CN108558032A - 一种无毒阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无毒阻垢剂及其制备方法，原料为六偏磷酸钠、三乙醇胺、钨酸钠、聚环氧琥珀酸、水、苯甲酸、甲基苯并三氮唑、硝酸、络合锌、丙烯酸乙酯、过硫酸铵、α‑安息香肟、次亚磷酸钠、聚丙烯酸和尿素；缓蚀率97‑99.9%，防垢、螯合、分散和洗涤效果好；可与其它材料复配使用，也可应用于海底油田回注污水和输油管道，防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢，pH值5.5‑6.5，具有环境友好性；与传统配方药剂运行浓度350‑450×10^‑6相比，本品阻垢剂使用量少，运行浓度35‑65×10^‑6，不需要除氧操作，不需要软化操作和分析操作；效果持久，50‑60℃放置1‑3个月，阻垢效果98.5‑99.5%。

Description

一种无毒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、缓蚀性能好的无毒阻垢剂及其制备方法。

背景技术

阻垢剂（scale inhibitor）：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。

阻垢剂能除去垢和阻止水垢的形成,提高热交换效率,减少电能或减少燃料的消耗;水处理还可减少排污,提高水的利用率,一般可节约60%以上,符合我国节能减排的新政策。

当系统的硬度、碱度较高，所投入的鳌合剂、分散剂不足以完全阻止它们析出的时候，它们就不可避免地析出。如果没有分散剂的存在，垢的生长将服从晶体生长的一般规律， 所形成的垢坚固地附着在热交换器表面上。如果有足量的分散剂的存在，阻止了成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列，从而使所生成的污垢松软、易被水流的冲刷而带走。

反渗透阻垢剂是专门用于反渗透（RO）系统及纳滤（NF）和超滤（UF）系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。

反渗透阻垢剂分为进口阻垢剂和国产阻垢剂；电厂，化工厂，钢铁厂，煤炭等大型工业反渗透纯水设备用的几乎都是进口阻垢剂。因进口阻垢剂性能稳定，分散效果更好，且与絮凝剂相容，不会出现堵膜的现象。

RO阻垢剂是阻垢剂的一种，主要成分：有机分散物、有机络合物、单原子氧 羟基聚合物等；适用范围：适用于纯水系统RO工艺段的系统的处理 。物性外观浅色液体，pH为1.0-2.5。

RO阻垢剂属于复合制剂具有良好的协同处理效应 ,能有效防止水垢、微生物粘体的形成、提高系统的脱盐率、产水量。环境介面友好、 处理效能稳定。

缓蚀剂以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物，因此缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果显著。这种保护金属的方法称缓蚀剂保护。缓蚀剂用于中性介质（锅炉用水、循环冷却水）、酸性介质（除锅垢的盐酸，电镀前镀件除锈用的酸浸溶液）和气体介质（气相缓蚀剂）。

阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。②阴极型缓蚀剂，抑制电化学阴极反应的化学药剂，称为阴极型缓蚀剂。

阻垢缓蚀剂是由有机膦、优良共聚物及铜缓蚀剂等组成，对碳钢、铜及铜合金都具有优良缓蚀性能，对碳酸钙、磷酸钙有卓越的阻垢分散性能。本品主要用于敞开式循环冷却水处理系统，对含铜设备的系统特别适合。本品可用于高pH、高碱度、高硬度的水质，是目前较理想的不调pH碱性运行的水处理剂之一。

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。 ATMP用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。ATMP在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。 ATMP固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。由于纯度较高，可用作纺织印染行业的金属螯合剂及金属表面处理剂。

从作用机理上来讲，阻垢剂的作用螯合增溶作用、凝聚与分散作用、静电斥力作用、晶体畸变作用四部分。且在实验室评定试验中，分散作用是鳌合作用的补救措施，晶格畸变作用是分散作用的补救措施。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种无毒阻垢剂及其制备方法，解决现有水处理阻垢剂成本高、不够环保、阻垢分散性差和缓释性能差等技术问题。

技术方案：

一种无毒阻垢剂，所述无毒阻垢剂的原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠6-10份；三乙醇胺8-12份；钨酸钠8-10份；聚环氧琥珀酸7-9份；水100份；苯甲酸1-5份；甲基苯并三氮唑4-8份；硝酸2.5-6.5份；络合锌2-6份；丙烯酸乙酯为3-7份；过硫酸铵6-8份；α-安息香肟4-6份；次亚磷酸钠2-4份；聚丙烯酸5-15份；尿素3-5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述无毒阻垢剂的原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠6份；三乙醇胺8份；钨酸钠8份；聚环氧琥珀酸7份；水100份；苯甲酸1份；甲基苯并三氮唑4份；硝酸2.5份；络合锌2份；丙烯酸乙酯为3份；过硫酸铵6份；α-安息香肟4份；次亚磷酸钠2份；聚丙烯酸5份；尿素3份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述无毒阻垢剂的原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠10份；三乙醇胺12份；钨酸钠10份；聚环氧琥珀酸9份；水100份；苯甲酸5份；甲基苯并三氮唑8份；硝酸6.5份；络合锌6份；丙烯酸乙酯为7份；过硫酸铵8份；α-安息香肟6份；次亚磷酸钠4份；聚丙烯酸15份；尿素5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述无毒阻垢剂的原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠8份；三乙醇胺10份；钨酸钠9份；聚环氧琥珀酸8份；水100份；苯甲酸3份；甲基苯并三氮唑6份；硝酸4.5份；络合锌4份；丙烯酸乙酯为5份；过硫酸铵7份；α-安息香肟5份；次亚磷酸钠3份；聚丙烯酸10份；尿素4份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述无毒阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取六偏磷酸钠、三乙醇胺、钨酸钠、聚环氧琥珀酸、水、苯甲酸、甲基苯并三氮唑、硝酸、络合锌、丙烯酸乙酯、α-安息香肟、次亚磷酸钠、聚丙烯酸、尿素和过硫酸铵；

第二步：在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入络合锌和水，加热至60-80℃，搅拌20-30min，滴加六偏磷酸钠和聚环氧琥珀酸，升温至70-90℃，反应2-4h；

第三步：加入乙二胺、硝酸、钨酸钠和丙烯酸乙酯，升温至90-100℃，反应1-6h；

第四步：升温至100-110℃，加入剩余原料，搅拌1-3h，冷却至室温后出料即得无毒阻垢剂。

有益效果：

本发明所述一种无毒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、配伍性好，产品无毒，钙容忍度好，阻垢分散性好，杀菌抑菌，对环境无污染，缓蚀率97-99.9%，防垢、螯合、分散和洗涤效果好；2、可与其它材料复配使用，也可应用于海底油田回注污水和输油管道，防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢，pH值5.5-6.5，具有环境友好性；3、与传统配方药剂运行浓度350-450×10^-6相比，本品阻垢剂使用量少，运行浓度35-65×10^-6，节省使用成本，不需要除氧操作，不需要软化操作和分析操作；4、效果持久，50-60℃放置1-3个月，阻垢效果98.5-99.5%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好，成本低廉，操作简单，合成过程中无废料产生，无三废排放，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六偏磷酸钠6份；三乙醇胺8份；钨酸钠8份；聚环氧琥珀酸7份；水100份；苯甲酸1份；甲基苯并三氮唑4份；硝酸2.5份；络合锌2份；丙烯酸乙酯为3份；过硫酸铵6份；α-安息香肟4份；次亚磷酸钠2份；聚丙烯酸5份；尿素3份。

在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入络合锌和水，加热至60℃，搅拌20min，滴加六偏磷酸钠和聚环氧琥珀酸，升温至70℃，反应2h。

加入乙二胺、硝酸、钨酸钠和丙烯酸乙酯，升温至90℃，反应1h。

升温至100℃，加入剩余原料，搅拌1h，冷却至室温后出料即得无毒阻垢剂。

配伍性好，产品无毒，钙容忍度好，阻垢分散性好，杀菌抑菌，对环境无污染，缓蚀率97-99.9%，防垢、螯合、分散和洗涤效果好；可与其它材料复配使用，也可应用于海底油田回注污水和输油管道，防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢，pH值5.5-6.5，具有环境友好性；与传统配方药剂运行浓度350-450×10^-6相比，本品阻垢剂使用量少，运行浓度35-65×10^-6，节省使用成本，不需要除氧操作，不需要软化操作和分析操作；效果持久，50-60℃放置1-3个月，阻垢效果98.5-99.5%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好，成本低廉，操作简单，合成过程中无废料产生，无三废排放，可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例2:

按照重量份数配比称取六偏磷酸钠10份；三乙醇胺12份；钨酸钠10份；聚环氧琥珀酸9份；水100份；苯甲酸5份；甲基苯并三氮唑8份；硝酸6.5份；络合锌6份；丙烯酸乙酯为7份；过硫酸铵8份；α-安息香肟6份；次亚磷酸钠4份；聚丙烯酸15份；尿素5份。

在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入络合锌和水，加热至80℃，搅拌30min，滴加六偏磷酸钠和聚环氧琥珀酸，升温至90℃，反应4h。

加入乙二胺、硝酸、钨酸钠和丙烯酸乙酯，升温至100℃，反应6h。

升温至110℃，加入剩余原料，搅拌3h，冷却至室温后出料即得无毒阻垢剂。

配伍性好，产品无毒，钙容忍度好，阻垢分散性好，杀菌抑菌，对环境无污染，缓蚀率97-99.9%，防垢、螯合、分散和洗涤效果好；可与其它材料复配使用，也可应用于海底油田回注污水和输油管道，防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢，pH值5.5-6.5，具有环境友好性；与传统配方药剂运行浓度350-450×10^-6相比，本品阻垢剂使用量少，运行浓度35-65×10^-6，节省使用成本，不需要除氧操作，不需要软化操作和分析操作；效果持久，50-60℃放置1-3个月，阻垢效果98.5-99.5%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好，成本低廉，操作简单，合成过程中无废料产生，无三废排放，可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例3:

按照重量份数配比称取六偏磷酸钠8份；三乙醇胺10份；钨酸钠9份；聚环氧琥珀酸8份；水100份；苯甲酸3份；甲基苯并三氮唑6份；硝酸4.5份；络合锌4份；丙烯酸乙酯为5份；过硫酸铵7份；α-安息香肟5份；次亚磷酸钠3份；聚丙烯酸10份；尿素4份。

在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入络合锌和水，加热至70℃，搅拌25min，滴加六偏磷酸钠和聚环氧琥珀酸，升温至80℃，反应3h。

加入乙二胺、硝酸、钨酸钠和丙烯酸乙酯，升温至95℃，反应3h。

升温至105℃，加入剩余原料，搅拌2h，冷却至室温后出料即得无毒阻垢剂。

配伍性好，产品无毒，钙容忍度好，阻垢分散性好，杀菌抑菌，对环境无污染，缓蚀率99.9%，防垢、螯合、分散和洗涤效果好；可与其它材料复配使用，也可应用于海底油田回注污水和输油管道，防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢，pH值6，具有环境友好性；与传统配方药剂运行浓度450×10^-6相比，本品阻垢剂使用量少，运行浓度35×10^-6，节省使用成本，不需要除氧操作，不需要软化操作和分析操作；效果持久， 60℃放置3个月，阻垢效果99.5%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好，成本低廉，操作简单，合成过程中无废料产生，无三废排放，可以广泛生产并不断代替现有材料。

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 (5)

1.一种无毒阻垢剂，其特征在于所述无毒阻垢剂的原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠6-10份；三乙醇胺8-12份；钨酸钠8-10份；聚环氧琥珀酸7-9份；水100份；苯甲酸1-5份；甲基苯并三氮唑4-8份；硝酸2.5-6.5份；络合锌2-6份；丙烯酸乙酯为3-7份；过硫酸铵6-8份；α-安息香肟4-6份；次亚磷酸钠2-4份；聚丙烯酸5-15份；尿素3-5份。

2.根据权利要求1所述的一种无毒阻垢剂，其特征在于所述无毒阻垢剂原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠6份；三乙醇胺8份；钨酸钠8份；聚环氧琥珀酸7份；水100份；苯甲酸1份；甲基苯并三氮唑4份；硝酸2.5份；络合锌2份；丙烯酸乙酯为3份；过硫酸铵6份；α-安息香肟4份；次亚磷酸钠2份；聚丙烯酸5份；尿素3份。

3.根据权利要求1所述的一种无毒阻垢剂，其特征在于所述无毒阻垢剂原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠10份；三乙醇胺12份；钨酸钠10份；聚环氧琥珀酸9份；水100份；苯甲酸5份；甲基苯并三氮唑8份；硝酸6.5份；络合锌6份；丙烯酸乙酯为7份；过硫酸铵8份；α-安息香肟6份；次亚磷酸钠4份；聚丙烯酸15份；尿素5份。

4.根据权利要求1所述的一种无毒阻垢剂，其特征在于所述无毒阻垢剂原料按重量份数配比如下：六偏磷酸钠8份；三乙醇胺10份；钨酸钠9份；聚环氧琥珀酸8份；水100份；苯甲酸3份；甲基苯并三氮唑6份；硝酸4.5份；络合锌4份；丙烯酸乙酯为5份；过硫酸铵7份；α-安息香肟5份；次亚磷酸钠3份；聚丙烯酸10份；尿素4份。

5.一种权利要求1所述无毒阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取六偏磷酸钠、三乙醇胺、钨酸钠、聚环氧琥珀酸、水、苯甲酸、甲基苯并三氮唑、硝酸、络合锌、丙烯酸乙酯、α-安息香肟、次亚磷酸钠、聚丙烯酸、尿素和过硫酸铵；

第二步：在装有电动搅拌器、恒压滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入络合锌和水，加热至60-80℃，搅拌20-30min，滴加六偏磷酸钠和聚环氧琥珀酸，升温至70-90℃，反应2-4h；

第三步：加入乙二胺、硝酸、钨酸钠和丙烯酸乙酯，升温至90-100℃，反应1-6h；

第四步：升温至100-110℃，加入剩余原料，搅拌1-3h，冷却至室温后出料即得无毒阻垢剂。