CN105036360A - 一种除氧阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种除氧阻垢剂及其制备方法，按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸、D-异抗坏血酸钠、聚马来酸酐、聚丙烯酸、去离子水、聚丙烯酸钠、分散剂、三聚磷酸钠、磷酸三钠、氢氧化钠和有机溶剂，缓蚀速度0.001-0.01mm/a；阻垢率达98-100%；保质期长，60-70℃放置一个月，阻垢效果99-100%，有效抑制厌氧菌。

Description

一种除氧阻垢剂及其制备方法

技术领域

本申请属于环试剂工艺领域，尤其涉及一种环保、缓蚀性能好的除氧阻垢剂及其制备方法。

背景技术

阻垢剂（scaleinhibitor）：是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。冷换设备防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成，为单组分。它具有优异的屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。PESA是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。PESA与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时PESA具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂。

分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比，分散作用是高效的。在中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。PAAS无毒，易溶于水，可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，从而达到阻垢目的。锅炉专用缓蚀阻垢剂是由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品，具有很高的缓蚀和阻垢性能，其耐温性特别好，可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。

ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。AA/AMPS为D-异抗坏血酸钠与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成。由于分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基，能提高钙容忍度，对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用，并且分散性能优良。与有机膦复配，增效作用明显。特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质，是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一。

HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。PASP为水溶性聚合物，是一种新型绿色水处理剂，具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。对离子有极强的螯合能力，具有缓蚀与阻垢双重功效，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果，对碳酸钙的阻垢率可达80%。热网专用阻垢剂主要由高效分散剂、酚羟基、磺酸基团等组成，对水中的碳酸钙、硫酸钙等成垢因子具有晶格畸变作用，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分散在水中，显示出优良的阻垢作用。

EDTMPS是含氮有机多元膦酸，属阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率高3～5倍。能与水混溶，无毒无污染，化学稳定性及耐温性好，在100℃下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。锅炉专用缓蚀阻垢剂是由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品，具有很高的缓蚀和阻垢性能，其耐温性特别好，可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。

EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力，与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒，在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂，用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA，几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。热网专用阻垢剂主要由高效分散剂、酚羟基、磺酸基团等组成，对水中的碳酸钙、硫酸钙等成垢因子具有晶格畸变作用，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分散在水中，显示出优良的阻垢作用。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种阻垢效果好、稳定性强、环保且缓蚀效果好的除氧阻垢剂及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种除氧阻垢剂及其制备方法，解决现有水处理阻垢剂成本高、抗温性差、阻垢稳定性差和缓蚀效果差等技术问题。

技术方案：

一种除氧阻垢剂，所述除氧阻垢剂的原料按重量份数配比如下：D-异抗坏血酸10-30份；D-异抗坏血酸钠5-25份；聚马来酸酐2-8份；聚丙烯酸1-20份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.2-0.8份；分散剂10-30份；三聚磷酸钠0.8-1.2份；磷酸三钠5-45份；氢氧化钠为0.5-2.5份；有机溶剂20-60份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述除氧阻垢剂的原料按重量份数配比如下：D-异抗坏血酸15-25份；D-异抗坏血酸钠10-20份；聚马来酸酐4-6份；聚丙烯酸5-15份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.3-0.7份；分散剂15-25份；三聚磷酸钠0.9-1.1份；磷酸三钠15-35份；氢氧化钠为1-2份；有机溶剂30-50份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述除氧阻垢剂的原料按重量份数配比如下：D-异抗坏血酸20份；D-异抗坏血酸钠15份；聚马来酸酐5份；聚丙烯酸10份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.5份；分散剂20份；三聚磷酸钠1份；磷酸三钠25份；氢氧化钠为1.5份；有机溶剂40份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述分散剂采用高氮聚异丁烯丁二酰亚胺或低氮聚异丁烯丁二酰亚胺。

作为本发明的一种优选技术方案：所述有机溶剂采用甲苯或乙苯。

作为本发明的一种优选技术方案：所述除氧阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸、D-异抗坏血酸钠、聚马来酸酐、聚丙烯酸、去离子水、聚丙烯酸钠、分散剂、三聚磷酸钠、磷酸三钠、氢氧化钠和有机溶剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入磷酸三钠和去离子水，加热至50-70℃，搅拌40-60min，滴加D-异抗坏血酸和D-异抗坏血酸钠，升温至75-95℃，反应1-3h；

第三步：加入乙二胺、三聚磷酸钠、聚马来酸酐和氢氧化钠，升温至105-125℃，反应2-4h；

第四步：升温至125-145℃，加入剩余原料，搅拌100-120min，即得除氧阻垢剂。

有益效果：

本发明所述一种除氧阻垢剂及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、快速除去给水溶解氧，缓蚀速度0.001-0.01mm/a；2、配方为食品添加剂类物质，不会增加环境负担，不会影响锅炉水、汽品质及各项技术指标；3、节能、节水、降耗，阻垢率达98-100%；4、保质期长，60-70℃放置一个月，阻垢效果99-100%，有效抑制厌氧菌，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸10份；D-异抗坏血酸钠5份；聚马来酸酐2份；聚丙烯酸1份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.2份；低氮聚异丁烯丁二酰亚胺10份；三聚磷酸钠0.8份；磷酸三钠5份；氢氧化钠为0.5份；乙苯20份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入磷酸三钠和去离子水，加热至50℃，搅拌40min，滴加D-异抗坏血酸和D-异抗坏血酸钠，升温至75℃，反应1h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、聚马来酸酐和氢氧化钠，升温至105℃，反应2h，升温至125℃，加入剩余原料，搅拌100min，即得除氧阻垢剂。

快速除去给水溶解氧，缓蚀速度0.01mm/a；配方为食品添加剂类物质，不会增加环境负担，不会影响锅炉水、汽品质及各项技术指标；节能、节水、降耗，阻垢率达98%；保质期长，60℃放置一个月，阻垢效果99%，有效抑制厌氧菌。

实施例2:

按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸30份；D-异抗坏血酸钠25份；聚马来酸酐8份；聚丙烯酸20份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.8份；低氮聚异丁烯丁二酰亚胺30份；三聚磷酸钠1.2份；磷酸三钠45份；氢氧化钠为2.5份；乙苯60份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入磷酸三钠和去离子水，加热至70℃，搅拌60min，滴加D-异抗坏血酸和D-异抗坏血酸钠，升温至95℃，反应3h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、聚马来酸酐和氢氧化钠，升温至125℃，反应4h，升温至145℃，加入剩余原料，搅拌120min，即得除氧阻垢剂。

快速除去给水溶解氧，缓蚀速度0.007mm/a；配方为食品添加剂类物质，不会增加环境负担，不会影响锅炉水、汽品质及各项技术指标；节能、节水、降耗，阻垢率达99%；保质期长，60℃放置一个月，阻垢效果100%，有效抑制厌氧菌。

实施例3:

按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸15份；D-异抗坏血酸钠10份；聚马来酸酐4份；聚丙烯酸5份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.3份；高氮聚异丁烯丁二酰亚胺15份；三聚磷酸钠0.9份；磷酸三钠15份；氢氧化钠为1份；乙苯30份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入磷酸三钠和去离子水，加热至50℃，搅拌40min，滴加D-异抗坏血酸和D-异抗坏血酸钠，升温至75℃，反应1h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、聚马来酸酐和氢氧化钠，升温至105℃，反应2h，升温至125℃，加入剩余原料，搅拌100min，即得除氧阻垢剂。

快速除去给水溶解氧，缓蚀速度0.005mm/a；配方为食品添加剂类物质，不会增加环境负担，不会影响锅炉水、汽品质及各项技术指标；节能、节水、降耗，阻垢率达99%；保质期长，65℃放置一个月，阻垢效果100%，有效抑制厌氧菌。

实施例4:

按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸25份；D-异抗坏血酸钠20份；聚马来酸酐6份；聚丙烯酸15份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.7份；高氮聚异丁烯丁二酰亚胺25份；三聚磷酸钠1.1份；磷酸三钠35份；氢氧化钠为2份；甲苯50份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入磷酸三钠和去离子水，加热至70℃，搅拌60min，滴加D-异抗坏血酸和D-异抗坏血酸钠，升温至95℃，反应3h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、聚马来酸酐和氢氧化钠，升温至125℃，反应4h，升温至145℃，加入剩余原料，搅拌120min，即得除氧阻垢剂。

快速除去给水溶解氧，缓蚀速度0.003mm/a；配方为食品添加剂类物质，不会增加环境负担，不会影响锅炉水、汽品质及各项技术指标；节能、节水、降耗，阻垢率达99%；保质期长，70℃放置一个月，阻垢效果99%，有效抑制厌氧菌。

实施例5:

按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸20份；D-异抗坏血酸钠15份；聚马来酸酐5份；聚丙烯酸10份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.5份；高氮聚异丁烯丁二酰亚胺20份；三聚磷酸钠1份；磷酸三钠25份；氢氧化钠为1.5份；甲苯40份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入磷酸三钠和去离子水，加热至60℃，搅拌50min，滴加D-异抗坏血酸和D-异抗坏血酸钠，升温至85℃，反应2h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、聚马来酸酐和氢氧化钠，升温至115℃，反应3h，升温至135℃，加入剩余原料，搅拌110min，即得除氧阻垢剂。

快速除去给水溶解氧，缓蚀速度0.001mm/a；配方为食品添加剂类物质，不会增加环境负担，不会影响锅炉水、汽品质及各项技术指标；节能、节水、降耗，阻垢率达100%；保质期长，70℃放置一个月，阻垢效果100%，有效抑制厌氧菌。

以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种除氧阻垢剂，其特征在于所述除氧阻垢剂的原料按重量份数配比如下：D-异抗坏血酸10-30份；D-异抗坏血酸钠5-25份；聚马来酸酐2-8份；聚丙烯酸1-20份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.2-0.8份；分散剂10-30份；三聚磷酸钠0.8-1.2份；磷酸三钠5-45份；氢氧化钠为0.5-2.5份；有机溶剂20-60份。

2.根据权利要求1所述的一种除氧阻垢剂，其特征在于所述除氧阻垢剂原料按重量份数配比如下：D-异抗坏血酸15-25份；D-异抗坏血酸钠10-20份；聚马来酸酐4-6份；聚丙烯酸5-15份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.3-0.7份；分散剂15-25份；三聚磷酸钠0.9-1.1份；磷酸三钠15-35份；氢氧化钠为1-2份；有机溶剂30-50份。

3.根据权利要求1所述的一种除氧阻垢剂，其特征在于所述除氧阻垢剂的原料按重量份数配比如下：D-异抗坏血酸20份；D-异抗坏血酸钠15份；聚马来酸酐5份；聚丙烯酸10份；去离子水100份；聚丙烯酸钠0.5份；分散剂20份；三聚磷酸钠1份；磷酸三钠25份；氢氧化钠为1.5份；有机溶剂40份。

4.根据权利要求1所述的一种除氧阻垢剂，其特征在于：所述分散剂采用高氮聚异丁烯丁二酰亚胺或低氮聚异丁烯丁二酰亚胺。

5.根据权利要求1所述的一种除氧阻垢剂，其特征在于：所述有机溶剂采用甲苯或乙苯。

6.一种权利要求1所述除氧阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取D-异抗坏血酸、D-异抗坏血酸钠、聚马来酸酐、聚丙烯酸、去离子水、聚丙烯酸钠、分散剂、三聚磷酸钠、磷酸三钠、氢氧化钠和有机溶剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入磷酸三钠和去离子水，加热至50-70℃，搅拌40-60min，滴加D-异抗坏血酸和D-异抗坏血酸钠，升温至75-95℃，反应1-3h；

第三步：加入乙二胺、三聚磷酸钠、聚马来酸酐和氢氧化钠，升温至105-125℃，反应2-4h；

第四步：升温至125-145℃，加入剩余原料，搅拌100-120min，即得除氧阻垢剂。