一种四元聚合型缓蚀阻垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种四元聚合型缓蚀阻垢剂，该四元聚合型缓蚀阻垢剂由马来酸酐、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、过硫酸钠、次亚磷酸钠、异丙醇和水组成。本发明专利技术还公开了这种四元聚合型缓蚀阻垢剂的制备方法。本发明专利技术对碳酸钙垢、硫酸钙垢、磷酸钙垢和锌垢阻垢性能优异，对氧化铁具有很好的分散性，还具有缓蚀、耐高温、分子结构稳定、含磷量低等特征，整个生产过程无“三废”排放。本发明专利技术产品处理循环冷却水工艺简单，用药量少、成本低、效果好，具有较好的经济效益和广泛的社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，涉及一种用于工业冷却水系统的四元聚合型缓蚀 阻垢剂及其制备方法。技术背景随着工业生产的规模化和人口的急剧增加，水资源严重匮乏。由于冷却水用量占工业用水的60-70%，所以合理节约冷却水尤为重要。节约冷却水的 主要方法是提高冷却水的循环利用率，加大冷却水的浓縮倍数，但这又会给 冷却水系统带来了严重的腐蚀和结垢等问题，同时也对水处理药剂提出了更 高的要求，以保证循环冷却水系统在高硬度、高碱度、高氯离子或高浓度有 机污染物等条件下的正常运行。目前，中国专利公开了 CN 98113264 "—种 复合水处理剂"、CN03137603 "多元复合水处理剂"、CN88101807 "镁铁复 合型废水处理剂及其生产方法"、CN98125484 "多元复配阻垢缓蚀剂"、 CN02145917"—种复合阻坭缓蚀剂及其在含氨氮污水回用于循环冷却水中的 应用"、CN01133709 "复合阻始缓蚀剂"以及CN01113457 "—种以聚天冬氨 酸为主剂的复合水处理剂"等等，上述专利技术均采用复配制备工艺。由于 工业冷却循环水水质的复杂性和多变性，复配技术已远远不能满足工业水处 理要求，必须运用多元聚合技术将更多含不同官能团的单体键合到聚合物分 子中，赋予水处理药剂更多新的、优异的性能。目前，聚合型水处理剂的研 发多以二元或三元聚合型为主，如CN01123146 "低分子量(甲基)丙烯酸(盐) 系聚合物及其制备方法和用途"等。本专利技术在调研国内外聚合型水处理剂生 产最新技术成果和经验后，经反复正交试验，采用水法聚合技术成功开发出 适合我国企业实际应用、含-COOH、 -S03H、 -OH和-PO(OH)2官能团、性能
技术实现思路
本专利技术的目的是为了满足工业冷却循环水水质的复杂性和多变性，提供 一种四元聚合型缓蚀阻垢剂。本专利技术的另一目的是提供一种四元聚合型缓蚀阻垢剂的制备方法。 本专利技术的目的可以通过以下措施达到一种四元聚合型缓蚀阻垢剂，由马来酸酐、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、烯 丙基磺酸钠、过硫酸钠、次亚磷酸钠、异丙醇和水组成。各组分的质量比优 选为马来酸酐20 50、丙烯酸羟丙酯3 15、丙烯酸5 25、烯丙基磺酸 钠4 20、过硫酸钠3 9、次亚磷酸钠3 10、异丙醇4 12、水100 250; 最佳的质量比为马来酸酐30、丙烯酸羟丙酯5 10、丙烯酸10~20、烯丙基 磺酸钠7 15、'过硫酸钠4 6、次亚磷酸钠5 7、异丙醇5 7、水130 200。上述化学品均为工业纯。一种四元聚合型缓蚀阻垢剂的制备方法，包括如下步骤(1) 将丙烯酸羟丙酯和丙烯酸溶解于占水总量20 40%的水中配制成 溶液(I );(2) 将烯丙基磺酸钠和过硫酸钠先溶解于占水总量20 40%的水中， 再加入并溶解次亚磷酸钠，配制成溶液(II);注意先溶解烯丙基磺酸钠和过硫酸钠后，方可加入次亚磷酸钠，水不可一次性全部加入，需缓缓加入。(3) 将马来酸溶解于剩余的水中，升温至8(TC 9(TC，在搅拌下加入异丙醇后，再同时滴加溶液(i )和溶液(n)(滴速控制在i小时内同时滴加完毕)，滴加完毕后反应1 5小时(恒温8(TC 9(TC)，冷却，得到得到一种 淡黄色透明液体，即四元聚合型缓蚀阻垢剂。本专利技术制备的四元聚合型缓蚀阻垢剂可用于化工、电力、冶金和油田等 领域循环冷却水系统中，抑制冷却水结垢及水对金属设备的腐蚀。本专利技术具有以下优点(l)采用水法四元聚合技术制备本专利技术产品，技术创新性强；(2)处理循环冷却水工艺简单，用药量少、成本低、缓蚀阻垢 能力强，产品质量好；(3)本专利技术对碳酸钙垢、硫酸钙垢、磷酸钙垢和锌垢阻垢性能优异，对氧化铁具有很好的分散性，还具有缓蚀、耐高温、分子结 构稳定、含磷量低(<1.00°/。)等特征，整个生产过程无"三废"排放生产过 程无"三废"释放，属清洁生产工艺，具有很好的经济效益和社会效益。具体实施方式下面根据实施例1-3具体说明本专利技术。 实施例1取80kg水置于反应釜内，缓缓加入25kg马来酸酐，搅拌，加热升温至 85±5°C，在搅拌条件下加入5kg分子量调节剂异丙醇；再另配制10kg丙烯 酸羟丙酯和20 kg丙烯酸的混合溶液(I ) 60 90 kg;以及15 kg烯丙基磺酸 钠、6kg过硫酸钠和7kg次亚磷酸钠的混合溶液(II) 60 90kg;注意先溶解烯丙基磺酸钠和过硫酸钠后，方可加入次亚磷酸钠，水不可 一次性全部加入，需缓缓加入。在连续搅拌条件下，将反应釜温控调至85±5 °c，同时滴加混合溶液(i)和(n)，控制混合溶液(I )和(II)的滴速为在1小时内同时滴加完毕，恒温3小时，冷却，得到本专利技术四元聚合型缓蚀阻垢剂。实施例2取60kg水置于反应釜内，缓缓加入30kg马来酸酐，搅拌，加热升温至 85士5。C，在搅拌条件下加入7kg分子量调节剂异丙醇；再另配制5kg丙烯 酸羟丙酯和10kg丙烯酸的混合溶液(I )约60 90kg;以及7kg烯丙基磺 酸钠、4 kg过硫酸钠和5 kg次亚磷酸钠的混合溶液(II ) 60 90 kg;依上述 实施例1的方法和步骤进行操作。 实施例3取70kg水置于反应釜内，缓缓加入40kg马来酸酐，搅拌，加热升温至 85±5 。C，在搅拌条件下加入8 kg分子量调节剂异丙醇；再另配制6 kg丙烯 酸羟丙酯和15 kg丙烯酸的混合溶液(I )约60 kg;以及9 kg烯丙基磺酸钠、 6 kg过硫酸钠和6 kg次亚磷酸钠的混合溶液(II )约60 kg;依上述实施例1 的方法和步骤进行操作。具体对比方式下面根据对比例1-3具体说明本专利技术共聚物中各聚合单体的协同效应。 对比例1除不加次磷酸钠外，其他操作步骤同上述实施例3。共聚物分子结构中的膦酰基对碳钢具有缓蚀能力，在单体原料中添加了 次磷酸钠，就是为了使之具有缓蚀能力，而次磷酸钠的加入量对共聚物的缓 蚀能力产生巨大影响。 对比例2除不加丙烯酸羟丙酯外，其他操作步骤同上述实施例3。 对比例3除不加烯丙基磺酸钠外，其他操作步骤同上述实施例3。 具体性能表征下面根据产品质量测试、协同试验和现场应用试验具体表征本专利技术产品 的性能。实验l:产品质量测试将实施例3所得到的四元聚合型缓蚀阻垢剂进行多项性能指标测试，结 果见表1。表l本专利技术产品质量指标实测数据一_<table>table see original document page 7</column></row><table>本专利技术产品由于马来酸酐、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、烯丙基磺酸钠单体 共聚作用，具有良好的分散作用和优异的阻垢缓蚀性能。实验2:协同试验对比例l-3协同试验的结果证明，本专利技术产品中马来酸酐、丙烯酸羟丙酯、 丙烯酸、烯丙基磺酸钠单体充分发挥药剂的聚合协同效应，能很好地抑制冷 却水循环管路的结垢和腐蚀。试验数据列于表2。水处理 粘度 密度药剂 外人 /(Pa's) /(g.cnV3)淡黄透本专利技术 1:CS6±4.o u士0.05明液体表2马来酸酐、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸和烯丙基磺酸钠单体的协同试验<table>table see original document page 8<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四元聚合型缓蚀阻垢剂，其特征在于该四元聚合型缓蚀阻垢剂由马来酸酐、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、烯丙基磺酸钠、过硫酸钠、次亚磷酸钠、异丙醇和水组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]