[发明专利]一种复合型水质稳定剂JTW-3及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业循环水处理技术领域，特别是一种复合型水质稳定剂JTW-3，本发明还包括该水质稳定剂的制备方法。

背景技术

随着人类社会不断进步,工农业生产的长足发展，工业﹑农业和人们日常生活用水量日益增大，使得地球上的淡水资源日趋匮乏，人类社会正在面临着严重的“水危机”威胁。在工业﹑农业和人们日常生活用水总量中，工业用水占居首位，工业生产过程产生的废水量也居于总废水量的首位。如何减少工业用水，并对工业废水进行合理处理和回用，越来越受到人们的重视。由于冷却水不断蒸发，水中盐类被浓缩，同时由于冷却水与大气充分接触，导致循环冷却水出现严重的结垢，腐蚀和菌藻滋生三大弊病，使换热效率大为降低，检修频繁，威胁着工业生产的正常进行。

阻垢剂的发展经历了无机聚磷酸盐、有机聚磷酸(盐)、聚羧酸类、二元及三元含磷共聚物、二元及三元低磷和无磷共聚物几个阶段。随着人类环境意 识的提高，环保法规进一步严格，低磷、无磷的绿色水处理剂已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题。将不同作用机理的官能团接枝在共聚物分子中可发挥不同的功效。如阻CaC0₃、CaSO₄ 垢的主要是羧酸基；羟基、酰胺基等对阻Ca₃(P0₄)₂垢有益；而丙烯酸酯对阻GaS0₄垢效果显著；膦酸基(-PO(OH))不仅具有阻垢分散能力，而且还有缓蚀性能。本文以水为溶剂，在引发剂的作用下将含有羧酸基、酰胺基和膦酸基的化合物聚合成四元共聚。

国内有关用马来酸酐、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯等物质为原料合成水溶性阻垢剂的报道比较多，这些水质稳定剂普遍存在性能比较单一（主要是阻垢功效），溶钙能力较小。它们的应用受水的浓缩倍率、水温、pH值的影响较大，而且基本上对碳钢不具有缓蚀作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低磷高效复合型水质稳定剂JTW-3。

本发明的另一目的是提供该水质稳定剂JTW-3的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种复合型水质稳定剂JTW-3，以占总固料25%～30%的马来酸酐、占总固料2%～10%的次磷酸钠、占总固料25%～35%的单体丙烯酸甲酯和占总固料35%~45%的丙烯酰胺为原料，在占总固料5%~15%的引发剂过硫酸铵的作用下，在水溶液中进行自由基共聚制备而成。

上述复合型水质稳定剂JTW-3的制备方法包括以下工艺步骤：

a、按权利要求1所述配比在装有搅拌器的四颈烧瓶中, 加入马来酸酐和次磷酸钠，加水配置成10～20 %的水溶液，水浴搅拌加热；

b、待水浴温度升至50～65℃时开始滴加溶液，同时交替滴加单体丙烯酸甲酯和25%～35%丙烯酰胺的水溶液，最终产物中总固含量为25%～35%，每种单体均2～4次滴完，共需0.5～1.5小时。引发剂20～50 min滴完；

c、溶液滴加完毕，恒温3.5～5h后，倒出聚合产物自然冷却，即得浅黄色透明液体水质稳定剂JTW-3。

本发明制备方法简单，工艺条件温和，接枝共聚反应在水溶液中进行，成本低，而且有效地抑制其它副反应的发生，同时在反应过程中没有“三废”的产生。本发明制备的复合型水质稳定剂（JTW-3）便于运输和储存。

本发明复合型水质稳定剂（JTW-3）的性能测定

1.试验检测依据的标准及方法

（1）阻碳酸钙垢性能评定

根据化工部标准，用无水CaCl₂﹑NaHC0₃配制实验水样。水样中，[Ca²⁺]=250mg/L(以CaC0₃计),[HCO₃^-]=250mg/L(以CaC0₃计)。待恒温水浴箱50℃时，将此水样放入，并逐渐升温至80℃ 恒温，使之浓缩1.5倍，恒温10小时。用EDTA 络合滴定法测定[Ca²⁺]。按下式计算阻垢率:

阻垢率（%）=100*（Vc-Vo）/(KV-Vo)

式中，V--未加热空白水样所消耗的EDTA体积,ml；

Vc--加有水质稳定剂的水样加热后所消耗的EDTA体积,ml。

Vo--未加水质稳定剂的水样加热后所消耗的EDTA体积,ml ;

K--浓缩倍数。

（2）阻磷酸钙垢性能评定