CN113185008A - 一种缓蚀阻垢剂组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓蚀阻垢剂组合物及其应用，包括以下原料：聚环氧琥珀酸、丙烯酸‑2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌、改性磁性壳聚糖。该缓蚀阻垢剂组合物，通过将聚环氧琥珀酸和丙烯酸‑2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物进行复配使用，配合钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌实现对较好的缓释和阻垢效果，极性基团中的氧原子具有未成对电子可以成为吸附中心，从而起到了缓蚀作用，同时不会引起水体富营养化而污染环境，利用硫脲改性磁性壳聚糖有望提高磁性壳聚糖对Hg2+、Cu2+和吸附容量和吸附选择性，可以有效的处理循环冷却水中的金属离子，避免金属离子吸附在循环冷却水管道的内壁上形成污垢。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体为一种缓蚀阻垢剂组合物及其应用。
背景技术
天然水中含有各种盐类，这些盐类溶解为阳离子和阴离子，在加热蒸发浓缩的过程中，水中的钙镁等离子不断与水中的阴离子结合成难溶物质而析出，并生成水垢，附在换热面上。由于水垢的导热性能很差，从而阻碍了热交换，大大降低了换热效率，从而危及设备安全，造成不良后果。尤其是对一些换热要求很高的设备，如炼钢连铸结晶器，在连铸坯凝固过程中，通过结晶器在1min内要散出的热量，最高时可占总需要散热量的20%左右，因此保证结晶器有足够的冷却能力十分重要，它对初期坯壳的形成具有决定性影响。
为了避免因循环水结垢或腐蚀结晶器，造成传热效率不高或传热不均匀，对循环冷却水的处理就显得尤为重要。为了消除结垢对生产设备的影响，对于敏感度很高的换热设备，必须把水中能形成水垢的硬度成分去除，采用软化水进行冷却，将结垢的风险降低至很低，需要向循环水中投放缓蚀剂，目前使用的缓蚀剂主要有钼酸盐、钨酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐等。单独组分投加浓度超过200mg/L，其中钼酸盐、钨酸盐单价很高，大剂量投加成本很高，亚硝酸盐、铬酸盐属剧毒物质，大剂量投加对环境污染很大，为解决以上问题，本领域技术人员提出了一种缓蚀阻垢剂组合物及其应用。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种缓蚀阻垢剂组合物及其应用，解决了目前使用的缓蚀阻垢剂在进行使用的时候，存在成本高，对环境污染大且使用效果不理想的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种缓蚀阻垢剂组合物，包括以下原料：聚环氧琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌、改性磁性壳聚糖；
该缓蚀阻垢剂组合物由如下步骤制备：
步骤一、将聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌一起进行干混，接着向混合原料中加入总质量1/2的去离子水，搅拌均匀，得到混合液一；
步骤二、将混合液一通入装有滴液漏斗、导气管、机械搅拌装置的三口烧瓶中，通过导气管向混合液一的表面鼓吹氮气，将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物通入滴液漏斗中，通过滴液漏斗将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物滴加到混合液一中，将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，接着启动机械搅拌装置，将混合液一和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物混合均匀，得到混合液二；
步骤三、继续通过导气管向混合液二的表面鼓吹氮气，接着将滴液漏斗从三口烧瓶上取出，向三口烧瓶的内部投入改性磁性壳聚糖，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，启动机械搅拌装置，将改性磁性壳聚糖和混合液二混合均匀，过滤反应产物，得到缓释阻垢剂组合物。
优选的，步骤一中，聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌的用量质量比为1：0.8：0.8:0.1，其中聚环氧琥珀酸的浓度为150mg/L，氯化锌中锌离子的浓度为1.5mg/L，钼酸钠的浓度为3mg/L，木质素磺酸钠的浓度为6mg/L。
优选的，步骤二中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物用量为混合液一总质量的3.5%，其中丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和聚环氧琥珀酸的浓度比为1:1，设置恒温水浴锅的温度为60℃，机械搅拌装置的搅拌速率为120r/min，搅拌反应时间为20min。
优选的，步骤三中，改性磁性壳聚糖用量为混合液二总质量的8%，设置恒温水浴锅的温度为70℃，机械搅拌装置的搅拌速率为120r/min，搅拌反应时间为30min。
优选的，所述聚环氧琥珀酸由如下步骤制备：
步骤A1、在装有温度计、恒速搅拌装置、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入马来酸酐，接着向马来酸酐中加入等体积的去离子水，启动恒速搅拌装置，使马来酸酐在去离子水中溶解，接着通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为40%的氢氧化钠溶液，调节反应溶液的pH值为5，控制水解温度为55℃，得到产物a；
步骤A2、向产物a中加入催化剂，同时通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为30%的双氧水，继续利用质量分数为40%的氢氧化钠溶液将四口烧瓶中的溶液pH值调节至5，控制反应温度为70℃，保持3h，得到产物b；
步骤A3、向产物b中添加氢氧化钙引发剂和硫脲，利用恒速搅拌装置进行搅拌反应，直至四口烧瓶中的溶液变为无色粘稠液体，得到聚环氧琥珀酸。
优选的，步骤A1中，马来酸酐、去离子水和氢氧化钠溶液的用量质量比为1:1.5:0.6，步骤A2中，催化剂为钨酸钠，且催化剂的用量为产物a总质量的2%，步骤A3中，氢氧化钙引发剂和硫脲的用量质量比为1:1，且氢氧化钙引发剂和硫脲总质量为产物b总质量的5%。
优选的，所述改性磁性壳聚糖由如下步骤制备：
步骤B1、称取壳聚糖加入质量分数为2%的醋酸溶液中，接着向醋酸溶液中加入经过真空干燥的氧化铁粉末，超声分散20min，得到水相；
步骤B2、将环己烷和正己醇按照体积比11:6进行混合均匀，接着向混合液中加入乳化剂，混合均匀，得到油相；
步骤B3、将水相和油相按照体积比17:4进行混合均匀，加入硫脲，继续在温度为60℃的条件下进行搅拌反应，接着加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌反应后分离固相产物，依次使用丙酮溶液、去离子水和甲醇对固相产物进行洗涤，最后对固相产物进行真空干燥，得到改性磁性壳聚糖。
优选的，步骤B1中，壳聚糖和醋酸溶液的用量比为1.0g：100mL，氧化铁粉末与壳聚糖的用量质量比为0.5:1，步骤B2中，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚，且乳化剂的用量为环己烷和正己醇总体积的10%。
一种缓蚀阻垢剂组合物的应用，所述缓蚀阻垢剂组合物应用于循环冷却水系统中的污垢处理。
（三）有益效果
本发明提供了一种缓蚀阻垢剂组合物及其应用。与现有技术相比具备以下有益效果：通过将聚环氧琥珀酸和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物进行复配使用，配合钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌实现对较好的缓释和阻垢效果，聚环氧琥珀酸分子中含有-COOH、-OH、-O-，这些极性基团中的氧原子具有未成对电子可以成为吸附中心，从而起到了缓蚀作用，同时不会引起水体富营养化而污染环境；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中含有磺酸基团，磺酸基团突出的特点是：在阻垢方面不受系统水中金属离子影响，对P、S、Ca、Ba、Mg(OH)2、CaCO3等形成的盐，特别是对磷酸钙有优异的阻垢抑制作用，并且能有效的分散中间过程中产生的微晶颗粒物，不但能够稳定金属离子而且阻垢分散剂药力持久，不易胶结，尤其对铁垢阻垢分散作用强，同时，由于羧基的存在，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物也具有一定的缓蚀性能，配合聚环氧琥珀酸可以进一步提高缓蚀效果；
利用硫脲改性磁性壳聚糖有望提高磁性壳聚糖对Hg2+、Cu2+和吸附容量和吸附选择性，磁性壳聚糖对水溶液中Hg2+，Cu2+和Ni2+有良好的吸附性能，磁性壳聚糖具有磁性，易于分离，并且对金属离子有良好的吸附性能，因此可以有效的处理循环冷却水中的金属离子，避免金属离子吸附在循环冷却水管道的内壁上形成污垢。
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。
实施例1
一种缓蚀阻垢剂组合物，包括以下原料：聚环氧琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌、改性磁性壳聚糖；
该缓蚀阻垢剂组合物由如下步骤制备：
步骤一、将聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌一起进行干混，接着向混合原料中加入总质量1/2的去离子水，聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌的用量质量比为1：0.8：0.8:0.1，其中聚环氧琥珀酸的浓度为150mg/L，氯化锌中锌离子的浓度为1.5mg/L，钼酸钠的浓度为3mg/L，木质素磺酸钠的浓度为6mg/L，搅拌均匀，得到混合液一；
步骤二、将混合液一通入装有滴液漏斗、导气管、机械搅拌装置的三口烧瓶中，通过导气管向混合液一的表面鼓吹氮气，将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物通入滴液漏斗中，通过滴液漏斗将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物滴加到混合液一中，将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物用量为混合液一总质量的3.5%，其中丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和聚环氧琥珀酸的浓度比为1:1，设置恒温水浴锅的温度为60℃，机械搅拌装置的搅拌速率为120r/min，搅拌反应时间为20min，接着启动机械搅拌装置，将混合液一和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物混合均匀，得到混合液二；
步骤三、继续通过导气管向混合液二的表面鼓吹氮气，接着将滴液漏斗从三口烧瓶上取出，向三口烧瓶的内部投入改性磁性壳聚糖，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，改性磁性壳聚糖用量为混合液二总质量的8%，设置恒温水浴锅的温度为70℃，机械搅拌装置的搅拌速率为120r/min，搅拌反应时间为30min，启动机械搅拌装置，将改性磁性壳聚糖和混合液二混合均匀，过滤反应产物，得到缓释阻垢剂组合物。
所述聚环氧琥珀酸由如下步骤制备：
步骤A1、在装有温度计、恒速搅拌装置、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入马来酸酐，接着向马来酸酐中加入等体积的去离子水，启动恒速搅拌装置，使马来酸酐在去离子水中溶解，接着通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为40%的氢氧化钠溶液，调节反应溶液的pH值为5，马来酸酐、去离子水和氢氧化钠溶液的用量质量比为1:1.5:0.6，控制水解温度为55℃，得到产物a；
步骤A2、向产物a中加入催化剂，同时通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为30%的双氧水，继续利用质量分数为40%的氢氧化钠溶液将四口烧瓶中的溶液pH值调节至5，催化剂为钨酸钠，且催化剂的用量为产物a总质量的2%，控制反应温度为70℃，保持3h，得到产物b；
步骤A3、向产物b中添加氢氧化钙引发剂和硫脲，利用恒速搅拌装置进行搅拌反应，直至四口烧瓶中的溶液变为无色粘稠液体，氢氧化钙引发剂和硫脲的用量质量比为1:1，且氢氧化钙引发剂和硫脲总质量为产物b总质量的5%，得到聚环氧琥珀酸。
所述改性磁性壳聚糖由如下步骤制备：
步骤B1、称取壳聚糖加入质量分数为2%的醋酸溶液中，接着向醋酸溶液中加入经过真空干燥的氧化铁粉末，壳聚糖和醋酸溶液的用量比为1.0g：100mL，氧化铁粉末与壳聚糖的用量质量比为0.5:1，超声分散20min，得到水相；
步骤B2、将环己烷和正己醇按照体积比11:6进行混合均匀，接着向混合液中加入乳化剂，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚，且乳化剂的用量为环己烷和正己醇总体积的10%，混合均匀，得到油相；
步骤B3、将水相和油相按照体积比17:4进行混合均匀，加入硫脲，继续在温度为60℃的条件下进行搅拌反应，接着加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌反应后分离固相产物，依次使用丙酮溶液、去离子水和甲醇对固相产物进行洗涤，最后对固相产物进行真空干燥，得到改性磁性壳聚糖。
实施例2
一种缓蚀阻垢剂组合物，包括以下原料：聚环氧琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌、改性磁性壳聚糖；
该缓蚀阻垢剂组合物由如下步骤制备：
步骤一、将聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌一起进行干混，接着向混合原料中加入总质量1/2的去离子水，聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌的用量质量比为1：0.8：0.8:0.1，其中聚环氧琥珀酸的浓度为150mg/L，氯化锌中锌离子的浓度为1.5mg/L，钼酸钠的浓度为3mg/L，木质素磺酸钠的浓度为6mg/L，搅拌均匀，得到混合液一；
步骤二、将混合液一通入装有滴液漏斗、导气管、机械搅拌装置的三口烧瓶中，通过导气管向混合液一的表面鼓吹氮气，将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物通入滴液漏斗中，通过滴液漏斗将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物滴加到混合液一中，将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物用量为混合液一总质量的3.5%，其中丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和聚环氧琥珀酸的浓度比为1:1，设置恒温水浴锅的温度为50℃，机械搅拌装置的搅拌速率为100r/min，搅拌反应时间为30min，接着启动机械搅拌装置，将混合液一和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物混合均匀，得到混合液二；
步骤三、继续通过导气管向混合液二的表面鼓吹氮气，接着将滴液漏斗从三口烧瓶上取出，向三口烧瓶的内部投入改性磁性壳聚糖，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，改性磁性壳聚糖用量为混合液二总质量的8%，设置恒温水浴锅的温度为60℃，机械搅拌装置的搅拌速率为100r/min，搅拌反应时间为40min，启动机械搅拌装置，将改性磁性壳聚糖和混合液二混合均匀，过滤反应产物，得到缓释阻垢剂组合物。
所述聚环氧琥珀酸由如下步骤制备：
步骤A1、在装有温度计、恒速搅拌装置、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入马来酸酐，接着向马来酸酐中加入等体积的去离子水，启动恒速搅拌装置，使马来酸酐在去离子水中溶解，接着通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为40%的氢氧化钠溶液，调节反应溶液的pH值为5，马来酸酐、去离子水和氢氧化钠溶液的用量质量比为1:1.5:0.6，控制水解温度为45℃，得到产物a；
步骤A2、向产物a中加入催化剂，同时通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为30%的双氧水，继续利用质量分数为40%的氢氧化钠溶液将四口烧瓶中的溶液pH值调节至5，催化剂为钨酸钠，且催化剂的用量为产物a总质量的2%，控制反应温度为60℃，保持2h，得到产物b；
步骤A3、向产物b中添加氢氧化钙引发剂和硫脲，利用恒速搅拌装置进行搅拌反应，直至四口烧瓶中的溶液变为无色粘稠液体，氢氧化钙引发剂和硫脲的用量质量比为1:1，且氢氧化钙引发剂和硫脲总质量为产物b总质量的5%，得到聚环氧琥珀酸。
所述改性磁性壳聚糖由如下步骤制备：
步骤B1、称取壳聚糖加入质量分数为2%的醋酸溶液中，接着向醋酸溶液中加入经过真空干燥的氧化铁粉末，壳聚糖和醋酸溶液的用量比为1.0g：100mL，氧化铁粉末与壳聚糖的用量质量比为0.5:1，超声分散10min，得到水相；
步骤B2、将环己烷和正己醇按照体积比11:6进行混合均匀，接着向混合液中加入乳化剂，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚，且乳化剂的用量为环己烷和正己醇总体积的10%，混合均匀，得到油相；
步骤B3、将水相和油相按照体积比17:4进行混合均匀，加入硫脲，继续在温度为50℃的条件下进行搅拌反应，接着加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌反应后分离固相产物，依次使用丙酮溶液、去离子水和甲醇对固相产物进行洗涤，最后对固相产物进行真空干燥，得到改性磁性壳聚糖。
实施例3
一种缓蚀阻垢剂组合物，包括以下原料：聚环氧琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌、改性磁性壳聚糖；
该缓蚀阻垢剂组合物由如下步骤制备：
步骤一、将聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌一起进行干混，接着向混合原料中加入总质量1/2的去离子水，聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌的用量质量比为1：0.8：0.8:0.1，其中聚环氧琥珀酸的浓度为150mg/L，氯化锌中锌离子的浓度为1.5mg/L，钼酸钠的浓度为3mg/L，木质素磺酸钠的浓度为6mg/L，搅拌均匀，得到混合液一；
步骤二、将混合液一通入装有滴液漏斗、导气管、机械搅拌装置的三口烧瓶中，通过导气管向混合液一的表面鼓吹氮气，将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物通入滴液漏斗中，通过滴液漏斗将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物滴加到混合液一中，将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物用量为混合液一总质量的3.5%，其中丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和聚环氧琥珀酸的浓度比为1:1，设置恒温水浴锅的温度为70℃，机械搅拌装置的搅拌速率为140r/min，搅拌反应时间为10min，接着启动机械搅拌装置，将混合液一和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物混合均匀，得到混合液二；
步骤三、继续通过导气管向混合液二的表面鼓吹氮气，接着将滴液漏斗从三口烧瓶上取出，向三口烧瓶的内部投入改性磁性壳聚糖，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，改性磁性壳聚糖用量为混合液二总质量的8%，设置恒温水浴锅的温度为80℃，机械搅拌装置的搅拌速率为140r/min，搅拌反应时间为40min，启动机械搅拌装置，将改性磁性壳聚糖和混合液二混合均匀，过滤反应产物，得到缓释阻垢剂组合物。
所述聚环氧琥珀酸由如下步骤制备：
步骤A1、在装有温度计、恒速搅拌装置、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入马来酸酐，接着向马来酸酐中加入等体积的去离子水，启动恒速搅拌装置，使马来酸酐在去离子水中溶解，接着通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为40%的氢氧化钠溶液，调节反应溶液的pH值为5，马来酸酐、去离子水和氢氧化钠溶液的用量质量比为1:1.5:0.6，控制水解温度为65℃，得到产物a；
步骤A2、向产物a中加入催化剂，同时通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为30%的双氧水，继续利用质量分数为40%的氢氧化钠溶液将四口烧瓶中的溶液pH值调节至5，催化剂为钨酸钠，且催化剂的用量为产物a总质量的2%，控制反应温度为80℃，保持2h，得到产物b；
步骤A3、向产物b中添加氢氧化钙引发剂和硫脲，利用恒速搅拌装置进行搅拌反应，直至四口烧瓶中的溶液变为无色粘稠液体，氢氧化钙引发剂和硫脲的用量质量比为1:1，且氢氧化钙引发剂和硫脲总质量为产物b总质量的5%，得到聚环氧琥珀酸。
所述改性磁性壳聚糖由如下步骤制备：
步骤B1、称取壳聚糖加入质量分数为2%的醋酸溶液中，接着向醋酸溶液中加入经过真空干燥的氧化铁粉末，壳聚糖和醋酸溶液的用量比为1.0g：100mL，氧化铁粉末与壳聚糖的用量质量比为0.5:1，超声分散30min，得到水相；
步骤B2、将环己烷和正己醇按照体积比11:6进行混合均匀，接着向混合液中加入乳化剂，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚，且乳化剂的用量为环己烷和正己醇总体积的10%，混合均匀，得到油相；
步骤B3、将水相和油相按照体积比17:4进行混合均匀，加入硫脲，继续在温度为70℃的条件下进行搅拌反应，接着加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌反应后分离固相产物，依次使用丙酮溶液、去离子水和甲醇对固相产物进行洗涤，最后对固相产物进行真空干燥，得到改性磁性壳聚糖。
实施例4
一种缓蚀阻垢剂组合物，包括以下原料：聚环氧琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌、改性磁性壳聚糖；
该缓蚀阻垢剂组合物由如下步骤制备：
步骤一、将聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌一起进行干混，接着向混合原料中加入总质量1/2的去离子水，聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌的用量质量比为1：0.8：0.8:0.1，其中聚环氧琥珀酸的浓度为150mg/L，氯化锌中锌离子的浓度为1.5mg/L，钼酸钠的浓度为3mg/L，木质素磺酸钠的浓度为6mg/L，搅拌均匀，得到混合液一；
步骤二、将混合液一通入装有滴液漏斗、导气管、机械搅拌装置的三口烧瓶中，通过导气管向混合液一的表面鼓吹氮气，将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物通入滴液漏斗中，通过滴液漏斗将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物滴加到混合液一中，将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物用量为混合液一总质量的3.5%，其中丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和聚环氧琥珀酸的浓度比为1:1，设置恒温水浴锅的温度为50℃，机械搅拌装置的搅拌速率为140r/min，搅拌反应时间为10min，接着启动机械搅拌装置，将混合液一和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物混合均匀，得到混合液二；
步骤三、继续通过导气管向混合液二的表面鼓吹氮气，接着将滴液漏斗从三口烧瓶上取出，向三口烧瓶的内部投入改性磁性壳聚糖，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，改性磁性壳聚糖用量为混合液二总质量的8%，设置恒温水浴锅的温度为80℃，机械搅拌装置的搅拌速率为100r/min，搅拌反应时间为40min，启动机械搅拌装置，将改性磁性壳聚糖和混合液二混合均匀，过滤反应产物，得到缓释阻垢剂组合物。
所述聚环氧琥珀酸由如下步骤制备：
步骤A1、在装有温度计、恒速搅拌装置、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入马来酸酐，接着向马来酸酐中加入等体积的去离子水，启动恒速搅拌装置，使马来酸酐在去离子水中溶解，接着通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为40%的氢氧化钠溶液，调节反应溶液的pH值为5，马来酸酐、去离子水和氢氧化钠溶液的用量质量比为1:1.5:0.6，控制水解温度为50℃，得到产物a；
步骤A2、向产物a中加入催化剂，同时通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为30%的双氧水，继续利用质量分数为40%的氢氧化钠溶液将四口烧瓶中的溶液pH值调节至5，催化剂为钨酸钠，且催化剂的用量为产物a总质量的2%，控制反应温度为60℃，保持4h，得到产物b；
步骤A3、向产物b中添加氢氧化钙引发剂和硫脲，利用恒速搅拌装置进行搅拌反应，直至四口烧瓶中的溶液变为无色粘稠液体，氢氧化钙引发剂和硫脲的用量质量比为1:1，且氢氧化钙引发剂和硫脲总质量为产物b总质量的5%，得到聚环氧琥珀酸。
所述改性磁性壳聚糖由如下步骤制备：
步骤B1、称取壳聚糖加入质量分数为2%的醋酸溶液中，接着向醋酸溶液中加入经过真空干燥的氧化铁粉末，壳聚糖和醋酸溶液的用量比为1.0g：100mL，氧化铁粉末与壳聚糖的用量质量比为0.5:1，超声分散15min，得到水相；
步骤B2、将环己烷和正己醇按照体积比11:6进行混合均匀，接着向混合液中加入乳化剂，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚，且乳化剂的用量为环己烷和正己醇总体积的10%，混合均匀，得到油相；
步骤B3、将水相和油相按照体积比17:4进行混合均匀，加入硫脲，继续在温度为50℃的条件下进行搅拌反应，接着加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌反应后分离固相产物，依次使用丙酮溶液、去离子水和甲醇对固相产物进行洗涤，最后对固相产物进行真空干燥，得到改性磁性壳聚糖。
一种缓蚀阻垢剂组合物的应用，所述缓蚀阻垢剂组合物应用于循环冷却水系统中的污垢处理。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
对比例
本对比例采用市场上一种常见的缓蚀阻垢剂组合物。
将实施例1-4和对比例中的缓蚀阻垢剂组合物进行阻垢缓蚀性能检测，检测结果如下表：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 | |
| 缓蚀率/% | 95.16 | 94.18 | 96.25 | 98.26 | 80.56 |
| 阻垢率/% | 95.62 | 94.81 | 95.15 | 95.35 | 81.25 |
由表1可知，实施例1-4的缓蚀阻垢剂组合物在缓蚀率和阻垢率上均远优于对比例的缓蚀阻垢剂组合物，这是由于聚环氧琥珀酸分子中含有-COOH、-OH、-O-，这些极性基团中的氧原子具有未成对电子可以成为吸附中心，从而起到了缓蚀作用，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中由于羧基的存在，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物也具有一定的缓蚀性能，配合聚环氧琥珀酸可以进一步提高缓蚀效果，另外利用硫脲改性磁性壳聚糖可以有效的处理循环冷却水中的金属离子，避免金属离子吸附在循环冷却水管道的内壁上形成污垢。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：包括以下原料：聚环氧琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌、改性磁性壳聚糖；
该缓蚀阻垢剂组合物由如下步骤制备：
步骤一、将聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌一起进行干混，接着向混合原料中加入总质量1/2的去离子水，搅拌均匀，得到混合液一；
步骤二、将混合液一通入装有滴液漏斗、导气管、机械搅拌装置的三口烧瓶中，通过导气管向混合液一的表面鼓吹氮气，将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物通入滴液漏斗中，通过滴液漏斗将丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物滴加到混合液一中，将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，接着启动机械搅拌装置，将混合液一和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物混合均匀，得到混合液二；
步骤三、继续通过导气管向混合液二的表面鼓吹氮气，接着将滴液漏斗从三口烧瓶上取出，向三口烧瓶的内部投入改性磁性壳聚糖，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，启动机械搅拌装置，将改性磁性壳聚糖和混合液二混合均匀，过滤反应产物，得到缓释阻垢剂组合物。
2.根据权利要求1所述的一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：步骤一中，聚环氧琥珀酸、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌的用量质量比为1：0.8：0.8:0.1，其中聚环氧琥珀酸的浓度为150mg/L，氯化锌中锌离子的浓度为1.5mg/L，钼酸钠的浓度为3mg/L，木质素磺酸钠的浓度为6mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：步骤二中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物用量为混合液一总质量的3.5%，其中丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和聚环氧琥珀酸的浓度比为1:1，设置恒温水浴锅的温度为60℃，机械搅拌装置的搅拌速率为120r/min，搅拌反应时间为20min。
4.根据权利要求1所述的一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：步骤三中，改性磁性壳聚糖用量为混合液二总质量的8%，设置恒温水浴锅的温度为70℃，机械搅拌装置的搅拌速率为120r/min，搅拌反应时间为30min。
5.根据权利要求1所述的一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：所述聚环氧琥珀酸由如下步骤制备：
步骤A1、在装有温度计、恒速搅拌装置、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入马来酸酐，接着向马来酸酐中加入等体积的去离子水，启动恒速搅拌装置，使马来酸酐在去离子水中溶解，接着通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为40%的氢氧化钠溶液，调节反应溶液的pH值为5，控制水解温度为55℃，得到产物a；
步骤A2、向产物a中加入催化剂，同时通过滴液漏斗向四口烧瓶中滴加质量分数为30%的双氧水，继续利用质量分数为40%的氢氧化钠溶液将四口烧瓶中的溶液pH值调节至5，控制反应温度为70℃，保持3h，得到产物b；
步骤A3、向产物b中添加氢氧化钙引发剂和硫脲，利用恒速搅拌装置进行搅拌反应，直至四口烧瓶中的溶液变为无色粘稠液体，得到聚环氧琥珀酸。
6.根据权利要求5所述的一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：步骤A1中，马来酸酐、去离子水和氢氧化钠溶液的用量质量比为1:1.5:0.6，步骤A2中，催化剂为钨酸钠，且催化剂的用量为产物a总质量的2%，步骤A3中，氢氧化钙引发剂和硫脲的用量质量比为1:1，且氢氧化钙引发剂和硫脲总质量为产物b总质量的5%。
7.根据权利要求1所述的一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：所述改性磁性壳聚糖由如下步骤制备：
步骤B1、称取壳聚糖加入质量分数为2%的醋酸溶液中，接着向醋酸溶液中加入经过真空干燥的氧化铁粉末，超声分散20min，得到水相；
步骤B2、将环己烷和正己醇按照体积比11:6进行混合均匀，接着向混合液中加入乳化剂，混合均匀，得到油相；
步骤B3、将水相和油相按照体积比17:4进行混合均匀，加入硫脲，继续在温度为60℃的条件下进行搅拌反应，接着加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌反应后分离固相产物，依次使用丙酮溶液、去离子水和甲醇对固相产物进行洗涤，最后对固相产物进行真空干燥，得到改性磁性壳聚糖。
8.根据权利要求7所述的一种缓蚀阻垢剂组合物，其特征在于：步骤B1中，壳聚糖和醋酸溶液的用量比为1.0g：100mL，氧化铁粉末与壳聚糖的用量质量比为0.5:1，步骤B2中，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚，且乳化剂的用量为环己烷和正己醇总体积的10%。
9.一种缓蚀阻垢剂组合物的应用，其特征在于：所述缓蚀阻垢剂组合物应用于循环冷却水系统中的污垢处理。
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2021
- 2021-05-19 CN CN202110546763.6A patent/CN113185008A/zh active Pending
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