【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理领域，具体涉及一种锅炉用环保型阻垢剂及其制备方法。
技术介绍
1、锅炉作为消耗燃料向外输出热能的密闭设备，在工业生产和居民生活等方面有着不可或缺的地位。在实际运行中，为减少腐蚀的发生，锅炉一般保持着碱性的运行环境，这使得自然水体中溶解的钙、镁离子易在锅炉传热面产生结垢，垢层在传热面上的沉积会降低传热效率，极大增加锅炉能耗；还会提高金属壁温度，导致承受部件出现蠕伸、变型、鼓包等现象。为解决锅炉结垢问题，向水中投加阻垢剂是一种高效而实用的方法。
2、阻垢剂可以分散水中的难溶性无机盐，阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面形成沉淀和结垢。随着研究的深入，阻垢剂已由初始的单一无机物逐渐发展到了高分子聚合物，功能也由单一的阻垢性能发展至防垢、防腐、除菌等相结合的多功能药剂。现如今，随着国家出台的各项环保法规的推进实施，阻垢剂正向着环境友好、功能多样、新型高效的方向快速发展。
3、专利cn116874095b公开了一种用于锅炉停炉保护和日常运行加药处理的无磷混合物，该无磷混合物具有优异的缓蚀、阻垢和分散能力，提升了停炉保护的防腐蚀效果，还能够解决低压锅炉日常运行和停炉保护之间切换复杂，耗水量大的问题，但是该混合物的加料方式为间歇式加料，虽然可以在一定程度上减缓结垢和腐蚀速度，但是存在加药不均匀或不足、混合物消耗量大、效果不稳定等问题。专利cn114890557b公开了一种缓释型固体阻垢剂及应用，可以精准控制阻垢剂有效成分地释放，长效缓释效果可以达到200d，有效解决了传统阻垢剂释放过快，阻垢效果不佳等问
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种锅炉用环保型阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂具有良好的缓蚀以及阻垢效果，可以有效提高锅炉使用寿命；并通过对阻垢剂进行缓释化处理，使得其长效发挥阻垢作用；并且该缓释化处理还能将粘稠油状的支化缓蚀阻垢剂细化，进一步抑制了水垢晶核的形成。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术一方面提供了缓蚀除氧停炉保护剂，按重量份计，包含以下原料：25-35份支化缓蚀阻垢剂、30-40份聚乙烯醇、17-24份海藻酸钠、3-7份戊二醛、5-10份氯化钙和1000-2100份水。
4、在一些实施方式中，所述支化缓蚀阻垢剂的制备步骤如下：
5、s1、将2-喹啉羧酸、丙烯酸羟乙酯和二氯甲烷混合均匀，然后加入1,3-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，搅拌2-3h后分离油状液体，得到反应液a；
6、s2、将二乙烯三胺和甲醇混合均匀，滴加步骤s1的反应液a，在30-35℃下搅拌20-25h，旋蒸，即得到所述支化缓蚀阻垢剂。
7、在一些实施方式中，所述步骤s1中2-喹啉羧酸、丙烯酸羟乙酯和1,3-二环己基碳二亚胺的质量比为1：(0.67-0.70)：(1.0-1.4)。
8、在一些实施方式中，所述步骤s2中二乙烯三胺与步骤s1中丙烯酸羟乙酯的质量比(1.18-1.74)：1。
9、在一些实施方式中，所述步骤s2中滴加步骤s1的反应液a在冰水浴和氮气的保护下进行，滴加时间控制在90-120min。
10、近年来，为减少环境污染，研究人员致力于用绿色环保的新型阻垢剂代替传统的含磷阻垢剂，为进一步提高环保型阻垢剂对锅炉用水的阻垢效果，申请人开发出一种支化缓蚀阻垢剂，先将2-喹啉羧酸与丙烯酸羟乙酯酯化形成缓蚀链，由于2-喹啉羧酸的最高占据轨道和最低空轨道主要集中于喹啉环和氧原子上，使其具备多个吸附位点，可以与锅炉铁的d轨道相互作用，从而使2-喹啉羧酸能够吸附在锅炉表面；再通过与二乙烯三胺进行麦克尔加成制备出具有支化结构的缓蚀阻垢剂。支化结构的阻垢剂可以利用其空间结构和大的分子体积诱导caco3等晶体的不规则生长、减缓晶体的生长速度、破坏晶体的形成和改变钙垢晶体的晶型，但是支化结构的增多并不一定利于阻垢，引入的官能团很可能存在空间位阻的屏障，本专利技术的支化缓蚀阻垢剂中的2-喹啉羧酸吸附在锅炉表面后还可以牵引分子链，使得分子链不易缠绕，减少空间位阻的屏障，起到良好的阻垢效果。
11、阻垢剂中不易缠绕的分子链很容易吸附在晶体表面，一方面能够对形成的细小晶体进行包裹，阻止微晶进一步生长；另一方面形成带相同电荷双电子层，从而使游离金属离子相互排斥，起到良好的分散作用。此外，分子链中氧原子具有较厚的负电荷密度，可以与结垢晶体中的ca2+发生相互作用，从而显著增强晶体表面的吸附行为，促使晶体发生畸变。
12、由于本专利技术的环保型阻垢剂需要在锅炉中承受高温高压的环境，且锅炉水多为碱性，使得酯基容易在这种条件下水解，就本专利技术的支化缓蚀阻垢剂而言，如果酯键断链，分离的缓蚀链和阻垢链均会效果下降，分析如下：
13、与2-喹啉羧酸断链后的支化阻垢链可能会在锅炉水的加热过程中引起支化分子的内环化、桥连等副反应，减少了对水垢的捕捉；而在较高温度下，吸附在锅炉表面的缓蚀链会发生部分脱落，使得金属表面直接裸露，导致缓蚀率出现了一定程度的降低。
14、为此本专利技术通过对原料和制备工艺的特定选择，一方面使得支化缓蚀阻垢剂中的酯基具有较高的电子云密度，即提高键强，有效减少了酯基的断裂率；另一方面，具有吸附性的喹啉环提高了阻垢剂的耐热性，还可以通过由主链连接而成的活性吸附位点之间的协同作用，减弱环境对单个吸附点作用，防止其脱离金属表面。
15、在一些实施方式中，所述聚乙烯醇的醇解度为87-89％。
16、本专利技术另一方面提供了一种锅炉用环保型阻垢剂的制备方法，包含以下步骤：
17、(1)用水分别和聚乙烯醇、海藻酸钠、氯化钙配置聚乙烯醇溶液、海藻酸钠溶液和氯化钙溶液；
18、(2)将聚乙烯醇溶液与海藻酸钠溶液搅拌20-40min，加入支化缓蚀阻垢剂，均质，得到分散液；
19、(3)边搅拌边往步骤(2)的分散液中加入氯化钙溶液，搅拌30-40min后去除50-75wt％水，然后加入戊二醛，调节ph＝2-3，静置40-50min，洗涤、干燥，即得到所述环保型阻垢剂。
20、在一些实施方式中，所述步骤(1)中聚乙烯醇溶液的浓度为10-14wt％。
21、在一些实施方式中，所述步骤(1)中海藻酸钠溶液的浓度为1-3wt％。
22、在一些实施方式中，所述步骤(1)中氯化钙溶液的浓度为22-28wt％。
23、在一些实施方式中，所述步骤(2)中搅拌的速率为1500-1800rpm。
24、对于传统间歇式加料存在的阻垢剂释放过快的问题，本专利技术采用聚乙烯醇、海藻酸钠和氯化钙对阻垢剂进行了包膜缓释化处理，使得其能够在循环水中长效发挥阻垢作用；此外，该缓释化处理还能将粘稠油状的支化缓蚀阻垢剂细化，使之能在锅炉水中分布均匀，本专利技术通过对聚乙烯醇的醇解度和反应溶液的浓度特定选择，使细化后的支化缓蚀阻垢剂分子的类球本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，按重量份计，包含以下原料：25-35份支化缓蚀阻垢剂、30-40份聚乙烯醇、17-24份海藻酸钠、3-7份戊二醛、5-10份氯化钙和1000-2100份水。
2.根据权利要求1所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述支化缓蚀阻垢剂的制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述步骤S1中2-喹啉羧酸、丙烯酸羟乙酯和1,3-二环己基碳二亚胺的质量比为1：(0.67-0.70)：(1.0-1.4)。
4.根据权利要求2所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述步骤S2中二乙烯三胺与步骤S1中丙烯酸羟乙酯的质量比(1.18-1.74)：1。
5.根据权利要求2所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述步骤S2中滴加步骤S1的反应液A在冰水浴和氮气的保护下进行，滴加时间控制在90-120min。
6.根据权利要求1所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的醇解度为87-89％。
7.一种权利要求1-6任一项所述的锅炉用环保型阻垢剂的制备
8.根据权利要求7所述的锅炉用环保型阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚乙烯醇溶液的浓度为10-14wt％。
9.根据权利要求7所述的锅炉用环保型阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中海藻酸钠溶液的浓度为1-3wt％。
10.根据权利要求7所述的锅炉用环保型阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌的速率为1500-1800rpm。
...【技术特征摘要】
1.一种锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，按重量份计，包含以下原料：25-35份支化缓蚀阻垢剂、30-40份聚乙烯醇、17-24份海藻酸钠、3-7份戊二醛、5-10份氯化钙和1000-2100份水。
2.根据权利要求1所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述支化缓蚀阻垢剂的制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述步骤s1中2-喹啉羧酸、丙烯酸羟乙酯和1,3-二环己基碳二亚胺的质量比为1：(0.67-0.70)：(1.0-1.4)。
4.根据权利要求2所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在于，所述步骤s2中二乙烯三胺与步骤s1中丙烯酸羟乙酯的质量比(1.18-1.74)：1。
5.根据权利要求2所述的锅炉用环保型阻垢剂，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯培轩，陈祐利，梁华强，
申请(专利权)人：汇科琪天津水质添加剂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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