[发明专利]一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种以天然产物 为原料的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法。

背景技术

近年来，有机磷酸类缓蚀阻垢剂应用发展极为迅速，国内循环冷却水 处理常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、磷酸酯、有机磷酸和聚合物类等。其 中，有机磷酸类药剂以其高效的缓蚀与阻垢双重功能而被广泛的应用，该 类水处理药剂具有化学性能稳定、能耐较高温度和pH值、有明显的溶限效 应和协同效应等特点。但是磷是细菌和藻类的营养源，含磷类阻垢剂易造 成环境水域的富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮而引起水源污染。因此， 开发无磷、生物降解性能好的新型绿色缓蚀阻垢剂已成为21世纪水处理的 发展方向。

国外无磷环保型水处理剂，如聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的开发始于 20世纪90年代初期，我国于90年代后期也开始了对聚环氧琥珀酸和聚天 冬氨酸的合成。发明专利公开CN1850661A提供了一种用于循环冷却水处 理的绿色环保型复合缓蚀阻垢剂，由聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸钠、水解 聚马来酸酐、葡萄糖酸钠、锌盐等阻垢分散剂和缓蚀剂按质量比为 1～6∶1～4∶2～6∶1～2∶1～2的比例复配而成，具有无磷、生物降解的特点，用于 循环冷却水系统中起缓蚀阻垢分散作用。发明专利公开CN101525185A提 供了一种无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法，无磷缓蚀阻垢剂包括聚环氧琥珀 酸、丙烯酸类共聚物、唑类、钼酸盐、pH值调节剂以及水。各组分的重量 百分比为：聚环氧琥珀酸25-40％，丙烯酸类共聚物18-40％，唑类5-15％， 钼酸盐1-3％，pH调节剂2-6％，其余为水。发明专利公开CN101337744A 提供了一种无磷缓蚀阻垢剂及其合成方法，该合成产品中含有羧酸基、磺 酸基和氨基磺酸盐等多种官能团，利用它们之间的协同作用，使其具有更 好的阻垢、分散性能，同时该产品无磷，可生物降解，对保护环境有利。 发明专利公开CN101066811A提供了一种无磷缓蚀阻垢剂，它是由聚天冬 氨酸或/和聚环氧琥珀酸、聚马来酸酐、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共 聚物、锌盐、天然有机高分子、钼酸盐及其它组份所组成。

聚羧酸类水处理剂如聚丙烯酸、聚马来酸的成功开发是水处理技术的 突破性进展，由于无磷曾被认为是环境可接受的阻垢剂。但是近年来的研 究表明，尽管多数聚羧酸阻垢剂毒性低，但它们一般无法在微生物和真菌 的作用下分解成简单的无毒物质，即无法生物降解或只能少量被生物降解， 若在水体中长期富集，也将污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异的缓蚀、阻垢性能的无磷缓蚀阻 垢剂的制备方法，具体地说，是一种以天然产物为原料的无磷缓蚀阻垢剂 的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用天然产物合成水处理 用无磷缓蚀阻垢剂的方法，它采用不饱和羧酸对天然产物进行接枝改性， 该无磷缓蚀阻垢剂的各原料重量份数为：

不饱和羧酸          100-500

天然产物            20-400

浓硫酸(98％)        5-100

催化剂              0.001-20

双氧水              10-500

水                100-2000

其制备方法是，首先在反应釜内加入水100-2000重量份，搅拌条件下 往反应釜内抽入硫酸5-100重量份，将100-500重量份不饱和羧酸加入反应 釜或滴加罐中；反应釜内加入20-400重量份天然产物和0.001-20重量份催 化剂，将10-500重量份双氧水和100-2000重量份水抽入滴加罐内或加入反 应釜内，反应器内温度升至50-120℃，开始反应，反应时间0.5-36小时， 反应结束获得产品。

所述的不饱和羧酸主要是马来酸酐、丙烯酸中的一种或二种。

所述的天然产物包括多糖类物质及其衍生物，可以是淀粉及其衍生物， 也可以是造纸废渣产物木质素磺酸盐、腐殖酸、丹宁等。

所述的催化剂可以为过氧化物类(如过硫酸铵，但并不仅限于该物质)、 硫酸亚铁、含有钒的物质、含有钴的物质、含有镍等过渡金属的物质中的 一种或二种及两种以上，以任意配比混合均匀。