[發明專利]一種復合型水質穩定劑JTW-3及其制備方法

無效

• 申請號: 201110073899.6
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102181023A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王良成;常立民;武祥;張強;王良璧
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F222/06;C08F220/14;C08F220/56;C02F5/14
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 鮮林

技術領域

本發明涉及工業循環水處理技術領域，特別是一種復合型水質穩定劑JTW-3，本發明還包括該水質穩定劑的制備方法。

背景技術

隨著人類社會不斷進步,工農業生產的長足發展，工業﹑農業和人們日常生活用水量日益增大，使得地球上的淡水資源日趨匱乏，人類社會正在面臨著嚴重的“水危機”威脅。在工業﹑農業和人們日常生活用水總量中，工業用水占居首位，工業生產過程產生的廢水量也居于總廢水量的首位。如何減少工業用水，并對工業廢水進行合理處理和回用，越來越受到人們的重視。由于冷卻水不斷蒸發，水中鹽類被濃縮，同時由于冷卻水與大氣充分接觸，導致循環冷卻水出現嚴重的結垢，腐蝕和菌藻滋生三大弊病，使換熱效率大為降低，檢修頻繁，威脅著工業生產的正常進行。

阻垢劑的發展經歷了無機聚磷酸鹽、有機聚磷酸(鹽)、聚羧酸類、二元及三元含磷共聚物、二元及三元低磷和無磷共聚物幾個階段。隨著人類環境意?識的提高，環保法規進一步嚴格，低磷、無磷的綠色水處理劑已成為國內外水處理劑研制方面的熱點課題。將不同作用機理的官能團接枝在共聚物分子中可發揮不同的功效。如阻CaC0₃、CaSO₄?垢的主要是羧酸基；羥基、酰胺基等對阻Ca₃(P0₄)₂垢有益；而丙烯酸酯對阻GaS0₄垢效果顯著；膦酸基(-PO(OH))不僅具有阻垢分散能力，而且還有緩蝕性能。本文以水為溶劑，在引發劑的作用下將含有羧酸基、酰胺基和膦酸基的化合物聚合成四元共聚。

國內有關用馬來酸酐、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯等物質為原料合成水溶性阻垢劑的報道比較多，這些水質穩定劑普遍存在性能比較單一（主要是阻垢功效），溶鈣能力較小。它們的應用受水的濃縮倍率、水溫、pH值的影響較大，而且基本上對碳鋼不具有緩蝕作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種低磷高效復合型水質穩定劑JTW-3。

本發明的另一目的是提供該水質穩定劑JTW-3的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

一種復合型水質穩定劑JTW-3，以占總固料25%～30%的馬來酸酐、占總固料2%～10%的次磷酸鈉、占總固料25%～35%的單體丙烯酸甲酯和占總固料35%~45%的丙烯酰胺為原料，在占總固料5%~15%的引發劑過硫酸銨的作用下，在水溶液中進行自由基共聚制備而成。

上述復合型水質穩定劑JTW-3的制備方法包括以下工藝步驟：

a、按權利要求1所述配比在裝有攪拌器的四頸燒瓶中,?加入馬來酸酐和次磷酸鈉，加水配置成10～20?%的水溶液，水浴攪拌加熱；

b、待水浴溫度升至50～65℃時開始滴加溶液，同時交替滴加單體丙烯酸甲酯和25%～35%丙烯酰胺的水溶液，最終產物中總固含量為25%～35%，每種單體均2～4次滴完，共需0.5～1.5小時。引發劑20～50?min滴完；

c、溶液滴加完畢，恒溫3.5～5h后，倒出聚合產物自然冷卻，即得淺黃色透明液體水質穩定劑JTW-3。

本發明制備方法簡單，工藝條件溫和，接枝共聚反應在水溶液中進行，成本低，而且有效地抑制其它副反應的發生，同時在反應過程中沒有“三廢”的產生。本發明制備的復合型水質穩定劑（JTW-3）便于運輸和儲存。

本發明復合型水質穩定劑（JTW-3）的性能測定

1.試驗檢測依據的標準及方法

（1）阻碳酸鈣垢性能評定

根據化工部標準，用無水CaCl₂﹑NaHC0₃配制實驗水樣。水樣中，[Ca²⁺]=250mg/L(以CaC0₃計),[HCO₃^-]=250mg/L(以CaC0₃計)。待恒溫水浴箱50℃時，將此水樣放入，并逐漸升溫至80℃?恒溫，使之濃縮1.5倍，恒溫10小時。用EDTA?絡合滴定法測定[Ca²⁺]。按下式計算阻垢率:

阻垢率（%）=100*（Vc-Vo）/(KV-Vo)

式中，V--未加熱空白水樣所消耗的EDTA體積,ml；

Vc--加有水質穩定劑的水樣加熱后所消耗的EDTA體積,ml。

Vo--未加水質穩定劑的水樣加熱后所消耗的EDTA體積,ml?;

K--濃縮倍數。

（2）阻磷酸鈣垢性能評定