[发明专利]一种无磷缓蚀阻垢剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理，具体说是一种无磷缓蚀阻垢剂及制备方法。

背景技术

我国被列为世界上贫水的国家之一，特别是北方、西部广大地区缺水特别严重。我国东南地区由于地面水资源污染引起水质性缺水情况也很严重。目前，中国缺水在千亿立方米以上。不少地区人均水资源已同世界闻名的缺水国家以色列相近。在全国670座大中城市中，有400座城市不同程度的缺水。其中110座城市严重缺水。面对如此缺水的严峻形势，我国工业用水量却浪费惊人。主要是工业用水重复利用率低。工业用水重复利用率只有20-30％。仅为发达国家的三分之一。如生产1吨钢，中国耗水量是国际先进水平的1-6倍以上，生产1吨纸中国所耗水量是国际先进水平的3倍以上。其他工业方面也同样存在水资源浪费的情况。随着水资源的日益紧张，用水量的多少、水污染物排放量的增减不仅对各企业的综合经济效益产生重大影响，而且对缓解所在地区缺水矛盾、改善地表水环境状况有举足轻重的作用。

工业生产中的循环冷却水系统，冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高、流速变化、蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入等多种因素的综合作用，会产生结垢、腐蚀等问题，影响设备的运行和寿命。使用高效缓蚀阻垢剂来抑制这些问题的产生，是保持循环冷却水系统良好运行的关键。

近年来，有机磷酸类缓蚀阻垢剂发展极为迅速，它们具有化学性能稳定、能耐较高温度和pH值、有明显的溶限效和协同效应等优点，但是磷是细菌和藻类的营养源，含磷类阻垢剂易造成环境水域的富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮而引起水源污染。因此，开发无磷、生物降解性能好的新型绿色缓蚀阻垢剂已成为21世纪水处理剂的发展方向，是目前研究的难点和热点。

目前无磷缓蚀阻垢剂及制备方法，如国家知识产权局2007年10月31日公开的名称为一种无磷环保型缓蚀阻垢剂及其制备方法，专利申请号为200710022984.3的发明专利，其组分是为磺酸胺类聚环氧琥珀酸或盐，即SA/PESA；其制备方法为N₂气氛下，称取环氧琥珀酸盐溶解于去离子水里，室温下加入磺酸胺类单体，混合均匀，滴加浓度为0.1～60％的碱性水溶液调pH值至7.0～13.0，加入引发剂，升温至70～100℃温度下，聚合反应0.5～6h后，冷却至室温，过滤得无色至黄色粘稠状磺酸胺类聚环氧琥珀酸盐液体，其固含量为10％～80％；将上述盐液体与离子交换容量为200～500mmol/100g聚苯乙烯系的氢型阳离子交换树脂在室温下交换0.5～3h得到磺酸胺类聚环氧琥珀酸液体。

本发明提供的无磷缓蚀阻垢剂与上述相比具有更好的阻CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄等垢的性能和缓蚀性能，以及良好的环保性。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种无磷缓蚀阻垢剂，具有良好的控制CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO₂等垢的性能；又具有良好的缓蚀效果；且对环境友好的绿色新型无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法。

本发明的技术方案是，无磷缓蚀阻垢剂包括各组分的重量百分比为：

聚环氧琥珀酸      25～40％，

丙烯酸类共聚物    18～40％，

唑类        5～15％，

钼酸盐      1～3％，

pH调节剂    2～6％，

其余为水。

丙烯酸类共聚物为马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物的一种；

唑类为甲基苯并三氮唑或巯基苯并噻唑中的一种；

钼酸盐为钼酸钾或钼酸钠中的一种；

pH调节剂为氢氧化钾或氢氧化钠中的一种；

其制备方法是：将水、pH值调节剂、聚环氧琥珀酸、丙烯酸类共聚物、钼酸盐、唑类按比例依次加入容器内，在室温下搅拌1-1.5小时，即得产品。