[發明專利]用于工業循環冷卻水處理的阻垢分散劑及制備方法

無效

• 申請號: 200810055179.5
• 申請日: 2008-05-29
• 公開（公告）號: CN101279798A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 張彥河;劉振法;楊維之
• 申請（專利權）人: 河北省能源研究所
• 主分類號: C02F5/10
• 分類號: C02F5/10;C08F222/02;C08F2/38
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司
• 代理人: 周曉萍;曹淑敏

技術領域

本發明涉及一種用于工業循環冷卻水處理的阻垢分散劑及制備方法，特別是在工業循環冷卻水處理中用作碳酸鈣和硫酸鈣的阻垢分散劑及制備方法，屬化工產品技術領域。

背景技術

在水資源日益匱乏的現狀下，工業冷卻水循環使用可大大降低水的消耗，為企業節能降耗起到重要作用。但是，工業冷卻水在循環使用過程中為了防止結垢和管道腐蝕，需要對水進行處理，這就是工業循環冷卻水處理。目前，工業循環冷卻水處理劑的主要成分為阻垢分散劑，阻垢分散劑主要是由馬來酸(馬來酸酐水解生成)、丙烯酸、丙烯酸酯、衣康酸等單體水溶液均聚或共聚而成，其相關技術已在中國專利93112136.1，200510024555.0，01127431.X等文件中公開。就現有技術而言，不飽和羧酸酯能夠對不飽和羧酸的共聚物進行改性而提高聚合物的阻垢分散力，但一元不飽和羧酸酯如丙烯酸酯的水溶性能特別差，因此在引入不飽和羧酸酯的共聚物中不飽和羧酸酯的量很小，這就影響了共聚物阻垢分散能力的提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術之缺陷而提供一種阻垢分散能力強，特別適用于高鈣、高堿度、高pH值水質的用于工業循環冷卻水處理的阻垢分散劑及制備方法。

解決上述問題的技術方案是：

一種用于工業循環冷卻水處理的阻垢分散劑，其特別之處是，它由馬來酸-馬來酸單酯-丙烯酸三元共聚而成，所述馬來酸、馬來酸單酯、丙烯酸三種單體的摩爾比例為2∶1～1.5∶0.5～1，其結構式為：

上述用于工業循環冷卻水處理的阻垢分散劑的制備方法，它按照以下步驟進行：

a.酯化：按照摩爾數比例1∶1取馬來酸酐和碳原子數≤3的一元醇C_nH_2n+1OH混合，在80～110℃進行酯化，酯化1小時后生成馬來酸單酯；

b.共聚：按上述單體配比取能水解生成等摩爾馬來酸的馬來酸酐、馬來酸單酯、丙烯酸，使用30％的過氧化氫和硫酸亞鐵銨引發催化，所述過氧化氫和馬來酸酐質量比例為1∶2，硫酸亞鐵銨的量為馬來酸酐質量的0.5％；加入分子量調節劑異丙醇，所述異丙醇、水和馬來酸酐質量比例為1∶1.2∶4。

上述用于工業循環冷卻水處理的阻垢分散劑的制備方法，所述共聚步驟的操作方法如下：將能水解生成等摩爾馬來酸的馬來酸酐、馬來酸單酯、硫酸亞鐵銨、異丙醇和水依次加入裝有回流冷凝器和攪拌的反應器中，加熱到95℃，同時分別滴加過氧化氫和丙烯酸，反應開始，溫度慢慢升高，控制滴加速度維持聚合反應溫度102±1℃，在3小時內將丙烯酸和過氧化氫滴加完畢，再在102±1℃溫度下反應1小時即制備出阻垢分散劑馬來酸-馬來酸單酯-丙烯酸共聚物，整個反應過程在攪拌下進行。

本發明在現有技術馬來酸-丙烯酸共聚物基礎上引入馬來酸單酯，合成出馬來酸-馬來酸單酯-丙烯酸三元共聚物，該三元共聚物作為阻垢分散劑具有有效成分含量高、阻垢分散能力強等特點，能有效的螯合Zn²⁺，使其在較高堿度下呈溶解狀態。本發明產品可在工業循環冷卻水處理中用作碳酸鈣和硫酸鈣的阻垢分散劑，特別適用于高鈣、高堿度和高pH值下的工業循環冷卻水處理，阻垢率可達到95％以上，若和有機膦酸復配使用效果更好。

具體實施方式

本發明所述的阻垢分散劑為馬來酸-馬來酸單酯-丙烯酸三元共聚物，其結構式為：

該共聚物為粘稠狀棕色透明水溶液，有效物質含量：70％，相對分子質量：1000-1200，pH值：(1％水溶液)1，密度：(25℃)1.4g/cm³，溶解度：與水、乙二醇、乙醇混溶，游離單體含量(以馬來酸計)：小于1％。

本發明與現有技術相比其關鍵之處是在馬來酸和丙烯酸共聚物的基礎上引入馬來酸單酯，合成出馬來酸-馬來酸單酯-丙烯酸三元共聚物。馬來酸是不飽和二元羧酸，馬來酸單酯分子內既有羧基又有酯鍵，所以馬來酸單酯水溶性要好于一元不飽和羧酸酯和二元不飽和羧酸二酯，在引入馬來酸單酯的共聚物中馬來酸單酯的量可以較大，且馬來酸單酯的聚合活性要高于馬來酸，在有效控制共聚物分子量的基礎上也就最大限度地提高了共聚物的阻垢分散能力。

以下提供幾個具體的實施例：