CN115651267B - 一种循环水阻垢剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉公开了一种循环水阻垢剂,其制备方法步骤如下:1)马来酸酐、乙酸乙烯酯以及2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸合成三元共聚物;2)羧甲基壳聚糖、丙烯酸合成壳聚糖衍生物;3)聚甲基丙烯酸甲酯、正己烷、二氯甲烷制得多孔聚合物微球;4)采用不同参数的浸渍方法,将三元共聚物和壳聚糖衍生物分别渗入多孔聚合物微球中得到阻垢微球;5)将各组分混匀即可。本发明中,通过将三元共聚物和壳聚糖衍生物分层负载于多孔聚合物微球中,使得二者在未发挥阻垢功效时,相互之间不接触,并且与外界隔绝,从而有效避免了二者在外界因素的影响下,因过早混合复配导致阻垢功效出现下降的现象出现,使得形成的循环水阻垢剂具有高效的阻垢效果。
Description
技术领域
本发明涉及阻垢剂技术领域,具体为一种循环水阻垢剂。
背景技术
循环水在锅炉系统中起到了举足轻重的作用,但是所用循环水强度高、碱度大,具有严重结垢特征,当水温高于环境温度的各种场合下,碳酸钙等无机盐的结垢会带来严重的后果。将其作为循环介质用于工业循环水系统时,会引发水质恶化,发生腐蚀结垢等问题,导致锅炉及其管道堵塞或泄露,严重影响生产装置正常运行。
例如公告号为CN102838216A的发明专利公开了一种冬季取暖锅炉水阻垢剂,该阻垢剂是一种复合型阻垢剂,其中各组分按质量百分比为:聚天冬氨酸35-40%、2-膦基丁烷-1,2,4-三羧酸18-28%、1,2-二胺基环己烷四乙酸15-20%、丙烯酸-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物15-20%、膦酰基羟基乙酸10-20%;该复合型阻垢剂是通过将多种具有阻垢功效的组分进行混合复配得到的,虽然具有一定的除垢效果,但是,随着各组分之间共混时间过长,在各种外界因素的影响下,容易出现性质相抵触的现象,造成复配得到的阻垢剂的阻垢性能出现显著下降,从而导致出厂时间越久的阻垢剂对水垢的清除效率越差,无法对顽固水垢进行有效清除。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述背景技术提出的问题,而提供一种循环水阻垢剂。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种循环水阻垢剂,其制备方法具体包括如下步骤:
1)利用马来酸酐、乙酸乙烯酯以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体,合成三元共聚物;
2)以羧甲基壳聚糖为原料,丙烯酸为改性单体,合成壳聚糖衍生物;
3)以聚甲基丙烯酸甲酯为原料,正己烷为致孔剂,二氯甲烷为良溶剂,通过溶剂挥发法制得多孔聚合物微球;
4)采用浸渍的方法,将三元共聚物渗入多孔聚合物微球中,并经离心以及一次抽真空处理,得到产物A,再利用浸渍的方法,将壳聚糖衍生物渗入产物A中,并经离心以及二次抽真空处理,即可得到阻垢微球;
5)将去垢剂、缓蚀剂、阻凝剂、分散剂以及pH调节剂与溶剂混匀,加入由阻垢微球和乙二胺四乙酸组成的阻垢剂,超声分散后,即可得到所需的循环水阻垢剂。
作为本发明的进一步优选方案,所述三元共聚物的具体制备方法如下:
1)将马来酸酐、乙酸乙烯酯以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解于超纯水中,得到单体溶液,将过硫酸铵溶解于超纯水中,得到过硫酸铵溶液;
2)将单体溶液加热至80-85℃并以60-100r/min持续搅拌,滴加入过硫酸铵溶液,控制在30-40min内滴加完毕,恒温反应4-6h,室温下自然冷却后,加入足量的无水乙醇,充分摇匀,静置2-5h,将析出的产物用无水乙醇反复洗涤,烘干后即可。
作为本发明的进一步优选方案,所述单体溶液中,马来酸酐、乙酸乙烯酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及超纯水的用量比例为(12-15)g:(6.2-7.5)g:(2.5-3.8)g:(30-50)mL;
所述过硫酸铵溶液中,过硫酸铵与超纯水的用量比例为(1.5-1.9)g:(10-18)mL;
所述过硫酸铵溶液的滴加量占单体溶液体积的25-35%。
作为本发明的进一步优选方案,所述壳聚糖衍生物的具体制备方法如下:
将羧甲基壳聚糖溶于蒸馏水中,通入氮气,在70-80℃水浴下搅拌1-2h,调节水浴温度为50-56℃,加入过硫酸铵,搅拌溶解后反应15-30min,然后加入丙烯酸,继续反应3-5h,将反应产物在乙醇中沉降并烘干,经粉碎研磨,得到壳聚糖衍生物。
作为本发明的进一步优选方案,所述羧甲基壳聚糖、蒸馏水、过硫酸铵以及丙烯酸的用量比例为(5-10)g:(50-100)mL:(1-2)g:(0.5-1.5)g。
作为本发明的进一步优选方案,所述多孔聚合物微球的具体制备方法如下:
1)将甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈充分混合,升温至65-68℃聚合反应2-4h,然后转移至容器中,在65-68℃水浴中继续反应2-4h,得到聚甲基丙烯酸甲酯;
2)将聚甲基丙烯酸甲酯、二氯甲烷以及正己烷混匀,得到油相溶液,在搅拌下,将油相溶液加入到浓度为1-2wt%的聚乙烯醇水溶液中,升温至40-45℃并保温30-50min,再升温至80-90℃并熟化2-3h,将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干即可。
作为本发明的进一步优选方案,所述偶氮二异丁腈的用量占甲基丙烯酸甲酯质量的1.5-2.8%;
所述油相溶液中,聚甲基丙烯酸甲酯的质量份数为15-20%,聚甲基丙烯酸甲酯与正己烷的质量比为1:(1.0-1.3);
所述油水质量比为1:(10-12)。
作为本发明的进一步优选方案,所述阻垢微球的具体制备方法如下:
1)在53-56℃环境下,将三元共聚物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浸渍液A,将多孔聚合物微球浸入到足量的浸渍液A中,在150-200W超声辅助下浸渍30-40min,取出后以8000-12000r/min离心2-5min,然后置于容器中,抽真空至10-50Pa,继续处理30-50min,得到产物A;
2)同样在53-56℃环境下,将壳聚糖衍生物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浸渍液B,将产物A浸入到足量的浸渍液B中,在100-150W超声辅助下浸渍30-40min,取出后以6000-10000r/min离心2-5min,然后置于容器中,抽真空至50-100Pa,继续处理30-50min,即可得到阻垢微球。
作为本发明的进一步优选方案,所述浸渍液A的浓度为5-8wt%;
所述浸渍液B的浓度为5-8wt%。
作为本发明的进一步优选方案,所述阻垢剂、去垢剂、缓蚀剂、阻凝剂、分散剂、pH调节剂以及溶剂,按重量份数计,分别为25-35份、0.2-0.4份、0.3-0.7份、3-5份、0.8-1.5份、14-17份、8-14份、60-70份;
所述阻垢剂中,乙二胺四乙酸和阻垢微球按质量比为1:(1.5-3.6);
所述去垢剂选用柠檬酸;
所述缓蚀剂选用三乙醇胺;
所述阻凝剂选用羟基丁二酸;
所述分散剂由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸按质量比1:(2-3)组成;
所述pH调节剂选用氢氧化钠;
所述溶剂选用水。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
现有的复配型阻垢剂,通常是将两种或多种阻垢剂混合使用,实现多组分复配后的阻垢功效大于单组份的目的,但是,两种或多种阻垢剂混合复配时,各组分之间因共混时间过长,在各种外界因素的影响下,容易出现性质相抵触的现象,从而导致多组分复配得到的阻垢剂的阻垢性能出现显著下降,造成复配型阻垢剂的阻垢功效还不如单组份阻垢剂;针对这一缺陷,本发明中,以聚甲基丙烯酸甲酯为原料,正己烷为致孔剂,二氯甲烷为聚合物的良溶剂,通过溶剂挥发法制得具有贯通性的多孔聚合物微球,并且以该多孔聚合物微球作为负载基体,通过采用不同超声功率、不同离心转速以及不同真空度的工艺,使得三元共聚物和壳聚糖衍生物在多孔聚合物微球中呈分层分布,首先,在较高功率的超声辅助作用下,通过浸渍的方法,在多孔聚合物微球的毛细管作用下,将三元共聚物往多孔聚合物微球的深处渗入,并且通过较高转速的离心处理,将多孔聚合物微球中离孔道端口较近的三元共聚物甩出,并通过抽真空的方法,将残留的三元共聚物挤压进多孔聚合物微球的孔道深处,从而使得三元共聚物在多孔聚合物微球的内部深处;然后再较低功率的超声辅助作用下,依然通过浸渍的方法,将壳聚糖衍生物渗入到多孔聚合物微球中,并且由于超声辅助的功率较低,使得壳聚糖衍生物的渗入深度较浅,使得壳聚糖主要分布在三元共聚物的上层,并且通过较低转速的离心处理,将多孔聚合物微球中离孔道端口较近的壳聚糖衍生物甩出,并通过抽真空的方法,将残留的壳聚糖衍生物挤压进多孔聚合物微球的孔道深处,并且由于抽真空的真空度较低,使得壳聚糖衍生物的渗入深度较浅,从而在多孔聚合物微球的孔道中形成呈上下层分布壳聚糖衍生物聚集体和三元共聚物聚集体,并且通过了抽真空处理,使得二者均往多孔聚合物微球的内部渗入,利用多孔聚合物微球蜿蜒曲折的孔道,增大了三元共聚物和壳聚糖衍生物的流动路径,从而提高了二者在多孔聚合物微球中的负载牢固度;通过将三元共聚物和壳聚糖衍生物在多孔聚合物微球中呈分层分布,使得二者在未发挥阻垢功效时,相互之间不接触,从而有效避免了二者因过早混合复配导致阻垢功效出现下降的现象出现。
同时,为了进一步提高三元共聚物和壳聚糖衍生物在多孔聚合物微球中的负载牢固度,以及降低二者在从多孔聚合物微球中流出时的阻力,本发明中,以具有低熔点的熔融态石蜡作为溶剂,裹挟着三元共聚物和壳聚糖衍生物渗入到多孔聚合物微球中,并且随着温度恢复至室温,石蜡呈固态,从而将三元共聚物和壳聚糖衍生物限固在多孔聚合物微球,起到进一步提高负载牢固度的作用,同时,石蜡将三元共聚物和壳聚糖衍生物包裹住,形成的石蜡包裹层起到隔绝作用,避免了三元共聚物和壳聚糖衍生物与外界的接触;当阻垢微球随着循环水进入到锅炉水管中后,水管中的高温水使得石蜡熔化呈液态,裹挟着三元共聚物和壳聚糖衍生物从多孔聚合物微球中流出,使得三元共聚物和壳聚糖衍生物在水管中实现共混复配,从而有效避免了组分间出现性质相抵触,从而使得在水管中形成的复配型阻垢剂具有高效阻垢的效果,可以有效的将水管中的水垢高效去除。
本发明中的三元共聚物以及壳聚糖衍生物,含有丰富的羧酸基团和磺酸基团,与水垢中的钙离子有较强的螯合作用和分散增溶作用,并且能够在碳酸钙垢晶体生长阶段占据晶体中的活性位点,产生晶格畸变,使生成的碳酸钙垢变得疏松多孔,从而产生显著的阻垢效果,使得水管中的水垢可以被快速高效的清除。
本发明中,通过将具有阻垢功效的三元共聚物和壳聚糖衍生物分层负载于多孔聚合物微球中,使得二者在未发挥阻垢功效时,相互之间不接触,并且与外界隔绝,从而有效避免了二者在外界因素的影响下,因过早混合复配导致阻垢功效出现下降的现象出现,使得形成的循环水阻垢剂具有高效的阻垢效果。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种循环水阻垢剂,其制备方法具体包括如下步骤:
S1-1)称取12g马来酸酐、6.2g乙酸乙烯酯以及2.5g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,依次加入到30mL超纯水中,充分搅拌溶解,得到单体溶液,再称取1.5g过硫酸铵溶解于10mL超纯水中,得到过硫酸铵溶液,备用;
S1-2)将单体溶液加热至80℃并以60r/min持续搅拌,再按照单体溶液体积的25%,滴加入过硫酸铵溶液,控制在30min内滴加完毕,恒温反应4h,室温下自然冷却后,加入足量的无水乙醇,充分摇匀,静置2h,将析出的产物用无水乙醇反复洗涤,烘干后得到三元共聚物;
S2)将5g羧甲基壳聚糖溶于50mL蒸馏水中,通入氮气,在70℃水浴下以160r/min搅拌1h,调节水浴温度为50℃,加入1g过硫酸铵,搅拌溶解后反应15min,然后加入0.5g丙烯酸,继续反应3h,将反应产物在乙醇中沉降并烘干,经粉碎研磨,得到壳聚糖衍生物;
S3-1)将甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈充分混合,控制偶氮二异丁腈的用量占甲基丙烯酸甲酯质量的1.5%,升温至65℃聚合反应2h,然后转移至容器中,在65℃水浴中继续反应2h,得到聚甲基丙烯酸甲酯;
S3-2)将聚甲基丙烯酸甲酯、二氯甲烷以及正己烷混匀,得到油相溶液,且油相溶液中,聚甲基丙烯酸甲酯的质量份数为15%,聚甲基丙烯酸甲酯与正己烷的质量比为1:1,再按照油水质量比为1:10,在200r/min搅拌下,将油相溶液加入到浓度为1wt%的聚乙烯醇水溶液中,以1℃/min升温至40℃并保温30min,再以2℃/min升温至80℃并熟化2h,将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干,制得多孔聚合物微球;
S4-1)在53℃环境下,将三元共聚物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浓度为5wt%的浸渍液A,将多孔聚合物微球浸入到足量的浸渍液A中,在150W超声辅助下浸渍30min,取出后以8000r/min离心2min,然后置于容器中,抽真空至10Pa,继续处理30min,得到产物A;
S4-2)同样在53℃环境下,将壳聚糖衍生物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浓度为5wt%的浸渍液B,将产物A浸入到足量的浸渍液B中,在100W超声辅助下浸渍30min,取出后以6000r/min离心2min,然后置于容器中,抽真空至50Pa,继续处理30min,即可得到阻垢微球;
S5)将柠檬酸、三乙醇胺、羟基丁二酸、分散剂以及氢氧化钠与水混匀,加入由阻垢微球和乙二胺四乙酸组成的阻垢剂,超声分散后,即可得到所需的循环水阻垢剂;
其中,阻垢剂中,乙二胺四乙酸和阻垢微球按质量比为1:1.5;
分散剂由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸按质量比1:2组成。
实施例2
一种循环水阻垢剂,其制备方法具体包括如下步骤:
S1-1)称取13g马来酸酐、6.8g乙酸乙烯酯以及3.2g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,依次加入到40mL超纯水中,充分搅拌溶解,得到单体溶液,再称取1.7g过硫酸铵溶解于10-18mL超纯水中,得到过硫酸铵溶液,备用;
S1-2)将单体溶液加热至82℃并以80r/min持续搅拌,再按照单体溶液体积的30%,滴加入过硫酸铵溶液,控制在35min内滴加完毕,恒温反应5h,室温下自然冷却后,加入足量的无水乙醇,充分摇匀,静置3h,将析出的产物用无水乙醇反复洗涤,烘干后得到三元共聚物;
S2)将7g羧甲基壳聚糖溶于80mL蒸馏水中,通入氮气,在75℃水浴下以200r/min搅拌1.5h,调节水浴温度为53℃,加入1.5g过硫酸铵,搅拌溶解后反应25min,然后加入1g丙烯酸,继续反应4h,将反应产物在乙醇中沉降并烘干,经粉碎研磨,得到壳聚糖衍生物;
S3-1)将甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈充分混合,控制偶氮二异丁腈的用量占甲基丙烯酸甲酯质量的2.3%,升温至67℃聚合反应3h,然后转移至容器中,在67℃水浴中继续反应3h,得到聚甲基丙烯酸甲酯;
S3-2)将聚甲基丙烯酸甲酯、二氯甲烷以及正己烷混匀,得到油相溶液,且油相溶液中,聚甲基丙烯酸甲酯的质量份数为15-20%,聚甲基丙烯酸甲酯与正己烷的质量比为1:1.2,再按照油水质量比为1:11,在260r/min搅拌下,将油相溶液加入到浓度为1.5wt%的聚乙烯醇水溶液中,以2℃/min升温至42℃并保温40min,再以3℃/min升温至85℃并熟化2.5h,将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干,制得多孔聚合物微球;
S4-1)在55℃环境下,将三元共聚物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浓度为6wt%的浸渍液A,将多孔聚合物微球浸入到足量的浸渍液A中,在180W超声辅助下浸渍35min,取出后以10000r/min离心3min,然后置于容器中,抽真空至30Pa,继续处理40min,得到产物A;
S4-2)同样在55℃环境下,将壳聚糖衍生物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浓度为6wt%的浸渍液B,将产物A浸入到足量的浸渍液B中,在120W超声辅助下浸渍35min,取出后以8000r/min离心3min,然后置于容器中,抽真空至75Pa,继续处理40min,即可得到阻垢微球;
S5)将柠檬酸、三乙醇胺、羟基丁二酸、分散剂以及氢氧化钠与水混匀,加入由阻垢微球和乙二胺四乙酸组成的阻垢剂,超声分散后,即可得到所需的循环水阻垢剂;
其中,阻垢剂中,乙二胺四乙酸和阻垢微球按质量比为1:3.2;
分散剂由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸按质量比1:2.4组成。
实施例3
一种循环水阻垢剂,其制备方法具体包括如下步骤:
S1-1)称取15g马来酸酐、7.5g乙酸乙烯酯以及3.8g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,依次加入到50mL超纯水中,充分搅拌溶解,得到单体溶液,再称取1.9g过硫酸铵溶解于18mL超纯水中,得到过硫酸铵溶液,备用;
S1-2)将单体溶液加热至85℃并以100r/min持续搅拌,再按照单体溶液体积的35%,滴加入过硫酸铵溶液,控制在40min内滴加完毕,恒温反应6h,室温下自然冷却后,加入足量的无水乙醇,充分摇匀,静置5h,将析出的产物用无水乙醇反复洗涤,烘干后得到三元共聚物;
S2)将10g羧甲基壳聚糖溶于100mL蒸馏水中,通入氮气,在80℃水浴下以240r/min搅拌2h,调节水浴温度为56℃,加入2g过硫酸铵,搅拌溶解后反应30min,然后加入1.5g丙烯酸,继续反应5h,将反应产物在乙醇中沉降并烘干,经粉碎研磨,得到壳聚糖衍生物;
S3-1)将甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈充分混合,控制偶氮二异丁腈的用量占甲基丙烯酸甲酯质量的2.8%,升温至68℃聚合反应4h,然后转移至容器中,在68℃水浴中继续反应4h,得到聚甲基丙烯酸甲酯;
S3-2)将聚甲基丙烯酸甲酯、二氯甲烷以及正己烷混匀,得到油相溶液,且油相溶液中,聚甲基丙烯酸甲酯的质量份数为20%,聚甲基丙烯酸甲酯与正己烷的质量比为1:1.3,再按照油水质量比为1:12,在300r/min搅拌下,将油相溶液加入到浓度为2wt%的聚乙烯醇水溶液中,以2℃/min升温至45℃并保温50min,再以5℃/min升温至90℃并熟化3h,将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干,制得多孔聚合物微球;
S4-1)在56℃环境下,将三元共聚物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浓度为8wt%的浸渍液A,将多孔聚合物微球浸入到足量的浸渍液A中,在200W超声辅助下浸渍40min,取出后以12000r/min离心5min,然后置于容器中,抽真空至50Pa,继续处理50min,得到产物A;
S4-2)同样在56℃环境下,将壳聚糖衍生物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浓度为8wt%的浸渍液B,将产物A浸入到足量的浸渍液B中,在150W超声辅助下浸渍40min,取出后以10000r/min离心5min,然后置于容器中,抽真空至100Pa,继续处理50min,即可得到阻垢微球;
S5)将柠檬酸、三乙醇胺、羟基丁二酸、分散剂以及氢氧化钠与水混匀,加入由阻垢微球和乙二胺四乙酸组成的阻垢剂,超声分散后,即可得到所需的循环水阻垢剂;
其中,阻垢剂中,乙二胺四乙酸和阻垢微球按质量比为1:3.6;
分散剂由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸按质量比1:3组成。
对比例1:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,不含有阻垢微球。
对比例2:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,阻垢微球的制备过程中,不含有三元共聚物。
对比例3:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,阻垢微球的制备过程中,不含有壳聚糖衍生物。
对比例4:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,阻垢微球的制备过程中,使用乙醇替代石蜡。
对比例5:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,阻垢微球的制备过程中,两次浸渍中的超声功率、离心转速以及抽真空的真空度相同。
测试试验:
采用实施例1-3和对比例1-5提供的工艺方法,分别现配阻垢剂试样,然后参照GB/T16632-2008《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》测定碳酸钙的阻垢率,试验时间为10h,试验水温为80℃,阻垢剂试样的用量为20mL/L;将上述阻垢剂试样在室温下敞口放置3个月,在同样条件下再次测点碳酸钙的阻垢率,结果如表1所示。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
第一次阻垢率% | 93.6 | 94.5 | 94.1 | 83.5 |
第二次阻垢率% | 93.2 | 94.1 | 93.7 | 74.2 |
对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
第一次阻垢率% | 87.6 | 86.5 | 90.1 | 90.8 |
第二次阻垢率% | 87.2 | 86.1 | 87.8 | 88.6 |
通过表1可知,本发明中的循环水阻垢剂具有高效的阻垢效果,并且在外界因素的干涉下,其阻垢效果并未受到明显影响。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种循环水阻垢剂,其特征在于,其制备方法具体包括如下步骤:
1)利用马来酸酐、乙酸乙烯酯以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体,合成三元共聚物;
2)以羧甲基壳聚糖为原料,丙烯酸为改性单体,合成壳聚糖衍生物;
3)以聚甲基丙烯酸甲酯为原料,正己烷为致孔剂,二氯甲烷为良溶剂,通过溶剂挥发法制得多孔聚合物微球;所述多孔聚合物微球的具体制备方法如下:将甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈充分混合,升温至65-68℃聚合反应2-4h,然后转移至容器中,在65-68℃水浴中继续反应2-4h,得到聚甲基丙烯酸甲酯;将聚甲基丙烯酸甲酯、二氯甲烷以及正己烷混匀,得到油相溶液,在搅拌下,将油相溶液加入到浓度为1-2wt%的聚乙烯醇水溶液中,升温至40-45℃并保温30-50min,再升温至80-90℃并熟化2-3h,将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干即可;
4)在53-56℃环境下,将三元共聚物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浸渍液A,将多孔聚合物微球浸入到足量的浸渍液A中,在150-200W超声辅助下浸渍30-40min,取出后以8000-12000r/min离心2-5min,然后置于容器中,抽真空至10-50Pa,继续处理30-50min,得到产物A;在53-56℃环境下,将壳聚糖衍生物与石蜡混合,待石蜡完全熔化后,得到浸渍液B,将产物A浸入到足量的浸渍液B中,在100-150W超声辅助下浸渍30-40min,取出后以6000-10000r/min离心2-5min,然后置于容器中,抽真空至50-100Pa,继续处理30-50min,即可得到阻垢微球;
5)将去垢剂、缓蚀剂、阻凝剂、分散剂以及pH调节剂与溶剂混匀,加入由阻垢微球和乙二胺四乙酸组成的阻垢剂,超声分散后,即可得到所需的循环水阻垢剂。
2.根据权利要求1所述的一种循环水阻垢剂,其特征在于,所述三元共聚物的具体制备方法如下:
1)将马来酸酐、乙酸乙烯酯以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解于超纯水中,得到单体溶液,将过硫酸铵溶解于超纯水中,得到过硫酸铵溶液;
2)将单体溶液加热至80-85℃并以60-100r/min持续搅拌,滴加入过硫酸铵溶液,控制在30-40min内滴加完毕,恒温反应4-6h,室温下自然冷却后,加入足量的无水乙醇,充分摇匀,静置2-5h,将析出的产物用无水乙醇反复洗涤,烘干后即可。
3.根据权利要求2所述的一种循环水阻垢剂,其特征在于,所述单体溶液中,马来酸酐、乙酸乙烯酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及超纯水的用量比例为(12-15)g:(6.2-7.5)g:(2.5-3.8)g:(30-50)mL;
所述过硫酸铵溶液中,过硫酸铵与超纯水的用量比例为(1.5-1.9)g:(10-18)mL;
所述过硫酸铵溶液的滴加量占单体溶液体积的25-35%。
4.根据权利要求1所述的一种循环水阻垢剂,其特征在于,所述壳聚糖衍生物的具体制备方法如下:
将羧甲基壳聚糖溶于蒸馏水中,通入氮气,在70-80℃水浴下搅拌1-2h,调节水浴温度为50-56℃,加入过硫酸铵,搅拌溶解后反应15-30min,然后加入丙烯酸,继续反应3-5h,将反应产物在乙醇中沉降并烘干,经粉碎研磨,得到壳聚糖衍生物。
5.根据权利要求4所述的一种循环水阻垢剂,其特征在于,所述羧甲基壳聚糖、蒸馏水、过硫酸铵以及丙烯酸的用量比例为(5-10)g:(50-100)mL:(1-2)g:(0.5-1.5)g。
6.根据权利要求1所述的一种循环水阻垢剂,其特征在于,所述偶氮二异丁腈的用量占甲基丙烯酸甲酯质量的1.5-2.8%;
所述油相溶液中,聚甲基丙烯酸甲酯的质量份数为15-20%,聚甲基丙烯酸甲酯与正己烷的质量比为1:(1.0-1.3);
所述油水质量比为1:(10-12)。
7.根据权利要求1所述的一种循环水阻垢剂,其特征在于,所述浸渍液A的浓度为5-8wt%;
所述浸渍液B的浓度为5-8wt%。
8.根据权利要求1所述的一种循环水阻垢剂,其特征在于,所述阻垢剂、去垢剂、缓蚀剂、阻凝剂、分散剂、pH调节剂以及溶剂,按重量份数计,分别为25-35份、0.2-0.4份、0.3-0.7份、3-5份、0.8-1.5份、14-17份、60-70份;
所述阻垢剂中,乙二胺四乙酸和阻垢微球按质量比为1:(1.5-3.6);
所述去垢剂选用柠檬酸;
所述缓蚀剂选用三乙醇胺;
所述阻凝剂选用羟基丁二酸;
所述分散剂由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸按质量比1:(2-3)组成;
所述pH调节剂选用氢氧化钠;
所述溶剂选用水。
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