[发明专利]含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于处理循环冷却水用的阻垢缓蚀剂，具体涉及的是一种含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

人口的迅猛增加和工业的飞速发展，导致水资源日益短缺，西北地区更为，故节约用水已成为开发水资源的重要途径，被人们广泛关注，其中循环冷却水占工业总用水量的90％以上，减少循环水系统排污，对循环水进行处理以提高循环水的浓缩倍率，可使水的重复利用率达96％以上。天然水中含有各种盐类，这些盐类溶解为阳离子和阴离子，主要有Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺和HCO^3-、SO4^2-、Cl^-等，含有这些盐类的水，在加热蒸发浓缩的过程中，水中的Ca²⁺、Mg²⁺等离子不断与水中的阴离子结合成难溶物质而析出，并生成水垢，附在换热面上。由于水垢的导热性能很差，从而阻碍了热交换，大大降低了换热效率，从而危及设备安全，造成不良后果。

聚环氧琥珀酸钠(PESA)是20世纪90年代初美国Betz实验室首先开发出来的一种无磷无氮水处理剂，它兼有缓蚀、阻垢双重功能，对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂，具有生物降解性好、对环境友好、应用范围广的特点，是一种具有广泛应用前景的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂，尤其适用于高碱、高硬、高pH值条件下的冷却水系统。该产品还可广泛应用在日化洗涤用品、牙膏等配方中，替代含磷的添加剂。但是单独使用聚环氧琥珀酸钠进行水处理，其阻垢率大多在95％左右，缓蚀率在93％左右，阻垢率和缓蚀率相对较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，具有良好的缓蚀性能、阻垢性能和杀菌性能，特别适合我国北方高硬度、高碱度水质。

本发明的另一个目的是提供上述含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，

含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份组成：20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。

其中，四羟甲基硫酸磷的质量百分浓度为100％。

上述含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂的制备方法，其具体操作步骤如下：

步骤1，

按质量百分比，称取20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。

步骤2，

先将去离子水加入容器中，之后边搅拌边加入苯并三氮唑，搅拌混匀后再边搅拌边加入聚环氧琥珀酸钠，待搅拌混匀后再边搅拌边加入四羟甲基硫酸磷，待搅拌混匀后然后再边搅拌边加入硫酸锌，最后边搅拌边加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待搅拌混匀后静置即得到缓蚀阻垢剂。

上述聚环氧琥珀酸钠的合成步骤为：

(1)在四口烧瓶中加入50％摩尔浓度的NaOH溶液，在搅拌下缓慢加入60％摩尔浓度的马来酸酐溶液，氢氧化钠与马来酸酐的摩尔比为1～1.5：1，控制溶液的PH值在6-7，通过控制滴加速度，将体系温度控制在55～60℃，得到溶液A；

(2)将铬酸钾作为催化剂，逐步加在处于搅拌状态下的溶液A中，催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的0.07，得到溶液B；

(3)在搅拌状态下，向溶液B中缓慢滴加30％摩尔浓度的双氧水，通过控制滴加速度将溶液温度控制在55～60℃，得到溶液C；其中，双氧水与马来酸酐的摩尔比为1～2：1；

(4)用滴液漏斗，向溶液C中缓慢滴加50％摩尔浓度的NaOH溶液，调节PH值到中性，将溶液温度控制在65℃～72℃，反应1.5～2h，得到溶液D；