè)備有良好的傳熱效果的一類藥劑。冷換設(shè)備防腐阻垢劑以環(huán)氧樹脂和特定氨基樹脂為基料，加入適量的各種防銹、防腐等各種助劑配制而成，為單組分。它具有優(yōu)異的屏蔽、抗?jié)B、防銹性能、良好的阻垢、導(dǎo)熱性，優(yōu)良的耐弱酸、強(qiáng)堿、溶劑等性能，它的附著力強(qiáng)，且膜層光亮、柔韌、致密、堅硬。緩蝕阻垢劑由有機(jī)膦酸、聚羧酸、碳鋼緩蝕劑等組成，對水中的碳酸鈣、磷酸鈣等均有很好的螯合分散作用并且對碳鋼具有良好的緩蝕效果，主要用于鋼鐵廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕阻垢，其緩蝕效果好、阻垢力強(qiáng)。
[0005]分散作用的結(jié)果是阻止成垢粒子間的相互接觸和凝聚，從而可阻止垢的生長。成垢粒子可以是鈣、鎂離子，還可以是塵埃、泥沙或其他水不溶物。金屬鈍化劑是具有一定相對分子質(zhì)量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低與相對分子質(zhì)量(或聚合度)的大小密切相關(guān)。聚合度過低，則被吸附分散的粒子數(shù)少，分散效率低；聚合度過高，則被吸附分散的粒子數(shù)過多，水體變渾濁，甚至形成絮體(此時的作用與絮凝劑相近)。與螯合作用相比，分散作用是高效的。在中高硬度水中，阻垢劑的分散功能起主要作用。鍋爐專用緩蝕阻垢劑是由有機(jī)膦酸和聚羧酸等高聚物組成的復(fù)合品，具有很高的緩蝕和阻垢性能，其耐溫性特別好，可有效地應(yīng)用于低壓鍋爐的爐內(nèi)水處理。
[0006]由于分子結(jié)構(gòu)中含有阻垢分散性能好的羧酸基和強(qiáng)極性的磺酸基，能提高鈣容忍度，對水中的磷酸鈣、碳酸鈣、鋅垢等有顯著的阻垢作用，并且分散性能優(yōu)良。與有機(jī)膦復(fù)配，增效作用明顯。特別適合高PH、高堿度、高硬度的水質(zhì)，是實現(xiàn)高濃縮倍數(shù)運行的最理想的阻垢金屬鈍化劑之一。
[0007]熱網(wǎng)專用阻垢劑主要由高效金屬鈍化劑、酚羥基、磺酸基團(tuán)等組成，對水中的碳酸鈣、硫酸鈣等成垢因子具有晶格畸變作用，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分散在水中，顯示出優(yōu)良的阻垢作用。
[0008]EDTMPS是含氮葡萄糖酸鈉，屬陰極型緩蝕劑，與無機(jī)聚磷酸鹽相比，緩蝕率高3?5倍。能與水混溶，無毒無污染，化學(xué)穩(wěn)定性及耐溫性好，在100°C下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能離解成8個正負(fù)離子，因而可以與多個金屬離子螯合，形成多個單體結(jié)構(gòu)大分子網(wǎng)狀絡(luò)合物，松散地分散于水中，使鈣垢正常結(jié)晶被破壞。H)TMPS對硫酸鈣、硫酸鋇垢的阻垢效果好。鍋爐專用緩蝕阻垢劑是由有機(jī)膦酸和聚羧酸等高聚物組成的復(fù)合品，具有很高的緩蝕和阻垢性能，其耐溫性特別好，可有效地應(yīng)用于低壓鍋爐的爐內(nèi)水處理。緩蝕阻垢劑由有機(jī)膦酸、聚羧酸、碳鋼緩蝕劑及銅緩蝕劑復(fù)配而成，對水中的碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣等均有很好的螯合分散作用并且對碳鋼、銅具有良好的緩蝕效果。
[0009]EDTMPA具有很強(qiáng)的螯合金屬離子的能力，與銅離子的絡(luò)合常數(shù)是包括EDTA在內(nèi)的所有螯合劑中最大的。Η)ΤΜΡΑ為高純試劑且無毒，在電子行業(yè)可作為半導(dǎo)體芯片的清洗劑用于制造集成電路；在醫(yī)藥行業(yè)作放射性元素的攜帶劑，用于檢查和治療疾?。籈DTMPA的螯合能力遠(yuǎn)超過EDTA和DTPA，幾乎在所有使用EDTA作螯合劑的地方都可用EDTMPA替代。熱網(wǎng)專用阻垢劑主要由高效金屬鈍化劑、酚羥基、磺酸基團(tuán)等組成，對水中的碳酸鈣、硫酸鈣等成垢因子具有晶格畸變作用，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分散在水中，顯示出優(yōu)良的阻垢作用。而隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會的構(gòu)成，設(shè)計一種阻垢效果好、穩(wěn)定性強(qiáng)、低磷且緩蝕效果好的低磷環(huán)保阻垢劑及其制備方法是非常必要的。
[0010]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]解決的技術(shù)問題:
本申請針對上述技術(shù)問題，提供一種低磷環(huán)保阻垢劑及其制備方法，解決現(xiàn)有水處理阻垢劑成本高、抗溫性差、阻垢穩(wěn)定性差和緩蝕效果差等技術(shù)問題。
[0012]技術(shù)方案:
一種低磷環(huán)保阻垢劑，所述低磷環(huán)保阻垢劑的原料按重量份數(shù)配比如下:丙烯酸1-5份；丙烯酸羥丙酯1.5-3.5份；單寧10-30份；聚天冬氨酸4-16份；去離子水100份；疏基苯并噻唑2-8份；金屬鈍化劑1-20份；苯并三唑6-14份；葡萄糖酸鈉5-25份；木質(zhì)素為10-30份;溶劑15-55份。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述低磷環(huán)保阻垢劑的原料按重量份數(shù)配比如下:丙烯酸2-4份；丙烯酸羥丙酯2-3份；單寧15-25份；聚天冬氨酸6_14份；去離子水100份；疏基苯并噻唑4-6份；金屬鈍化劑5-15份；苯并三唑8-12份；葡萄糖酸鈉10-20份；木質(zhì)素為15-25份；溶劑25-45份。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述低磷環(huán)保阻垢劑的原料按重量份數(shù)配比如下:丙烯酸3份；丙烯酸羥丙酯2.5份；單寧20份；聚天冬氨酸10份；去離子水100份；疏基苯并噻唑5份；金屬鈍化劑10份；苯并三唑10份；葡萄糖酸鈉15份；木質(zhì)素為20份；溶劑35份。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述金屬鈍化劑采用雙水楊二亞乙基三胺或雙水楊二亞丙基三胺。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述溶劑采用二甲苯或甲苯。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述低磷環(huán)保阻垢劑的制備方法，包括如下步驟:
第一步:按照重量份數(shù)配比稱取丙烯酸、丙烯酸羥丙酯、單寧、聚天冬氨酸、去離子水、疏基苯并噻唑、金屬鈍化劑、苯并三唑、葡萄糖酸鈉、木質(zhì)素和溶劑；
第二步:在裝有電動攪拌器、滴液漏斗、溫度計和回流冷凝管的四口燒瓶中加入葡萄糖酸鈉和去離子水，加熱至30-50°C，攪拌20-40min，滴加丙烯酸和丙烯酸羥丙酯，升溫至40-60。。，反應(yīng) 1-1.5h ；
第三步:加入乙二胺、苯并三唑、單寧和木質(zhì)素，升溫至70-90°C，反應(yīng)35-55min ； 第四步:升溫至100-120°C，加入剩余原料，攪拌60-100min，即得低磷環(huán)保阻垢劑。
[0018]
有益效果:
本發(fā)明所述一種低磷環(huán)保阻垢劑及其制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、通過螯合作用于水中鈣離子、鎂離子、鐵離子等形成水溶性絡(luò)合物，緩蝕速度0.001-0.01mm/a;2、與對水中碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、氟化鈣有良好阻垢分散功能，與膦酸復(fù)配有良好協(xié)同作用，阻垢時間可達(dá)4-8d;3、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，耐350-400°C，阻垢率達(dá)98-100% ;4、保質(zhì)期長，60-70°C放置一個月，阻垢效果99_100%，低磷環(huán)保，減少富磷化危害，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]實施例1:
按照重量份數(shù)配比稱取丙烯酸I份；丙烯酸羥丙酯1.5份；單寧10份；聚天冬氨酸4份；去離子水100份；疏基苯并噻唑2份；雙水楊二亞丙基三胺I份；苯并三唑6份；葡萄糖酸鈉5份；木質(zhì)素為10份；甲苯15份。
[0021]在裝有電動攪拌器、滴液漏斗、溫度計和回流冷凝管的四口燒瓶中加入葡萄糖酸鈉和去離子水，加熱至30°C，攪拌20min，滴加丙烯酸和丙烯酸羥丙酯，升溫至40°C，反應(yīng)Ih0
[0022]加入乙二胺、苯并三唑、單寧和木質(zhì)素，升溫至70°C，反應(yīng)35min，升溫至100°C，加入剩余原料，攪拌60min，即得低磷環(huán)保阻垢劑。
[0023]通過螯合作用于水中鈣離子、鎂離子、鐵離子等形成水溶性絡(luò)合物，緩蝕速度
0.01mm/a ;與對水中碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、氟化鈣有良好阻垢分散功能，與膦酸復(fù)配有良好協(xié)同作用，阻垢時間可達(dá)4d