CN109133389A - 无磷复合阻垢剂 - Google Patents

无磷复合阻垢剂 Download PDF

Info

Publication number
CN109133389A
CN109133389A CN201811191875.9A CN201811191875A CN109133389A CN 109133389 A CN109133389 A CN 109133389A CN 201811191875 A CN201811191875 A CN 201811191875A CN 109133389 A CN109133389 A CN 109133389A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pamam
scale inhibitor
eda
composite scale
generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811191875.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109133389B (zh
Inventor
张曙光
崔川川
史菲菲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Technology
Original Assignee
Shandong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Technology filed Critical Shandong University of Technology
Priority to CN201811191875.9A priority Critical patent/CN109133389B/zh
Publication of CN109133389A publication Critical patent/CN109133389A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109133389B publication Critical patent/CN109133389B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/12—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/023—Water in cooling circuits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于水处理药剂领域，具体涉及一种无磷复合阻垢剂。复合阻垢剂由树枝状聚合物、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、IA‑AMPS和水组成；其中：树枝状聚合物是以乙二胺为核、以胺基为端基的聚酰胺‑胺树枝状聚合物EDA‑PAMAM，IA‑AMPS以衣康酸和2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸为单体，通过自由基聚合反应形成的共聚物。本发明不含磷，各组分之间具有协同作用，阻止了SiO2‑PAMAM的相互凝结聚合，减少絮状沉淀形成，极大的提高了阻垢性能，对CaCO3、CaSO4和CaSiO3垢都具有优异的阻垢性能。

Description

无磷复合阻垢剂
技术领域
本发明属于水处理药剂领域，具体涉及一种无磷复合阻垢剂。
背景技术
随着人们环保意识的增强和工业化进程不断加快，循环冷却水在工业用水中占有很大比重，循环冷却水在反复使用后容易产生无机钙垢，例如：碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等。这些钙垢附着于管道内部表面，将大大降低循环冷却水的冷却效率，给工业生产带来极大的不利，因此，提高工业冷却水的循环利用率迫在眉睫。
为了减少这些无机钙垢，在循环冷却水中投加阻垢剂及缓蚀剂是最常用且高效的方法。的方法。发展水资源的日益短缺，开发对环境友好的高效的水处理剂，以提高工业冷却水的循环利用率迫在眉睫。目前，国内应用于工业上的循环冷却水系统的阻垢剂中含磷的阻垢剂占据了一半，但由于含磷的阻垢剂容易引起水体的富营养化以及赤潮危害。所以，目前阻垢剂的研究与开发正朝着环保、绿色、高效、低毒、无公害的方向发展。本文发明的树枝状聚合物和聚环氧琥珀酸钠复合阻垢剂的，属于无磷、可生物降解的绿色环保型阻垢剂，必将高效的应用于水处理领域。
中国专利CN101352655公开的反渗透膜阻垢剂各组分按重量百分比为：有机膦酸25～50％，磺酸盐共聚物20～40％，pH值调节剂5～15％，其余为去离子水。该阻垢剂能有效控制硅垢和钙垢。中国专利CN1864826发明的反渗透膜阻垢剂各组分的重量百分比为：有机膦酸化合物5～20％，木质素0.5～1％，聚马来酸或酐0.5～3％，膦羧酸5～20％，其余为水。中国专利公开号CN1837101A公开的复合阻垢剂各组分的重量百分比为：2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸28～38％，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10～15％，氯化锌10～15％，苯骈三氮唑1～2％，其余为水。中国专利CN102838215A公开了由聚环氧琥珀酸、乙二胺四甲叉膦酸、衣康酸-马来酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯聚合物和树状聚酰胺-胺组成的复合阻垢剂。该阻垢剂各组分的重量百分比为：聚环氧琥珀酸22～32％，乙二胺四甲叉磷酸10～18％，衣康酸-马来酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯聚合物35～50％，树状聚酰胺-胺10～18％，其余为水。从以上公开的专利可以看出采用的都是传统的有机膦阻垢剂和阴离子型的聚合物阻垢分散剂，实践证明这些传统的有机膦阻垢剂和阴离子聚合物阻垢分散剂对于无定型的SiO2垢沉淀的抑制效果并不好。另外，这些传统的有机膦阻垢剂含磷，环境不友好。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无磷复合阻垢剂，能够克服现有的有机膦阻垢剂和阴离子聚合物阻垢分散剂对硅垢阻垢效果不佳的问题，与传统的有机膦酸(盐)阻垢剂相比，该药剂用量更少且不含磷，减少絮状沉淀形成，极大的提高阻垢性能，对CaCO3、CaSiO3垢都具有优异的阻垢性能。
本发明所述的无磷复合阻垢剂，复合阻垢剂由树枝状聚合物、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、IA-AMPS和水组成；其中：树枝状聚合物是以乙二胺为核、以胺基为端基的聚酰胺-胺树枝状聚合物EDA-PAMAM，IA-AMPS以衣康酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体，通过自由基聚合反应形成的共聚物。
其中：
树枝状聚合物为1.0代阻垢剂EDA-PAMAM，1.0代阻垢剂EDA-PAMAM由二胺类化合物与不饱和脂肪酸酯在有机溶剂下进行反应；反应产物再与二胺类化合物在有机溶剂下进行反应得到。
优选地，树枝状聚合物为2.0代阻垢剂EDA-PAMAM，2.0代阻垢剂EDA-PAMAM由1.0代阻垢剂EDA-PAMAM与不饱和脂肪酸酯在有机溶剂下进行反应；反应产物再与二胺类化合物在有机溶剂下进行反应得到。2.0与1.0代相比，2.0代阻垢剂含有更多的胺基端基，阻垢性能更好。
有机溶剂为支链或非支链的烷烃、烷基取代的芳族溶剂、与水不混溶或部分混溶的醇或醚中的一种或多种，有机溶剂优选为甲醇、乙醇、丁二醇、苯、甲苯、二甲苯、1,4-二氧六环、乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或三乙醇胺中的一种或多种。
反应温度为0℃至70℃。
二胺类化合物为乙二胺、丙二胺或丁二胺；不饱和脂肪酸酯为丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯，含有不饱和键和酯基，既能进行迈克尔加成又能发生酰胺化反应。
聚环氧琥珀酸钠(PESA)为市售液体，固含量为40％；
聚天冬氨酸钠(PASP)为市售液体，固含量为40％。
作为一种优选的技术方案，2.0代阻垢剂EDA-PAMAM的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乙二胺与甲醇混合，加入丙烯酸甲酯，乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:6-1:10，室温反应后提纯，得到0.5代EDA-PAMAM阻垢剂；
(2)将0.5代EDA-PAMAM阻垢剂和乙二胺混合，0.5代EDA-PAMAM阻垢剂与乙二胺的摩尔比为1:16-1:20，以甲醇为溶剂，在室温下反应，提纯，得到1.0代EDA-PAMAM阻垢剂；
(3)将1.0代EDA-PAMAM阻垢剂与丙烯酸甲酯混合，1.0代EDA-PAMAM阻垢剂与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:24-1:28，以甲醇为溶剂，在室温下反应，提纯，得到1.5代EDA-PAMAM阻垢剂；
(4)将1.5代EDA-PAMAM与乙二胺混合，1.5代EDA-PAMAM与乙二胺的摩尔比为1：30-1:36，以甲醇为溶剂，在室温下反应，提纯，得到2.0代EDA-PAMAM阻垢剂。
衣康酸由于具有两个羧基，AMPS中有酰胺基和磺酸基，两者的共聚物对碳酸钙、硫酸钙及磷酸钙具有优异的阻垢效果。
IA-AMPS包括以下重量份数的原料制备得到：衣康酸1-10份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10-30份，去离子水20-60份。优选为：衣康酸7份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸22份，去离子水71份。更有选为还包括如下组分，过硫酸铵0.37份，亚硫酸氢钠1.63份，氢氧化钠30份。
作为一种优选的技术方案，IA-AMPS由以下重量份数的原料制备得到：衣康酸1-10份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10-30份、去离子水20-60份、过硫酸铵0.1-5份、亚硫酸氢钠1-5份、氢氧化钠10-40份，优选为：过硫酸铵0.37份、亚硫酸氢钠1.63份、氢氧化钠30份。
IA-AMPS的制备方法为：将衣康酸、去离子水和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸依次加入反应釜内，再加入氢氧化钠，同时滴加过硫酸铵和亚硫酸氢钠，搅拌均匀反应，即得IA-AMPS。其中：搅拌速度为300转/min，搅拌时间为3-5h，反应温度为80-100℃。
作为一种优选的技术方案，本发明复合阻垢剂由如下重量百分比的组分组成：
处理的水中一般含有硅酸根离子，会产生SiO2-PAMAM，SiO2-PAMAM相互凝结聚合，最终形成絮状物沉淀出来。聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、IA-AMPS所带的-COO-基团补充了硅聚体被质子化胺基中和掉的负电荷，使得SiO2-PAMAM彼此排斥，阻止了SiO2-PAMAM的相互凝结聚合，减少絮状沉淀形成，极大的提高了阻垢性能。但是聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、IA-AMPS加入量过少则不能补充足够的负电荷，SiO2-PAMAM还是会发生凝聚成絮状沉淀析出，而加入量过多就会使溶液中负电荷多于正电荷，降低PAMAM的阻垢效果。
衣康酸由于具有两个羧基，AMPS中有酰胺基和磺酸基，两者的共聚物对碳酸钙、硫酸钙及磷酸钙具有优异的阻垢效果。本发明聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、IA-AMPS与树枝状聚合物之间具有协同作用，能更好的增强复配阻垢剂的阻垢效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明能够克服现有的有机膦阻垢剂和阴离子聚合物阻垢分散剂对硅垢阻垢效果不佳的问题，与传统的有机膦酸(盐)阻垢剂相比，该药剂用量更少且不含磷，不存在浓水排放磷超标问题。
(2)本发明阻垢剂除了对钙垢等这些常规垢具有优异的阻垢性能外，还具备更优异的阻硅垢性能，对CaCO3、CaSiO3垢都具有优异的阻垢性能。
(3)本发明聚环氧琥珀酸钠能明显提高聚酰胺-胺的阻垢性能，本发明的复合阻垢剂能有效地阻止垢的沉积，复配容易，不含磷，有利于环境保护。
(4)处理的水中一般含有硅酸根离子，会产生SiO2-PAMAM，SiO2-PAMAM相互凝结聚合，最终形成絮状物沉淀出来。聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、IA-AMPS所带的-COO-基团补充了硅聚体被质子化胺基中和掉的负电荷，使得SiO2-PAMAM彼此排斥，阻止了SiO2-PAMAM的相互凝结聚合，减少絮状沉淀形成，极大的提高了阻垢性能。各组分之间具有协同作用，能更好的增强复配阻垢剂的阻垢效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
对比例1
称取20g的乙二胺和甲醇加入四口烧瓶中，搅拌使其混合均匀，滴加丙烯酸甲酯，乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:8，室温下连续反应8小时，反应完成后进行减压旋转蒸馏除去过量的甲醇和丙烯酸甲酯，得到0.5代EDA-PAMAM阻垢剂，产率90％。
取20g 0.5代产品和甲醇加入四口烧瓶中，滴加乙二胺，0.5代产品和乙二胺的摩尔比为1:18，滴加完后在室温下反应8小时，反应结束旋转蒸馏除去过量的甲醇和乙二胺，得到1.0代EDA-PAMAM阻垢剂，产率89％。
取20g 1.0代产品与甲醇加入四口烧瓶中，滴加丙烯酸甲酯，1.0代EDA-PAMAM阻垢剂与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:26，在室温下反应8小时左右，反应结束后进行旋蒸提纯，得到1.5代EDA-PAMAM阻垢剂，产率92％。
在四口烧瓶中加入甲醇和20g 1.5代产品，加入乙二胺，1.5代EDA-PAMAM与乙二胺的摩尔比为1：32。室温下反应8小时左右。反应结束后再进行旋蒸提纯，得到2.0代EDA-PAMAM阻垢剂。产率90％。
对比例2
称取20g的乙二胺和甲醇加入四口烧瓶中，搅拌使其混合均匀，滴加丙烯酸甲酯，乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:8，室温下连续反应12小时，反应完成后进行减压旋转蒸馏除去过量的甲醇和丙烯酸甲酯，得到0.5代EDA-PAMAM阻垢剂，产率96％。
取20g 0.5代产品和甲醇加入四口烧瓶中，滴加乙二胺，0.5代产品和乙二胺的摩尔比为1:18，滴加完后在室温下反应12小时，反应结束旋转蒸馏除去过量的甲醇和乙二胺，得到1.0代EDA-PAMAM阻垢剂，产率95％。
取20g 1.0代产品与甲醇加入四口烧瓶中，滴加丙烯酸甲酯，1.0代EDA-PAMAM阻垢剂与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:26，在室温下反应12小时左右，反应结束后进行旋蒸提纯，得到1.5代EDA-PAMAM阻垢剂，产率97％。
在四口烧瓶中加入适量的甲醇和20g 1.5代产品，加入乙二胺，1.5代EDA-PAMAM与乙二胺的摩尔比为1：32。室温下反应12小时左右。反应结束后再进行旋蒸提纯，得到2.0代EDA-PAMAM阻垢剂。产率95％。
对比例3
称取20g的乙二胺和甲醇加入四口烧瓶中，搅拌使其混合均匀，滴加丙烯酸甲酯，乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:8，50℃下连续反应12小时，反应完成后进行减压旋转蒸馏除去过量的甲醇和丙烯酸甲酯，得到0.5代EDA-PAMAM阻垢剂，产率87％。
取20g 0.5代产品和甲醇加入四口烧瓶中，滴加乙二胺，0.5代产品和乙二胺的摩尔比为1:18，滴加完后在50℃下反应12小时，反应结束旋转蒸馏除去过量的甲醇和乙二胺，得到1.0代EDA-PAMAM阻垢剂，产率83％。
取20g 1.0代产品与甲醇加入四口烧瓶中，滴加丙烯酸甲酯，1.0代EDA-PAMAM阻垢剂与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:26，在50℃下反应12小时左右，反应结束后进行旋蒸提纯，得到1.5代EDA-PAMAM阻垢剂，产率85％。
在四口烧瓶中加入适量的甲醇和20g 1.5代产品，加入乙二胺，1.5代EDA-PAMAM与乙二胺的摩尔比为1：32。50℃下反应12小时左右。反应结束后再进行旋蒸提纯，得到2.0代EDA-PAMAM阻垢剂，产率89％。
实施例1
取对比例2制备得到的1.0代EDA-PAMAM 20g，加入12.5g固含量为40％的聚环氧琥珀酸钠(PESA)，12.5g固含量为40％的聚天冬氨酸钠(PASP)，25g固含量为40％的IA-AMPS及30g去离子水，搅拌均匀即得到所需的固含量为40％的复合阻垢剂100g。所制备的复合阻垢剂中，1.0代EDA-PAMAM的含量为20％，PESA的含量为5％。PASP的含量为5％，IA-AMPS的含量为10％。将上述配好的复合阻垢剂进行阻硅垢和钙垢的性能测试实验。阻垢结果见表2。
实施例2
取对比例2制备得到的1.0代EDA-PAMAM 15g，加入12.5g固含量为40％的聚环氧琥珀酸钠(PESA)，12.5g固含量为40％的聚天冬氨酸钠(PASP)，37.5g固含量为40％的IA-AMPS及22.5g去离子水，搅拌均匀即得到所需的固含量为40％的复合阻垢剂100g。所制备的复合阻垢剂中，1.0代EDA-PAMAM的含量为15％，PESA的含量为5％。PASP的含量为5％，IA-AMPS的含量为15％。将上述配好的复合阻垢剂进行阻硅垢和钙垢的性能测试实验。阻垢结果见表2。
实施例3
取对比例2制备得到的1.0代EDA-PAMAM 10g，加入25g固含量为40％的聚环氧琥珀酸钠(PESA)，25g固含量为40％的聚天冬氨酸钠(PASP)，25g固含量为40％的IA-AMPS及15g去离子水，搅拌均匀即得到所需的固含量为40％的复合阻垢剂100g。所制备的复合阻垢剂中，1.0代EDA-PAMAM的含量为10％，PESA的含量为10％。PASP的含量为10％，IA-AMPS的含量为10％。将上述配好的复合阻垢剂进行阻硅垢和钙垢的性能测试实验。阻垢结果见表2。
实施例4
取对比例2制备得到的2.0代EDA-PAMAM 20g，加入12.5g固含量为40％的聚环氧琥珀酸钠(PESA)，12.5g固含量为40％的聚天冬氨酸钠(PASP)，25g固含量为40％的IA-AMPS及30g去离子水，搅拌均匀即得到所需的固含量为40％的复合阻垢剂100g。所制备的复合阻垢剂中，2.0代EDA-PAMAM的含量为20％，PESA的含量为5％。PASP的含量为5％，IA-AMPS的含量为10％。将上述配好的复合阻垢剂进行阻硅垢和钙垢的性能测试实验。阻垢结果见表2。
实施例5
取对比例2制备得到的2.0代EDA-PAMAM 15g，加入12.5g固含量为40％的聚环氧琥珀酸钠(PESA)，12.5g固含量为40％的聚天冬氨酸钠(PASP)，37.5g固含量为40％的IA-AMPS及22.5g去离子水，搅拌均匀即得到所需的固含量为40％的复合阻垢剂100g。所制备的复合阻垢剂中，2.0代EDA-PAMAM的含量为15％，PESA的含量为5％。PASP的含量为5％，IA-AMPS的含量为15％。将上述配好的复合阻垢剂进行阻硅垢和钙垢的性能测试实验。阻垢结果见表2。
实施例6
取对比例2制备得到的2.0代EDA-PAMAM 10g，加入25g固含量为40％的聚环氧琥珀酸钠(PESA)，25g固含量为40％的聚天冬氨酸钠(PASP)，25g固含量为40％的IA-AMPS及15g去离子水，搅拌均匀即得到所需的固含量为40％的复合阻垢剂100g。所制备的复合阻垢剂中，2.0代EDA-PAMAM的含量为10％，PESA的含量为10％。PASP的含量为10％，IA-AMPS的含量为10％。将上述配好的复合阻垢剂进行阻硅垢和钙垢的性能测试实验。阻垢结果见表2。
1、对对比例1-3和实施例1-6制备得到的阻垢剂进行性能测试：
阻硅垢性能测定
采用静态阻硅酸盐法：用去离子水配置SiO2浓度600mg/L的硅酸钠溶液，加入适量阻垢剂，然后用盐酸和氢氧化钠将溶液的pH值调整到7.0±0.1，再加入一定量的氯化钙使得溶液中钙离子浓度为500mg/L。然后再将pH值调整到7.0±0.1，放置在多孔的恒温水浴锅内，定时取一定量的水样过滤，使用分光光度法测定硅酸根离子的含量，计算阻垢率。计算公式：
式中：Ef--硅垢阻垢率，％
ρ1--加药溶液中硅酸根离子含量，mg/L
ρ0-空白溶液中硅酸根离子含量，mg/L
ρ--溶液中初始硅酸根离子含量，mg/L。
阻垢剂加入量及测试结果见表1和2。
阻碳酸钙垢性能测定
在500毫升的容量瓶中依次加入3毫升40mg/L氯化钙溶液，5毫升48.8mg/L碳酸氢钠溶液，适量阻垢剂，加入去离子水定容摇匀。将容量瓶放入多孔恒温水浴锅中，设定温度为80摄氏度，加热10小时后取出容量瓶，让取出的容量瓶自然冷却后吸取上层澄清液体分析并测定其中的钙离子含量。进行空白试验对照。
用移液管量取10毫升试液，50毫升去离子水，5毫升20％的氢氧化钾溶液依次加入到锥形瓶中，向锥形瓶中加入适量的钙黄绿素指示剂后溶液显绿色，然后用EDTA标准溶液进行滴定，可发现绿色在逐渐消失，当绿色完全消失并恰好出现紫红色时即为滴定的终点。钙离子(Ca2+)浓度X(mg/L)可按以下公式进行计算：
式中：X-钙离子(Ca2+)浓度，mg/L
C-EDTA(乙二胺四乙酸二钠)标准溶液的浓度，mol/L
V1-滴加消耗的EDTA溶液的体积，ml
40.48-钙离子的摩尔质量，g/mol
碳酸钙阻垢率θ的计算方法：
θ＝[(Ca1 2+-Ca2 2+)/(Ca0 2+-Ca2 2+)]×100％
式中：Ca0 2+-不加阻垢剂的理论钙离子浓度，mg/L
Ca1 2+-加入阻垢剂试验后的试样中剩余的钙离子浓度，mg/L
Ca2 2+-加阻垢剂相同条件下所做的空白试验的钙离子浓度，mg/L
阻垢剂加入量及测试结果见表1和2。
对比例：
对比例5为单独使用对比例2制备的1.0代PER-PAMAM的阻垢效果；
对比例6为单独使用对比例2制备的2.0代PER-PAMAM的阻垢效果；
对比例7为单独使用聚环氧琥珀酸钠(PESA)时的阻垢效果；
对比例8为单独使用聚天冬氨酸钠(PASP)时的阻垢效果；
对比例9为单独使用IA-AMPS时的阻垢效果。
实验结果见表2。
表1阻垢性能测试计算结果
表2阻垢性能测试计算结果
从表2可以看出，本发明的复合阻垢剂对硅垢和钙垢都有优异的阻垢性能。同时，本发明阻垢剂在投加量较小的情况下，和已公开的阻垢剂相比，具有更高的阻垢效果。
此外，本发明所提供的复合阻垢剂不含磷，不存在浓水排放磷超标问题，是一种环保型反渗透阻垢剂。

Claims (10)

1.一种无磷复合阻垢剂，其特征在于：复合阻垢剂由树枝状聚合物、聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、IA-AMPS和水组成；其中：树枝状聚合物是以乙二胺为核、以胺基为端基的聚酰胺-胺树枝状聚合物EDA-PAMAM，IA-AMPS以衣康酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体，通过自由基聚合反应形成的共聚物。
2.根据权利要求1所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：树枝状聚合物为1.0代阻垢剂EDA-PAMAM，1.0代阻垢剂EDA-PAMAM由二胺类化合物与不饱和脂肪酸酯在有机溶剂下进行反应；反应产物再与二胺类化合物在有机溶剂下进行反应得到。
3.根据权利要求1所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：树枝状聚合物为2.0代阻垢剂EDA-PAMAM，2.0代阻垢剂EDA-PAMAM由1.0代阻垢剂EDA-PAMAM与不饱和脂肪酸酯在有机溶剂下进行反应；反应产物再与二胺类化合物在有机溶剂下进行反应得到。
4.根据权利要求2或3所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：有机溶剂为甲醇、乙醇、丁二醇、苯、甲苯、二甲苯、1,4-二氧六环、乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或三乙醇胺中的一种或多种。
5.根据权利要求2或3所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：二胺类化合物为乙二胺、丙二胺或丁二胺；不饱和脂肪酸酯为丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。
6.根据权利要求1所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：聚环氧琥珀酸钠的固含量为40％，聚天冬氨酸钠的固含量为40％。
7.根据权利要求1所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：IA-AMPS由以下重量份数的原料制备得到：衣康酸1-10份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10-30份、去离子水20-60份、过硫酸铵0.1-5份、亚硫酸氢钠1-5份、氢氧化钠10-40份。
8.根据权利要求7所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：IA-AMPS的制备方法为：将衣康酸、去离子水和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸依次加入反应釜内，再加入氢氧化钠，同时滴加过硫酸铵和亚硫酸氢钠，搅拌均匀反应，即得IA-AMPS。
9.根据权利要求8所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：搅拌速度为300转/min，搅拌时间为3-5h，反应温度为80-100℃。
10.根据权利要求1、2、3、6、7、8或9所述的无磷复合阻垢剂，其特征在于：由如下重量百分比的组分组成：
其余为水，其总重量满足100wt％。
CN201811191875.9A 2018-10-12 2018-10-12 无磷复合阻垢剂 Active CN109133389B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811191875.9A CN109133389B (zh) 2018-10-12 2018-10-12 无磷复合阻垢剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811191875.9A CN109133389B (zh) 2018-10-12 2018-10-12 无磷复合阻垢剂

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109133389A true CN109133389A (zh) 2019-01-04
CN109133389B CN109133389B (zh) 2021-12-14

Family

ID=64811593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811191875.9A Active CN109133389B (zh) 2018-10-12 2018-10-12 无磷复合阻垢剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109133389B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110183667A (zh) * 2019-06-24 2019-08-30 南京大学 一种硅胶负载无磷扫帚状聚合物的制备方法及其应用
CN110548407A (zh) * 2019-09-16 2019-12-10 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种阻硅垢的反渗透阻垢剂
CN111377550A (zh) * 2020-04-23 2020-07-07 西安热工研究院有限公司 一种超高温热网系统阻垢缓蚀剂
CN113135620A (zh) * 2021-04-30 2021-07-20 山东零点环保科技有限公司 一种复合阻垢剂及其制备方法
CN113526686A (zh) * 2021-08-17 2021-10-22 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种无磷阻垢剂及其制备方法
CN115028273A (zh) * 2022-07-06 2022-09-09 郑州市新郑梅久实业有限公司 一种用于化工管线的阻垢剂
CN115253694A (zh) * 2022-07-31 2022-11-01 江苏富淼科技股份有限公司 一种膜阻垢剂和制备方法及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101962233A (zh) * 2010-09-27 2011-02-02 同济大学 一种抑制水中硅垢沉积的树枝状聚合物和聚天冬氨酸钠复合阻垢剂
CN101973643A (zh) * 2010-09-27 2011-02-16 同济大学 一种抑制水中硅垢沉积的树枝状聚合物和聚环氧琥珀酸钠复合阻垢剂
WO2011046657A2 (en) * 2009-07-22 2011-04-21 Massachusetts Institute Of Technology Multifunctional electroprorcessed membranes
CN105669899A (zh) * 2016-01-19 2016-06-15 辽宁石油化工大学 一种新型无磷四元聚合物阻垢剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011046657A2 (en) * 2009-07-22 2011-04-21 Massachusetts Institute Of Technology Multifunctional electroprorcessed membranes
CN101962233A (zh) * 2010-09-27 2011-02-02 同济大学 一种抑制水中硅垢沉积的树枝状聚合物和聚天冬氨酸钠复合阻垢剂
CN101973643A (zh) * 2010-09-27 2011-02-16 同济大学 一种抑制水中硅垢沉积的树枝状聚合物和聚环氧琥珀酸钠复合阻垢剂
CN105669899A (zh) * 2016-01-19 2016-06-15 辽宁石油化工大学 一种新型无磷四元聚合物阻垢剂及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BINGRU ZHANG: "Synergistic inhibition effect of polyaminoamide dendrimers and polyepoxysuccinic acid on silica polymerization", 《COLLOIDS AND SURFACES A: PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS》 *
熊伟等: "无磷阻垢剂 PIA 的合成及性能评价", 《当代化工》 *
雷金环: "树枝状大分子的合成及其阻硅性能的评价", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ｉ辑》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110183667A (zh) * 2019-06-24 2019-08-30 南京大学 一种硅胶负载无磷扫帚状聚合物的制备方法及其应用
CN110183667B (zh) * 2019-06-24 2021-07-16 南京大学 一种硅胶负载无磷扫帚状聚合物的制备方法及其应用
CN110548407A (zh) * 2019-09-16 2019-12-10 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种阻硅垢的反渗透阻垢剂
CN111377550A (zh) * 2020-04-23 2020-07-07 西安热工研究院有限公司 一种超高温热网系统阻垢缓蚀剂
CN113135620A (zh) * 2021-04-30 2021-07-20 山东零点环保科技有限公司 一种复合阻垢剂及其制备方法
CN113526686A (zh) * 2021-08-17 2021-10-22 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种无磷阻垢剂及其制备方法
CN115028273A (zh) * 2022-07-06 2022-09-09 郑州市新郑梅久实业有限公司 一种用于化工管线的阻垢剂
CN115028273B (zh) * 2022-07-06 2023-07-07 郑州市新郑梅久实业有限公司 一种用于化工管线的阻垢剂
CN115253694A (zh) * 2022-07-31 2022-11-01 江苏富淼科技股份有限公司 一种膜阻垢剂和制备方法及其应用
CN115253694B (zh) * 2022-07-31 2024-02-02 江苏富淼科技股份有限公司 一种膜阻垢剂和制备方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109133389B (zh) 2021-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109133389A (zh) 无磷复合阻垢剂
CN109126474A (zh) 复合无磷反渗透阻垢剂
CN102766232A (zh) 环氧琥珀酸/丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物的制备方法
CN104262546B (zh) 烯基聚氧乙烯醚/马来酸酐/丙烯酸共聚物及其制备方法和应用
CN101492207A (zh) 一种阻垢分散剂及其制备方法
CN108996647A (zh) 磁性复合絮凝剂的制备方法及其产品和应用
CN102399018A (zh) 一种反渗透膜阻垢剂及应用
CN105036358A (zh) 一种冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法
Wei et al. Removal of direct dyes by coagulation: Adaptability and mechanism related to the molecular structure
CN109264876B (zh) 无磷反渗透阻垢剂eda-pamam及其制备方法
CN103833150A (zh) 用于循环冷却水系统的阻垢分散剂及其制备方法
CN102875808A (zh) 聚天冬氨酸衍生物及其制备方法和应用
Wei et al. Coagulation performance of a novel poly-ferric-acetate (PFC) coagulant in phosphate-kaolin synthetic water treatment
CN107261855A (zh) 一种反渗透阻垢剂
Xiao et al. Study on synthesis and property of multi-copolymer scale inhibitor
CN105669899A (zh) 一种新型无磷四元聚合物阻垢剂及其制备方法
CN102807286B (zh) 一种荧光示踪绿色环保型聚醚缓蚀阻垢分散剂及其制备方法
CN109264875A (zh) Per-pamam和pesa无磷复合阻垢剂
CN117069228A (zh) 一种有机-无机高分子复合絮凝剂及其制备方法
JP3314432B2 (ja) 汚泥脱水剤
CN102674567B (zh) 一种环保型枝状聚醚阻垢分散剂及其制备方法
CN109879451B (zh) 一种共聚物水处理剂的制备方法
CN110548407A (zh) 一种阻硅垢的反渗透阻垢剂
CN102786156A (zh) 一种含磺酸基凹凸棒土缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用
CN113651436B (zh) 一种无磷非氮型阻垢分散剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant