一种可降解高效硅垢阻垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可降解高效硅垢阻垢剂及其制备方法，所述可降解高效硅垢阻垢剂，以总质量为100％计，包括20

【技术实现步骤摘要】
一种可降解高效硅垢阻垢剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，特别涉及一种可降解高效硅垢阻垢剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]淡水是生产生活中必不可缺的资源。然而，近年来日益增长的工业和城镇用水规模导致了淡水资源的短缺，传统的节水技术也难以满足用水需求。海水\苦咸水脱盐成为淡水的重要来源之一。在现有脱盐技术中，反渗透因其低能耗和高效率的优势成为市场应用的主要技术之一。然而，在反渗透脱盐过程中，不可避免地会产生无机盐结垢问题，主要包括碱土金属难溶盐(碳酸钙、硫酸钙等)及二氧化硅等。并且，由于二氧化硅在天然水体中普遍存在，其在水回收率提高后易于结垢难以清洗，且与基于碱土金属离子的垢体不同，二氧化硅结垢能通过自聚形成无定形的垢体，没有明显的晶形结构。结垢问题的产生会导致跨膜压力的增加和膜通量的下降，最终使得产水效率降低和运行维护成本增加。
[0003]阻垢剂具有操作简便和费用低廉等优点，因此被广泛应用于反渗透脱盐等系统中。根据其化学组成，阻垢剂一般可分为磷系阻垢剂，合成高分子阻垢剂和环境友好型阻垢剂。而随着人们对环境问题的日益重视，非磷、环保、可生物降解且成本低廉的阻垢剂是目前阻垢剂研发中的热点课题之一。
[0004]同济大学在专利中运用了聚酰胺
‑
胺型树枝状大分子分别与聚天冬氨酸钠和聚环氧琥珀酸钠进行复配制备了抑制硅垢沉积的复合阻垢剂。曹建兵在专利CN102398993A中公开了用氟化胺、双氧水、肼和非离子表面活性剂复配的复合硅垢去除剂。但是现有的硅垢阻垢抑制剂成本相对较高，而且效果不理想，有些大分子量的药剂用于反渗透膜长期使用容易堵塞很难清理。因此，上述传统的阻垢剂难以抑制二氧化硅结垢，需要研发环保、可生物降解的、有效吸附二氧化硅垢体的阻垢剂来抑制二氧化硅结垢的发生。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种硅垢阻垢效果好、绿色环保的可降解高效硅垢阻垢剂及其制备方法，以克服上述现有阻垢剂阻垢效果不理想、易堵塞难清理的问题。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种可降解高效硅垢阻垢剂，以总质量为100％计，包括：
[0008]可降解大分子
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20
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40％；
[0009]阻垢聚合物
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15
‑
30％；
[0010]余量为去离子水；
[0011]所述可降解大分子是由具有羧酸基团和碳碳双键的单体聚合，再经长链胺基接枝得到的水溶性改性大分子聚合物；
[0012]所述阻垢聚合物的结构式如式I所示：
[0013][0014]其中，a、b、c均为正整数，a：b：c＝20
‑
40：2
‑
10：1；所述阻垢聚合物的总分子量Mw≤10000。
[0015]在一些实施方案中，所述阻垢聚合物的合成方法包括：将丙烯酸、丙烯酰胺和γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，加入到溶剂中，再加入引发剂混合均匀，得到混合溶液；向反应瓶中加入相同的溶剂，升温到60
‑
80℃，滴加上述得到的混合溶液进行反应，反应结束后蒸馏掉溶剂，得到所述阻垢聚合物。
[0016]在一些实施方案中，所述可降解大分子的分子量Mw＝2
‑
6万。通过大分子量，以及完全水溶的特性，能够在水中完全舒展，能够将小分子的沉积物分隔开，避免硅垢团聚形成沉淀，能够更好的去除硅垢；其分子上的羧基，能够对水中的金属离子进行络合，从而形成金属元素沉积，方便去除。
[0017]在一些实施方案中，所述长链胺基为主链具有6
‑
14个碳原子、且在主链的一端具有至少一个胺基的化合物；优选地，所述长链胺基选自十二胺、十一胺中的一种或更多种组合。
[0018]在一些实施方案中，所述可降解大分子选自改性聚天冬氨酸、改性聚丙烯三羧酸和改性聚衣康酸中的一种或更多种。
[0019]在一些实施方案中，所述改性聚天冬氨酸的制备方法包括：
[0020]将马来酸和溶剂混合，升温至70
‑
90℃，滴加氨水，再次升温至100
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115℃，取有机相，加入三乙烯四胺，继续反应；反应结束后降温至40
‑
60℃，加入三乙胺水溶液的同时进行搅拌，直至形成乳白色浑浊液体，继续搅拌，静置分层，收集水相。向水相中加入长链胺基，70
‑
90℃下搅拌反应，得到所述改性聚天冬氨酸。
[0021]在一些实施方案中，所述改性聚丙烯三羧酸的制备方法包括：
[0022]将丙烯三羧酸加入有机溶剂中，再加入催化剂，混合均匀得到混合溶液；取相同溶剂升温，将混合溶液滴加进溶剂中进行反应；反应完成后向体系内加入长链胺基，70
‑
90℃下进行搅拌反应，得到所述改性聚丙烯三羧酸。
[0023]在一些实施方案中，所述改性聚衣康酸的制备方法包括：
[0024]将衣康酸加入溶剂中，再加入催化剂，混合均匀得到混合溶液；取相同溶剂升温，将混合溶液滴加进溶剂中进行反应反应完成后向体系内加入长链胺基，70
‑
90℃下进行搅拌反应，得到所述改性聚丙烯三羧酸。
[0025]在另一方面，本专利技术还提供上述可降解高效硅垢阻垢剂的制备方法，具体包括：
[0026]将可降解大分子、阻垢聚合物和去离子水按照上述配方混合搅拌，并将混合液加热30
‑
40℃至完全溶解，得到所述可降解高效硅垢阻垢剂。
[0027]有益效果：
[0028]本专利技术提供的可降解高效硅垢阻垢剂包括可降解大分子和阻垢聚合物。所述阻垢聚合物引入了部分硅链段，从而能够对硅更好的吸附作用，除硅垢的效果非常好；并且由于可降解大分子的增效作用，不仅能提高除硅垢效果，大分子的长链还能够将阻垢聚合物的沉积物分隔开，避免了再吸附过多硅后导致自身沉积结垢的问题，从而有效阻止硅垢的形成。
具体实施方式
[0029]以下将结合具体实施方案来说明本专利技术。需要说明的是，下面的实施例为本专利技术的示例，仅用来说明本专利技术，而不用来限制本专利技术。在不偏离本专利技术主旨或范围的情况下，可进行本专利技术构思内的其他组合和各种改良。
[0030]本专利技术所使用的化学试剂若无特殊说明，均为普通市售分析纯。对比例所用CLEANS
‑
619为硅垢专用阻垢剂，购自山东洁泉环保科技有限公司；所用聚天冬氨酸购自郑州冠达化工产品有限公司，货号011；所用丙烯三羧酸购自上海至鑫化工有限公司，聚合得到聚丙烯三羧酸，分子量4W；所用衣康酸购自山东盈鸿化工有限公司，聚合得到聚衣康酸，分子量4W。
[0031]制备改性聚天冬氨酸
[0032]将11.6g的马来酸投入到反应器种，加入100g的甲苯作为溶剂，升温到70℃，向体系内滴加5.44g浓度为25％的氨水，滴加时间60min。滴加完成后，升温到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解高效硅垢阻垢剂，其特征在于，以总质量为100％计，包括：可降解大分子
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20
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40％；阻垢聚合物
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15
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30％；余量为去离子水；所述可降解大分子是由具有羧酸基团和碳碳双键的单体聚合，再经长链胺基接枝得到的水溶性改性大分子聚合物；所述阻垢聚合物的结构式如式I所示：其中，a、b、c均为正整数，a：b：c＝20
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40：2
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10：1；所述阻垢聚合物的总分子量Mw≤10000。2.根据权利要求1所述可降解高效硅垢阻垢剂，其特征在于，所述阻垢聚合物的合成方法包括：将丙烯酸、丙烯酰胺和γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，加入到溶剂中，再加入引发剂混合均匀，得到混合溶液；向反应瓶中加入相同的溶剂，升温到60
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80℃，滴加上述得到的混合溶液进行反应，反应结束后蒸馏掉溶剂，得到所述阻垢聚合物。3.根据权利要求1所述可降解高效硅垢阻垢剂，其特征在于，所述可降解大分子的分子量Mw＝2
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6万。4.根据权利要求1所述可降解高效硅垢阻垢剂，其特征在于，所述长链胺基为主链具有6
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14个碳原子、且在主链的一端具有至少一个胺基的化合物。5.根据权利要求1所述可降解高效硅垢阻垢剂，其特征在于，所述可降解大分子选自改性聚天冬氨酸、改性聚丙烯三羧酸和改性聚衣康酸中的一种或更多种。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁守叶，王强，
申请(专利权)人：山东华特水处理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：