CN105036358A - 一种冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法，按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺、丙烯酸、琥珀酸二辛酯磺酸钠、氨基二亚甲基膦酸、蒸馏水、聚环氧琥珀酸、分散剂、BTA、硫酸锌、葡萄糖酸钠和羟胺类阻聚剂，对电厂的冲灰水有很好的阻垢及去垢效果，可以有效降低冲灰水管路及水泵的结垢速度，提高冲灰水的回用率；冲灰水管路及水泵2-4年不用酸洗，出水浊度低，1-5FTU；阻垢率达98-100%；效果持久，60-70℃放置一个月，阻垢效果99-100%。

Description

一种冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法

技术领域

本申请属于环试剂工艺领域，尤其涉及一种环保、缓蚀性能好的冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法。

背景技术

阻垢剂（scaleinhibitor）：是具有能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的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。冷换设备防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成，为单组分。它具有优异的屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。PESA是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。PESA与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时PESA具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂。

分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比，分散作用是高效的。在中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。PAAS无毒，易溶于水，可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，从而达到阻垢目的。

ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。AA/AMPS为丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成。由于分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基，能提高钙容忍度，对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用，并且分散性能优良。与有机膦复配，增效作用明显。特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质，是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一。

HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。PASP为水溶性聚合物，是一种新型绿色水处理剂，具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。对离子有极强的螯合能力，具有缓蚀与阻垢双重功效，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果，对碳酸钙的阻垢率可达80%。

EDTMPS是含氮有机多元膦酸，属阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率高3～5倍。能与水混溶，无毒无污染，化学稳定性及耐温性好，在100℃下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。锅炉专用缓蚀阻垢剂是由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品，具有很高的缓蚀和阻垢性能，其耐温性特别好，可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。

EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力，与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒，在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂，用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA，几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。热网专用阻垢剂主要由高效分散剂、酚羟基、磺酸基团等组成，对水中的碳酸钙、硫酸钙等成垢因子具有晶格畸变作用，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分散在水中，显示出优良的阻垢作用。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种阻垢效果好、稳定性强、环保且成本低的冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法，解决现有水处理阻垢剂成本高、抗温性差、阻垢稳定性差和成本高昂等技术问题。

技术方案：

一种冲灰水管道用阻垢剂，所述冲灰水管道用阻垢剂的原料按重量份数配比如下：高分子聚丙烯酰胺20-40份；丙烯酸15-35份；琥珀酸二辛酯磺酸钠5-25份；氨基二亚甲基膦酸10-30份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸20-60份；分散剂10-30份；BTA20-40份；硫酸锌5-45份；葡萄糖酸钠为15-35份；羟胺类阻聚剂20-60份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述冲灰水管道用阻垢剂的原料按重量份数配比如下：高分子聚丙烯酰胺25-35份；丙烯酸20-30份；琥珀酸二辛酯磺酸钠10-20份；氨基二亚甲基膦酸15-25份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸30-50份；分散剂15-25份；BTA25-35份；硫酸锌15-35份；葡萄糖酸钠为20-30份；羟胺类阻聚剂30-50份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述冲灰水管道用阻垢剂的原料按重量份数配比如下：高分子聚丙烯酰胺30份；丙烯酸25份；琥珀酸二辛酯磺酸钠15份；氨基二亚甲基膦酸20份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸40份；分散剂20份；BTA30份；硫酸锌25份；葡萄糖酸钠为25份；羟胺类阻聚剂40份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述分散剂采用单烯基丁二酰亚胺或双烯基丁二酰亚胺。

作为本发明的一种优选技术方案：所述羟胺类阻聚剂采用羟胺或N，N’-二羟丙基羟胺。

作为本发明的一种优选技术方案：所述冲灰水管道用阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺、丙烯酸、琥珀酸二辛酯磺酸钠、氨基二亚甲基膦酸、蒸馏水、聚环氧琥珀酸、分散剂、BTA、硫酸锌、葡萄糖酸钠和羟胺类阻聚剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入硫酸锌和蒸馏水，加热至60-80℃，搅拌30-50min，滴加高分子聚丙烯酰胺和丙烯酸，升温至80-100℃，反应1-5h；

第三步：加入乙二胺、BTA、琥珀酸二辛酯磺酸钠和葡萄糖酸钠，升温至100-120℃，反应2-4h；

第四步：升温至120-140℃，加入剩余原料，搅拌90-130min，即得冲灰水管道用阻垢剂。

有益效果：

本发明所述一种冲灰水管道用阻垢剂及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、对电厂的冲灰水有很好的阻垢及去垢效果，可以有效降低冲灰水管路及水泵的结垢速度，提高冲灰水的回用率；2、冲灰水管路及水泵2-4年不用酸洗，出水浊度低，1-5FTU；3、对回水管道和灰浆管道的原始灰垢有一定清除作用，阻垢率达98-100%；4、效果持久，60-70℃放置一个月，阻垢效果99-100%，在高碱、高硬水质条件下，可完全阻止碳酸钙垢生成，缓蚀率随着浓度增加而升高，无磷，绿色环保，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺20份；丙烯酸15份；琥珀酸二辛酯磺酸钠5份；氨基二亚甲基膦酸10份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸20份；双烯基丁二酰亚胺10份；BTA20份；硫酸锌5份；葡萄糖酸钠为15份；羟胺20份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入硫酸锌和蒸馏水，加热至60℃，搅拌30min，滴加高分子聚丙烯酰胺和丙烯酸，升温至80℃，反应1h。

加入乙二胺、BTA、琥珀酸二辛酯磺酸钠和葡萄糖酸钠，升温至100℃，反应2h，升温至120℃，加入剩余原料，搅拌90min，即得冲灰水管道用阻垢剂。

对电厂的冲灰水有很好的阻垢及去垢效果，可以有效降低冲灰水管路及水泵的结垢速度，提高冲灰水的回用率；冲灰水管路及水泵2年不用酸洗，出水浊度低，5FTU；阻垢率达98%；效果持久，60℃放置一个月，阻垢效果99%。

实施例2:

按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺40份；丙烯酸35份；琥珀酸二辛酯磺酸钠25份；氨基二亚甲基膦酸30份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸60份；双烯基丁二酰亚胺30份；BTA40份；硫酸锌45份；葡萄糖酸钠为35份；羟胺60份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入硫酸锌和蒸馏水，加热至80℃，搅拌50min，滴加高分子聚丙烯酰胺和丙烯酸，升温至100℃，反应5h。

加入乙二胺、BTA、琥珀酸二辛酯磺酸钠和葡萄糖酸钠，升温至120℃，反应4h，升温至140℃，加入剩余原料，搅拌130min，即得冲灰水管道用阻垢剂。

对电厂的冲灰水有很好的阻垢及去垢效果，可以有效降低冲灰水管路及水泵的结垢速度，提高冲灰水的回用率；冲灰水管路及水泵2年不用酸洗，出水浊度低，4FTU；阻垢率达98%；效果持久，60℃放置一个月，阻垢效果99%。

实施例3:

按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺25份；丙烯酸20份；琥珀酸二辛酯磺酸钠10份；氨基二亚甲基膦酸15份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸30份；单烯基丁二酰亚胺15份；BTA25份；硫酸锌15份；葡萄糖酸钠为20份；N，N’-二羟丙基羟胺30份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入硫酸锌和蒸馏水，加热至60℃，搅拌30min，滴加高分子聚丙烯酰胺和丙烯酸，升温至80℃，反应1h。

加入乙二胺、BTA、琥珀酸二辛酯磺酸钠和葡萄糖酸钠，升温至100℃，反应2h，升温至120℃，加入剩余原料，搅拌90min，即得冲灰水管道用阻垢剂。

对电厂的冲灰水有很好的阻垢及去垢效果，可以有效降低冲灰水管路及水泵的结垢速度，提高冲灰水的回用率；冲灰水管路及水泵3年不用酸洗，出水浊度低，3FTU；阻垢率达99%；效果持久，65℃放置一个月，阻垢效果99%。

实施例4:

按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺35份；丙烯酸30份；琥珀酸二辛酯磺酸钠20份；氨基二亚甲基膦酸25份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸50份；单烯基丁二酰亚胺25份；BTA35份；硫酸锌35份；葡萄糖酸钠为30份；N，N’-二羟丙基羟胺50份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入硫酸锌和蒸馏水，加热至80℃，搅拌50min，滴加高分子聚丙烯酰胺和丙烯酸，升温至100℃，反应5h。

加入乙二胺、BTA、琥珀酸二辛酯磺酸钠和葡萄糖酸钠，升温至120℃，反应4h，升温至140℃，加入剩余原料，搅拌130min，即得冲灰水管道用阻垢剂。

对电厂的冲灰水有很好的阻垢及去垢效果，可以有效降低冲灰水管路及水泵的结垢速度，提高冲灰水的回用率；冲灰水管路及水泵3年不用酸洗，出水浊度低，2FTU；阻垢率达99%；效果持久，65℃放置一个月，阻垢效果100%。

实施例5:

按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺30份；丙烯酸25份；琥珀酸二辛酯磺酸钠15份；氨基二亚甲基膦酸20份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸40份；单烯基丁二酰亚胺20份；BTA30份；硫酸锌25份；葡萄糖酸钠为25份；N，N’-二羟丙基羟胺40份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入硫酸锌和蒸馏水，加热至70℃，搅拌40min，滴加高分子聚丙烯酰胺和丙烯酸，升温至90℃，反应3h。

加入乙二胺、BTA、琥珀酸二辛酯磺酸钠和葡萄糖酸钠，升温至110℃，反应3h，升温至130℃，加入剩余原料，搅拌110min，即得冲灰水管道用阻垢剂。

对电厂的冲灰水有很好的阻垢及去垢效果，可以有效降低冲灰水管路及水泵的结垢速度，提高冲灰水的回用率；冲灰水管路及水泵4年不用酸洗，出水浊度低，1FTU；阻垢率达100%；效果持久，70℃放置一个月，阻垢效果100%。

以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种冲灰水管道用阻垢剂，其特征在于所述冲灰水管道用阻垢剂的原料按重量份数配比如下：高分子聚丙烯酰胺20-40份；丙烯酸15-35份；琥珀酸二辛酯磺酸钠5-25份；氨基二亚甲基膦酸10-30份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸20-60份；分散剂10-30份；BTA20-40份；硫酸锌5-45份；葡萄糖酸钠为15-35份；羟胺类阻聚剂20-60份。

2.根据权利要求1所述的一种冲灰水管道用阻垢剂，其特征在于所述冲灰水管道用阻垢剂原料按重量份数配比如下：高分子聚丙烯酰胺25-35份；丙烯酸20-30份；琥珀酸二辛酯磺酸钠10-20份；氨基二亚甲基膦酸15-25份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸30-50份；分散剂15-25份；BTA25-35份；硫酸锌15-35份；葡萄糖酸钠为20-30份；羟胺类阻聚剂30-50份。

3.根据权利要求1所述的一种冲灰水管道用阻垢剂，其特征在于所述冲灰水管道用阻垢剂的原料按重量份数配比如下：高分子聚丙烯酰胺30份；丙烯酸25份；琥珀酸二辛酯磺酸钠15份；氨基二亚甲基膦酸20份；蒸馏水100份；聚环氧琥珀酸40份；分散剂20份；BTA30份；硫酸锌25份；葡萄糖酸钠为25份；羟胺类阻聚剂40份。

4.根据权利要求1所述的一种冲灰水管道用阻垢剂，其特征在于：所述分散剂采用单烯基丁二酰亚胺或双烯基丁二酰亚胺。

5.根据权利要求1所述的一种冲灰水管道用阻垢剂，其特征在于：所述羟胺类阻聚剂采用羟胺或N，N’-二羟丙基羟胺。

6.一种权利要求1所述冲灰水管道用阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取高分子聚丙烯酰胺、丙烯酸、琥珀酸二辛酯磺酸钠、氨基二亚甲基膦酸、蒸馏水、聚环氧琥珀酸、分散剂、BTA、硫酸锌、葡萄糖酸钠和羟胺类阻聚剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入硫酸锌和蒸馏水，加热至60-80℃，搅拌30-50min，滴加高分子聚丙烯酰胺和丙烯酸，升温至80-100℃，反应1-5h；

第三步：加入乙二胺、BTA、琥珀酸二辛酯磺酸钠和葡萄糖酸钠，升温至100-120℃，反应2-4h；

第四步：升温至120-140℃，加入剩余原料，搅拌90-130min，即得冲灰水管道用阻垢剂。