[发明专利]一种高效无膦复合型缓蚀阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体地说，涉及一种高效无膦复合型缓蚀阻垢剂及其制备方法。

背景技术

由于淡水资源的日益短缺，工业冷却水处理药剂越来越受到人们的重视。有机膦酸是目前广泛使用的一类水处理剂，它是国外60年代中期开发，70年代被确认的一类水处理剂，具有良好的化学稳定性、耐高温性且兼具用量少、缓蚀和阻垢作用等特点。此外，有机膦酸对许多金属离子具有优异的螯合能力，它们解决了系统产生碳酸钙垢的问题，C-P键存在使其化学性能稳定、较耐高温，有明显“溶限效应”和“协同效应”。其缺陷是有机膦酸不能有效地抑制磷系和磷锌系水处理配方中产生的磷酸钙垢、锌垢和氧化铁沉积问题，含磷废水排放造成水体富营养化和海洋赤潮问题。国外已实施限磷或禁磷措施，我国也大力提倡低磷和无磷产品的开发。共聚物阻垢剂是进入80年代后开发的一种新型水处理剂，其性能优越、复配性好、无磷污染、发展前景广阔，但其价格高，单独使用不能满足水处理需要，故需加入其他组分复配后使用。

经检索，中国专利授权公告号CN 101560022B公开了一种复合缓蚀阻垢剂，由有机膦酸15％～30％、丙烯酸或丙烯酸共聚物10％～20％、聚马来酸2％～10％、唑类衍生物1％～3％、多元有机胺磺酸盐15％～30％、二甲基甲酰胺或酒精2％～6％、水20％～35％质量配比的原料制成，该发明复合缓蚀阻垢剂用于中水作为循环冷却水的系统，能够解决中水循环水对设备造成的腐蚀，但是该复合缓蚀阻垢剂中含磷量较高且组分复杂，只适用于中水作为循环冷却水的系统，应用受到限制。中国专利授权公告号CN 101767885B公开了一种用于水处理设备的无磷缓蚀阻垢剂，其有效组分重量比为：衣康酸-丙烯酸-丙烯酸脂共聚物18-20％，2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸-二乙基丙烯酰胺聚合物8-10％，聚环氧琥珀酸9-11％，水解聚马来酸酐10-12％，荧光素0.5-1.5％，水45-53％，该发明的主要组分为天然高分子化合物，具有天然环状结构，有螯合高价金属离子的活性基团，具有一定的缓蚀阻垢性能，但是缓蚀阻垢效果不好且组分中的荧光素有一定的毒性，对人体有伤害，会造成水体的二次污染。因此，为了满足目前的水处理需要，急需研发出一种毒性低，对环境、人体和作物没有危害，且缓蚀阻垢效率高的缓蚀阻垢剂。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有的缓蚀阻垢剂处理磷酸钙垢、锌垢和氧化铁沉积的效果差，含磷废水造成水体污染，组分复杂以及环境不友好等问题，本发明提供一种高效无膦复合型缓蚀阻垢剂及其制备方法，本发明的缓蚀阻垢剂组分中不含磷，用量少，处理效果好，且具有毒性低，对环境、人体和作物没有危害，也不引起微生物滋生的特点，属于环境友好型缓蚀剂。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高效无膦复合型缓蚀阻垢剂，其成分及质量百分比为丙烯酸-马来酸酐共聚物60-75％，丙烯酰胺基十一烷基酸10-15％，钨酸钠5-8％，烷基糖苷2-4％，吖啶1-3％，安赛蜜0.5-2％，余量为水。

优选地，所述的丙烯酸-马来酸酐共聚物的分子量为5000-8000。

优选地，所述的烷基糖苷为十二烷基葡萄糖苷。

优选地，所述的各组分的质量百分比为丙烯酸-马来酸酐共聚物70％，丙烯酰胺基十一烷基酸15％，钨酸钠7％，烷基糖苷4％，吖啶2％，安赛蜜2％，余量为水。

上述的一种高效无膦复合型缓蚀阻垢剂的制备方法，其步骤为：

(a)在装有搅拌器、温度计和加料器的三口烧瓶中依次加入马来酸酐、引发剂和水，然后加热至40～50℃，在150-200rpm条件下搅拌1-1.5h，得到马来酸酐和引发剂的混合水溶液，其中马来酸酐的质量分数为50-60％，引发剂的质量分数为0.05-0.15％；

(b)往步骤(a)得到的混合水溶液中滴加丙烯酸，加入的丙烯酸与马来酸酐的质量比为(2-3):1，在搅拌和加热的条件下进行聚合反应，最后得到丙烯酸-马来酸酐共聚物，其中聚合反应温度为50～63℃，聚合反应时间为2-2.5h；

(c)当步骤(b)中得到的丙烯酸-马来酸酐共聚物冷却至45-50℃时，然后按照前面所述的比例将吖啶、丙烯酰胺基十一烷基酸和水加入丙烯酸-马来酸酐共聚物中搅拌均匀，得到混合溶液；

(d)按照前面所述的比例依次将钨酸钠、安赛蜜和烷基糖苷加入到步骤(c)中得到的混合溶液中搅拌均匀，最后得到高效无膦复合型缓蚀阻垢剂。