CN104528959B - 一种绿色环保阻垢分散剂及其制备方法 - Google Patents

一种绿色环保阻垢分散剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种绿色环保阻垢分散剂，按照质量百分比由以下组份组成：聚天冬氨酸8％～24％、一元酸8％～28％、ABA防腐蚀剂10％～25％、余量为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；制备方法为：将上述各组份混合后搅拌均匀即得。本发明一种绿色环保阻垢分散剂，添加少量的聚天冬氨酸，与一元酸复配效果好，能够提高阻垢剂的综合性能，丙二醇盐的存在不仅能够使其在水中具有良好的分散性，还可以起到缓蚀效果，其阻垢性能优于现有的阻垢分散剂，且制备工艺简单，使得制造成本降低，实用性强，对环境友好，可生物降解，不会对环境造成二次污染，能够用于各种金属、非金属等材料制品的管道、仪器、设备等的阻垢。

Description

一种绿色环保阻垢分散剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种绿色环保阻垢分散剂，还涉及该分散剂的制备方法。
背景技术
随着淡水水源日益紧缺、水源污染日益严重，作为工业用水系统的进水水源，水中含盐量不断升高，硬度、碱度不断提高，使得要求处理的水质条件越来越恶劣。目前，市场上水处理剂主要以磷系为主，从长远发展趋势看，磷系水处理阻垢剂的生产和应用受到限制，未来的阻垢剂将向着绿色环保型方向发展。采用无磷配方的有机聚合物阻垢技术因此正逐渐得到广泛的推广，其优异的阻垢性能在恶劣水质的处理中得到了很好的体现。虽然已经出现诸多环境友好型水处理剂，但因其制作工艺复杂，设备要求高，导致价格较高，无法实现很好的经济效益，无法在市场上大规模推广应用。
聚天冬氨酸具有优异的阻垢分散性能，能抑制CaCO3，CaSO4和BaSO4垢的形成，可耐高温，热稳定性好，可应用于高温，高钙水系统及反渗透膜处理系统。聚天冬氨酸的突出优点是其从原料、生产到最终产品均对环境无毒无公害，且具有生物降解性，不会对环境造成二次污染，是目前公认的绿色聚合物和水处理产品的更新换代产品。但因其生产成本较高影响了其大规模的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色环保阻垢分散剂，其阻垢性能优于现有的阻垢分散剂，且制备工艺简单，使得制造成本降低，从而降低了阻垢成本。
本发明的另一个目的是提供上述分散剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：一种绿色环保阻垢分散剂，按照质量百分比由以下组份组成：聚天冬氨酸8％～24％、一元酸8％～28％、ABA防腐蚀剂10％～25％、余量为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于，
ABA防腐蚀剂按照质量百分比由以下组份组成：氢氧化钠14％～28％、丙二醇32％～56％、去离子水20％～40％，上述各组份质量百分比之和为100％。
聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
一元酸为盐酸或硝酸中任意一种。
盐酸浓度为0.1mol/L。
硝酸的体积浓度为65％～68％。
本发明所采用的另一个技术方案是：一种绿色环保阻垢分散剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别称取以下各组份：氢氧化钠14％～28％、丙二醇32％～56％、去离子水20％～40％，上述各组份质量百分比之和为100％，将各组份混合后搅拌均匀，得到ABA防腐蚀剂；
步骤2：按照质量百分比分别称取以下各组份：聚天冬氨酸8％～24％、一元酸8％～28％、ABA防腐蚀剂10％～25％、余量为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得。
本发明的特点还在于，
步骤2中聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
步骤2中一元酸为盐酸或硝酸中任意一种。
盐酸浓度为0.1mol/L，硝酸的体积浓度为65％～68％。
本发明的有益效果是：本发明一种绿色环保阻垢分散剂，添加少量的聚天冬氨酸，与一元酸复配效果好，能够提高阻垢剂的综合性能，丙二醇盐的存在不仅能够使其在水中具有良好的分散性，还可以起到缓蚀效果，其阻垢性能优于现有的阻垢分散剂，且制备工艺简单，使得制造成本降低，从而降低了阻垢成本，具有实用性强，生产成本低，对环境友好，可生物降解，不会对环境造成二次污染等优点，能够用于各种金属、非金属等材料制品的管道、仪器、设备等的阻垢。
附图说明
图1是本发明制备的阻垢分散剂与聚天冬氨酸的阻垢效果对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种绿色环保阻垢分散剂，按照质量百分比由以下组份组成：聚天冬氨酸8％～24％(数均分子量为1000～3000)、一元酸8％～28％、ABA防腐蚀剂10％～25％、余量为去离子水，上述各组份质量百分比之和为100％；一元酸为盐酸或硝酸中任意一种，使用浓度为0.1mol/L盐酸时其用量为8％～20％，使用体积浓度为65％～68％的硝酸时其用量为12％～28％；
ABA防腐蚀剂按照质量百分比由以下组份组成：氢氧化钠14％～28％、丙二醇32％～56％、去离子水20％～40％，上述各组份质量百分比之和为100％。
上述分散剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别称取以下各组份：氢氧化钠14％～28％、丙二醇32％～56％、去离子水20％～40％，上述各组份质量百分比之和为100％，将各组份混合后搅拌均匀，得到ABA防腐蚀剂；
步骤2：按照质量百分比分别称取以下各组份：聚天冬氨酸8％～24％、一元酸8％～28％、ABA防腐蚀剂10％～25％、余量为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得。
本发明的有益效果：本发明添加少量的聚天冬氨酸，与一元酸复配效果好，能够提高阻垢剂的综合性能，丙二醇与氢氧化钠反应生成丙二醇盐，避免了一元酸与氢氧化钠的中和反应，丙二醇盐的存在不仅能够使其在水中具有良好的分散性，还可以起到缓蚀效果，一元酸还可促进阻垢剂发酵变软，吸收水垢中的有害物质。本发明对钙垢的阻垢效率达到90％以上，优于同等条件下现有阻垢剂的阻垢效率，具有实用性强，生产成本低，对环境友好，可生物降解，不会对环境造成二次污染等优点。新型药剂无毒，安全可靠，对金属及非金属无腐蚀作用，在预防水垢的产生的同时，能够充分分散水系统中沉积的水垢。且在阻垢的同时不会对用水系统造成损坏，有效延长管道、仪器、设备等的使用寿命。能够用于各种金属、非金属等材料制品的管道、仪器、设备等，如太阳能集热器循环管路阻垢，汽车、农用机械或矿山机械等水箱阻垢及锅炉等阻垢。
实施例1
步骤1：按照质量百分比分别称取以下各组份：氢氧化钠14g、丙二醇56g、去离子水30g，将各组份混合后搅拌均匀，得到ABA防腐蚀剂；
步骤2：按照质量百分比分别称取以下各组份：聚天冬氨酸24g(数均分子量为1000)、体积浓度为65％的硝酸(或0.1mol/L盐酸)20g、ABA防腐蚀剂25g、去离子水31g；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得。
实施例2
步骤1：按照质量百分比分别称取以下各组份：氢氧化钠28g、丙二醇32g、去离子水40g，将各组份混合后搅拌均匀，得到ABA防腐蚀剂；
步骤2：按照质量百分比分别称取以下各组份：聚天冬氨酸16g(数均分子量为2000)、体积浓度为68％的硝酸28g、ABA防腐蚀剂17g、去离子水39g；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得。
实施例3
步骤1：按照质量百分比分别称取以下各组份：氢氧化钠28g、丙二醇32g、去离子水40g，将各组份混合后搅拌均匀，得到ABA防腐蚀剂；
步骤2：按照质量百分比分别称取以下各组份：聚天冬氨酸8g(数均分子量为3000)、体积浓度为66％的硝酸(或0.1mol/L盐酸)12g、ABA防腐蚀剂10g、去离子水70g；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得。
实施例4
步骤1：按照质量百分比分别称取以下各组份：氢氧化钠26g、丙二醇54g、去离子水20g，将各组份混合后搅拌均匀，得到ABA防腐蚀剂；
步骤2：按照质量百分比分别称取以下各组份：聚天冬氨酸20g(数均分子量为2500)、0.1mol/L盐酸8g、ABA防腐蚀剂13g、去离子水59g；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得。
采用静态阻垢法(具体测试方法参见《GB/T16632-2008水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》)测试了本发明制备的阻垢分散剂和聚天冬氨酸阻垢分散剂(PASP)在使用浓度7.5mg/L下，于一定的水浴温度下恒温放置10h的阻垢率，结果见图1。
从图1可以看出，本发明的阻垢剂与聚天冬氨酸在相同的水浴温度、水浴时间、溶液硬度等影响因素下相比较，表现出更为优异的阻垢性能。这是因为本发明的阻垢分散剂在水溶液中所解离的羟基、羧基和酰胺基比等量的聚天冬氨酸解离的多，而这些基团越多，负电荷越多，使得水处理剂吸附碳酸钙晶体或使其晶格畸变的能力越强。因此，从阻垢性能、经济效益和社会效益等因素考虑，本发明的阻垢分散剂较目前公认的绿色聚合物和水处理产品的更新换代产品聚天冬氨酸效果更佳。

Claims (7)

1.一种绿色环保阻垢分散剂，其特征在于，按照质量百分比由以下组份组成：聚天冬氨酸8％～24％、一元酸8％～28％、ABA防腐蚀剂10％～25％、余量为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；
所述ABA防腐蚀剂按照质量百分比由以下组份组成：氢氧化钠14％～28％、丙二醇32％～56％、去离子水20％～40％，上述各组份质量百分比之和为100％；
所述聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
2.如权利要求1所述的一种绿色环保阻垢分散剂，其特征在于，所述一元酸为盐酸或硝酸中任意一种。
3.如权利要求2所述的一种绿色环保阻垢分散剂，其特征在于，所述盐酸浓度为0.1mol/L。
4.如权利要求2所述的一种绿色环保阻垢分散剂，其特征在于，所述硝酸的体积浓度为65％～68％。
5.一种绿色环保阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别称取以下各组份：氢氧化钠14％～28％、丙二醇32％～56％、去离子水20％～40％，上述各组份质量百分比之和为100％，将各组份混合后搅拌均匀，得到ABA防腐蚀剂；
步骤2：按照质量百分比分别称取以下各组份：聚天冬氨酸8％～24％、一元酸8％～28％、ABA防腐蚀剂10％～25％、余量为去离子水；上述各组份质量百分比之和为100％；
步骤3：将步骤2称取的各组份在常温下搅拌均匀，即得；
所述步骤2中聚天冬氨酸的数均分子量为1000～3000。
6.如权利要求5所述的一种绿色环保阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中一元酸为盐酸或硝酸中任意一种。
7.如权利要求6所述的一种绿色环保阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，所述盐酸浓度为0.1mol/L，硝酸的体积浓度为65％～68％。
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