一种共聚物阻垢分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种共聚物阻垢分散剂及其制备方法，该共聚物阻垢分散剂由单体在有机溶剂中通过无机过氧化物引发一步聚合而成，所述单体为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸，或者不饱和膦酸、不饱和脂肪酸与不饱和羧酸、不饱和磺酸中的至少一种。通过该方法制备的共聚物阻垢分散剂，分子结构中同时包含多个官能基团以及长碳链，使其在具有优异的阻碳酸钙垢性能、阻磷酸钙垢性能、稳定锌盐性能的同时，又具有一定的表面活性和剥离性能，尤其是在油含量较高的水体中，阻垢效果优于常用阻垢分散剂。该共聚物阻垢分散剂制备方法简单，成本低，用药量少，阻垢分散效果好，可广泛用于工业循环冷却水系统中，具有较高的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该共聚物阻垢分散剂由单体在有机溶剂中通过无机过氧化物引发一步聚合而成，所述单体为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸，或者不饱和膦酸、不饱和脂肪酸与不饱和羧酸、不饱和磺酸中的至少一种。通过该方法制备的共聚物阻垢分散剂，分子结构中同时包含多个官能基团以及长碳链，使其在具有优异的阻碳酸钙垢性能、阻磷酸钙垢性能、稳定锌盐性能的同时，又具有一定的表面活性和剥离性能，尤其是在油含量较高的水体中，阻垢效果优于常用阻垢分散剂。该共聚物阻垢分散剂制备方法简单，成本低，用药量少，阻垢分散效果好，可广泛用于工业循环冷却水系统中，具有较高的经济效益和社会效益。【专利说明】
本专利技术涉及循环水处理领域，具体涉及。
技术介绍
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。循环冷却水用量占工业用水的60-70%，合理节约循环冷却水是缩减工业用水量的最直接途径。节约循环冷却水的主要方法是提高循环冷却水的循环利用率，即加大浓缩倍数，但这又会给循环水系统带来严重的腐蚀和结垢问题，对水处理工艺提出了更高的要求。为了保证循环水系统在高硬度、高氯离子浓度、高有机物浓度等条件下正常运行，水处理药剂显得极为关键。阻垢分散剂是常见的循环水处理用水质稳定剂，尤其是聚羧酸盐类阻垢分散剂，其可使水中致垢盐类不在金属表面上沉积，同时又能阻止水中颗粒物(垢)聚集沉降，并维持其悬浮状态，起到阻垢、分散的双重功效。国内有关聚羧酸盐类阻垢分散剂的专利很多，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”，CN94194415.8 “不饱和羧酸共聚物及其制备方法和应用”等，但随着工业循环冷却水处理工艺的不断开发，循环水系统情况的复杂性和多变性逐渐加深，对水处理药剂的适应性提出了更高的要求。尤其是物料泄漏的频繁发生，使油类物质进入到循环水中，循环水的C0D、浊度、油含量、悬浮物等指标较高，常用的缓蚀阻垢剂难以发挥正常的效用，只能加大缓蚀阻垢剂的用量，或者频繁地排污置换，极大地增加了循环水处理的开销，也加重了循环水处理的繁复性。
技术实现思路
为了解决上述问题`，本专利技术提供一种共聚物阻垢分散剂，它在含油量较高的水体中，具有较好的阻碳酸钙垢性能，阻磷酸钙垢性能、稳定锌盐性能，分散性能，表面活性以及剥离性能，尤其是在存在油类物质泄漏的循环水系统，当循环水的C0D、浊度、油含量、悬浮物等指标较高，常用的缓蚀阻垢剂难以发挥正常的效用时，本专利技术提供的共聚物阻垢分散剂可在其优良表面活性的保障下，更好地发挥阻垢和分散的作用，阻垢分散效果超过现有常用阻垢分散剂。一种共聚物阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤:I)试剂配制:将不饱和膦酸和无机还原剂溶于有机溶液，形成试剂I ;将无机氧化剂溶于有机溶液，形成试剂II ;将不饱和脂肪酸溶于有机溶剂，或者将不饱和脂肪酸与下列成份中的至少一种混合溶于有机溶剂:不饱和羧酸、不饱和磺酸，形成试剂III ；2)聚合反应向温度为45飞5°C的试剂I中加入试剂II和试剂III加热至溶剂沸腾，所述试剂1、试剂II和试剂III在溶剂的沸点温度发生聚合反应，反应时间为广5h ；3)将产物冷却，得所述共聚物阻垢分散剂。当所述试剂III为不饱和脂肪酸溶于有机溶剂时，所述聚合反应中，反应物的加入量为:不饱和膦酸85~95wt%，不饱和脂肪酸5~15wt%，无机还原剂加入量为不饱和膦酸和不饱和脂肪酸总质量的8~14%，无机氧化剂加入量为不饱和膦酸和不饱和脂肪酸总质量的8~14% ；当所述试剂III为不饱和脂肪酸与不饱和羧酸溶于有机溶剂时，所述聚合反应中，反应物的加入量为:不饱和膦酸6(T80wt%，不饱和脂肪酸5~15wt%，不饱和羧酸15~25wt% ；无机还原剂加入量为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸和不饱和羧酸总质量的8~14% ；无机氧化剂加入量为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸和不饱和羧酸总质量的8~14% ；当所述试剂III为不饱和脂肪酸与不饱和磺酸溶于有机溶剂时，所述聚合反应中，反应物的加入量为:不饱和膦酸6(T80wt%，不饱和脂肪酸5~15wt%，不饱和磺酸15~25wt% ；无机还原剂加入量为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸和不饱和磺酸总质量的8~14% ；无机氧化剂加入量为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸和不饱和磺酸总质量的8~14% ；当所述试剂III为不饱和脂肪酸、不饱和磺酸和不饱和羧酸溶于有机溶剂时，所述聚合反应中，反应物的加入量为:不饱和膦酸35~65wt%，不饱和脂肪酸5~15wt%，不饱和磺酸15~25wt%，不饱和羧酸15"25wt% ；无机还原剂加入量为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸、不饱和磺酸和不饱和羧酸总质量的8~14% ；无机氧化剂加入量为不饱和膦酸、不饱和脂肪酸、不饱和磺酸不饱和羧酸总质量的8~14%。所述不饱和膦酸的碳原子数在:T8之间的；所述不饱和脂肪酸的碳原子数在16~24之间；所述不饱和磺酸的碳原子数在31之间；所述不饱和羧酸的碳原子数在31之间。所述不饱和膦酸为烯丙基膦酸二甲酯、烯丙基膦酸二乙酯、2-甲基烯丙基膦酸二甲酯和2-甲基烯丙基膦酸二乙酯中的至少一种；所述不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸中的至少一种；所述不饱和磺酸为烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的至少一种；所述不饱和羧酸为丙烯酸、马来酸、衣康酸中的至少一种。所述试剂II和试剂III加入总时间控制为l~3h。所述有机溶剂为沸点在7(T90°C之间的醇或酮。所述醇为乙醇或异丙醇；所述酮为丁酮。所述试剂1、试剂II和试剂III中的有机溶剂选同一种。所述无机还原剂为焦亚硫酸盐或亚硫酸盐，优选为焦亚硫酸钠或焦亚硫酸钾、亚硫酸钠或亚硫酸钾。所述无机氧化剂为过硫酸盐，优选为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。该共聚物阻垢分散剂的分子量范围为4000-12000，分子结构中如下的官能基团:-cooh、-po3、-so3h、双键、长碳链。一种共聚物阻垢分散剂在油含量较高的水体中的应用，该阻垢分散剂的使用剂量按有效浓度计算为6~30mg/L，阻碳酸钙垢、阻磷酸钙垢、稳定锌盐和稳铁性能高于现用市售常用阻垢分散剂。不饱和膦酸分子中均具有不饱和键和膦酸基团，多用于聚合物接枝或共聚改性。不饱和脂肪酸是指碳链未完全被氢原子所饱和，即含有一个或多个双键或叁键的脂肪酸。不饱和脂肪酸根据双键个数的不同，分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，其中单不饱和脂肪酸有具有一个双键和一个羧基的油酸，多不饱和脂肪酸有具有两个双键和一个羧基的亚油酸、具有三个双键和一个羧基亚麻酸、具有四个双键和一个羧基的花生四烯酸等。不饱和羧酸易与具有双键及羧基官能团的单体发生联合反应、加成反应、官能团反应以及酯交换反应，用于制备多环和杂环化合物，也可和不同数目的其他单体聚合，进行各种加成反应，酯化反应和聚合反应，是化学合成工业的重要原料。烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分子中均具有不饱和键和磺酸基团，使其具有良好的络合性、吸附性、生物活性、表面活性、水解稳定性及热稳定性，适宜作为共聚单体。异丙醇别名二甲基甲醇、2-丙醇，是正丙醇的同分异构体。无色透明液体，有似乙醇和丙酮混合物的气味。溶于水、醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂，是重要的化工产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚物阻垢分散剂的制备方法，包括以下步骤：1）试剂配制：将不饱和膦酸和无机还原剂溶于有机溶剂，形成试剂Ⅰ；将无机氧化剂溶于有机溶剂，形成试剂Ⅱ；将不饱和脂肪酸溶于有机溶剂，或者将不饱和脂肪酸与下列成份中的至少一种混合溶于有机溶剂：不饱和羧酸、不饱和磺酸，形成试剂Ⅲ；2）聚合反应向温度为45~65℃的试剂Ⅰ中加入试剂Ⅱ和试剂Ⅲ；加热至溶剂沸腾，所述试剂Ⅰ、试剂Ⅱ和试剂Ⅲ在所述有机溶剂的沸点温度发生聚合反应，反应时间为1~5h；3）将产物冷却，得所述共聚物阻垢分散剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王亭，郦和生，李春丽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：