[发明专利]一种具有良好配伍性的钙离子螯合剂及其应用

说明书

本发明公开了一种具有良好配伍性的钙离子螯合剂及其应用，属于水处理领域。本发明以短链的聚乙二醇和亚氨基二乙酸二乙酯为原料，合成了一种新型钙离子螯合剂。与EDTA‑2Na相比，本发明的钙离子螯合剂BCHD_n‑4Na对钙离子的螯合作用更强，同时在常用的工业水处理药剂中溶解性能好、与其它药剂有着更好的相容性，更适合实际工业化应用。本发明的BCHD_n‑4Na在使用过程中不会产生胶凝现象，可用于水处理中作为阻垢剂。

技术领域

本发明涉及一种具有良好配伍性的钙离子螯合剂及其应用，属于水处理领域。

背景技术

地球上可供人们直接或间接利用的水资源日益匮乏，人类主要利用的淡水约占全球总储水量的2.53％。所以提高循环水利用效率对工业生产和社会经济发展具有重要意义。碳酸钙和硫酸钙是工业循环冷却水系统中成垢的主要成分，由于其在循环冷却水体系中呈现出一定的粘滞性和较低的溶解度，这两种盐垢容易附着并沉积于管道表面，降低了冷却水的热交换效率，甚至会导致反应釜的温度失控，造成爆炸等安全事故。为了有效抑制这些钙垢的产生，添加化学阻垢剂是一种常用的有效方法。

阻垢剂按其作用机理可以分为螯合增溶、凝聚分散、静电斥力、晶体畸变等作用。而在评定试验中，最主要的是螯合作用，分散作用是螯合作用的补救措施而晶体畸变作用是分散作用的补救措施。螯合作用是通过螯合剂的中心离子与体系中的成垢阳离子如钙镁离子等结合，生成稳定的螯合物，从而阻止其与成垢的阴离子接触，降低成垢几率。常见的有含膦系列的阻垢剂和聚羧酸类阻垢剂。含膦的阻垢剂可与多种金属离子作用，形成稳定的螯合物，具有较好的耐温性和良好的阻垢效果。但含膦阻垢剂在应用过程中会造成水体污染。聚羧酸类阻垢剂虽不含磷，但加入循环水系统后容易产生钙凝胶现象，失去阻垢效果。因此，为解决水处理问题，需开发设计新型的阻垢剂。

与聚合物型的阻垢剂相比，小分子型的阻垢剂在溶液中通常具有更快的扩散速度，与离子即时结合等优点，可以更好的阻止无机物的结晶过程。但与此同时，在水处理配方中，某些小分子金属螯合剂的配伍性不好，难以实际上发挥出阻垢的效果。因此，开发新型的具有实用价值的小分子螯合剂，对于新型水处理剂配方的开发具有重要意义。

发明内容

为解决目前阻垢剂在水处理应用中存在的缺陷，本发明设计合成了一种新型钙离子螯合剂。该钙离子螯合剂表现出良好的配伍性和螯合效果。

本发明的钙离子螯合剂为BCHD(n)-4Na，其结构式如下：

在一种实施方式中，所述钙离子螯合剂结构式如下，为BCHD(2)-4Na：

本发明的钙螯合剂BCHD(n)-4Na，是以短链的聚乙二醇和亚氨基二乙酸二乙酯为原料合成得到的。

本发明的钙离子螯合剂BCHD(n)-4Na的合成路线如下：

在一种实施方式中，所述合成路线如下：

本发明还提供一种水处理药剂，所述水处理药剂中含有钙离子螯合剂BCHD(n)-4Na。

在一种实施方式中，所述水处理药剂中还含有聚丙烯酸和膦酰基羟基乙酸。

在一种实施方式中，所述水处理药剂中含有2％-6％(按质量分数计)的钙离子螯合剂BCHD(n)-4Na、8-12％的聚丙烯酸和6-10％的膦酰基羟基乙酸。

本发明还提供上述钙离子螯合剂BCHD(n)-4Na或者上述含有钙离子螯合剂BCHD(n)-4Na的水处理药剂在水处理领域的应用。

所述应用，是用于循环水系统。具体地，可以用于循环冷却水体系中，比如以碳酸钙和/或硫酸钙为成垢的主要成分的工业循环冷却水系统。