CN117327232A - 一种无磷非氮型绿色水处理剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无磷非氮型绿色水处理剂及其制备方法和应用，水处理药剂由环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯进行共聚所得，所述环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1.8~2.1:1.8~2.1:1。该水处理剂兼具优异的阻垢、分散、缓蚀和生物降解等性能，综合性能优异，长期使用不会造成水体富营养化和土壤污染。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其一种可生物降解，且具备优异的阻垢、分散和缓蚀性能的无磷非氮型绿色水处理剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前，工业循环冷却水系统所用药剂绝大多数含磷或含氮，长期使用易导致水体富营养化，非环境友好。本申请人围绕着提高工业循环冷却水系统的水处理剂的性能和环境友好性，开展了大量的研究工作。
无磷无氮环境友好型水处理剂聚环氧琥珀酸（PESA），对碳酸钙具有较好的阻垢性能，但在阻磷酸钙及分散氧化铁方面几乎没有效果，其应用受到了很大限制。例如CN109942761 A一种含磺酸基的环氧琥珀酸聚合物的制备方法，其由单体环氧琥珀酸、衣康酸和甲基丙烯磺酸钠进行共聚所得。CN111689588 A一种无磷非氮阻垢分散剂及其制备方法，其由衣康酸、马来酸和甲基丙烯磺酸钠进行共聚，通过先将衣康酸和马来酸中加入一定量的去离子水，搅拌，溶解，加入过硫酸铵和异丙醇，反应，再加入甲基丙烯磺酸钠和过硫酸铵，聚合得到。以上技术方案均是本申请人前期研究得到的成果，聚合物具有良好的阻垢性能、分散氧化铁性能和生物降解性能，但是缓蚀性能不理想。
开发具有优异的阻垢、分散和缓蚀性能的无磷无氮型绿色水处理药剂具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可生物降解，且具备优异的阻垢、分散和缓蚀性能的无磷非氮型绿色水处理剂及其制备方法和应用。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
第一方面，提供了一种无磷非氮型绿色水处理剂，其由环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯进行共聚所得，所述环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1.8~2.1:1.8~2.1:1。
作为本发明进一步的改进，所述环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1.8~2.1:1.8~2.1:1。
第二方面，提供了一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）将环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯中加入一定量的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，将pH值调为8-9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入异丙醇，升温至60~75℃；
（3）向升温后的溶液中同时滴加过硫酸铵溶液和亚硫酸氢钠溶液，之后继续升温至80~90℃，反应3~4h，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液。
作为本发明进一步的改进，步骤（1）中，去离子水加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的80~120%。
作为本发明进一步的改进，步骤（2）中，异丙醇的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的15~20%。
作为本发明进一步的改进，步骤（3）中，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的5~10%，过硫酸铵溶液的浓度为10%。
作为本发明进一步的改进，步骤（3）中，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为0.8~1:1.5~2，亚硫酸氢钠溶液的浓度为10%。
作为本发明进一步的改进，所述步骤（3）中，过硫酸铵溶液和亚硫酸氢钠溶液的滴加时间为0.5~1.5h。
第三方面，提供了一种如第一方面所述的无磷非氮型绿色水处理剂在工业循环冷却水处理中的应用。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明所提供的水处理剂，兼具优异的阻垢、分散和缓蚀性能，并且其生物降解性能良好，长期使用不会造成水体富营养化和土壤污染，综合性能优异。
本发明所提供的方法，有效促进三种单体的聚合，使聚合反应转化率高，并且条件相对而言更温和，得到的水处理剂功能多，效果佳，具有广阔的开发前景。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
实施例1
一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液，即为无磷非氮型绿色水处理剂。
实施例2
一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量20%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在80℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液，即为无磷非氮型绿色水处理剂。
实施例3
一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为1.8:2.1:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和100%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量15%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至65℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的10%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：1.5，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在80℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液，即为无磷非氮型绿色水处理剂。
实施例4
一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2.1:2.1:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和120%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量20%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至70℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的10%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为0.8：1.8，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在80℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液，即为无磷非氮型绿色水处理剂。
对比例1
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:1.5环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液，即为无磷非氮型绿色水处理剂。
对比例2
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:0.8环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液，即为无磷非氮型绿色水处理剂。
对比例3
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2.5:1.5:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液，即为无磷非氮型绿色水处理剂。
对比例4
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为1.5:2.5:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的水处理剂。
对比例5
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:1的衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于二者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的IA/HEA聚合溶液。
（4）称取与衣康酸同等质量的环氧琥珀酸单体，加入上述IA/HEA聚合溶液中，搅拌溶解，即得。
对比例6
通过以下步骤制备水处理剂：
在烧杯中加入摩尔比为2:2:1的环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解，即得三种单体的混合溶液。
对比例7
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:1的衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于二者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，即得浅黄色透明的水处理剂。
对比例8
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为1:1的环氧琥珀酸（ESA）和衣康酸（IA），之后加入相当于二者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸（ESA）和衣康酸（IA）总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸（ESA）和衣康酸（IA）总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的水处理剂。
对比例9
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:1的环氧琥珀酸（ESA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于二者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸（ESA）和丙烯酸羟乙酯（HEA）总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸（ESA）和丙烯酸羟乙酯（HEA）总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的水处理剂。
对比例10
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟丙酯（HPA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟丙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟丙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的水处理剂。
对比例11
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:1马来酸（MA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于马来酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，将四口瓶放入带有搅拌装置的油浴锅，加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为10%的过硫酸铵溶液，过硫酸铵的加入量为马来酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的水处理剂。
对比例12
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，同时加入总质量8%的过硫酸铵固体粉末，搅拌溶解，然后油浴加热至60℃；
（3）用注射泵滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，设定滴加速度，在0.5h内滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明水处理剂。
对比例13
通过以下步骤制备水处理剂：
（1）在配有冷凝管、温度计装置的四口烧瓶内，加入摩尔比为2:2:1环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和丙烯酸羟乙酯（HEA），之后加入相当于三者总质量之和80%的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，调pH至8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入相当于环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量18%的异丙醇，同时加入总质量8%的过硫酸铵固体粉末，搅拌溶解，然后油浴加热至60℃；
（3）用两台注射泵同时滴加质量浓度为10%的亚硫酸氢钠溶液和质量浓度为30%的双氧水，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的8%，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2，双氧水的加入量与亚硫酸钠的摩尔比为1:1，设定滴加速度，使二者在0.5h内同时滴加完毕。在85℃下继续保温聚合4h，降至室温后出料，得到浅黄色透明的水处理剂。
实验效果例
对实施例1-4以及对比例1-13得到的水处理剂进行性能效果对比，具体实验方法如下：
（1）阻碳酸钙垢性能、阻磷酸钙垢性能和对氧化铁的分散性能测试
分别按照GB/T16632-2008《水处理剂阻垢性能的测定-碳酸钙沉积法》和GB/T22626-2008《水处理剂阻垢性能的测定-磷酸钙沉积法》测试阻碳酸钙垢和阻磷酸钙垢的性能；通过测定药剂对氧化铁的分散性能对分散性能进行测试。
1.1阻碳酸钙垢性能测试：参照国标GB/T16632-2008《水处理剂阻垢性能的测定-碳酸钙沉积法》
取蒸馏水，配制成Ca2+和HCO3 -质量浓度分别为600 mg/L和1200 mg/L （均以CaCO3计）的试验用水，于80℃恒温水浴中加热10h，通过计算Ca2+的浓度计算阻垢率。
1.2阻磷酸钙垢性能测试：参照国标GB/T22626-2008《水处理剂阻垢性能的测定-磷酸钙沉积法》
取蒸馏水，配制成Ca2+质量浓度为250 mg/L（以CaCO3计），PO4 3-质量浓度为10 mg/L，pH=9（用硼砂调节）的试验用水，取500mL于三角瓶中，加入药剂，放置于80℃恒温水浴中10 h。取出冷却至室温，取上层清液用TU-1900型分光光度计（710 nm，1 cm比色皿）测定溶液中PO4 3-的含量，通过溶液中PO4 3-的含量计算阻垢率。
其中，、/>、/>分别为未加药剂加热后、加有药剂加热后和常温配制原水中PO4 3-的质量浓度，/>。
1.3分散性能测试
在水中加入一定量的阻垢分散剂和硫酸亚铁，强烈搅拌使亚铁离子水解、氧化，模拟工业循环水系统因金属腐蚀等原因引起的氧化铁污垢沉积过程，反应如下所示。
利用FeSO4在高pH值下，水解生成Fe2O3作为悬浮介质体系，静置一段时间后，通过测定上层清液的透光率判断药剂的分散氧化铁性能（以蒸馏水透光率100%为标准，透光率越小，分散性能越好）。
（2）缓蚀性能测试
将碳钢试片（表面积28cm2）经过表面除油处理后，浸泡在含有水处理药剂的水中，常温浸泡72小时，试片处理与计算方法参照HG/T1875-2000。
试验用水为石家庄某小区地下水，水质分析结果如表1所示。
表1 试验用水水质分析结果
总硬度、Ca2+、总碱度均以CaCO3计。
（3）生物降解性能
采用摇床法，培养由各水处理药剂与微生物接种物的混合溶液，第28天对混合溶液的COD进行测量，然后根据COD的变化计算降解率。参照OECD 301 生物降解性评价标准对被测物质生物降解性作出评价。
（4）结果
经过测定，实施例1-4和对比例1-13得到的水处理剂的性能见表2：
表2 水处理剂的性能
经测试，实施例1~4得到的三元聚合物水处理剂相对于对比例而言具有更优异的阻垢、分散和缓蚀性能，并且其生物降解性能良好，综合性能理想。
Claims (9)
1.一种无磷非氮型绿色水处理剂，其特征在于，其由环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯进行共聚所得，所述环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1.8~2.1:1.8~2.1:1。
2.根据权利要求1所述的一种无磷非氮型绿色水处理剂，其特征在于，所述环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2:2:1。
3.一种如权利要求1或2所述的无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（1）将环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯中加入一定量的去离子水，搅拌溶解后滴加NaOH溶液，将pH值调为8~9；
（2）向调整pH值后的溶液中加入异丙醇，升温至60~75℃；
（3）向升温后的溶液中同时滴加过硫酸铵溶液和亚硫酸氢钠溶液，之后继续升温至80~90℃，反应3~4h，得到浅黄色透明的ESA-IA-HEA聚合溶液。
4.根据权利要求3所述的一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，去离子水加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的80~120%。
5.根据权利要求3所述的一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，异丙醇的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的15~20%。
6.根据权利要求3所述的一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，过硫酸铵的加入量为环氧琥珀酸、衣康酸和丙烯酸羟乙酯总质量的5~10%，过硫酸铵溶液的浓度为10%。
7.根据权利要求3所述的一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的摩尔比为0.8~1:1.5~2，亚硫酸氢钠溶液的浓度为10%。
8.根据权利要求3所述的一种无磷非氮型绿色水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，过硫酸铵溶液和亚硫酸氢钠溶液的滴加时间为0.5~1.5h。
9.一种如权利要求1所述的无磷非氮型绿色水处理剂在工业循环冷却水处理中的应用。
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