CN108840452A - 无磷阻垢分散剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种无磷阻垢分散剂，按照重量份数计算，包括以下组分：聚天冬氨酸衍生物25～40份、丙烯酸‑2‑丙烯胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物15～30份、水杨酸钠4～8份与硫酸锌4～8份，水40～60份；所述聚天冬氨酸衍生物主要由聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠制备得到。该无磷阻垢分散剂用药量少，阻垢分散率高，环境友好。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种无磷阻垢分散剂。
背景技术
在国内的许多化工厂或者电厂在处理灰水都存在管道结垢的问题，这不仅使得管道运输受到阻碍，而且对管道也有一定的腐蚀损害作用。目前处理阻垢的主要方法有酸洗法，酸洗法主要问题在于：第一，排出的污水不能够达标，对环境有污染。第二，该种方法对管道也有一定的腐蚀作用。还有一种清除方法就是机械清除法，管道内清洗刀在水里的作用下高速运转，强力切除阻垢，由于管道内碳酸钙等的厚度是不同的，所以断面是不均匀性的，清洗刀在管道内容易卡刀，并且切除的碎块容易堵塞管道，所以该种方法也不是能够很好的接受。并且上述两种方法费用高，应用范围不是很广泛。目前研究最热的就是无磷阻垢分散剂，磷系阻垢剂对碳酸钙有较好的阻垢效果，但是一些常用的小分子磷系阻垢剂容易在水中分解，产生二次沉淀产物磷酸钙，不仅结垢对管道有一定的影响，而且外排污染环境，因此目前急需一种环保、高效的无磷阻垢分散剂来解决现有的水处理领域中化工设备管道结垢的问题。
发明内容
本发明提出一种无磷阻垢分散剂，该无磷阻垢分散剂用药量少，阻垢分散率高，环境友好。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种无磷阻垢分散剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物25～40份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物15～30份、水杨酸钠4～8份与硫酸锌4～8份，水40～60份；所述聚天冬氨酸衍生物主要由聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠制备得到。
优选地，所述聚天冬氨酸衍生物的制备方法包括以下步骤：
将聚琥珀酰置于水中超声震荡形成悬浮液，水浴升温至40～50℃，然后向悬浮液中滴加木质素磺酸钠的水溶液与天冬氨酸钠的水溶液，再用氨水调节pH至8～10，反应8～12小时；将反应产物用乙醇洗涤，然后干燥处理即可获得聚天冬氨酸衍生物。
优选地，所述聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠的摩尔比为1:1～1.2:0.3～0.5。
优选地，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物32份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物23份、水杨酸钠6份与硫酸锌6份，水56份。
优选地，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物25份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物15份、水杨酸钠8份与硫酸锌8份，水60份。
优选地，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物40份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物18份、水杨酸钠4份与硫酸锌5份，水40份。
本发明的无磷阻垢分散剂的制备方法：
按照配比称取上述组分，先将聚天冬氨酸衍生物与水杨酸钠溶解水中，在45～55℃搅拌混合均匀，然后依次加入丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物，搅拌混合均匀后，冷却至室温，再加入硫酸锌搅拌混合均匀即可。
本发明的有益效果：
1)本发明由于在聚天冬氨酸结构中同时引入了磺酸基和羧酸基基团，提高了其阻垢和分散性能综合能力，阻垢和分散效果较好，具有良好的生物可降解性和缓蚀性能，且有很强的耐热性；用途广，可广泛应用于循环冷却水系统、锅炉水。
2)本发明的阻垢分散剂采用聚天冬氨酸衍生物与丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物复配，具有优异的阻垢、缓释与分散效果，特别是对碳酸钙晶须的协同扭曲效果明显，这可能是由于两种物质的羧酸基的位置不同引起的协同效果。
3)本发明无磷阻垢分散剂的用药量为3～6mg/L，用药量较少，在静态状况下，温度在90℃、pH值在9左右，阻垢性能能够达到95％以上，分散性能能够达到92％以上，与目前市售的无磷阻垢分散剂相比性能比较优越，并且绿色环保。
具体实施方式
实施例1
一种无磷阻垢分散剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物32份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物23份、水杨酸钠6份与硫酸锌6份，水56份。
聚天冬氨酸衍生物的制备方法包括以下步骤：
将聚琥珀酰置于水中超声震荡形成悬浮液，水浴升温至45℃，然后向悬浮液中滴加木质素磺酸钠的水溶液与天冬氨酸钠的水溶液，再用氨水调节pH至9，反应10小时；将反应产物用乙醇洗涤，然后干燥处理即可获得聚天冬氨酸衍生物。聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠的摩尔比为1:1:0.3。
实施例2
一种无磷阻垢分散剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物25份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物15份、水杨酸钠8份与硫酸锌8份，水60份。
聚天冬氨酸衍生物的制备方法包括以下步骤：
将聚琥珀酰置于水中超声震荡形成悬浮液，水浴升温至40℃，然后向悬浮液中滴加木质素磺酸钠的水溶液与天冬氨酸钠的水溶液，再用氨水调节pH至10，反应12小时；将反应产物用乙醇洗涤，然后干燥处理即可获得聚天冬氨酸衍生物。聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠的摩尔比为1:1.1:0.4。
实施例3
一种无磷阻垢分散剂，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物40份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物18份、水杨酸钠4份与硫酸锌5份，水40份。
聚天冬氨酸衍生物的制备方法包括以下步骤：
将聚琥珀酰置于水中超声震荡形成悬浮液，水浴升温至50℃，然后向悬浮液中滴加木质素磺酸钠的水溶液与天冬氨酸钠的水溶液，再用氨水调节pH至9，反应10小时；将反应产物用乙醇洗涤，然后干燥处理即可获得聚天冬氨酸衍生物。聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠的摩尔比为1:1.2:0.5。
实施例4
聚天冬氨酸衍生物35份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物15份、水杨酸钠4份与硫酸锌5份，水45份。
聚天冬氨酸衍生物的制备方法包括以下步骤：
将聚琥珀酰置于水中超声震荡形成悬浮液，水浴升温至42℃，然后向悬浮液中滴加木质素磺酸钠的水溶液与天冬氨酸钠的水溶液，再用氨水调节pH至8，反应8小时；将反应产物用乙醇洗涤，然后干燥处理即可获得聚天冬氨酸衍生物。聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠的摩尔比为1:1.2:0.4。
试验例
为了验证本发明的有益效果，发明人采用EDTA滴定法和分光光度计对本发明实施例1～4制备的阻垢剂分散剂的阻垢性能和分散性能进行了测定，测试结果见表1，具体测试方法如下：
(1)阻垢性能测试方法
向100mL容量瓶中加入50mL去离子水和4mL 6mg/mL的CaCl2水溶液，摇匀，然后加入阻垢剂分散剂，摇匀，用滴定管缓慢加入4mL 18.3mg/mLNaHCO3水溶液(边加边摇匀)，再加入38mL去离子水，用硼酸调节其pH值为9左右，所得溶液中阻垢剂分散剂的浓度为5mg/L，将容量瓶置于90℃水浴锅中反应10小时，同时做空白试验(空白试验除了不加无磷阻垢分散剂外，其它条件都一样)，然后用EDTA滴定法测阻垢性能。
(2)分散性能测试方法
向100mL锥形瓶中加入50mL去离子水和4mL6mg/mL的CaCl2水溶液，摇匀，然后加入阻垢剂分散剂，摇匀，用滴定管缓慢加入4mL18.3mg/mLNaHCO3水溶液(边加边摇匀)，再加入4mL10mg/L的Fe2+(以FeSO4计)，最后加入34mL去离子水，用硼酸调节其pH值为9左右，所得溶液中阻垢剂分散剂的浓度为5mg/L，将锥形瓶置于90℃水浴锅中反应5小时，用分光光度计于420nm处测定吸光度，同时做空白试验(空白试验除了不加无磷阻垢分散剂外，其它条件都一样)；见表1。
表1本发明的无磷阻垢分散剂的阻垢与分散性能
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无磷阻垢分散剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物25～40份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物15～30份、水杨酸钠4～8份与硫酸锌4～8份，水40～60份；所述聚天冬氨酸衍生物主要由聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠制备得到。
2.根据权利要求1所述的无磷阻垢分散剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸衍生物的制备方法包括以下步骤：
将聚琥珀酰置于水中超声震荡形成悬浮液，水浴升温至40～50℃，然后向悬浮液中滴加木质素磺酸钠的水溶液与天冬氨酸钠的水溶液，再用氨水调节pH至8～10，反应8～12小时；将反应产物用乙醇洗涤，然后干燥处理即可获得聚天冬氨酸衍生物。
3.根据权利要求2所述的无磷阻垢分散剂，其特征在于，所述聚琥珀酰亚胺、木质素磺酸钠与天冬氨酸钠的摩尔比为1:1～1.2:0.3～0.5。
4.根据权利要求1所述的无磷阻垢分散剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物32份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物23份、水杨酸钠6份与硫酸锌6份，水56份。
5.根据权利要求1所述的无磷阻垢分散剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物25份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物15份、水杨酸钠8份与硫酸锌8份，水60份。
6.根据权利要求1所述的无磷阻垢分散剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚天冬氨酸衍生物40份、丙烯酸-2-丙烯胺-2-甲基丙磺酸共聚物18份、水杨酸钠4份与硫酸锌5份，水40份。
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