[发明专利]一种无磷环保水处理药剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种无磷环保水处理药剂及其合成方法。

背景技术

目前，循环冷却水的处理主要以化学处理为主，需要在循环冷却水中添加适量的化学处理药品来控制冷却水给水设备及输水管线的腐蚀、结垢、菌藻、黏泥等危害。我国现在的循环冷却水系统主要采用有机磷系水处理药剂，它们具有优异的缓蚀、阻垢性能，用量少、价格便宜，但其大量使用造成的水质营养富集，促使大量菌藻繁生的问题不容忽视，所以环境友好的无磷型水处理药剂成为国内外众多水处理企业和研究机构研究的热点。

无磷水处理缓蚀剂是循环冷却水无磷阻垢缓蚀剂配方的重点和难点。一般而言，缓蚀阻垢剂配方由阻垢分散组分和缓蚀组分两部分组成。无磷水处理缓蚀阻垢剂的品种较少，并且存在自身的缺陷，使其应用受到限制，目前除钼酸盐、锌盐、葡萄糖酸钠等少数品种还与磷系缓蚀剂复配使用外，其它的基本上已经被淘汰，成功应用的实例很少。

开发无磷型的“绿色缓蚀阻垢剂”必然成为工业循环冷却水处理药剂药剂的发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种性能优异且无磷环保的水处理药剂及其新型制备方法。

本发明的具体内容为：一种无磷环保水处理药剂，由包括以下反应步骤的制备方法制得：天然高分子化合物与马来酸酐的接枝反应得马来酸酐接枝天然高分子化合物、马来酸酐接枝天然高分子化合物与丙烯酸类单体的共聚反应得共聚物。

进一步地，上述水处理药剂，其制备方法中还包括所将马来酸酐接枝天然高分子化合物与丙烯酸类单体的共聚反应所得共聚物进行改性处理步骤，得水处理药剂。

本发明还提供了一种新型无磷环保水处理药剂的制备方法，包括天然高分子化合物与马来酸酐的接枝反应得马来酸酐接枝天然高分子化合物过程、马来酸酐接枝天然高分子化合物与丙烯酸类单体的共聚反应得水处理药剂过程，其中

天然高分子化合物与马来酸酐的接枝反应步骤：

（1）称取按重量份数计400-600份的软水加入到不锈钢反应釜中，搅拌；（2）将称取按重量份数计100-300份的天然高分子化合物加入到上述反应釜中，升温使其溶解；（3）将按重量份数计40-80份的粉状固体马来酸酐匀速加入到反应釜内；（4）投加马来酸酐粉料的过程中，不断地滴加氢氧化钠溶液控制反应釜中的pH值。（5）粉料投加完毕后，升温至10℃-80℃，继续反应1-4小时，用酸调节反应釜内物料PH值至8以下，得产物马来酸酐接枝天然高分子化合物；

其中上述步骤（3）中还包括同时向反应釜中加入按重量份数计2-6份的催化剂硫酸钛；其中上述天然高分子化合物为木质素及其改性衍生物、纤维素及其改性衍生物、淀粉及其改性衍生物中的一种，其中木质素改性衍生物选自磺化木质素、胺化木质素、烷基化木质素、氧化木质素中的一种；纤维素改性衍生物选自醚化纤维素、酯化纤维素中的一种；淀粉改性衍生物选自变性淀粉、葡聚糖中的一种。上述天然高分子化合物与马来酸酐接枝反应过程中，步骤（4）中滴加氢氧化钠溶液控制反应釜中的pH值为6-10之间。

马来酸酐接枝天然高分子化合物与丙烯酸类单体的共聚反应过程包括：（1）将按重量份数计1-7份的催化剂加入产物马来酸酐接枝天然高分子化合物所在反应釜中，升温使催化剂完全溶解后；（2）称取引发剂溶液、按重量份数计60-100份的丙烯酸类单体滴加入反应釜。（3）上述物料滴加完毕后，升温至60℃-100℃，继续反应1-4小时，得共聚物产物，即水处理药剂A；其中共聚反应过程中步骤（1）所用催化剂为无机铁盐，其中所述的无机铁盐包括硫酸亚铁铵、硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化铁、硫酸铁中的一种；步骤（2）中的丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种；上述所选用的引发剂溶液为市售产品，可选自偶氮类、过氧化物类、氧化还原类引发剂中的一种或几种。

此外，上述的水处理药剂合成方法，还包括对共聚物产物——水处理药剂A的改性处理步骤，其中改性处理步骤包括：（1）将马来酸酐接枝天然高分子化合物与丙烯酸类单体的共聚反应所得共聚物产物经减压蒸馏后得棕褐色粘稠状产物；（2）控制温度5-50℃，向上述产物中滴加浓硫酸，间隔时间测定反应物的酸值，并计算磺化度，当产物达到预定的磺化度，结束磺化反应；（3）再用氢氧化钠溶液中和过量的浓硫酸，得改性后的水处理药剂B；其中所述预定磺化度应控制在20～50%内。