[发明专利]衣康酸二甲酯磺酸盐类多元共聚物阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元阻垢缓蚀剂及制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

近几年来，随着我国经济的快速发展，水资源的匮乏和污染已成为影响我国经济发展的重要因素之一。目前有300多个大中城市缺水,其中1/3城市严重缺水,尤其是东部沿海城市等发的城市。在很多地方地下水资源枯竭，客水资源有限，节约用水,治理污水和开发新水源具有同等重要的意义。水是工业热交换系统常用的冷却介质，工业循环冷却水用量占工业用水量的70%左右，提高循环冷却水使用效率，不仅可大幅节省水资源，同时减少随循环水白白排掉的大量热能，有利促进经济发展。

循环水中不仅含有碱土金属阳离子例如Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺和少量其它阳离子例如Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等，同时也有SO₄^2-、CO₃^2-、OH^-、HCO₃^-、PO₄^3-、SiO₃^2-等成垢阴离子。在循环水系统中，由于水分的蒸发，介质pH、温度变化，水流速度变化等影响，一些难溶性无机盐水垢如CaCO₃、MgCO₃、CaSO₄、Ca₃（PO₄）₂、Mg（OH）₂等会在管道和热交换器的表面沉积，从而导致热交换器传热效率降低并引起垢下腐蚀 。

由于水资源的短缺和工业用水费用的增加，为了节约冷却水和减少排污量，现代循环冷却水多采用添加水处理药剂等方法进行处理，浓缩倍数通常控制在2.5～5.0 下运行。这时系统的结垢趋势增大，同时设备腐蚀和微生物生长也影响系统的安全运行。通过添加化学药剂等水质处理的办法可解决或缓解这些问题，最常用的化学药剂有阻垢分散剂、缓蚀剂和杀生剂等水处理剂。

    阻垢缓蚀剂先后经过了无机阻垢缓蚀剂，天然聚合物、聚羧酸盐、有机膦类、多元共聚物等阶段。但无机类添加量大，阻垢效果较差；聚羧酸盐和有机膦类官能团较单一；多元共聚物则加入量少、性能优越、耐高温等优点。而随着环保要求提高，对药剂要求要环保、易降解，对环境影响低。

发明内容

    本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、生产工艺简单、无三废排出的衣康酸二甲酯磺酸盐类多元共聚物阻垢剂及制备方法。

其具体技术方案为：

一种衣康酸二甲酯磺酸盐类多元共聚物阻垢剂，其特征在于：由衣康酸、磺酸盐、衣康酸二甲酯在引发剂体系下水相聚合制备而成，以衣康酸质量为基准，磺酸盐加入量为10%～50%，衣康酸二甲酯加入量为5%～100%，引发剂含量(以单体质量为基准)为5%～30%，次亚磷酸钠5%～30%

所述的衣康酸二甲酯磺酸盐类多元共聚物阻垢剂，磺酸盐为以下一种或多种混合物：丙烯磺酸盐类、乙烯磺酸盐或苯乙烯磺酸盐等，较为适宜的磺酸盐为丙烯磺酸盐，加入量为10％～50％(以衣康酸质量为基准)。

    所述的衣康酸二甲酯磺酸盐类多元共聚物阻垢剂，引发剂包括可在本发明反应温度下分解的所有引发剂，如以下一种或多种氧化剂的组合，或其与单种或多种还原剂的组合：过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、过磷酸钠、过磷酸钾、过磷酸铵、过氧化氢和叔丁基过氧化物、二酰基过氧化物；还原剂为次亚磷酸钠，可在聚合前加入到衣康酸溶液中或者在聚合中均匀加入反应体系中。将氧化剂或及其还原剂分别溶于水制备成水溶液，组成引发剂体系，其用量为5％～30％(以单体质量为基准)，配置浓度为5～30％，较适宜的氧化剂为过硫酸盐，可与50%磺酸盐混合配置成溶液。

    所述衣康酸二甲酯磺酸盐类多元共聚物阻垢剂的制备方法，其特征在于采用以下步骤：将衣康酸与衣康酸二甲酯、磺酸盐（50%）加入反应釜中加水溶解，以衣康酸质量为基准，其中衣康酸二甲酯(以衣康酸质量为基准)加入量为5％～100％，磺酸盐加入量为10％～50％，加入水量为150％～500％，异丙醇加入量为40～80%，恒定温度在30～100℃之间，接着以均匀的加料速度加入引发剂溶液到反应器中反应，其中活性引发剂含量(以单体质量为基准)为5％～30％，加完料后再保温15～150分钟。