[发明专利]一种紫外示踪的耐高钙高pH阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外示踪的耐高钙高pH阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂适用于工业循环冷却水磷酸钙阻垢，尤其适用于高钙高pH冷却水水质的磷酸钙阻垢，属于工业水处理技术领域。

背景技术

国内中原、西北地区和大部分东北地区的地下水和少数地表水水中钙硬度大多数超过600mg/L(以CaCO₃计)，总碱度超过800mg/L(以CaCO₃计)，属高硬度高碱度水质，极易结垢。用这类水质做循环冷却水存在的突出问题是水冷器结垢，特别是对换热强度大、水流速度较小的水冷器，连续运行不到几个月时间，因结垢而造成水冷器堵塞。因此，必须加以处理，才能保证水冷器在长周期运行中的良好换热效果。目前主要采用向循环冷却水系统中添加磷酸盐类阻垢剂，如羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(AMP)及2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTC)等。但这些磷酸盐类阻垢剂容易水解或被系统中存在的杀生剂氧化分解，生成PO₄^3-离子，经与水中含量较高的Ca²⁺作用生成多种类型的磷酸钙沉淀，如HPA[Ca₅(PO₄)₃OH]、DCPD(CaHPO₄·2H₂O)、OCP[Ca₄H(PO₄)₃·5H₂O]、β-TCP[Ca₃(PO₄)₂]、DCP(CaHPO₄)等。此外含磷阻垢剂的使用易使菌藻大量繁殖而形成赤潮导致对水环境的污染，因此无磷阻垢剂的使用越来越受到人们的关注。目前性能优异的无磷阻垢剂为美国Betz公司的丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐共聚物，具有优异的阻磷酸钙效果，但其结构中既没有荧光示踪基团，也没有可用紫外等方法来测定其浓度的苯环基团，因此无法实现在线监测和自动给药，易导致给药不及时或给药过多的现象。本发明利用聚醚良好的水溶性和羧酸优异的螯合钙的能力，以含不饱和双键的羧酸酯聚醚单体、不饱和羧酸单体、不饱和芳香族化合物单体进行自由基聚合反应，制得一种紫外示踪的耐高钙高pH阻垢剂。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种紫外示踪的耐高钙高pH阻垢剂及其制备方法。制得的紫外示踪的耐高钙高pH阻垢剂分子结构中由于含亲水性强的聚醚基团和螯合钙能力强的羧酸基团，故对高钙高pH的工业循环冷却水系统中磷酸钙的阻垢有高效的抑制作用，该阻垢剂分子结构中含有紫外示踪的苯环结构，紫外示踪方法能测定阻垢剂浓度，以实现在线监测和自动给药功能。

技术方案：本发明的一种紫外示踪的耐高钙高pH阻垢剂由含不饱和双键的羧酸酯聚醚单体、不饱和羧酸单体、不饱和芳香族化合物单体进行自由基聚合反应而得，其结构通式如下：

其中：E是不饱和芳香族化合物单体自由基共聚后的重复结构单元；

R1为-H或-COOH；R2、R3和R4为-H或C1～C4的低碳烷基；R5为C1～C4的低碳烷基、-H、-SO₃M、-CH₂COOM、-CH(CH₃)COOM、-CH(CH₂CH₃)COOM中的一种，M为H⁺或K⁺或Na⁺；

聚合度x为1～5000，聚合度y为1～5000，聚合度z为1～5000，聚合度n为1～100。

上述一种紫外示踪的耐高钙高pH阻垢剂的制备方法为：