一种低磷防蚀阻垢剂及其制备方法技术

本申请涉及水处理技术领域，具体公开了一种低磷防蚀阻垢剂及其制备方法。低磷防蚀阻垢剂包括如下重量份数的原料：盐酸多巴胺3

【技术实现步骤摘要】
一种低磷防蚀阻垢剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，尤其是涉及一种低磷防蚀阻垢剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业生产中的循环冷却水系统，使用过程中由于水分的蒸发、pH值的变化、温度的上升、水流速度的变化、水中的杂质、系统的压力等因素的影响，水中含有的碱土金属阳离子和少量其他阳离子，会与水中的阴离子生成难溶性无机盐如Ca3(PO4)2、CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2等，在管道和热交换器表面沉积成垢无机矿物垢(简称水垢)，水垢一旦形成，除非经过处理，否则会继续变厚，变厚的水垢会阻碍传热，堵塞设备和管道，降低水流速度，严重地，会使管道或设备发生垢下腐蚀，甚至造成事故。
[0003]为预防上述问题，需要在循环冷却水中添加具有阻垢、分散和缓蚀性能的阻垢剂，从而抑制水垢沉积，并在管道内壁形成一道保护膜，有利于降低水垢等对管道的腐蚀作用。
[0004]目前，相关技术中阻垢率较高的缓蚀阻垢剂一般都含有无机磷或有机膦，而含有无机磷或有机膦的阻垢剂在工业除垢过程结束后会将磷流入到自然水体环境中，使自然水体富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮，由此引发各种污染事件和灾害。因此，绿色环保的无磷阻垢剂，如聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸等，是目前的一个重要发展趋势，但是，这些绿色环保的无磷阻垢剂阻垢率偏低的问题，如何得到绿色环保、除垢缓蚀效率高的防蚀阻垢剂是目前重要的研究方向。

技术实现思路

[0005]为了提高阻垢剂的缓蚀、阻垢效率，本申请提供一种低磷防蚀阻垢剂及其制备方法。/>[0006]第一方面，本申请提供一种低磷防蚀阻垢剂，采用如下的技术方案：一种低磷防蚀阻垢剂，包括如下重量份数的原料：盐酸多巴胺3
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7份、有机酸0.5
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2份、环氧氯丙烷35
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105份和阻锈组份2
‑
8份；所述阻锈组份由包括如下步骤的方法制备得到：将吉祥草提取物、亚油酸甘油、肉豆蔻酸甘油混合，加热、搅拌，得到阻锈组份。
[0007]水垢的形成经历了一系列阶段，包括微晶形成、微聚集体形成和水垢/沉积物形成，而阻垢剂的使用会阻止或减缓晶体的生长速度，从而导致诱导期较长，但是诱导期过后，水溶液为分子提供足够的能量以克服反应的活化能，晶核开始形成，此外，经过长时间的浸浴，阻垢剂逐渐降解，吸附量减少，与此同时，晶体逐渐长大，使溶液中的水垢增加。
[0008]通过采用上述技术方案，首先，盐酸多巴胺、有机酸和环氧氯丙烷的加入，在阻垢剂中引入了醚键、羟基、氨基和羧基，能够显著提高阻垢剂与Ca
2+
之间的作用，从而使钙垢晶体变形并抑制钙垢晶体的形成和生长，进而减小晶粒尺寸，此外，钙垢晶体表面还可以吸附多种阻垢剂分子，进一步提高钙垢的分散性，降低钙垢沉积的概率，提高阻垢剂的除垢效率；其次，盐酸多巴胺、有机酸和环氧氯丙烷的加入，可以通过静电相互作用部分中和钙垢
晶体表面的负电荷，从而抑制钙垢的聚集，进而进一步降低钙垢沉积的概率；再次，盐酸多巴胺、有机酸和环氧氯丙烷的加入，能够改变碳酸钙钙垢和硫酸钙钙垢的的晶体形态，使碳酸钙钙垢晶体转变为文石，文石晶型相对较软且具备不稳定的异晶形态，使硫酸钙钙垢变得较为松散，从而使碳酸钙钙垢和硫酸钙钙垢更容易被水冲掉；最后，阻垢剂分子可以吸附在结垢表面，通过破坏结垢晶体的晶格结构和正常生长模式来扭曲结垢晶体，使阻垢剂能够通过晶格畸变、螯合和分散等多重抑制作用实现优异的阻垢性能。
[0009]可选的，以所述阻锈组份为基准，所述阻锈组份包括吉祥草提取物3
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5份、亚油酸甘油2
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4份、肉豆蔻酸甘油1
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3份。
[0010]通过采用上述技术方案，首先，吉祥草提取物中含有的C＝C、C＝N、N＝N、N＝O官能团可与其他高效缓蚀剂中发现的官能团相媲美，因此具备较为优异的缓蚀性能；其次，与亚油酸甘油和肉豆蔻酸甘油共同使用时，能够在金属基材表面形成一层保护膜，对金属基材起到双重缓蚀的效果，从而进一步提高防蚀阻垢剂的缓蚀能力。
[0011]可选的，制备所述阻锈组份的过程中，加热温度为35
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45℃，加热时间为1
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2h。
[0012]通过采用上述技术方案，使各原料之间能够充分反应，进而制备得到缓蚀阻锈性优异的防蚀阻垢剂。
[0013]可选的，还包括β
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环糊精3
‑
7份。
[0014]通过采用上述技术方案，盐酸多巴胺、有机酸和环氧氯丙烷引入的活性官能团能够与β
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环糊精共同作用，提高β
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环糊精内腔捕获Ca
2+
的能力，促进垢体晶体产生晶体畸变效应，进而进一步抑制CaCO3的CaSO4垢的结晶和金属表面垢的沉积，从而提高防蚀阻垢剂的阻垢效率。
[0015]第二方面，本申请提供一种低磷防蚀阻垢剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种低磷防蚀阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：S1：将盐酸多巴胺、有机酸和碱性水溶液混合，加热并搅拌，得到混合溶液；S2：将S1中制备得到的混合溶液与β
‑
环糊精和环氧氯丙烷混合，持续加热后，用酸性溶液中和得到中和反应液，将中和反应液与阻锈组份混合，渗析、分离，得到防蚀阻垢剂。
[0016]通过采用上述技术方案，先制备混合溶液，再使混合溶液与环氧氯丙烷反应，使制备得到阻垢剂中的活性官能团与β
‑
环糊精的协同配合作用增强，与阻锈组份协同配合效果优良的防蚀阻垢剂，使防蚀阻垢剂具备优异的缓蚀阻垢效果。
[0017]可选的，所述S1中，加热温度为30
‑
40℃，搅拌时间为1
‑
3h；所述S2中，持续加热温度与所述S1中的加热温度相同，持续加热时间为4h。
[0018]通过采用上述技术方案，使各原料之间充分反应，制备得到缓蚀除垢性能优异的阻垢剂。
[0019]可选的，所述碱性水溶液的溶质选自氢氧化钾、氢氧化钠中的任意一种，所述碱性水溶液的质量浓度为20
‑
25％。
[0020]可选的，所述盐酸多巴胺和有机酸与碱性水溶液的重量比为1：(15
‑
20)。
[0021]可选的，所述有机酸选自苹果酸、柠檬酸中的任意一种。
[0022]通过采用上述技术方案，为阻垢剂的制备体系提供合适的反应酸碱度环境，使各原料之间充分反应，制备得到防蚀阻垢性能优异的阻垢剂。
[0023]综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用盐酸多巴胺、有机酸好、环氧氯丙烷和阻锈组份，使制备得到的阻垢剂能够通过晶格畸变、螯合和分散等多重抑制作用实现优异的阻垢性能；并且阻锈组份与防蚀阻垢剂中的其他组份具有良好的适配性，进而能够显著提高防蚀阻垢剂的缓蚀性能。
[0024]2、由于采用β
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环糊精，β
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低磷防蚀阻垢剂，其特征在于：包括如下重量份数的原料：盐酸多巴胺3
‑
7份、有机酸0.5
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2份、环氧氯丙烷35
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105份和阻锈组份2
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8份；所述阻锈组份由包括如下步骤的方法制备得到：将吉祥草提取物、亚油酸甘油、肉豆蔻酸甘油混合，加热、搅拌，得到阻锈组份。2.根据权利要求1所述的一种低磷防蚀阻垢剂，其特征在于：以所述阻锈组份为基准，所述阻锈组份包括吉祥草提取物3
‑
5份、亚油酸甘油2
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4份、肉豆蔻酸甘油1
‑
3份。3.根据权利要求2所述的一种低磷防蚀阻垢剂，其特征在于：制备所述阻锈组份的过程中，加热温度为35
‑
45℃，加热时间为1
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2h。4.根据权利要求1所述的低磷防蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于：还包括β
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环糊精3
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7份。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的一种低磷防蚀阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：何星亮，郭大海，梁玲玲，
申请(专利权)人：广州市粤新工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：