[发明专利]一种可降解的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解的无磷阻垢缓蚀剂，包括如下重量份的原料：改性环氧琥珀酸‑对苯乙烯磺酸钠共聚物15‑20份、聚乙烯醇/黄原胶复合水凝胶25‑30份、氧化石墨烯0.5‑1份、硫酸锌10‑15份、钼酸钠1‑2份；本发明还公开了该无磷阻垢缓蚀剂的制备方法。本发明选择改性环氧琥珀酸‑对苯乙烯磺酸钠共聚物和硫酸锌分别作为阻垢剂和缓蚀剂，以合适配伍比复配，并将其负载于聚乙烯醇/黄原胶复合水凝胶，构成密度较高的固体型阻垢缓蚀剂，相较于液体阻垢缓蚀剂，该固体型阻垢缓蚀剂的有效成分能在载体中缓慢释放，表现优异持续的阻垢缓蚀性能，并且采用可生物降解的环氧琥珀酸和聚乙烯醇，使材料具备可降解、绿色环保性。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种可降解的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

工业生产中的循环冷却水系统，使用过程中由于水分的蒸发、pH值的变化、温度的上升、水流速度的变化、水中的杂质、系统的压力等因素的影响，水中含有的碱土金属阳离子和少量其他阳离子，会与水中的阴离子生成难溶性无机盐如Ca₃(PO₄)₂、CaCO₃、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，所以使用阻垢缓蚀剂来抑制垢物形成和防止金属腐蚀，是保持冷却水循环系统良好运行的关键技术之一，也是工业用水和废水处理中控制水垢形成和防止金属腐蚀的有效手段，常见的阻垢缓蚀剂类型有有机膦类、植物提取高分子类、聚天冬氨酸类、聚环氧琥珀酸类，有机磷类阻垢剂中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。

目前环境友好型的阻垢剂，聚环氧琥珀酸是其中一类，它具备可生物降解，不含氮、磷、钾等元素使水体富养化，且对碳酸钙、硫酸钙等无机钙垢有较好的抑制作用，对碳钢具有一定的缓释性能，是一种多功能的阻垢剂，但它同时存在缺点，由于聚环氧琥珀酸分子结构中主要为羧基官能团，由于官能团单一，使其在阻磷酸钙垢、硅酸钙垢、硅酸镁垢等方面效果并不显著，稳定锌盐和分散氧化铁的能力也较差，因此，丰富聚环氧琥珀酸的官能团，对弥补聚环氧琥珀酸型阻垢缓蚀剂的功能性有潜在意义；此外，液体状态的阻垢缓蚀剂会随水流走或是附着在加药点附近的管壁上而只能在有限范围内发挥阻垢缓蚀作用，从而使得整体阻垢效果不理想，因此，改变阻垢缓蚀剂的使用状态也是提高其性能的手段之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降解的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法，选择改性环氧琥珀酸-对苯乙烯磺酸钠共聚物和硫酸锌分别作为阻垢剂和缓蚀剂，以合适配伍比复配，并将其负载于聚乙烯醇/黄原胶复合水凝胶，构成密度较高的固体型阻垢缓蚀剂，相较于液体阻垢缓蚀剂，该固体型阻垢缓蚀剂的有效成分能在载体中缓慢释放，表现优异持续的阻垢缓蚀性能，并且采用可生物降解的环氧琥珀酸和聚乙烯醇，使材料具备可降解、绿色环保性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种可降解的无磷阻垢缓蚀剂，包括如下重量份的原料：

改性环氧琥珀酸-对苯乙烯磺酸钠共聚物15-20份、聚乙烯醇/黄原胶复合水凝胶25-30份、氧化石墨烯0.5-1份、硫酸锌10-15份、钼酸钠1-2份；

该可降解的无磷阻垢缓蚀剂由如下步骤制成：

步骤A1，将聚乙烯醇/黄原胶复合水凝胶与去离子水进行浸泡12-16小时后，在80-85℃、230-250rpm速率下加热搅拌2-3小时，制得混合液a；

步骤A2，将硫酸钠、钼酸钠溶于去离子水中制得混合液b，将氧化石墨烯加入混合液b，于频率80-100kHz下超声分散30-40分钟，制得混合液c；