[發(fā)明專利]阻垢劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410454862.1
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104176837A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳騰殊;曾德芳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C02F5/10
• 分類號: C02F5/10
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻垢劑，尤其涉及一種工業(yè)高礦物離子含量廢水的阻垢劑。

背景技術(shù)

工業(yè)廢水尤其是礦山等重金屬加工業(yè)的廢水中，含有大量溶解的礦物質(zhì)；以鈣離子為例，循環(huán)冷卻水的濃縮、礦物灰渣中鈣的不斷溶解等方式，使得水中的鈣離子Ca²⁺濃度不斷升高，pH值不斷上升，有時(shí)甚至超過11，OH^-的增加使得水中的HCO₃^-向CO₃^2-轉(zhuǎn)化，Ca²⁺與CO₃^2-生成CaCO₃晶體，沉積在管道、泵體和池壁上，形成堅(jiān)硬的結(jié)垢。除了鈣離子之外，常見的還有鎂離子、鐵離子等金屬離子，以及鋇離子等重金屬離子。

然而現(xiàn)有的阻垢劑，通常在不同的pH條件下，難以維持較為一致的阻垢效率，例如水解聚馬來酸酐(HPMA)是常用的阻垢劑單體，化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性高，分解溫度在330℃以上，在高溫(≤350℃)和較高pH(8.3)下具有良好阻垢效果，阻垢時(shí)間可達(dá)100小時(shí)，當(dāng)pH值在6-9時(shí)，HPMA具有良好的阻垢效率，阻垢率可達(dá)90％以上；但是在pH值大于9時(shí)，其阻垢效率明顯下降，在pH值10時(shí)，其阻垢率僅50％左右。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種緩蝕效果較好、有效處理工業(yè)高礦物離子含量廢水的阻垢劑。

本發(fā)明提供一種阻垢劑，包括相互混合的組分A和組分B，組分A為水解聚馬來酸酐(HPMA)，其分子式為

組分B是由衣康酸(IA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸(AMPS)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙基膦酸(AMPP)三種單體合成的共聚物，所述共聚物的分子

式為

上述共聚物分子式中，x、y、z分別代表衣康酸(IA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸(AMPS)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙基膦酸(AMPP)的摩爾數(shù)，并且x：y：z＝(50.3-70.6)：(11-16)：(33-41)；

所述組分A與組分B以質(zhì)量份數(shù)計(jì)的比例為(4-6)：1。

進(jìn)一步的，所述組分B中衣康酸(IA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸(AMPS)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙基膦酸(AMPP)的摩爾數(shù)之比x：y：z＝(55.7-65.6)：(12-15)：(35-40)。

進(jìn)一步的，所述組分B中衣康酸(IA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸(AMPS)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙基膦酸(AMPP)的摩爾數(shù)之比x：y：z＝(58.4-62.3)：(13-14)：(38-40)。

進(jìn)一步的，所述組分A與組分B以質(zhì)量份數(shù)計(jì)的比例為5：1。

本發(fā)明還提供一種阻垢劑制備方法，包括以下步驟：

1)衣康酸水溶液制備：按比例混合衣康酸、次磷酸鈉和蒸餾水；

2)共聚反應(yīng)：在氮?dú)獗Ｗo(hù)以及持續(xù)攪拌的條件下，分別滴加引發(fā)劑水溶液和AMPS/AMPP混合液，進(jìn)行共聚合成反應(yīng)；反應(yīng)溫度控制在80±1℃，滴加時(shí)間控制在1h左右，引發(fā)劑水溶液和AMPS/AMPP混合液滴加完畢后，繼續(xù)保溫反應(yīng)2-4h，停止加熱，攪拌、冷卻后出料得到組分B溶液。

3)組分A溶液制備：以馬來酸酐為原料，甲苯為溶劑，在過氧化苯甲酰的引發(fā)下聚合得到組分A溶液；

4)阻垢劑水溶液制備：將組分A溶液和組分B溶液混合并攪拌，然后以質(zhì)量百分比為10％的氫氧化鈉溶液調(diào)pH至7，即可得到阻垢劑水溶液。

具體的，上述步驟1)和步驟2)在裝有電動攪拌、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計(jì)的四口燒瓶中進(jìn)行。

具體的，所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過氧化物。

借由上述方案，本發(fā)明的含磺酸基、膦酸基和多羧基的共聚物阻垢劑具有以下突出的優(yōu)點(diǎn):1)設(shè)計(jì)并制備的聚合物阻垢劑含有大量羧基，因而兼具臨界效應(yīng)和晶格畸變能力，阻垢能力強(qiáng)；聚合物中羧酸基團(tuán)過多，會與水中的高價(jià)金屬離子反應(yīng)生成凝膠，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)中的磺酸基，可以有效地防止凝膠產(chǎn)生和分散顆粒物，穩(wěn)定金屬離子；2)HPMA以1～15ppm與組分B中的有機(jī)膦酸鹽復(fù)合，具有良好的抑制水垢生成和剝離老垢的作用；3)本發(fā)明的共聚物阻垢劑對碳酸鈣垢的阻垢率可達(dá)98％，對硫酸鋇垢的阻垢率可達(dá)97.4％，阻垢性能突出；4)本發(fā)明產(chǎn)品具有廣泛的適用性，緩蝕效果較好、有效處理工業(yè)高礦物離子含量廢水。