[發明專利]用于循環冷卻水系統的阻垢分散劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410058901.6
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103833150A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 管敏鋒;鄧曉虎
• 申請（專利權）人: 常州科威天使環保科技有限公司
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 孫培英

技術領域

本發明涉及工業水處理劑，具體涉及一種用于循環冷卻水系統的阻垢分散劑及其制備方法。

背景技術

工業生產的循環冷卻水系統中，由于水溫升高、水的蒸發、各種無機離子和有機物質的濃縮使循環水的硬度、堿度和pH值自然升高，水中含有的堿土金屬陽離子如Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺和少量其它陽離子如Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Zn²⁺等，會與水中的SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、OH^-、PO₄^3-、SiO₃^2-等陰離子生成難溶性無機鹽如Ca₃(PO4)₂、Ca(CO₃)₂、CaSO₄、Mg(OH)₂等，在管道和熱交換器表面沉積成垢，從而導致熱交換器傳熱效率降低并引起垢下腐蝕，浪費大量能源，降低整個系統的使用壽命。

在工業循環冷卻水處理過程中，大多采用投加化學藥劑的方法控制結垢和腐蝕，能夠防止水垢和污垢產生或者抑制其沉積生長的化學藥劑一般都統稱為阻垢劑。

阻垢劑在工業上常用的形式主要有緩蝕劑和分散劑兩種。

緩蝕劑主要有無機聚合磷酸鹽、有機多元磷酸、葡萄糖酸和單寧酸等，目前循環水系統中多采用磷系配方，用的較多的是有機多元膦酸，例如羥基乙叉二膦酸(HDPE)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)等，由于其分子量低，功能基團較少，從而影響其性能；另外有機多元膦酸中含有大量磷，排放后會引起周圍水域的富營養化。

分散劑主要是中、低相對分子質量的水溶性聚合物，包括均聚物和共聚物兩大類。聚合物作為阻垢分散劑具有阻垢性能優良，分散性能好，對氧化劑不敏感，熱穩定性好，磷含量低或不含磷等諸多優勢，一直是水處理領域研究的熱點。目前聚合物從均聚物逐漸發展到二元、三元和多元共聚物，各種具有不同功能的單體被大量引入，形成了一個獨特的領域。現在國內比較常見的聚合物主要有羧酸類聚合物、磺酸類聚合物、含磷類聚合物等，但是含烯醚類共聚物在國內文獻報道較少。

均聚物有聚丙烯酸及其鈉鹽、水解聚馬來酸酐等，均聚物由于其結構的局限性，分散阻垢能力有限。而共聚物品種較多，以丙烯酸系和馬來酸系的兩元或三元共聚物為主。

中國專利文獻CN102689992A(申請號201210040662.2)公開了一種三元共聚物阻垢劑及其制備工藝，所述的三元共聚物阻垢劑由異丙烯膦酸、丙烯酸、馬來酸酐三種單體所組成的混合單體采用水溶液聚合法共聚而成，該三元共聚物阻垢劑的數均相對分子量為5000～20000。制備時，首先將鏈轉移劑溶于去離子水中得到鏈轉移劑溶液，邊攪拌邊加熱；將引發劑與混合單體混合得到反應混合物；將鏈轉移劑溶液升溫至75℃～90℃，在攪拌下滴入反應混合物中，保溫反應5～6小時，冷卻至室溫后即得到三元共聚物阻垢劑。該阻垢劑屬于含磷類聚合物，雖然磷含量較少，但仍對環境仍會造成污染，該阻垢劑的制備方法是將引發劑與單體混合，滴加加熱的鏈轉移劑溶液，這樣易造成聚合反應溫度不易控制，影響聚合反應的可操作性。

中國專利文獻CN101805068A(申請號201010147936.9)公開了一種阻垢分散劑及其制備方法，該阻垢分散劑為馬來酸酐和丙烯基醚的共聚物，所述丙烯基醚為丙烯基聚氧乙烯醚；制備時向含有馬來酸酐、丙烯基醚的水溶液中滴加引發劑過硫酸銨水溶液，滴加完畢，在60℃～90℃下攪拌反應3～6小時。該阻垢劑為二元共聚物阻垢劑，阻碳酸鈣垢性能較好，但沒有體現出其它阻垢分散性能，應用范圍窄。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種阻碳酸鈣垢、硫酸鈣垢和磷酸鈣垢性能強，并且還具有較好的穩鋅、阻硅垢及氧化鐵分散能力的用于循環冷卻水系統的阻垢分散劑及其制備方法。