[发明专利]一种兼具缓蚀阻垢和杀生功效的水处理药剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种兼具缓蚀阻垢和杀生功效的水处理药剂及其制备方法。

背景技术

循环冷却水处理技术对节水、节能等问题具有十分重要的作用，但同时循环水处理药剂的使用过程中也给环境造成一定的影响。在冷却水系统中，水温高于环境温度的各种场合下，碳酸钙等无机盐的结垢会带来严重的后果。近年来，在水处理领域中，应用碱性、不调节pH值的水处理技术日益增长，其中添加缓蚀阻垢药剂，低磷、无磷配方的的应用越来越广泛，无磷的绿色水处理药剂已成为国内外水处理剂研究方面的热点课题。科学利用水处理药剂可有效防腐蚀和防止结垢，从而提高设备及水的利用率而达到节约水源和能源的目的。

美国专利USP5062962及美国专利USP5147555表明聚环氧琥珀酸对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡有很好的阻垢效果，并具有良好的缓蚀性能，由于其无磷、无氮、可生物降解，属于真正意义上的绿色化学品。

此外，在各种水系统中，不可避免地存在各种污染源，特别是一些微生物如菌藻，可大规模繁殖蔓延，严重破坏水质，并且对存储水系统的容器产生极大的腐蚀破坏作用。

布罗波尔是一种高效广谱的非氧化性杀菌剂。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种“绿色”的兼具缓蚀阻垢和杀生功效的水处理药剂，不仅不含磷，具有一定的缓蚀阻垢作用，而且通过引入具有杀生作用的溴元素，增加水处理药剂的杀生能力。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种兼具缓蚀阻垢和杀生功效的水处理药剂，其特征在于：该水处理药剂具有如下结构：

式中M为H⁺或水溶性氧离子Na⁺、K⁺、NH₄⁺中的至少一种离子，n表示聚合度，n=1~50。

本发明还提供了一种上述兼具缓蚀阻垢和杀生功效的水处理药剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、溶解，将原料马来酸酐和布罗波尔用去离子水溶解；

b、调节pH值，在搅拌条件下缓慢加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，调节反应液pH值为6～8；

c、水浴加热，水浴加热至40～60℃，反应时间为1～4小时；

d、环氧化反应，加入钨酸钠作为催化剂，然后分5批加入质量浓度30%双氧水，每批双氧水加入时间间隔为30分钟，每批双氧水加完后用质量浓度30%的氢氧化钠溶液控制反应液的pH值为5~6，控制反应温度为60～70℃，双氧水全部加完后，反应1～3小时进行马来酸酐的环氧化反应；

e、开环共聚反应，将步骤d得到的溶液升温至80～100℃，加入氢氧化钙进行开环共聚反应，反应时间为1～3小时；反应完成后过滤、减压蒸馏除水，得到黄色粘稠状液体即为聚环氧琥珀酸/布罗波尔共聚物；

其中：上述原料马来酸酐与布罗波尔的摩尔比为1：0.1～1：1；

上述钨酸钠的加入量为钨酸钠与马来酸酐的摩尔比为0.05：1～0.08：1；

上述双氧水的加入量为双氧水与马来酸酐的摩尔比为1：1～1：0.5；

上述氢氧化钙的加入量为氢氧化钙与马来酸酐的摩尔比为0.005：1～0.2：1。

本发明的合成路线可以描述如下：

本发明采用的氢氧化钠溶液也可以采取其它碱性溶液替代，如氢氧化钾溶液、氨水等。

本发明采用的马来酸酐、布罗波尔、钨酸钠、氢氧化钙的纯度均为分析纯；其中，钨酸钠为Na₂WO₄·2H₂O。

本发明提供的兼具缓蚀阻垢和杀生功效的水处理药剂及其制备方法具有以下有益效果：

1、该水处理药剂为聚环氧琥珀酸/布罗波尔共聚物，以聚环氧琥珀酸为主体，接枝布罗波尔后聚合得到聚环氧琥珀酸/布罗波尔共聚物，该共聚物不仅不含磷，可生物降解，具有很好的缓蚀阻垢作用，而且由于氧化性溴原子的存在还具有一定的杀生作用；

2、通过本发明提供的制备方法制备的聚环氧琥珀酸/布罗波尔共聚物，对碳酸钙阻垢率和对碳钢的缓蚀率，基本上与聚环氧琥珀酸差不多，保证了水处理药剂的缓蚀阻垢作用。

具体实施方式

下面结合实施例及实验例对本发明进行详细的描述，但它们不是对本发明饿进一步限制。