CN110776115A - 一种低碱阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低碱阻垢剂及其制备方法，其由质量份数如下的组分制备得到：石油磺酸钠40－55份、咪唑啉磷酸酯45－55份、溶剂20－40份、杀菌剂10－15份、防腐剂10－20份、氧化石墨烯5－10份、酰胺类表面活性剂0.1－0.15份和分散剂0.01－0.04份；本发明的低碱阻垢剂分散性好、毒性小和物质互相适配，具有耐高温、耐氯化物、成本低的特点，不仅可以除去附着在管道上的水垢，还可以有效的防止水垢再次附着在管道上，同时可用于防腐杀菌，对用水设备及管道具有保新的功效，且不含无机磷，安全健康。

Description

一种低碱阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻垢剂及其制备方法，具体涉及一种低碱阻垢剂及其制备方法，属于水处理领域。
背景技术
现有技术中，建筑物自来水供水过程是由自来水厂将水通过水泵，由供水管网送入提供至各用户的水龙头(即水喉)，使各住户能够使用水源，当供水网路使用一段时间之后，各供水管路的管壁中会附着有水垢，而导致细菌滋生，造成使用者用水时有卫生上的疑虑。
水垢的成分较复杂，根据其形成原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种，当水中含有碳酸盐胶体、细菌和有机物等杂质时，碳酸盐类似于水泥沙浆中的沙石，而胶体、细菌和有机物等则相当于水泥沙浆中的水泥，当水中胶体、细菌和有机物等粘性物质和碳酸盐共同作用，粘附在一起形成硬垢，水垢会严重影响热传导，而且水垢中的碳酸钙、碳酸镁在人体内大量沉积易形成结石。用水垢严重的水洗脸、洗澡，会形成钙镁皂，黏在脸上、皮肤上，使污垢不容易除掉，因此，定期除垢是很有必要的。
而清洁建筑物各供水管路时，通常是在水塔中存在有水的状况下加入消毒水、漂白剂等清洁药剂，将这些药剂与水混合，在清洗水塔完成后，由水塔端将水排出，在清洗供水管路完成后，开启水龙头，将水塔中的水经由供水管路至水龙头输出，而不论是水塔或是供水管路的清洗，通常需要在药剂清洗之后，再以大量清水反复多次加以清洗，以便将药剂的浓度及气味加以冲淡，这样会造成水源的浪费，同时，清洗完成之后的除垢杀菌效果差，而且在一定的时间内水中还是会因残余药剂而有药水味产生，不但气味难闻、颜色混浊，使用也较不健康，况且以药剂进行清洗时，其用药剂量及清洗时间均需加以精确计算，因此，造成清洗时的不便，且除垢效果不彻底。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种低碱阻垢剂及其制备方法，可以有效的解决现有技术管道除垢的操作中存在的浪费水源、药剂残留及操作不便等技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低碱阻垢剂，由质量份数如下的组分制备得到：石油磺酸钠40－55份、咪唑啉磷酸酯45－55份、溶剂20－40份、杀菌剂10－15份、防腐剂10－20份、氧化石墨烯5－10份、酰胺类表面活性剂0.1－0.15份和分散剂0.01－0.04份；优选的，由质量份数如下的组分制备得到：石油磺酸钠50份、咪唑啉磷酸酯50份、溶剂30份、杀菌剂15份、防腐剂20份、氧化石墨烯10份、酰胺类表面活性剂0.1份和分散剂0.02份。
本发明的低碱阻垢剂分散性好、毒性小和物质互相适配，具有耐高温、耐氯化物、成本低的特点，不仅可以除去附着在管道上的水垢，还可以有效的防止水垢再次附着在管道上，同时可用于防腐杀菌，对用水设备及管道具有保新的功效，且不含无机磷，安全健康。
进一步，本发明的石油磺酸钠中，钠的含量为55－70，无机盐的含量为0.35－0.5。
采用上述进一步的有益效果在于，石油磺酸钠有相当好的抗盐水浸泡能力和水溶性，有相当抗盐水浸渍能力和相当好的油溶性，遇钙后可生成石油磺酸钙，有效降解水垢，研究发现，石油磺酸钠中钠含量和无机盐含量会影响阻垢除垢剂的除垢效果，因此，申请人经过大量实验确定了二者的含量范围，以保证阻垢、除垢效果最优。
进一步，本发明的溶剂为水、甲醇、乙醇中任意两种或三种的混合物，优选为水和甲醇的混合物。
甲醇的沸点在64.7℃，在高于该温度时会气化，而低于该温度后则会再次呈液态，甲醇在管道中在气相液相间往复变化，可以使附着在管道上的水垢松动，便于去除附着在管道上的水垢。
进一步，本发明的杀菌剂为富马酸二甲酯。
采用上述进一步的有益效果在于，富马酸二甲酯，具有低毒高效、广谱抗菌、安全、化学稳定性好、作用时间长、适用的PH值范围宽等特点，能抑制多种霉菌、酵母菌及细菌，并且具有抗真菌的能力，且毒性很低，进入人体后很快变成人体正常的新陈代谢成分富马酸，对人体基本无害。
进一步，本发明的防腐剂苯氧乙醇。
采用上述进一步的有益效果在于，苯氧乙醇可以有效的抑制微生物的生长，抑制腐败，防止亚硝酸盐及二氧化硫等主要是延迟微生物生长或化学变化引起的腐败。
进一步，本发明的分散剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3或氨水中的任一种。
采用上述进一步的有益效果在于，分散剂可以使氧化石墨烯充分的分散至溶剂中，不会发生沉淀。
本发明还提供了上述低碱阻垢剂的制备方法，步骤如下：
(1)按上述低碱阻垢剂组分的质量份数称取各原料；
(2)取氧化石墨烯进行微波照射后加入至溶剂中，加入分散剂，超声分散得到氧化石墨烯溶液；
(3)将余下原料加入至氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀即得低碱阻垢剂。
本发明低碱阻垢剂的制备方法工艺简单，条件温和，无三废排放，成本合理可控，适于批量工业化生产。
进一步，微波照射的输出功率为800－1000W，时间为10－20s；超声分散的功率为300－1500W，时间为0.5－5min。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在以下实施例中，石油磺酸钠的钠含量为55－70，无机盐含量为0.35－0.5。
实施例1
低碱阻垢剂，制备方法步骤如下：
(1)按石油磺酸钠50g，咪唑啉磷酸酯50g，水和甲醇的混合物30g，富马酸二甲酯15g，苯氧乙醇20g，氧化石墨烯10g，酰胺类表面活性剂0.1g，NaOH 0.02g称取各原料；
(2)取氧化石墨烯1000W微波照射20s后加入至水和甲醇的混合物中，加入NaOH，1000W超声分散3min得到氧化石墨烯溶液；
(3)将余下原料加入至氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀即得。
实施例2
低碱阻垢剂，制备方法步骤如下：
(1)按石油磺酸钠40g，咪唑啉磷酸酯45g，水和甲醇的混合物20g，富马酸二甲酯10g，苯氧乙醇10g，氧化石墨烯5g，酰胺类表面活性剂0.1g，KOH 0.01g称取各原料；
(2)取氧化石墨烯800W微波照射10s后加入至水和甲醇的混合物中，加入KOH，300W超声分散0.5min得到氧化石墨烯溶液；
(3)将余下原料加入至氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀即得。
实施例3
低碱阻垢剂，制备方法步骤如下：
(1)按石油磺酸钠55g，咪唑啉磷酸酯55g，水、甲醇和乙醇的混合物40g，富马酸二甲酯15g，苯氧乙醇20g，氧化石墨烯10g，酰胺类表面活性剂0.15g，K2CO3 0.04g称取各原料；
(2)取氧化石墨烯1000W微波照射20s后加入至水、甲醇和乙醇的混合物中，加入K2CO3，1500W超声分散5min得到氧化石墨烯溶液；
(3)将余下原料加入至氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀即得。
实施例4
低碱阻垢剂，制备方法步骤如下：
(1)按石油磺酸钠50g，咪唑啉磷酸酯50g，水和乙醇的混合物40g，富马酸二甲酯10g，苯氧乙醇18g，氧化石墨烯8g，酰胺类表面活性剂0.12g，Na2CO3 0.03g称取各原料；
(2)取氧化石墨烯900W微波照射15s后加入至水和乙醇的混合物中，加入Na2CO3，1200W超声分散3min得到氧化石墨烯溶液；
(3)将余下原料加入至氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀即得。
实施例5
低碱阻垢剂，制备方法步骤如下：
(1)按石油磺酸钠50g，咪唑啉磷酸酯50g，水和甲醇的混合物40g，富马酸二甲酯10g，苯氧乙醇15g，氧化石墨烯5g、酰胺类表面活性剂0.12g、NaOH 0.03g称取各原料；
(2)取氧化石墨烯1000W微波照射10s后加入至水和甲醇的混合物中，加入NaOH，500W超声分散1min得到氧化石墨烯溶液；
(3)将余下原料加入至氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀即得。
性能测试
对上述实施例1－5所制备的低碱阻垢剂进行性能测试，测试方法及结果如下：
除垢性能：以等体积的1％低碱阻垢剂水溶液浸泡等体积的垢块，保持温度为30℃，观察1h内垢块体积变化；
阻垢性能：以含有一定量碳酸氢根和钙离子的溶液和等体积的1％低碱阻垢剂水溶液混合的混合液在加热条件下促使碳酸氢钙加速分解为CaCO3，达到平衡后测定试液中的Ca2+浓度，Ca2+浓度愈大则该药剂阻垢性能越好；
杀菌性能：杀灭水体中微生物及球菌、杆菌和螺旋菌等细菌性能试验。
上述性能试验的结果如下表1：
表1 实施例1－5低碱阻垢剂性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
除垢性能 垢块溶解 垢块溶解 垢块溶解 垢块溶解 垢块溶解
阻垢率 99.2％ 98.7％ 97.4％ 98.9％ 99.0％
杀菌率 95.4％ 95.1％ 94.6％ 94.7％ 95.3％

Claims (10)

1.一种低碱阻垢剂，其特征在于，由质量份数如下的组分制备得到：石油磺酸钠40－55份、咪唑啉磷酸酯45－55份、溶剂20－40份、杀菌剂10－15份、防腐剂10－20份、氧化石墨烯5－10份、酰胺类表面活性剂0.1－0.15份和分散剂0.01－0.04份。
2.根据权利要求1所述的一种低碱阻垢剂，其特征在于，由质量份数如下的组分制备得到：石油磺酸钠50份、咪唑啉磷酸酯50份、溶剂30份、杀菌剂15份、防腐剂20份、氧化石墨烯10份、酰胺类表面活性剂0.1份和分散剂0.02份。
3.根据权利要求1或2所述的一种低碱阻垢剂，其特征在于，所述石油磺酸钠中，钠的含量为55－70，无机盐的含量为0.35－0.5。
4.根据权利要求1或2所述的一种低碱阻垢剂，其特征在于，所述溶剂为水、甲醇、乙醇中任意两种或三种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种低碱阻垢剂，其特征在于，所述杀菌剂为富马酸二甲酯。
6.根据权利要求1或2所述的一种低碱阻垢剂，其特征在于，所述防腐剂苯氧乙醇。
7.根据权利要求1或2所述的一种低碱阻垢剂，其特征在于，所述分散剂为KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3或氨水中的任一种。
8.一种低碱阻垢剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)按权利要求1－7任一项所述低碱阻垢剂组分的质量份数称取各原料；
(2)取氧化石墨烯进行微波照射后加入至溶剂中，加入分散剂，超声分散得到氧化石墨烯溶液；
(3)将余下原料加入至氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀即得所述低碱阻垢剂。
9.根据权利要求8所述的一种低碱阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述微波照射的输出功率为800－1000W，时间为10－20s。
10.根据权利要求8所述的一种低碱阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述超声分散的功率为300－1500W，时间为0.5－5min。
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