[发明专利]一种基于腐植酸衍生物的多功能无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于腐植酸衍生物的多功能无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法，以腐植酸和甲基丙烯酸为原料，在催化剂、引发剂作用下，通过自由基的聚合、酯化反应合成聚甲基丙烯酸腐植酸酯，然后再与协同作用物、溶剂混合制备无磷缓蚀阻垢剂。本发明合成的聚甲基丙烯酸腐植酸酯是一种新的缓蚀阻垢剂单剂，分子结构中含有大量羟基、羧基，直链和支链交替延伸，分子量大小可通过配方设计进行调控；本发明的缓蚀阻垢剂无磷、无氮、无锌，可以实现零排污运行，用于循环冷却水系统中具有很好的缓蚀阻垢效果，是一种环保型缓蚀阻垢剂，且又具有絮凝作用。

技术领域

本发明涉及缓蚀阻垢剂领域，具体而言涉及一种基于腐植酸衍生物的多功能无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法。

背景技术

当今工业用水中冷却水用量占很大比例，冷却水的供应状况对整个企业运行都有重大作用，而尽可能提高冷却水重复使用率可节约工业用水。但由于冷却水不断蒸发，水中盐类被浓缩，加上冷却水与大气接触，溶解氧与细菌含量增加，导致循环冷却水出现严重的结垢、腐蚀问题，使热交换率降低，检修频繁，威胁生产正常进行。为此，必须在冷却水中加入以阻垢剂、缓蚀剂为主的药剂来解决这些问题。近年来，有机磷酸类缓蚀阻垢剂应用发展极为迅速，国内循环冷却水处理常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、磷酸醋、有机磷酸和聚合物类等。其中，有机磷酸类药剂以其高效的缓蚀与阻垢双重功能而被广泛应用，该类水处理药剂具有化学性能稳定、能耐较高温度和值、有明显的溶限效应和协同效应等特点。但是磷是细菌和藻类的营养源，含磷类阻垢剂易造成环境水域的富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮而引起水源污染。因此，开发无磷、生物降解性能好、控制指标简单易实现、适合高浓缩倍率运行甚至零排污的新型绿色缓蚀阻垢剂已成为水处理的发展方向。

专利申请号200410073666.6“一种低磷复合阻垢缓蚀剂及其有水处理中的应用”，公开了一种由PBTCA/HPAA、聚天冬氨酸、聚羧酸复配的低磷阻垢缓蚀剂，在循环冷却水处理中，用量少，具有优良的阻碳酸钙结垢功能，还有良好的缓蚀功能。专利申请号201510648500.0“一种环保型油田回注水缓蚀阻垢剂及其制备”，公开了以丁公藤提取物、二氢青篙酸甲酯、柠檬酸、单宁酸、巯基苯骈噻唑钠、葡萄糖酸-δ-内酯、愈创木酚磺酸钾、磺基琥珀酸酯、N-(3-乙氧硅基丙基)葡糖酰胺、乙酸乙酯、乙醇和水为原料制备缓蚀阻垢剂的方法，其产品无磷，对环境友好，且具有良好的热稳定性。同时该专利指出缓蚀率和阻垢率都达95％以上。专利申请号201410731750.6“一种无磷缓蚀阻垢剂的配制方法”，公开了主要组分为聚环氧琥珀酸钠、碳钢缓蚀剂、表面活性剂、增强剂等，但某些药剂的信息不完全。除了上述相关专利外，目前已公开的缓蚀阻垢剂专利还有很多，但大多数都是基于应用背景来进行配方设计，然后通过复配实现产品性能的提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种环保，缓蚀阻垢和絮凝效果佳的新型缓蚀阻垢剂单剂。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于腐植酸衍生物的多功能无磷缓蚀阻垢剂，以腐植酸和甲基丙烯酸为原料，在催化剂、引发剂作用下，通过自由基的聚合、酯化反应合成聚甲基丙烯酸腐植酸酯，然后再与协同作用物、溶剂混合制备无磷缓蚀阻垢剂。

具体地，合成聚甲基丙烯酸腐植酸酯所用催化剂为对甲基苯磺酸；引发剂为偶氮二异丁腈；

其中，各反应原料质量分数为：

腐植酸占反应原料总质量的15-60％；

甲基丙烯酸占反应原料总质量的10-45％；

催化剂对甲基苯磺酸占反应原料总质量的0.2-3％；

引发剂偶氮二异丁腈占反应原料总质量的0.1-1％；

其余为溶剂二甲苯。

具体地，所述协同作用物为硫脲和碘化钾；所述溶剂和甲醇和水的混合溶剂；

其中，各组分的质量分数为：