[发明专利]一种水溶性综合阻垢剂及其制备方法和在水处理中的应用

说明书

本发明公开了一种水溶性综合阻垢剂及其制备方法和在水处理中的应用，属于水处理技术领域。水溶性综合阻垢剂由丙烯酸和丙烯腈共聚制备，丙烯酸与丙烯腈的质量比为3~9：1。水溶性综合阻垢剂的制备方法为将水加热至80~85℃，向水中滴加丙烯酸‑丙烯腈混合溶液、引发剂水溶液和还原剂水溶液，滴加完毕后80~85℃保温反应30~50min，反应结束后，降温至20~30℃，得水溶性综合阻垢剂。水溶性综合阻垢剂克服了现有阻垢剂阻垢效果单一的弊端，具有良好的疏水效果和阻碳酸钙、硫酸钙和磷酸钙垢能力，制备工艺简单，单体残余量少，转化率高，合成成本低，易于推广，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种水溶性综合阻垢剂及其制备方法和在水处理中的应用。

背景技术

在工业水处理系统中，随着循环冷却水不断蒸发和浓缩，水体中的矿物质含量也不断增加，从而引起设备管道结垢，降低传热效率，同时产生的垢也会影响设备的性能和使用寿命，增加生产成本，严重时甚至会引起管道泄露、穿孔，危及工业生产安全。

在冷却水处理技术中，投加水处理剂是目前最经济常用也是最有效的阻垢方法。因此阻垢剂被广泛应用于工业水处理中。阻垢剂类型多种多样，其中大多数阻垢剂为有机膦系阻垢剂，而随着我国对生态环境的不断重视，为了实现高效的水处理效果，水处理剂开始朝着无磷或者低磷的方向开发与发展，以降低磷的排放量，实现环境友好绿色发展。然而一些常见的阻垢剂只能对某一种或两种垢作用效果较好，例如，一定剂量的PAA对碳酸钙、硫酸钙垢起作用，对磷酸钙垢几乎没效果；一定剂量的HPMA只对碳酸钙有良好的效果，对硫酸钙、磷酸钙垢几乎没效果；一定剂量的TH-2000对硫酸钙、磷酸钙有良好的效果，对碳酸钙垢效果较差；因此我们看出单纯的聚羧酸类阻垢剂虽然用量小、毒性低，但综合阻垢效果并不理想；因此开发新型综合高效且成本较低，合成工艺简单、性能优良、环境友好的水处理阻垢剂是非常必要的。

发明内容

针对现有的阻垢剂综合阻垢性能的不足，本发明公开了一种水溶性综合阻垢剂及其制备方法和在水处理中的应用，克服了现有阻垢剂阻垢效果单一的弊端，能有效地解决循环冷却水系统中的结垢问题，并且制备工艺过程简单，单体残余量少，转化率高，合成成本相对较低，易于推广，具有良好的应用前景。

本发明通过以下技术方案实现：

一种水溶性综合阻垢剂，由丙烯酸和丙烯腈共聚制备，丙烯酸与丙烯腈的质量比为3~9：1，水溶性综合阻垢剂的粘均分子量为4500-6000。

进一步地，所述的丙烯酸与丙烯腈的质量比为3~6：1。

本发明中，所述的水溶性综合阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）试剂准备：将丙烯酸和丙烯腈混合，构成丙烯酸-丙烯腈混合溶液；将引发剂加水溶解制备引发剂水溶液；将还原剂加水溶解制备还原剂水溶液；

（2）将水加热至80~85℃，向水中滴加丙烯酸-丙烯腈混合溶液、引发剂水溶液和还原剂水溶液，滴加完毕后80~85℃保温反应30~50min，反应结束后，降温至20~30℃，得水溶性综合阻垢剂。

进一步地，步骤（2）中引发剂水溶液和还原剂水溶液提前于丙烯酸-丙烯腈混合溶液2~3min滴加，在丙烯酸-丙烯腈混合溶液滴加完成后继续滴加1~3min。

进一步地，步骤（2）中丙烯酸-丙烯腈混合溶液滴加时间为60min；所述的水与丙烯酸-丙烯腈混合溶液的质量比为1~1.1：1。

进一步地，步骤（1）中引发剂为过硫酸钠，还原剂为亚硫酸氢钠。

进一步地，步骤（1）中所述的还原剂的加入量为丙烯酸-丙烯腈混合溶液质量的1~2%；所述的还原剂的加入量为丙烯酸-丙烯腈混合溶液质量的9~10%。

进一步地，步骤（1）中引发剂水溶液中引发剂的质量浓度为15%，还原剂水溶液中还原剂的质量浓度为30%。