[发明专利]一种阻垢缓蚀剂及其在水处理中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理剂，特别是涉及一种用于高硬、高碱水质的阻垢缓蚀剂和使用该阻垢缓蚀剂的水处理方法。

背景技术

在工业生产中，冷却水的用量约占总用水量的60～80％，减少循环水系统的新鲜水补水量可以有效降低水耗、节约水资源。

在循环冷却水中，一般都含有一些成垢物质，这些物质沉积成垢会影响循环水系统的正常运行，这种情况在较高钙硬度和碱度的水中表现得尤其突出。

为了减少循环冷却水系统的新鲜水用量，目前主要采用提高浓缩倍数的方法，对于较高钙硬度和碱度的水质，该方法会导致水中钙硬度和碱度的进一步提高。为了避免和减少结垢的发生以及水体对设备的腐蚀，保证循环冷却水系统的正常运行，需要在水中投加适用于高硬、高碱水质的阻垢缓蚀剂。

多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)具有良好的钙容忍度和阻垢分散性能，对铁、锌、锰等金属离子有良好的稳定作用，并可以有效控制硅垢和镁垢的形成，适用于高硬、高碱水质，在国外已经广泛应用于工业循环冷却水系统。

PAPEMP具有良好的配伍性能，使用PAPEMP为主剂复配而成的复合阻垢缓蚀剂，水中难溶易结垢物质如碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氢氧化镁等不易析出。

现有技术中，中国专利CN02139625提供了一种含多醚基膦酸的水处理剂。该水处理剂包括：膦羧酸盐、膦酸盐、多醚基多氨基膦酸盐共聚物、磺酸盐共聚物，该水处理剂适用于化工、化纤等循环冷却水系统。

现有技术中，美国专利US 5,772,913提供了另一种水处理剂。该水处理剂包括：(A)一种多醚多氨基亚甲基膦酸酯，(B)一种含丙烯酸单体、硫代苯氧基甲基醚和马来酸的三聚物，(C)一种羟基膦氧基乙酸，(D)一种膦氧基羧酸共聚物。在含有易生成积垢的盐，如碳酸钙和磷酸钙，表现为高pH、高方解石饱和度的含水系统，通过加入上述具有协同效应的水处理剂来控制结垢。

现有的水处理药剂在各自的应用中取得了一定的阻垢缓蚀效果，但是，对于高浓度的水质，特别是高硬、高碱、高盐水质的阻垢缓蚀性能还需要提高，以满足恶劣水质条件下的水处理要求。

发明内容

为了提高针对高硬、高碱、高盐水质的阻垢缓蚀性能，本发明提供了一种阻垢缓蚀剂和使用该阻垢缓蚀剂的水处理方法，以满足恶劣水质条件下的水处理要求。

本发明将多氨基多醚基甲叉膦酸与其他缓蚀剂、阻垢剂复配，根据各药剂不同的作用机理，采用合理的复配技术，充分发挥各药剂单体之间的协同作用，制成一种效果更好的适用于高硬、高碱、高盐水质的复合阻垢缓蚀剂。

本发明的阻垢缓蚀剂是这样实现的：

该阻垢缓蚀剂，包括：多氨基多醚基甲叉膦酸、聚天冬氨酸、含有磺酸基的丙烯酸类聚合物、以及至少一种其他的有机膦酸。

在具体实施时，所述多氨基多醚基甲叉膦酸是如通式1表示的化合物

[通式1]

式中n是整数，其平均值从2至12，M是氢或合适的阳离子，每个R可相同或不同，可为氢或甲基。

在具体实施时，所述多氨基多醚基甲叉膦酸的含量为15～60wt％、其优选含量为25～50wt％，所述聚天冬氨酸的含量为1～45wt％、其优选含量为5～20wt％，所述含有磺酸基的丙烯酸类聚合物的含量为1～45wt％、其优选含量为10～25wt％，所述其他有机膦酸的含量为1～45wt％、其优选含量为10～25wt％。

在具体实施时，所述其他有机膦酸选自：二乙烯三胺五甲叉膦酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、2-羟基膦酸基乙酸、2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸。所述含有磺酸基的丙烯酸类聚合物选自：丙烯酸/2-丙烯酰-2-甲基丙磺酸/丙烯酸羟丙酯三元共聚物、丙烯酸/2-丙烯酰-2-甲基磺酸/丙烯酸羟丙酯三元共聚物、丙烯酸/磺酸基苯乙烯/丙烯酸羟丙酯三元共聚物、丙烯酸/丙烯磺酸/丙烯酸羟丙酯三元共聚物。

在具体实施时，阻垢缓蚀剂中包括至少一种锌盐和至少一种无机酸。优选的锌盐为硫酸锌、氯化锌，其含量为1～20wt％、优选的含量为5～15wt％；优选的无机酸为硫酸、盐酸，其含量为1～30wt％、优选的含量为5～20wt％。

在具体实施时，阻垢缓蚀剂中包括至少一种锰盐。优选的锰盐为乙酸锰、氯化锰，其含量为0.1～5.0wt％、优选的含量为0.5～2.0wt％。

在具体实施时，阻垢缓蚀剂中包括至少一种铜缓蚀剂。优选的铜缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和巯基苯并噻唑，其含量为0.1～3.0wt％、优选的含量为0.5～2.0wt％。