CN102295355B - 可标识环境友好型阻垢缓蚀剂 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种可标识无磷(膦)阻垢缓蚀水处理剂，由带荧光基团聚合物、羧酸盐类聚合物分散剂、高效复合型缓蚀剂等原料在水溶液中复配制成。本发明的水处理剂不含磷等对生态环境有害物质，在较高硬度和碱度水质条件下具有良好的阻垢分散性能，且对铜及合金有良好的缓蚀性能，能有效降低铜及合金的冲涮腐蚀。本发明的水处理剂在荧光分光光度仪下具有可检测性，使其在无磷(膦)状态下具有可标识性，解决了无磷(膦)配方药剂在实际应用中难以监测控制药剂浓度的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理剂，特别涉及一种新型可标识环境友好型的工业循环冷却水水处理剂。
背景技术
工业循环冷却水系统在长期运转过程中，会产生设备管网结垢、滋生菌藻、骈且引起设备腐蚀，造成设备的损害甚至报废。为保证循环冷却水系统安全运转，常采用的方法是添加阻垢、缓蚀、杀菌抑藻的水质稳定剂。目前工业部门中超过80％的用户均采用磷(膦)系配方水处理剂，虽在工业节水降耗有效利用水资源中取得了重要作用，但由于含磷水处理剂使用后会随着工业生产排污进入天然水体，加剧水体的富营养化程度，导致赤潮的频繁发生，给自然界及生物造成了日趋严重的生态灾害。与此同时，一些无磷(膦)配方水处理剂在应用中阻垢缓蚀性能不佳，且检(监)测控制系统中的药剂浓度比较困难。因此，开展高性能无磷(膦)且具备示踪能力的水处理剂已成为国内外工业水处理技术领域的开发热点之一。
发明内容
本发明目的之一是提供一种可标识环境友好型阻垢缓蚀剂。
本发明目的之二是提供一种可标识环境友好型阻垢缓蚀剂的制备方法。
本发明的标识环境友好型阻垢缓蚀剂是通过在水溶液中，将含荧光基团的聚羧酸盐类分散剂、含氮类复合缓蚀剂、含荧光基团聚合物等原料进行调配复合，合成一种无磷可标识的高效阻垢缓蚀水处理剂，所选的含有荧光基团的聚合物使产品具有荧光示踪能力。
本发明的标识环境友好型阻垢缓蚀剂的组成及其含量如下(以重量份计)：
含荧光基团的聚合物 20～36份；
羧酸盐类聚合物 28～54份；
唑类物质 2～4份；
复合胺类物质 2～4份；
咪唑啉类物质 1～2份；
其中的含荧光基团的聚合物的组成及其重量百分比含量为：
顺酐 30-62％；
丙烯酸 15-24％；
腈丙烯 3-6％；
丙烯酸羟基酯 4-7％；
荧光材料 0.5-1.0％；
余量为水。
进一步的，本发明标识环境友好型阻垢缓蚀剂较好的组成及其含量如下(以重量份计)：
含荧光基团的聚合物 25～30份；
羧酸盐类聚合物 30～50份；
唑类物质 2～3份；
复合胺类物质 2～3份；
咪唑啉类物质 1～2份。
其中，所述的唑类物质选自苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑和甲基苯骈三氮唑中的一种或几种，所述羧酸盐类聚合物是指丙烯酸、甲基丙烯酸共聚物，聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐，丙烯酸、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或多种，所述复合胺类物质是六亚甲基四胺、三乙醇胺、二乙醇胺等中的一种或多种，所述咪唑啉类物质是1-乙酸钠2-烷基-咪唑啉(咪唑啉羧酸盐)或者咪唑啉聚氧乙烯醚。各组分是常规符合行业标准的市售产品。
所述的含荧光基团的聚合物，其制备方法为：将顺酐与水按一定比例加入反应釜，开始升温；再将其余反应物料混匀并抽入高位槽；反应釜温度达到100℃，将高位槽中的物料匀速加入反应釜中，2-3小时加完。得到含荧光基团的聚合物。
本发明的标识环境友好型阻垢缓蚀剂是通过以下方法制备的：
将含荧光基团的聚合物、羧酸盐类聚合物、唑类、胺类以及咪唑啉等按一定顺序加入复配釜，混合均匀即可。可以适当加温以加快反应速度。
本发明与已有技术相比，其显著优点是：(1)配方中引入含荧光基团的聚合物，对药剂的阻垢缓蚀性能无影响，而且能有效解决无磷(膦)配方在使用中检(监)测困难的问题。(2)本药剂在高硬度、高碱度的水质条件下，可以有效减少铜及其合金的冲涮腐蚀现象的发生。(3)本药剂属于无磷(膦)配方水处理剂，在使用时不会引起工业循环冷却水系统磷含量的增加，可有效抑制菌藻的滋生，极大减少菌藻对系统设施的生物腐蚀。
附图说明
附图1为本发明实施例1的运行跟踪荧光谱图
附图2为本发明实施例2的运行跟踪荧光谱图
下面结合实施例对本发明进行具体描述，本发明也可通过其他不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，下面实施方案，只是举例说明，骈不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内改变均被本发明包含。
具体实施方式
实施例1、
1、含荧光基团的聚合物的制备
取如下量原料：
顺酐 29％；
丙烯酸 15％；
丙烯腈 2％；
丙烯酸羟基酯 4％；
8-羟基喹啉-5-磺酸 0.5％。
将顺酐与水加入反应釜，开始升温；再将其余反应物料混匀并抽入高位槽；反应釜温度达到100℃，将高位槽中的物料匀速加入反应釜中，2小时加完。得到含荧光基团的聚合物。
2、标识环境友好型阻垢缓蚀剂的制备
按以下重量份配料：
含荧光基团的聚合物 20份；
羧酸盐类聚合物 40份；
唑类物质 2份；
复合胺类物质 2份；
咪唑啉类物质 1份；
常温下，将含荧光基团的聚合物、羧酸盐类聚合物、唑类物质、复合胺类物质以及咪唑啉类物质加入复配釜，搅拌混合均匀即可。
其中，唑类物质为苯骈三氮唑，羧酸盐类聚合物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯的共聚物，复合胺类物质为六亚甲基四胺，咪唑啉类物质是咪唑啉聚氧乙烯醚。
实施例2、
1、含荧光基团的聚合物的制备
取如下量原料：
顺酐 62％；
丙烯酸 24％；
丙烯腈 6％；
丙烯酸羟基酯 7％；
邻羟基苯甲酸 1％。
将顺酐与水加入反应釜，开始升温；再将其余反应物料混匀并抽入高位槽；反应釜温度达到100℃，将高位槽中的物料匀速加入反应釜中，3小时加完。得到含荧光基团的聚合物。
2、标识环境友好型阻垢缓蚀剂的制备
按以下重量份配料：
含荧光基团的聚合物 25份；
羧酸盐类聚合物 30份；
唑类物质 2份；
复合胺类物质 2份；
咪唑啉类物质 1份；
唑类物质为巯基苯骈噻唑，羧酸盐类聚合物为聚环氧琥珀酸，复合胺类物质为三乙醇胺，咪唑啉类物质是咪唑啉聚氧乙烯醚。
常温下，将含荧光基团的聚合物、羧酸盐类聚合物、唑类、胺类以及咪唑啉加入复配釜，搅拌混合均匀即可。
实施例3
1、含荧光基团的聚合物的制备
取如下量原料：
顺酐 32％；
丙烯酸 20％；
丙烯腈 5％；
丙烯酸羟基酯 6％；
5-胺基吡嗪-2-甲酸 0.8％。
将顺酐与水加入反应釜，开始升温；再将其余反应物料混匀并抽入高位槽；反应釜温度达到100℃，将高位槽中的物料匀速加入反应釜中，2.5小时加完。得到含荧光基团的聚合物。
2、标识环境友好型阻垢缓蚀剂的制备
按以下重量份配料：
含荧光基团的聚合物 30份；
羧酸盐类聚合物 50份；
唑类物质 3份；
复合胺类物质 3份；
咪唑啉类物质 2份；
唑类物质为甲基苯骈三氮唑，羧酸盐类聚合物是指水解聚马来酸酐，复合胺类物质是六亚甲基四胺，咪唑啉类物质是1-乙酸钠-2-烷基咪唑啉。
常温下，将含荧光基团的聚合物、羧酸盐类聚合物、唑类、胺类以及咪唑啉加入复配釜，搅拌混合均匀即可。
实施例4
1、含荧光基团的聚合物的制备
取如下量原料：
顺酐 50％；
丙烯酸 22％；
丙烯晴 5％；
丙烯酸羟基酯 5.5％；
萘二甲酰亚胺 0.9％。
将顺酐与水加入反应釜，开始升温；再将其余反应物料混匀并抽入高位槽；反应釜温度达到100℃，将高位槽中的物料匀速加入反应釜中，2小时加完。得到含荧光基团的聚合物。
2、标识环境友好型阻垢缓蚀剂的制备
按以下重量份配料：
含荧光基团的聚合物 36份；
羧酸盐类聚合物 54份；
唑类物质 4份；
复合胺类物质 6份；
咪唑啉类物质 2份；
唑类物质为苯骈三氮唑，羧酸盐类聚合物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯共聚物，复合胺类物质为三乙醇胺，咪唑啉类物质是1-乙酸钠2-烷基-咪唑啉。
常温下，将含荧光基团的聚合物、羧酸盐类聚合物、唑类、胺类以及咪唑啉加入复配釜，搅拌混合均匀即可。
为说明本发明对工业循环冷却水系统的阻垢缓蚀作用，下面来用效果实例来对其性能来进一步说明。其中下述实验水质为模拟工业循环冷却水系统中浓缩倍率在3.0时的北京自来水水质。
1 黄铜对比腐蚀实验
实验水质条件：Ca2+(以CaCO3计)420mg/L；HCO3 -(以CaCO3计)480mg/L；pH＝8.6
参照国家标准GB/T 18175-2000，采用本发明的复合水处理剂和实验水质进行旋转挂片法腐蚀试验，在恒定水浴锅中，40±1℃，转速80r/min，运行72h进行腐蚀实验，其实验结果见下表：
2 碳酸钙沉积法阻垢实验
实验水质条件：Ca2+(以CaCO3计)420mg/L；HCO3 -(以CaCO3计)480mg/L；pH＝8.6
参照国家标准GB/T 16632-1996，采用本发明的复合水处理剂和实验水质进行高温静态阻垢试验，在恒定水浴锅中，50±1℃，运行10h进行阻垢实验，其实验结果见下表：
3 荧光示踪法检测水处理剂浓度实验
在实验水质条件下，将实施例1和实施例2的复合水处理剂在不同投加浓度进行动态模拟运行，并利用荧光分光光度计对水体进行跟踪测量，其浓度与荧光谱图实验结果如下：
从实施例1和实施例2的运行跟踪荧光谱图可以看出，模拟运行水系统中的药剂浓度越高，其对应的荧光峰值越高，这种趋势随着系统药剂浓度波动而作相应的波动变化，且两者呈比例关系变化，说明引入的荧光基团示踪功能较好。在实施例3和实施例4中，得到的结果与上面是一致的。
Claims (3)
1.一种可标识环境友好型阻垢缓蚀剂，其成分以重量份计包括：
含荧光基团的聚合物 20～36份；
羧酸盐类聚合物 28～54份；
唑类物质 2～4份；
复合胺类物质 2～4份；
咪唑啉类物质 1～2份；
其中的含荧光基团的聚合物的组成及其重量百分比含量为：
顺酐 30-62％；
丙烯酸 15-24％；
丙烯腈 3-6％；
丙烯酸羟基酯 4-7％；
荧光材料 0.5-1.0％；
余量为水；
其特征在于：所述的唑类物质选自苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑和甲基苯骈三氮唑中的一种或几种，所述羧酸盐类聚合物是指丙烯酸、甲基丙烯酸共聚物，聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐，丙烯酸、丙烯酸羟丙酯共聚物中的一种或多种，所述复合胺类物质是六亚甲基四胺、三乙醇胺、二乙醇胺的一种或多种；所述咪唑啉类物质是1-乙酸钠2-烷基-咪唑啉或咪唑啉聚氧乙烯醚。
2.如权利要求1所述可标识环境友好型阻垢缓蚀剂，其特征在于其成分以重量份计包括：
含荧光基团的聚合物 25～30份；
羧酸盐类聚合物 30～50份；
唑类物质 2～3份；
复合胺类物质 2～3份；
咪唑啉类物质 1～2份。
3.如权利要求1或2所述可标识环境友好型阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A、制备含荧光基团聚合物取如下量原料：
顺酐 30-62％；
丙烯酸 15-24％；
丙烯腈 3-6％；
丙烯酸羟基酯 4-7％；
荧光材料 0.5-1.0％；
余量为水；
将顺酐与水加入反应釜，开始升温；再将其余反应物料混匀并抽入高位槽；反应釜温度达到100℃，将高位槽中的物料匀速加入反应釜中，2小时加完，得到含荧光基团的聚合物，
B、制备可标识环境友好型阻垢缓蚀剂
按重量份配料，常温下，将含荧光基团的聚合物、羧酸盐类聚合物、唑类物质、复合胺类物质以及咪唑啉类物质依次加入复配釜，搅拌混合均匀即可。
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