一种阻垢缓蚀剂及其制备方法技术

一种阻垢缓蚀剂及其制备方法，涉及水处理药剂技术领域。该阻垢缓蚀剂，包括的原料及其物质的量比为：2‑膦酰基丁烷‑1，2，4‑三羧酸(PBTCA)∶2‑羟基膦酰基乙酸(HPAA)∶丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB‑901)∶聚天冬氨酸(PASP)∶泡排剂＝(2～3)∶(2～3)∶(5～8)∶(10～15)∶(5～8)。其制备方法，包括步骤1：物料混合，得到混合溶液；步骤2，配制泡排剂；步骤3，将混合溶液加入聚天冬氨酸水溶液中，反应50～60min，加入泡排剂，在40～50℃，搅拌5～6h，制得阻垢缓蚀剂。该阻垢缓蚀剂是一种防止管道及设备腐蚀的阻垢缓蚀剂；具有阻垢和缓蚀的双重功效，是一种复合药剂；具有一定的生物可降解性，绿色环保；适用范围比较广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理药剂
，具体涉及一种阻垢缓蚀剂及其制备方法。
技术介绍
在一些冷却设备(如冷却塔、空气冷却器等)、换热设备(如换热器、冷凝器)以及水泵及管道等，都是以水作为冷却介质并且循环使用的，而工业冷却水在循环使用的过程中，由于水温和浓缩倍率的升高，会造成微生物、磷酸盐、重碳酸盐、钙离子和溶解氧含量的大大增加，因此会造成碳酸钙垢的稳定性增大，从而产生结垢现象。另外，由于微生物在活动过程中会释放无机垢与粘液、泥沙杂物等，使沉积物附着在金属表面后形成氧浓差电池，促使金属材料发生腐蚀。此外，由于金属表面与沉淀物之间的缺氧环境，会造成硫酸盐还原菌得以繁殖，从而加速金属材料发生微生物腐蚀，严重影响了设备的换热效率、能耗的增加及管道堵塞等，因此，缓蚀剂的应用引起了人们的重视。为了能够保持换热设备的热交换效率，延长冷却水系统设备的使用寿命，提高冷却水的循环利用率，目前最常用的方法就是在循环冷却水系统中加入一定量的水质稳定剂-阻垢缓蚀剂。早期的循环冷却水处理一般是先通过加酸调节水的pH值为6.0～6.5来控制水的结垢，再投加缓蚀剂来控制设备的腐蚀；为了节约用水，目前循环冷却水向高浓缩倍率技术发展，由单纯的加酸低pH运行控制，发展到了加阻垢缓蚀剂联合高pH等碱性处理方式，但这种方式更易使冷却系统产生结垢，因此必须依赖于高效阻垢缓蚀剂的开发和应用。目前，我国也研制出一些阻垢缓蚀剂，循环冷却水系统阻垢缓蚀剂的发展经历了从无机到有机，从高磷、低磷到无磷化的发展历程，未来循环冷却水阻垢缓蚀剂的发展遵循可持续发展战略，绿色化无疑是阻垢缓蚀剂发展的中心战略，也是阻垢缓蚀剂的研发方向。缓蚀和阻垢是两个不可分割的过程，缓蚀剂和阻垢剂应有协同作用。在循环冷却水中，缓蚀剂和阻垢剂的复配协调作用非常重要，如果只是简单地将几种阻垢剂缓蚀剂和复配到一起，有可能会引发新的问题，不仅造成生产资料的浪费，而且还容易降低使药剂的功效，甚至完全失效。因此，开发具有阻垢和缓蚀双重功效的复合药剂有着重大的经济效益和社会效益。近年来，随着国家制定的环境法规日趋严格，这就对循环水处理系统中的阻垢缓蚀剂提出了更高的要求，因此，今后研究的主要方向应是开发具有生物可降解性和阻垢缓蚀性能优良的绿色聚合物阻垢剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种阻垢缓蚀剂及其制备方法，该阻垢缓蚀剂是一种防止管道及设备腐蚀的阻垢缓蚀剂，尤其适用于水管道、长期运行产生腐蚀的一些设备中。该阻垢缓蚀剂具有阻垢和缓蚀的双重功效，可以减缓管道及设备的缓蚀效率，是一种复合药剂。该阻垢缓蚀剂具有一定的生物可降解性，并且原料采用阻垢缓蚀性能优良的聚合物，绿色环保。该阻垢缓蚀剂适用范围比较广，具有极强的缓蚀的作用，对管道及设备的腐蚀有很好的效果。本专利技术的一种阻垢缓蚀剂，由2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)水溶液、2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)水溶液、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB-901)水溶液、聚天冬氨酸(PASP)水溶液和泡排剂制得；其中，2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)水溶液的浓度为30～40mg/L；2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)水溶液的浓度为20～30mg/L；丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB-901)水溶液的浓度为15～20mg/L；聚天冬氨酸(PASP)水溶液的浓度为20～30mg/L；其中，按物质的量比，2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)∶2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)∶丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB-901)∶聚天冬氨酸(PASP)∶泡排剂＝(2～3)∶(2～3)∶(5～8)∶(10～15)∶(5～8)；所述的泡排剂由十二烷基硫酸钠(K12)水溶液、月桂酸钾水溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)水溶液、十二烷基苯磺酸钠(LAS)水溶液、甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液和椰子油脂肪酸(CDEA)水溶液制得；其中，十二烷基硫酸钠(K12)水溶液的浓度为8～10mg/L、月桂酸钾水溶液的浓度为8～10mg/L、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)水溶液的浓度为8～10mg/L、十二烷基苯磺酸钠(LAS)水溶液的浓度为8～10mg/L、甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液的浓度为12～15mg/L，椰子油脂肪酸(CDEA)水溶液的浓度为1.5～2mg/L。按水溶液的体积比，十二烷基硫酸钠∶月桂酸钾∶脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠∶十二烷基苯磺酸钠∶甲基二乙醇胺∶椰子油脂肪酸＝(1.5～2)∶(1.5～2)∶(1.5～2)∶(1.5～2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)。其中，上述的水溶液体积比为各组分配制成水溶液的体积比。所述的泡排剂是一种高效的表面活性剂，在维持缓蚀效应的基础上，增强了分子的运动能力和渗透性能，降低金属表面的势能壁垒；泡排剂可以使得阻垢缓蚀剂在管道中形成气泡，覆盖在管道或设备的金属内壁，阻垢缓蚀剂在常温常压下为液相，泡排剂能够促使液态的阻垢缓蚀剂形成致密气泡覆盖在管道或设备的表面，达到保护管道或设备内金属的目的。所述的甲基二乙醇胺可以增加液体粘度，保证泡排剂成碱性，并且，甲基二乙醇胺是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)的良好溶剂。所述的椰子油脂肪酸是一种非离子表面活性剂，易溶于水，在室温、常压下将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)与甲基二乙醇胺(MDEA)等比例复配后，椰子油脂肪酸作为稳泡剂，共同合成泡排剂。所述的2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)、2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB-901)和聚天冬氨酸(PASP)使用前，均配制成水溶液。本专利技术的阻垢缓蚀剂的制备方法，按照如下步骤进行：步骤1，制备混合溶液按照配比，将2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)和2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)混合，在45～55℃，搅拌均匀，再加入丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB-901)混合，搅拌均匀，得到混合溶液；步骤2，配制泡排剂按照泡排剂配比，将十二烷基硫酸钠(K12)、月桂酸钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和十二烷基苯磺酸钠(LAS)进行混合，然后，加入甲基二乙醇胺和椰子油脂肪酸，配制泡排剂；步骤3，将混合溶液加入聚天冬氨酸水溶液中，在50～60℃反应50～60min，然后加入配制好的泡排剂，充分溶解后，在40～50℃，搅拌5～6h，制得阻垢缓蚀剂。其中，所述步骤1中，所述的混合过程，具体为：先将2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸倒入烧杯中，然后加入2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)，将烧杯放入45～55℃恒温水浴中，搅拌50～60min，使溶液充分混合，再加入丙烯酸/丙烯酸酯共聚物(HB-901)的溶液，继续搅拌50～60min，制得混合溶液。所述步骤3中，搅拌采用的设备为磁力加热搅拌器，搅拌速率1500～2000转/分；所述步骤3中，所述的聚天冬氨酸(PASP)，其合成的具体步骤为：(1)按摩尔比，铵盐∶顺丁烯二酸酐＝(1～1.2)∶(0.8～1)称料，将铵盐和顺丁烯二酸酐(C4H2O3)分别研制成粉末，放入小烧杯中，搅拌均匀后移入三口烧瓶；将三口烧瓶放入油浴锅中，在140～160℃，反应2～3h，取出，冷却至65～70℃，得到冷却的混合物；(2)将冷却的混合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述的阻垢缓蚀剂由2‑膦酰基丁烷‑1，2，4‑三羧酸水溶液、2‑羟基膦酰基乙酸水溶液、型号为HB‑901的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物水溶液、聚天冬氨酸水溶液和泡排剂制得；所述的2‑膦酰基丁烷‑1，2，4‑三羧酸水溶液的浓度为30～40mg/L；2‑羟基膦酰基乙酸水溶液的浓度为20～30mg/L；型号为HB‑901的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物水溶液的浓度为15～20mg/L；聚天冬氨酸水溶液的浓度为20～30mg/L；其中，按物质的量比，2‑膦酰基丁烷‑1，2，4‑三羧酸∶2‑羟基膦酰基乙酸∶型号为HB‑901的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物∶聚天冬氨酸∶泡排剂＝(2～3)∶(2～3)∶(5～8)∶(10～15)∶(5～8)；所述的泡排剂由十二烷基硫酸钠水溶液、月桂酸钾水溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠水溶液、十二烷基苯磺酸钠水溶液、甲基二乙醇胺水溶液和椰子油脂肪酸水溶液制得。

【技术特征摘要】
1.一种阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述的阻垢缓蚀剂由2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸水溶液、2-羟基膦酰基乙酸水溶液、型号为HB-901的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物水溶液、聚天冬氨酸水溶液和泡排剂制得；所述的2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸水溶液的浓度为30～40mg/L；2-羟基膦酰基乙酸水溶液的浓度为20～30mg/L；型号为HB-901的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物水溶液的浓度为15～20mg/L；聚天冬氨酸水溶液的浓度为20～30mg/L；其中，按物质的量比，2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸∶2-羟基膦酰基乙酸∶型号为HB-901的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物∶聚天冬氨酸∶泡排剂＝(2～3)∶(2～3)∶(5～8)∶(10～15)∶(5～8)；所述的泡排剂由十二烷基硫酸钠水溶液、月桂酸钾水溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠水溶液、十二烷基苯磺酸钠水溶液、甲基二乙醇胺水溶液和椰子油脂肪酸水溶液制得。2.如权利要求1所述的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述的十二烷基硫酸钠水溶液的浓度为8～10mg/L、月桂酸钾水溶液的浓度为8～10mg/L、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠水溶液的浓度为8～10mg/L、十二烷基苯磺酸钠水溶液的浓度为8～10mg/L、甲基二乙醇胺水溶液的浓度为12～15mg/L，椰子油脂肪酸水溶液的浓度为1.5～2mg/L；按水溶液体积比，十二烷基硫酸钠∶月桂酸钾∶脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠∶十二烷基苯磺酸钠∶甲基二乙醇胺∶椰子油脂肪酸＝(1.5～2)∶(1.5～2)∶(1.5～2)∶(1.5～2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)。3.权利要求1所述的阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：步骤1，制备混合溶液按照配比，将2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸和2-羟基膦酰基乙酸混合，在45～55℃，搅拌均匀，再加入型号为HB-901的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物混合，搅拌均匀，得到混合溶液；步骤2，配制泡排剂按照泡排剂配比，将十二烷基硫酸钠、月桂酸钾、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠进行混合，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚少文，徐颖，郭海丰，马兴冠，李勇，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21