[發明專利]無機微顆粒水垢分散劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201910333049.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN109928521A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 陳增義
• 申請（專利權）人: 成都納海川環境工程有限公司
• 主分類號: C02F5/08
• 分類號: C02F5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種無機微顆粒水垢分散劑，由碳納米管經過磺化、硅烷化改性，制備得到改性碳納米管，改性碳納米管再與四氧化三鐵復合得到無機微顆粒水垢分散劑。該無機微顆粒水垢分散劑對設備無腐蝕性，難溶于水，易分離，且不含磷，對作用水體水質無影響，綠色環保，阻垢效果好，相比于不加水垢分散劑的空白組，加入本產品可有效抑制設備內壁水垢生成。本發明還提供了上述無機微顆粒水垢分散劑的制備方法，制備方法簡單，可以工業化生產。本發明無機微顆粒水垢分散劑可用于輪船冷卻水循環系統，阻止水垢在換熱器表面及循環管道內壁形成。

技術領域

本發明涉及一種水垢分散劑，特別是涉及一種綠色環保型無機微顆粒水垢分散劑。

背景技術

目前，水垢分散劑多為可溶性酸（磷酸、磷酸鹽）、有機膦等，對作用設備有一定的腐蝕性，同類產品均為可溶性酸或含磷聚合物，潛在環境危害較大。因此有必要研究開發一種綠色環保，腐蝕性小的水垢分散劑。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而開發一種具有綠色環保的無機微顆粒水垢分散劑。

本發明提供了一種無機微顆粒水垢分散劑，由碳納米管經過磺化、硅烷化改性，制備得到改性碳納米管，改性碳納米管再與四氧化三鐵復合得到無機微顆粒水垢分散劑。

進一步地，所述無機微顆粒水垢分散劑的粒徑為0.05-0.5μm。

進一步地，其具有如圖1所示的XRD圖。

進一步地，其具有如圖2所示的掃描電鏡圖。

進一步地，所述碳納米管磺化是采用碳納米管與濃硫酸加熱條件下反應制備得到磺化碳納米管，其中碳納米管與濃硫酸的質量比為1：100-150，加熱反應溫度為120-160℃。

進一步地，所述改性碳納米管為將磺化的碳納米管與氨基硅烷偶聯劑反應得到，其中氨基硅烷偶聯劑選自KH792、KH591、KH550中一種，KH550為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、KH792為γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、KH591為N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

進一步地，所述改性碳納米管為將磺化的碳納米管與氨基硅烷偶聯劑反應得到，具體為，將氨基硅烷偶聯劑加入到乙醇和水的混合溶液中，攪拌水解得到溶液，再向溶液中加入磺化碳納米管，攪拌，溫度40-60℃，反應時間1-2個小時，過濾，濾餅用蒸餾水清洗至pH=6.5-7.0，干燥得到改性碳納米管；其中，氨基硅烷偶聯劑和磺化碳納米管的體積質量比(mL/g)為0.02-0.05：1，氨基硅烷偶聯劑：水：乙醇體積比為1-5- 10：90。

進一步地，改性碳納米管與四氧化三鐵復合采用以下方法：

改性碳納米管與鐵鹽溶液反應得到碳納米管四氧化三鐵復合材料；

其中鐵鹽溶液的配制為：將六水三氯化鐵，無水醋酸鈉，聚乙二醇溶于乙二醇溶液中，攪拌均勻，六水三氯化鐵、醋酸鈉、乙二醇、聚乙二醇的質量比為1：8-10：20-30：0.8-1.2，聚乙二醇的分子量為2000-4000。

進一步地，鐵鹽溶液移入水熱反應釜，加入改性碳納米管，反應10-16小時，反應溫度120-160℃，反應完畢，冷卻至室溫，取出過濾，清洗干燥；將干燥后的產品放入燒結爐中，200-250℃燒結，升溫速度5℃/min，保溫2-4小時，取出，研磨，獲得最終產品無機微顆粒水垢分散劑，其中六水三氯化鐵與改性碳納米管的質量比為1：0.05-0.1。

本發明還提供了上述無機微顆粒水垢分散劑的制備方法，包括如下步驟：

第一步，碳納米管與濃硫酸發生磺化反應，得到磺化碳納米管；

第二步，磺化碳納米管與氨基硅烷偶聯劑反應得到改性碳納米管；

第三步，改性碳納米管與四氧化三鐵復合得到無機微顆粒水垢分散劑。