一种高COD专用无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高COD专用无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂主要含有环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐，本发明专利技术所述无磷缓蚀阻垢剂适用于敞开式循环冷却水系统，适用水质为高COD未经处理的地表水，使用时自动加药装置加入到循环冷却水系统。本发明专利技术的缓蚀阻垢剂对环境友好，避免使用含磷化合物和不可再生的钼酸盐或钨酸盐等，具有无磷、无氮的特性，符合绿色环保的要求，减轻了环境负担，同时含有杀菌成分，能有效减轻循环水系统的细菌腐蚀和菌藻生长问题。

【技术实现步骤摘要】
—种高COD专用无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法
本专利技术属于化工领域，涉及一种循环冷却水高C0D专用无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法。
技术介绍
水是人类赖以生存的基本条件，但世界上水资源是有限的。我国的人均水量仅为世界人均水量的四分之一，水资源更为贫乏。随着工业的高速发展，水的生态平衡日益受到严重破坏。为解决水资源危机，适应可持续发展，必须合理节约用水。工业用水中的冷却水用量占总用水量的60-80重量％，因此，节约工业用水的主要目标是循环使用冷却水，尽可能地提高重复利用率，同时减少排污。但在冷却水使用过程中，随着不断地循环和浓缩，水中矿物质的含量也会不断增加，加剧了管道和设备腐蚀与结垢问题；另外，现在很多电厂使用中水作为循环冷却水的补充水，这种水中C0D较高、腐蚀性强、有机物含量高易于菌藻繁殖，所以必须往冷却水中加入一种缓蚀阻垢剂以改善冷却水的质量，从而保证设备安全运行，但是这些化学药剂会增加循环水中的C0D，致使排放受限，如放到环境当中，加重环境污染，本无磷缓蚀阻垢剂解决了这一难题。 随着人们环保意识的增强，对各类水处理化学品也提出了越来越高的要求，环境法规明令禁止了铬系缓蚀剂的使用。目前国内外冷却水系统中常用的水处理剂大多采用磷酸盐系列(简称磷系)，排放后由于含磷水处理剂的降解，释放出的无机磷将引起周围水域的富营养化，促进菌藻的生长而形成“赤潮”，给水产养殖和自然生态带来了巨大的危害，为此欧美发达国家已分别提出禁磷限磷措施，如德国要求磷的排放量< lmg/L等。我国的渤海、黄海、东海、南海、太湖、滇池等湖泊均出现过较大面积的“赤潮”，山东、辽宁和江苏等省已对磷的排放进行了限制。从长远发展趋势看，必须严格限制磷系水处理剂的生产和应用，取而代之以非磷的水处理剂如可降解的全有机系列缓蚀剂或钨、钥等无公害缓蚀剂。因此，研究开发高效、低毒、低污染的环境友好缓蚀阻垢剂以替代磷系水处理剂是一项十分有意义的课题。 国内对无磷或低磷水处理剂也进行了研究，但仅限于对钥系、硅系、钨系、苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、锌盐的复配增效研究。而且目前部分使用的无磷产品含有高含量的钥和钨，众所周知，钥和钨为不可再生的矿产资源，属于国家控制矿种，并且价格高昂，排放后不能被生物降解，严重污染水体。 CN1754840A公开了一种用于工业冷却水系统的缓蚀阻垢剂，包含丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、巯基苯并噻唑、腐植酸钠、木质素以及水，但腐植酸钠和木质素来源杂，质量不稳定，导致处理效果差；CN1609020A公开一种用含聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢水处理方法，是单独使用聚环氧琥珀酸或聚环氧琥珀酸与葡萄糖酸或葡糖酸盐和锌盐(Zn2+)配合使用的缓蚀阻垢方法，但聚环氧琥珀酸基本没有分散功能和缓蚀功能，而且易造成锌盐的沉积，导致缓蚀性能低；CN101591073A公开了一种无磷缓蚀阻垢剂，该无磷缓蚀阻垢剂含有木质素及丹宁混合物12-16%、水55-65%、NaOH0.7-0.8%, H2S041.7-2.2%、三乙醇胺12-16%、顺酐4-6%、硼砂3-5% ；CN101591074A公开了一种缓蚀阻垢性能优异、微生物及粘泥危害得到有效控制的无磷水处理剂，该无磷水处理剂中无磷缓蚀阻垢剂为15-25%、三元为(AMPS)8-12%、氯化锌为6-10%、聚马6-10%、室温水40-65%。 另外由于上述公开的阻垢缓蚀产品使用浓度高、复配加量大、不易复配且难以检测和操作、对水质的适应范围窄且阻垢缓蚀效果差，对高COD水质无针对性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高COD专用无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法。 根据本专利技术所述缓蚀阻垢剂，主要含有环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐，所述环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐的重量比为I: 0.2-20: 0.04-15: 0.2-10: 0-10: 0.1-10: O-5: 1-10。 优选的，所述环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐的重量比为 1: 0.3-7.5: 0.2-7.5: 0.3-10: 1-7.5: 0.1-4: 0.5-4: 1-5。 根据本专利技术实施方式之一，所述环糊精包括支链环糊精、a-环糊精、β-环糊精和Y-环糊精中的至少一种，所述环糊精衍生物包括甲基取代环糊精、乙基取代环糊精、羟乙基取代环糊精、羧甲基取代环糊精和羟丙基取代环糊精中的至少一种。 进一步优选的，所述环糊精为支链环糊精和或β-环糊精；所述环糊精衍生物为羟乙基取代β-环糊精或羟丙基取代β-环糊精。 本专利技术中，环糊精或环糊精衍生物主要起缓蚀作用，只要选用具有环糊精母体结构的化合物即可实现本专利技术的目的。 根据本专利技术另一实施方式，所述含羧酸基均聚物选自聚丙烯酸、水解聚马来酸酐、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸以及上述化合物的钾盐、钠盐和铵盐中的至少一种。 优选的，所述含羧酸基均聚物的重均分子量为400-1500。 所述含羧酸基均聚物作为本专利技术所述阻垢剂中的重要组分，能防止水垢在金属表面的沉积，维持换热设备的传热效果，保证设备的正常运行。 根据本专利技术再一实施方式，所述可溶性金属盐选自可溶性锌盐、锰盐和镍盐中的至少一种。 优选的，所述可溶性金属盐选自氯化锌、氯化锰、氯化镍、硫酸锌、硫酸锰、硫酸镍、硝酸锌、硝酸锰和硝酸镍中的至少一种。 可溶性金属盐可以保证本专利技术缓蚀阻垢剂的环境友好性。 根据本专利技术再一实施方式，所述含磺酸基共聚物为碳原子数是3-4的含羰基烯烃与含磺酸基烯烃的共聚物。 优选的，所述含羰基烯烃为丙烯酸、马来酸和马来酸酐中的至少一种；所述含磺酸基烯烃选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸、3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸和烯丙基聚乙二醇磺酸中的至少一种。 进一步优选的，所述含磺酸基烯烃选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸、烯丙基聚乙二醇磺酸、或者3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸和烯丙基聚乙二醇磺酸两种。 具有上述优选结构单元的含磺酸基共聚物的分散性能更佳，可以进一步提高所述缓蚀阻垢剂的阻垢缓蚀性能。 以所述含磺酸基共聚物的总量为基准，所述含磺酸基烯烃结构单元的摩尔百分比为10-25%，所述含磺酸基共聚物的重均分子量为1500-10000。 根据本专利技术再一实施方式，所述咪唑类物质选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、氯代甲基苯并三氮唑、正丁基苯并三氮唑和2-巯基苯并噻唑中的至少一种。 根据本专利技术再一实施方式，所述季铵盐选自十二烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵或其溴化盐。 本专利技术的缓蚀阻垢剂还含有水。根据本专利技术，所述缓蚀阻垢剂中水的含量为缓蚀阻垢剂总量的20-70重量％。 优选的，所述缓蚀阻垢剂中水的含量为缓蚀阻垢剂总量的30-60重量％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高COD专用无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，主要含有环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐，所述环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐的重量比为1∶0.2‑20∶0.04‑15∶0.2‑10∶0‑10∶0.1‑10∶0‑5∶1‑10。

【技术特征摘要】
1.一种高COD专用无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，主要含有环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐，所述环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐的重量比为1: 0.2-20: 0.04-15: 0.2-10: 0-10: 0.1-10: 0-5: 1-10。2.如权利要求1所述阻垢剂，其特征在于，所述环糊精或环糊精衍生物、可溶性金属盐、含磺酸基共聚物、含羧酸均聚物、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、咪唑啉类物质、葡萄糖酸钠、季铵盐的重量比为1: 0.3-7.5: 0.2-7.5: 0.3-10: 1-7.5: 0.1-4: 0.5-4: 1-5。3.如权利要求1所述阻垢剂，其特征在于，所述环糊精包括支链环糊精、α-环糊精、β-环糊精和Y-环糊精中的至少一种，所述环糊精衍生物包括甲基取代环糊精、乙基取代环糊精、羟乙基取代环糊精、羧甲基取代环糊精和羟丙基取代环糊精中的至少一种；进一步优选的，所述环糊精为支链环糊精和或环糊精；所述环糊精衍生物为羟乙基取代环糊精或羟丙基取代环糊精。4.如权利要求1所述阻垢剂，其特征在于，所述含羧酸基均聚物选自聚丙烯酸、水解聚马来酸酐、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸以及上述化合物的钾盐、钠盐和铵盐中的至少一种；优选的，所述含羧酸基均聚物的重均分子量为400-1500。5.如权利要求1所述阻垢剂，其特征在于，所述可溶性金属盐选自可溶性锌盐、锰盐和镍盐中的至少一种；优选的，所述可溶性金属盐选自氯化锌、氯化锰、氯化镍、硫酸锌、硫酸锰、硫酸镍、硝酸锌、硝酸锰和硝酸镍中的至少一种。6.如权利要求1所述阻垢剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊明，王金明，刘晓民，胡新霞，柴斌，高云峰，张华，谢泽新，丁青山，苗吉宾，
申请(专利权)人：山东天庆科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37