CN111003822A - 一种改性无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种改性无磷阻垢缓蚀剂及制备方法，属于阻垢缓蚀技术领域，所述改性无磷阻垢缓蚀剂包括如下质量百分含量的组分：10‑30％的阻垢剂，35‑40％的水解聚马来酸酐，10‑20％的丙烯酸‑2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物；3‑5％的水溶性锌盐。该改性无磷阻垢缓蚀剂的制备方法包括步骤1：将水解聚马来酸酐加入水中，然后加入水溶性锌盐搅拌，2、在常温下，向溶液中加入丙烯酸‑2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物、聚环氧琥珀酸搅拌均匀1‑2小时，制得阻垢缓蚀剂。该阻垢缓蚀剂是一种具有阻垢和缓蚀的双重功效的复合药剂，具有稳定性好，无磷环保，适用范围比较广等特点。

Description

一种改性无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理用阻垢缓蚀剂制备领域，具体涉及一种改性无磷阻垢缓蚀剂及制备方法。
背景技术
目前，工业循环水处理药剂领域中含磷的药剂占据主要市场，含磷药剂经过几十年的发展，已经相当成熟，成本低，处理效果完全满足相关行业的标准，但随着含磷的循环水排放，一方面使水体富营养化，破坏了水质生态，另一方面也增加了循环水排放治理和再利用。近年来，随着人民和社会环保意识提高和加强，含磷药剂的使用已经受到各个厂家的限制，研发和生产无磷阻垢缓蚀剂对水处理行业来说是有广泛应用价值的。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提出一种改性无磷阻垢缓蚀剂，该阻垢缓蚀剂解决循环水在硬度和碱度较高运行时产生结垢和腐蚀，在少量排污的情况保证循环水系统安全运行，提高浓缩倍数的情况下，又解决了无磷环保。
本发明的第二个目的在于提出上述改性无磷阻垢缓蚀剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种改性无磷阻垢缓蚀剂，包括如下质量百分含量的组分：
10-30％的阻垢剂；
35-40％的水解聚马来酸酐；
12-20％的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；
4-7.5％的水溶性锌盐；
以及余量的水。
作为优选地，所述阻垢剂为聚环氧琥珀酸或聚天冬氨酸。
聚天冬氨酸是一种人工仿生合成的水溶性高分子物质，具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性，是一种绿色化学品。其具有极强的螯合、分散、吸附等作用，且配伍性极佳。
聚环氧琥珀酸是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。聚环氧琥珀酸对水中的碳酸钙、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。聚环氧琥珀酸与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时聚环氧琥珀酸具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂；聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，生物降解性能好并适用于高碱、高金属含量水系，是一种绿色水处理化学品。
作为优选地，所述水溶性锌盐为硫酸锌。
本发明的改性无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将水解聚马来酸酐加入水中，然后加入水溶性锌盐搅拌，
S2、在常温下，向溶液中加入丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、阻垢剂搅拌均匀1小时，制得产品阻垢缓蚀剂。
作为优选地，所述步骤S1中的水溶性锌盐为硫酸锌。
作为优选地，所述步骤S2中的常温为25-40℃。
本发明与现有技术相比具有的有益效果为：本发明的阻垢缓蚀剂可以解决循环水在硬度和碱度较高的条件下运行时产生结垢和腐蚀问题，在少量排污的情况保证循环水系统安全运行，提高浓缩倍数(在实验数据的浓缩倍数(K＝7.5))的情况下，解决了无磷环保。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种阻垢缓蚀剂，由下述质量百分比组成：
聚环氧琥珀酸10％；
水解聚马来酸酐40％；
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20％；
硫酸锌4％；
其余为水
原水PH为9.5，添加30mg/L的阻垢蚀剂，通过检测换热器监测得碳钢实验管腐蚀速度0.0310mm/a，不锈钢的腐蚀速度0.0009mm/a。
实施例2
一种阻垢缓蚀剂，由下述质量百分比组成：
聚天冬氨酸22％；
水解聚马来酸酐35％；
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物12％；
硫酸锌4.5％；
其余为水
原水PH为9.5，添加30mg/L的阻垢蚀剂，通过检测换热器监测得碳钢实验管腐蚀速度0.0215mm/a,不锈钢的腐蚀速度0.00083mm/a。
实施例3
一种阻垢缓蚀剂，由下述质量百分比组成：
聚环氧琥珀酸25％；
水解聚马来酸酐36％；
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物15％；
硫酸锌6.0％；
其余为水
原水PH为9.5，添加30mg/L的阻垢蚀剂，通过检测换热器监测得碳钢实验管腐蚀速度0.0191mm/a,不锈钢的腐蚀速度0.0008mm/a。
实施例4
一种阻垢缓蚀剂，由下述质量百分比组成：
聚天冬氨酸28％；
水解聚马来酸酐37％；
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物18％；
硫酸锌7.0％；
其余为水
原水PH为9.5，添加30mg/L的阻垢蚀剂，通过检测换热器监测得碳钢实验管腐蚀速度0.0179mm/a,不锈钢的腐蚀速度0.0008mm/a。
实施例5
一种阻垢缓蚀剂，由下述质量百分比组成：
聚环氧琥珀酸30％；
水解聚马来酸酐40％；
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20％；
硫酸锌7.5％；
其余为水
原水PH为9.5，添加30mg/L的阻垢蚀剂，通过检测换热器监测得碳钢实验管腐蚀速度0.0295mm/a,不锈钢的腐蚀速度0.001mm/a。
测试试验：
一、旋转挂片腐蚀试验
1.试验原理
旋转挂片腐蚀试验法是在实验室给定条件下，用旋转挂片来评定水腐蚀程度的试验方法。通过严格控制规定的试验条件：模拟水质、试验材质、试验温度、旋转速度等进行规定时间的试验,用以评选缓蚀剂及评价配方的缓蚀效果。
2.试验条件
药剂:实施例1-5的阻垢缓蚀剂；
投加浓度:阻垢缓蚀剂25-35mg/L；
温度:25℃左右；
时间:72小时
运行条件
挂片及材质:标准试验挂片(表面积：28cm2碳钢挂片(密度：7.85g/cm3)、不锈钢挂片(密度：7.93g/cm3)等；
试验水质:补充水K＝7.5的浓缩水；
试验水温:45℃±1℃；
旋转速度:75转/分；
线速度:0.35米/秒；
运转时间:96小时。
3.试验方法
按试验条件，将试片固定在旋转架上,在含有不同浓度阻垢缓蚀剂的试验液中旋转。试验过程中,注意保持水质条件。运行72小时后取出试片，清洗其表面的污物、烘干称量、计算腐蚀率，以确定最佳的药剂和最佳的投加量。
4.计算公式：
Figure BDA0002343245510000051
式中:F－腐蚀率mm/y △W－试片腐蚀失重(g)
C－计算常数8.76×104 t－腐蚀试验时间(h)
A－试片的表面积(cm2) p－试片材质密度(g/cm3)
5.旋转挂片腐蚀率试验数据见表1。
表1旋转挂片腐蚀率试验数据
Figure BDA0002343245510000052
Figure BDA0002343245510000061
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种改性无磷阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：
10-30％的阻垢剂；
35-40％的水解聚马来酸酐；
12-20％的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；
4-7.5％的水溶性锌盐；
以及余量的水。
2.根据权利要求1所述的改性无磷阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述阻垢剂为聚环氧琥珀酸或聚天冬氨酸。
3.根据权利要求1所述的改性无磷阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述水溶性锌盐为硫酸锌。
4.根据权利要求1或2或3所述的改性无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将水解聚马来酸酐加入水中，然后加入水溶性锌盐搅拌，
S2、在常温下，向溶液中加入丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、阻垢剂搅拌均匀1小时，制得产品阻垢缓蚀剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的水溶性锌盐为硫酸锌。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的常温为25-40℃。
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