[发明专利]一种新型无磷四元聚合物阻垢剂及其制备方法

说明书

技术领域

该发明涉及一种新型无磷四元聚合物阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂主 要应用于工业循环冷却水的处理中，是一种无磷、高效的绿色阻垢剂。

背景技术

改革开放以来，随着我国人口数量的迅速增加和人均生产总值的不断升 高，水资源的供求问题正在不断地被激化。其中，工业用水首先面临着挑战， 我国大多数工业部门一直采用循环冷却水系统。但在循环冷却水系统中，由于 循环水被不断的加热和冷却，使得水系统中金属离子浓度增大，进而达到过饱 和状态，或者因为升高温度，一些金属盐类形成沉淀，沉积在管路中，从而形 成水垢。水垢不仅会增大水的流动阻力，减缓流动速度，增加循环泵的运行费 用，而且还会影响换热器的换热效率。污垢长时间存在于管路中，会对管路造 成垢下腐蚀，进而发生更严重事故，妨碍企业的正常运营。因此，寻求水垢的 处理方法受到了研究者的注意。其中得到最广泛应用的就是聚合物阻垢剂。

阻垢剂的发展对提高工业循环水的利用率起到了十分关键的作用。自20 世纪60年起，阻垢剂开始被研发，那时使用的阻垢分散剂主要是木质素磺酸钠 等，它们有一定的阻垢作用，能部分解决水垢沉积和锌盐稳定问题，但远远满 足不了生产对阻垢性能的要求。为此逐步开发了聚合物阻垢剂，使用最广的为 含磷的聚合物阻垢剂。如中国专利公开了申请号为CN00113316“一种含磷的磺 酸盐共聚物及其制备方法和用途”、申请号为CN95111773“一种含磷的三元共聚 物水质阻垢剂”、申请号为CN03122759含醚膦酸磺酸多元共聚物及多功能水处 理剂的制备方法”。但磷会造成水体富营养化，破坏环境，20世纪80年代随着 环境对工业排污的限制和人们环保意识的增强，阻垢剂也在向无毒无害的无磷 的环境友好型阻垢剂发展。开始研究较多的主要有聚天冬氨酸，聚环氧琥珀酸， 如中国专利公开了申请号为CN02111415“环保型阻垢剂聚天冬氨酸制备方法”、 申请号为CN00310101837:“一种含聚环氧琥珀酸缓蚀阻垢处理方法”。但其造价 都太高，企业应用的很少。目前研究的聚羧酸盐阻垢剂不仅成本低，而且不会 造成磷的污染，还具有良好的阻垢性能从而被企业广泛应用。聚羧酸阻垢剂是 一种含有羧基、脂基、磺酸基、酰胺基等多种官能团的聚合物。本发明在调研 国内外聚羧酸阻垢剂的研究和发展情况后，不断总结经验，研发了一种水溶性 的新型无磷四元共聚物阻垢剂。

发明内容

本发明目的在于一种无磷环保，且对碳酸钙垢、磷酸钙垢垢均具有优异阻 垢性能的新型四元聚合物阻垢剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种新型无磷四元聚合物阻垢剂，其特征在于，所述的新型无磷聚合物阻 垢剂是由A、B、C、D四种单体在水溶液中通过自由基聚合的方法共聚而成的低 聚物，其中：

A：衣康酸

B：丙烯酸甲酯

C：丙烯酰胺

D：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸

A、B、C、D四种单体的摩尔配比为A：B：C：D＝1:(0.4-0.6):(0.3-0.7):(0.1-0.4)

上述新型无磷四元聚合物阻垢剂制备方法，步骤是：

(1)以质量计，将2-6g的丙烯酰胺用适量的去离子水溶解配成质量百分比为 10-20％的水溶液，与3mL-6mL的丙烯酸甲酯混合，命名为溶液a；将过硫酸铵 2g-5g，用适量的去离子水溶解配成质量百分比10-15％的水溶液命名为溶液b。

(2)将9g的衣康酸、2-6g的丙烯酰胺、3-8g的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 用适量的去离子水溶解，配成质量百分比为30-50％的水溶液，加入到四口烧瓶 中，升温至45-75℃，在搅拌下加入异丙醇，然后将溶液a和溶液b分别放入滴 液漏斗以匀速滴加(滴加时间为30-45min)，滴加完毕后升温至75-95℃。保温 1-6小时，冷却后用30％的氢氧化钠溶液调节pH至7-8，即得新型无磷四元聚合 物阻垢剂。

根据权利4所述的新型无磷四元共聚物阻垢剂的制备方法，其特征在于 聚合温度为75-95℃。

本发明的有益效果是：