一种复合型水质稳定剂JTW-3及其制备方法技术

一种复合型水质稳定剂JTW-3，以占总固料25%～30%的马来酸酐、占总固料2%～10%的次磷酸钠、占总固料25%～35%的单体丙烯酸甲酯和占总固料35%～45%的丙烯酰胺为原料，在占总固料5%～15%的引发剂过硫酸铵的作用下，在水溶液中进行自由基共聚制备而成。本发明专利技术的产品阻垢效果好，对于温度有较强的适应能力，溶钙能力极强，其阻碳酸钙垢的能力达99%；不仅具有优良的阻垢性能，而且对碳钢也有较好的缓蚀作用，是一种优异的复合型水质稳定剂。本发明专利技术制备方法简单，工艺条件温和，接枝共聚反应在水溶液中进行，成本低，而且有效地抑制其它副反应的发生，同时在反应过程中没有“三废”的产生，产品便于运输和储存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业循环水处理
，特别是一种复合型水质稳定剂JTW-3，本专利技术还包括该水质稳定剂的制备方法。
技术介绍
随着人类社会不断进步，工农业生产的长足发展，工业、农业和人们日常生活用水量日益增大，使得地球上的淡水资源日趋匮乏，人类社会正在面临着严重的“水危机”威胁。在工业、农业和人们日常生活用水总量中，工业用水占居首位，工业生产过程产生的废水量也居于总废水量的首位。如何减少工业用水，并对工业废水进行合理处理和回用，越来越受到人们的重视。由于冷却水不断蒸发，水中盐类被浓缩，同时由于冷却水与大气充分接触，导致循环冷却水出现严重的结垢，腐蚀和菌藻滋生三大弊病，使换热效率大为降低，检修频繁，威胁着工业生产的正常进行。阻垢剂的发展经历了无机聚磷酸盐、有机聚磷酸(盐)、聚羧酸类、二元及三元含磷共聚物、二元及三元低磷和无磷共聚物几个阶段。随着人类环境意识的提高，环保法规进一步严格，低磷、无磷的绿色水处理剂已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题。将不同作用机理的官能团接枝在共聚物分子中可发挥不同的功效。如阻CaC03、CaS04垢的主要是羧酸基；羟基、酰胺基等对阻Cii3(PO4)2垢有益；而丙烯酸酯对阻GaSO4垢效果显著；膦酸基(-PO(OH))不仅具有阻垢分散能力，而且还有缓蚀性能。本文以水为溶剂，在引发剂的作用下将含有羧酸基、酰胺基和膦酸基的化合物聚合成四元共聚。国内有关用马来酸酐、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯等物质为原料合成水溶性阻垢剂的报道比较多，这些水质稳定剂普遍存在性能比较单一(主要是阻垢功效)，溶钙能力较小。它们的应用受水的浓缩倍率、水温、PH值的影响较大，而且基本上对碳钢不具有缓蚀作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低磷高效复合型水质稳定剂JTW-3。本专利技术的另一目的是提供该水质稳定剂JTW-3的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下一种复合型水质稳定剂JTW-3，以占总固料25% 30%的马来酸酐、占总固料2% 10% 的次磷酸钠、占总固料25% 35%的单体丙烯酸甲酯和占总固料359Γ45%的丙烯酰胺为原料，在占总固料59Γ15%的引发剂过硫酸铵的作用下，在水溶液中进行自由基共聚制备而成。上述复合型水质稳定剂JTW-3的制备方法包括以下工艺步骤a、按权利要求1所述配比在装有搅拌器的四颈烧瓶中，加入马来酸酐和次磷酸钠，加水配置成10 20 %的水溶液，水浴搅拌加热；b、待水浴温度升至50 65°C时开始滴加溶液，同时交替滴加单体丙烯酸甲酯和25% 35%丙烯酰胺的水溶液，最终产物中总固含量为25% 35%，每种单体均2 4次滴完，共需 0. 5 1. 5小时。引发剂20 50 min滴完；c、溶液滴加完毕，恒温3. 5 证后，倒出聚合产物自然冷却，即得浅黄色透明液体水质稳定剂JTW-3。本专利技术制备方法简单，工艺条件温和，接枝共聚反应在水溶液中进行，成本低，而且有效地抑制其它副反应的发生，同时在反应过程中没有“三废”的产生。本专利技术制备的复合型水质稳定剂(JTW-3)便于运输和储存。本专利技术复合型水质稳定剂(JTW-3)的性能测定 1.试验检测依据的标准及方法(1)阻碳酸钙垢性能评定根据化工部标准，用无水CaCl2、NaHCO3配制实验水样。水样中，[Ca2+]=250mg/L (以 CaCO3计)，[HCO3I =250mg/L (以CaCO3计)。待恒温水浴箱50°C时，将此水样放入，并逐渐升温至80°C恒温，使之浓缩1.5倍，恒温10小时。用EDTA络合滴定法测定[Ca2+]。按下式计算阻垢率阻垢率(％)=100* (Vc-Vo) /(KV-Vo)式中，V-未加热空白水样所消耗的EDTA体积，ml ；Vc-加有水质稳定剂的水样加热后所消耗的EDTA体积，ml。Vo-未加水质稳定剂的水样加热后所消耗的EDTA体积，ml ； K-浓缩倍数。(2)阻磷酸钙垢性能评定据化工部标准，用无水CaCl2、KH2P04m制实验水样。水样中，[Ca2+]=250mg/L (以CaCO3 计)，[Ρ0/ =5mg/L (以 PO43-计)，pH=9，用 NaB4O7 · IOH2O 调节。待恒温水浴箱 50°C 时，将此水样放入，并运渐升温至80°C恒温，不浓缩，恒温10小时。用分光光度法测定[P043_]。 按下式计算阻垢率阻垢率(%)=100*(Ac- Ao)/(A- Ao) 式中，A —未加热空白水样的吸光度； Ac—加有水质稳定剂的水样加热后的吸光度； ^Vo—未加水质稳定剂的水样加热后的吸光度。(3)阻硫酸钙垢性能评定据文献，用无水CaCl2、无水Na2SO4配制实验水样。水样中[Ca2+] =6800mg/ L(以 CaSO4 计)，[SO42I =7100mg/L(以 Na2SO4 计)不浓缩，在 T=70士2°C 时恒温 6 小时。 用EDTA络合滴定法测定[Ca2+]，阻垢率计算同(1) (4)静态缓蚀实验评定腐蚀实验方法参照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的(404) “旋转挂片失重法”，试验温度(50士 1) °C，转速75士 lr/min，浓缩倍数为1. 5倍，材质为20#标准碳钢 (GB699-65)。试验水质为[Cr] =100mg/L, [HCO3^] =100mg/L, [SO广]=100mg/L, [Ca2+] (以 CaCO3 计)=70mg/L。2.新型低磷高效复合型水质稳定剂(JTW-3)水质稳定剂投加量对阻垢率的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种复合型水质稳定剂ＪＴＷ－３，其特征在于：以占总固料２５％～３０％的马来酸酐、占总固料２％～１０％的次磷酸钠、占总固料２５％～３５％的单体丙烯酸甲酯和占总固料３５％～４５％的丙烯酰胺为原料，在占总固料５％～１５％的引发剂过硫酸铵的作用下，在水溶液中进行自由基共聚制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种复合型水质稳定剂JTW-3，其特征在于以占总固料25% 30%的马来酸酐、占总固料2% 10%的次磷酸钠、占总固料25% 35%的单体丙烯酸甲酯和占总固料35% 45%的丙烯酰胺为原料，在占总固料5% 15%的引发剂过硫酸铵的作用下，在水溶液中进行自由基共聚制备而成。2.如权利要求1所述一种复合型水质稳定剂JTW-3的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤a、按权利要求1所述配比在装有搅拌器的四颈烧瓶中取加入马来酸酐和次磷酸钠，加水配置成浓度为10 20 %的水溶液，水浴搅拌加热；b、待水浴温度升至50...

【专利技术属性】
技术研发人员：王良成，常立民，武祥，张强，王良璧，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：62