多维聚羧酸盐水处理剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种多维聚羧酸盐水处理剂及其制备方法和用途，多维聚羧酸盐是在腐植酸盐或碱木质素的分子链的活性基团、双键、活性键上结合有聚丙烯酸基，其具有良好的阻垢、缓蚀和抑制藻类生长的效果，能广泛用于循环冷却水处理和含重金属的废水净化处理。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水处理剂，特别是涉及由腐植酸或木质素制配的水处理剂多维聚羧酸盐。现有的腐植酸或木质素用作水处理剂(如《工业水处理》杂志1992年第1期刊登的《腐植酸盐在循环冷却水处理中的应用》)时，是经碱溶或硝酸氧化制成腐植酸钠或硝基腐植酸钠，然后与其它化学品复配混合用于低压锅炉内的水质处理，循环冷却水处理和含重金属的废水处理，有良好的阻垢和吸附效果。但是腐植酸在通常状态下是不溶或微溶于水的，因而不表现活性，只有在强碱性条件下才能制成可溶于水的腐植酸钠或腐植酸钾，在低浓度使用时，在水中易与多价金属离子络合成絮状物沉淀，这是由于腐植酸所含的羧酸基不够所致，另外，因为腐植酸钠抗盐、抗硬水性差，为了防止腐植酸钠沉淀，需加入大量的纯碱或烧碱来软化水质，因此，使用时，会产生大量CaCO3.Mg(OH)2沉淀，堵塞管道，并造成碱腐蚀等。本专利技术的目的是提供一种高效的多用途水质处理剂，既保留现有腐植酸水质处理剂抑制青苔、藻类生长，剥离老垢的优点，又克服了其在低PH值下，硬水中易絮凝沉淀以及在强碱下使用产生碳酸钙和氢氧化镁沉淀结垢的缺点。本专利技术的基础物腐植酸或木质素是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素组成，其分子示性式为C265H258O76N8OCH3COCH3(OH)12(COOH)12分子量5616分子结构由核，桥键与活性基团组成，其中，核是由均环或杂环的五员环和六员环组成，桥键有单桥键和双桥键，活性基团有羧基酚羟基、醌基、醇羟基、磺酸基、胺基、甲氧基、自由基。腐植酸或木质素经碱溶提纯成腐植酸钠或腐植酸钾或碱木质素后，与丙烯酸和环氧乙烷或环氧丙烷发生聚合反应，生成多维聚羧酸，有苛性碱中制得多维聚羧酸钠或多维聚羧酸钾。这种多维聚羧酸盐，其特征是，在腐植酸或木质素的分子键的活性基团、双键、活性键上结合有聚丙烯酸基，所述的聚丙烯酸基其结构为 其中n的取值范围为1～50，优选值范围为1～20。形成的多维聚羧酸盐分子其内部结构成立体分叉状，具有多维结构。本专利技术多维聚羧酸盐的制备方法是将重量份数为腐植酸钠或腐植酸钾或木质素2～20水65～80苛性碱(氢氧化钠或氢氧化钾)0.5～11丙烯酸3～22环氧乙烷或环氧丙烷0～1的化学原料在温度30～100℃，压力1～10个大气压下反应30～240分钟，制成的多维聚羧酸盐溶液PH值为9～12，浓度为15％～35％。本专利技术的多维聚羧酸盐可作为水质处理的阻垢、缓蚀剂使用。也可作为含重金属废水处理的水质净化剂使用。由于本专利技术的多维聚羧酸盐是多维多支链的分子结构，比原有腐植酸盐具有更大的分子面积，含有的羧酸基也更多，具有更好的吸附络合，絮凝性质，能吸附在换热器外壁的金属原子或离子上，有效地阻止钙离子或镁离子的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐或磷酸盐等在管壁上结晶、沉积成垢，且可使老水垢渐渐松动脱落，是良好的水质处理剂，可广泛用于中央空调、化肥厂、化工厂、热电厂、冷冻厂的循环水处理和环保中的污水处理。下面给出一些实施例，详细说明了本专利技术。在这些实施例中，所有份数均按重量计。实施例1配比为腐植酸钠∶水∶氢氧化钠∶丙烯酸∶环氧丙烷4∶66、9∶9∶20∶0.1反应温度40～100℃，压力为1～2个大气压，反应时间3小时。实施例2碱木质素∶水∶氢氧化钠∶丙烯酸∶环氧乙烷8∶70∶7.26∶14.54∶0.2反应温度30～85℃，反应时间3小时。实施例3碱木质素∶水∶氢氧化钠∶丙烯酸∶环氧丙烷4∶70∶8.63∶17.27∶0.1反应温度40～100℃反应时间3小时实施例4碱木质素∶水∶氢氧化钾∶丙烯酸∶环氧丙烷7∶70∶8∶15∶0反应温度40～100℃，反应时间3小时实施例5腐植酸钠∶水∶氢氧化钠∶丙烯酸∶环氧乙烷2∶65∶11∶22∶0反应温度30～100℃，反应时间2.5小时实施例6腐植酸钾∶水∶氢氧化钾∶丙烯酸∶环氧乙烷4∶70∶9∶17∶0.05反应温度30～100℃，反应时间2.5小时实施例7腐植酸钾∶水∶氢氧化钾∶丙烯酸∶环氧丙烷10∶75∶5∶10∶0.2反应温度30～100℃，反应时间3小时实施例8腐植酸钠∶水∶氢氧化钠∶丙烯酸∶环氧乙烷15∶80∶0.7∶4∶0.3反应温度40～90℃，反应时间2.5小时为了证明多维聚羧酸盐用于循环水处理或对含重属离子的净化处理的优越效果，进行了如下对比试验。抑制藻类生长试验在有青苔和藻类的水池内，用玻璃板均分开，并在水中补充少许氮、磷、钾肥、半月后，水藻生长茂盛，在水池内分别加入本专利技术多维聚羧酸钠、腐植酸钠、水解聚马来酸酐、聚丙烯酸钠等各50PPM半月后，多维聚羧酸盐和腐植酸钠水池内的青苔发黄，水藻稀少，而空白与水解聚马来酸酐和聚丙烯酸钠的青苔、藻类，更清、更浓了。缓蚀试验缓蚀实验是在静态烧杯中进行的，多维聚羧酸钠在50PPM以下浓度对铝、铜、不锈钢片无腐蚀，未发现失重和腐蚀斑点。下表是对A3钢片的实验数据腐蚀率(平均)腐蚀外观实验浓度 挂片时间自来水空白 0.12～0.16mm/y 均匀腐蚀 10天普通腐值酸钠 0.12～0.20mm/y 片斑腐蚀30～10ppm10天多维聚羧酸钠 0.10～0.12mm/y 均匀腐蚀30～10ppm10天聚马来酸酐 0.09～0.11mm/y 均匀腐蚀30～10ppm10天聚丙烯酸钠 0.10～0.13mm/y 均匀腐蚀30～10ppm10天阻垢实验取普通自来水加本专利技术多维聚羧酸盐20～50ppm，在温度60～85℃时浓缩3～5倍，水质仍澄清无沉淀无悬浮物，与聚马来酸酐或聚丙烯酸钠试验相同。用U型碳钢外壳电热器，在2000ml的烧杯中间歇地加热自来水，累计时间，水被加热沸腾后，更换冷水重作实验，其结垢速度是流动水循环水的多倍，采用中硬度水质4～6mgN/L(Ca+2、Mg+2)实验结果与锅炉炉内水处理相似，实验强度超过循环冷却水模拟方法，短时间即可见到实验效果。自来水结垢较快，水垢白色、坚硬、不易擦去。普通腐植酸钠不结垢，因须调PH值＞8.5加热后水池浑浊，实验后电热管壁不干净，管壁有腐蚀，用有水垢的电管实验，水垢有松脱现象。多维聚羧酸钠可使电热管不长水垢，水质在加热后与聚马、聚丙现象相同，电热管外表干净，无杂物，用有水垢的电热管实验，发现日水垢有松脱现象。用聚马、聚丙作实验，水垢生长较慢，但有生长趋势，水垢也较软，可以用手擦去，实验结果表实验时间 药剂浓度 阻垢率％结垢现象自来水 120hr 0 白色水垢、坚硬普通腐植酸钠 120hr 10～20ppm95 不长水垢，但悬浮物多，有粉末沉积多维聚羧酸钠 120hr 10～20ppm 100 不长水垢，原有水垢会减少聚马来酸酐 120hr 10～20ppm98 有少许水垢，水垢显增长趋势聚丙烯酸钠 120hr 10～20ppm95 有少许水垢，水垢显增长趋势权利要求1.一种多维聚羧酸盐水处理剂，其特征是在腐植酸盐或碱木质素的分子链的活性基团、双键、活性键上聚合有聚丙烯酸基，所述的聚丙烯酸基，其结构为 其中n的取值范围为1～50。2.根据权利要求1所述的多维聚羧酸盐水处理剂，其特征在于其中多维聚羧酸盐的浓度为15％～35％。3.根据权利要求1所述的多维聚羧酸盐水处理剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多维聚羧酸盐水处理剂，其特征是：在腐植酸盐或碱木质素的分子链的活性基团、双键、活性键上聚合有聚丙烯酸基，所述的聚丙烯酸基，其结构为：＊＊＊其中ｎ的取值范围为１～５０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李光萍，
申请(专利权)人：李光萍，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]