[发明专利]用于循环冷却水系统的阻垢分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业水处理剂，具体涉及一种用于循环冷却水系统的阻垢分散剂及其制备方法。

背景技术

工业生产的循环冷却水系统中，由于水温升高、水的蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩使循环水的硬度、碱度和pH值自然升高，水中含有的碱土金属阳离子如Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺和少量其它阳离子如Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Zn²⁺等，会与水中的SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、OH^-、PO₄^3-、SiO₃^2-等阴离子生成难溶性无机盐如Ca₃(PO4)₂、Ca(CO₃)₂、CaSO₄、Mg(OH)₂等，在管道和热交换器表面沉积成垢，从而导致热交换器传热效率降低并引起垢下腐蚀，浪费大量能源，降低整个系统的使用寿命。

在工业循环冷却水处理过程中，大多采用投加化学药剂的方法控制结垢和腐蚀，能够防止水垢和污垢产生或者抑制其沉积生长的化学药剂一般都统称为阻垢剂。

阻垢剂在工业上常用的形式主要有缓蚀剂和分散剂两种。

缓蚀剂主要有无机聚合磷酸盐、有机多元磷酸、葡萄糖酸和单宁酸等，目前循环水系统中多采用磷系配方，用的较多的是有机多元膦酸，例如羟基乙叉二膦酸(HDPE)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)等，由于其分子量低，功能基团较少，从而影响其性能；另外有机多元膦酸中含有大量磷，排放后会引起周围水域的富营养化。

分散剂主要是中、低相对分子质量的水溶性聚合物，包括均聚物和共聚物两大类。聚合物作为阻垢分散剂具有阻垢性能优良，分散性能好，对氧化剂不敏感，热稳定性好，磷含量低或不含磷等诸多优势，一直是水处理领域研究的热点。目前聚合物从均聚物逐渐发展到二元、三元和多元共聚物，各种具有不同功能的单体被大量引入，形成了一个独特的领域。现在国内比较常见的聚合物主要有羧酸类聚合物、磺酸类聚合物、含磷类聚合物等，但是含烯醚类共聚物在国内文献报道较少。

均聚物有聚丙烯酸及其钠盐、水解聚马来酸酐等，均聚物由于其结构的局限性，分散阻垢能力有限。而共聚物品种较多，以丙烯酸系和马来酸系的两元或三元共聚物为主。

中国专利文献CN102689992A(申请号201210040662.2)公开了一种三元共聚物阻垢剂及其制备工艺，所述的三元共聚物阻垢剂由异丙烯膦酸、丙烯酸、马来酸酐三种单体所组成的混合单体采用水溶液聚合法共聚而成，该三元共聚物阻垢剂的数均相对分子量为5000～20000。制备时，首先将链转移剂溶于去离子水中得到链转移剂溶液，边搅拌边加热；将引发剂与混合单体混合得到反应混合物；将链转移剂溶液升温至75℃～90℃，在搅拌下滴入反应混合物中，保温反应5～6小时，冷却至室温后即得到三元共聚物阻垢剂。该阻垢剂属于含磷类聚合物，虽然磷含量较少，但仍对环境仍会造成污染，该阻垢剂的制备方法是将引发剂与单体混合，滴加加热的链转移剂溶液，这样易造成聚合反应温度不易控制，影响聚合反应的可操作性。

中国专利文献CN101805068A(申请号201010147936.9)公开了一种阻垢分散剂及其制备方法，该阻垢分散剂为马来酸酐和丙烯基醚的共聚物，所述丙烯基醚为丙烯基聚氧乙烯醚；制备时向含有马来酸酐、丙烯基醚的水溶液中滴加引发剂过硫酸铵水溶液，滴加完毕，在60℃～90℃下搅拌反应3～6小时。该阻垢剂为二元共聚物阻垢剂，阻碳酸钙垢性能较好，但没有体现出其它阻垢分散性能，应用范围窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阻碳酸钙垢、硫酸钙垢和磷酸钙垢性能强，并且还具有较好的稳锌、阻硅垢及氧化铁分散能力的用于循环冷却水系统的阻垢分散剂及其制备方法。