[发明专利]一种环保高效复合阻垢缓蚀剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工业循环冷却水处理的无磷可生物降解的环保高效阻垢缓蚀剂，属化工产品技术领域。

背景技术

基于环境保护和可持续发展战略的要求，对用于工业循环冷却水的阻垢缓蚀剂的研究开发，从单一的追求稳定高效的阻垢缓蚀效果转化为适合绿色化学的要求，以降低产品的环境负荷，即从化学产品的原料、生产、应用、废弃物回收等环节，减少对人类健康和环境产生危害。目前，市售的阻垢缓蚀剂大体由有机膦酸(HEDP，PBTCA)与聚马来酸酐(HPMA)、聚丙烯酸(PAA)(酯)复配而成。有机膦酸类阻垢缓蚀剂阻垢缓蚀效果尚可，但因含磷，在水中大量存在易滋生菌藻，影响水体质量。聚马来酸酐、聚丙烯酸等聚羧酸类阻垢分散剂虽然对环境污染很小，但不易生物降解，在环境中长期积累可带来潜在的危害。如专利文件CN1850661A《一种用于循环冷却水处理的绿色环保型复合缓蚀剂》的配方中的水解聚马来酸酐，即为不易生物降解物质。

近年来，有学者受海洋动物代谢启发而研制成功的一种生物高分子—聚天冬氨酸，它具有阻垢分散性能和良好的生物降解性能，是公认的绿色聚合物，是水处理剂的更新换代产品。从20世纪末到21世纪初，研究单位展开了有关“聚天冬氨酸”的应用研究，但是从研究结果来看，单独使用聚天冬氨酸作为阻垢缓蚀剂结果并不理想。如华东理工大学霍宇凝2001年博士学位论文“聚天冬氨酸及其复配物对碳钢的缓蚀性能研究”中披露，在总硬度164mg/L，钙离子107mg/L，氯离子70mg/L，总碱度81mg/L的水中，聚天冬氨酸浓度需200mg/L，对碳钢的腐蚀率才能达到0.0311～0.05411mm/a，这样处理每吨水需花费2.4元，成本较高。河北工业大学付翠轻2004年硕士学位论文“稀土永磁与环保型共聚物联合节水新工艺”中披露，在总硬度为580mg/L的水中，药剂用量8mg/L，80℃浓缩1.5倍时，静态阻垢率为54％左右，此结果充分表明在高硬度水中，聚天冬氨酸单独使用时，阻垢效果不佳。所以，为了提高聚天冬氨酸的性能价格比，使聚天冬氨酸与其它阻垢剂相比在经济方面更具竞争力，有必要寻求开发与聚天冬氨酸具有良好协同效应的药剂，并与之复配组成复合型水处理剂。

目前，有人提出聚天冬氨酸与钼酸钠、聚天冬氨酸与钨酸钠、聚天冬氨酸与锌盐复配。其中，钼酸钠价格为170元/千克，钨酸钠为15元/千克，导致水处理成本相当昂贵，而且此三种配方只能是在缓蚀性能方面产生协同效应，对阻垢率没有任何帮助。还有人提出聚天冬氨酸与有机膦酸盐或与聚羧酸类聚合物复配提高阻垢率，但又走进了对环境不利的老路，所以寻求开发与聚天冬氨酸复配产生良好协同效应，既能提高阻垢缓蚀性能，又能生物降解环境友好的水处理剂，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷而提供一种用于工业循环冷却水处理的，无磷、可生物降解并特别适用于高硬度、高腐蚀性的水质的环保高效复合阻垢缓蚀剂及制备方法。

解决上述问题的技术方案是：

一种环保高效复合阻垢缓蚀剂，其特别之处是，它由衣康酸均聚物、聚天冬氨酸钠、烷基醇酰胺和葡萄糖酸钠组合而成，上述四种组成物的质量比为1-3∶1-2∶2.5-3.5∶35-38。

上述环保高效复合阻垢缓蚀剂，所述四种组成物的质量比为1-2∶1-1.5∶2.5-3∶35-36。

上述环保高效复合阻垢缓蚀剂制备方法，它按照以下步骤进行：

a.衣康酸均聚物的合成：按照质量比50～60∶0.2～0.3∶0.7～0.8∶1∶1.7～1.8∶0.1取衣康酸、硫酸亚铁铵、异丙醇、水、30％的过氧化氢水溶液和11％亚硫酸氢钠水溶液，先将衣康酸、硫酸亚铁铵、异丙醇和水依次加入装有回流冷凝器和搅拌装置的反应器中，升温至95℃，保持温度95±1℃，然后同时滴加过氧化氢水溶液和亚硫酸氢钠水溶液，4小时滴加完毕，升温至100±1℃，继续反应1小时，即制备出衣康酸均聚物，降温出料；

b.复合阻垢缓蚀剂配制：按配比取衣康酸均聚物、聚天冬氨酸钠、烷基醇酰胺、葡萄糖酸钠，复配。

上述环保高效复合阻垢缓蚀剂制备方法，所述衣康酸均聚物的结构式为：

分子量800～1000。