[发明专利]一种新型水处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理剂及其制备方法，尤其涉及一种高效、多功能绿色环保型水处理剂及其制备方法。

背景技术

在工业循环冷却水中，为控制结垢、腐蚀、生物黏泥的危害而添加的化学药剂称为水处理剂。在水处理技术发展初期，一般都是添加无机化合物，如磷酸盐、氯气、石灰等作为水处理药剂，但水处理效果受到一定的限制。后来发展到用单宁、淀粉、木质素等纯天然有机化合物作为水处理剂，但由于其在水处理应用中投放量大，在高温高压下易分解，且杂质含量高而少用。

到上世纪70年代，发展到用三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等无机磷聚合物作阻垢剂。但这类阻垢剂磷含量高，易水解为正磷酸盐，产生磷酸钙沉淀，故现在都不单独用作阻垢剂，取而代之的是有机膦酸盐。

有机膦酸盐有明显的溶限效应和与其他水处理药剂复合使用的协同效应而得到广泛应用。尽管有机膦缓蚀阻垢剂有很多优点，但它也易分解，限制了其在高温、高碱和高硬度等水质条件下的使用，并且有机膦酸盐本身易形成有机膦酸垢，以及磷对环境的污染等问题，因此，开发低磷或无磷阻垢剂已成为国内外水处理剂的研究课题和发展方向。

随着人们环保意识的日益提高，环境法规日趋严格，人们对阻垢剂提出了越来越高的要求。具有较好阻垢性能且可降解的绿色聚合物阻垢剂成为研究的主要方向。目前，国内用作敞开式循环冷却水系统作阻垢缓蚀剂主要是HG/T2430-2004《阻垢缓蚀剂Ⅱ》和HG/T2431-2004《阻垢缓蚀剂Ⅲ》。

《阻垢缓蚀剂Ⅱ》是以丙烯酸-丙烯酸酯类共聚物和羟基乙叉二膦酸为主要成分复配而成的不含重金属及磺酸盐的全有机阻垢缓蚀剂。此种阻垢缓蚀剂的技术指标为：膦酸盐（以PO₄^3-计）含量，一等品为8.00±0.50%、合格品为8.00±1.00%；亚磷酸（以PO₃^3-计）含量，一等品为≤0.40、合格品为≤0.70；一等品和合格品的固体含量均为≥21.00%；一等品的密度为1.10～1.18g/cm³、合格品的密度为1.10～1.25g/cm³；一等品和合格品的PH（原液）均为4.5±0.5。

《阻垢缓蚀剂Ⅲ》是以丙烯酸-丙烯酸酯类共聚物和羟基乙叉二膦酸和（甲基）苯骈三氮唑为主要成分，不含重金属、磺酸盐、膦羧酸复配而成的全有机型阻垢缓蚀剂。此种阻垢缓蚀剂的技术指标为：膦酸盐（以PO₄^3-计）含量，一等品为7.30±0.30%、合格品为7.30±0.50%；亚磷酸（以PO₃^3-计）含量，一等品为≤0.30、合格品为≤0.70；唑类（以C₆H₄NHN：N计）含量，一等品为≥0.80%、合格品为≥0.50%，一等品和合格品的固体含量均为≥23.00%；一等品和合格品的密度（20℃）均为1.12～1.17g/cm³；一等品和合格品的PH（1%水溶液）均为3.50±1.00。

《阻垢缓蚀剂Ⅱ》是以丙烯酸-丙烯酸酯类共聚物和羟基乙叉二膦酸为主要成分，《阻垢缓蚀剂Ⅲ》是以丙烯酸-丙烯酸酯类共聚物和羟基乙叉二膦酸和（甲基）苯骈三氮唑为主要成分。它们的主要缺点为：丙烯酸类共聚物阻垢剂在国内外共聚物阻垢剂中占有重要地位。但由于易形成丙烯酸钙，在含有高浓度Ca²⁺时单独使用效果较差，且生物降解性差，因此将逐渐被能够生物降解的新型高效阻垢剂所代替。尽管像羟基乙叉二膦酸等有机膦缓蚀阻垢剂的出现，使水处理技术向前迈进了一大步，但由于有机磷酸盐易分解，限制了其在高温、高碱和高硬度等水质条件下的使用，并且有机磷酸盐本身易形成有机磷酸垢，以及磷对环境的污染等问题。因此，开发低磷或无磷阻垢剂已成为国内外水处理剂的研究课题和发展方向。

CN102718333A公开了一种高效低磷复合水处理剂，其中加入的马来酸-丙烯酸共聚物为辅助阻垢剂，很难同时达到最佳的阻垢缓蚀和分散效果。而且该文献所公开的水处理剂将缓蚀、阻垢和分散剂等简单的搅拌混合复配在一起，增大了固含量，增加了生产复配的难度，而且产品不利于长期存放，如存放两三个月就会变质或有结晶析出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种能够同时很好的起到缓蚀、阻垢、分散的作用，且能够适用于高碱度、高硬度、高PH条件下的冷却水系统的新型水处理剂；同时，本发明的另一个目的在于提供一种所述新型水处理剂的制备方法。