[发明专利]一种混合水垢阻垢剂及其制备方法、应用

说明书

本申请适用于水处理剂技术领域，提供了一种混合水垢阻垢剂及其制备方法、应用，本申请基于聚环氧琥珀酸无氮非磷结构特点，选择植物中普遍存在、且能与硅酸反应的含有邻位酚羟基的没食子酸为原料，合成聚环氧琥珀酸衍生物作为绿色混合水垢阻垢剂。该绿色混合水垢阻垢剂分子单元内的邻位酚羟基官能团与硅酸形成1:3的可溶性配合物，增加硅酸溶解度，防治其沉淀成垢；而羧基和羟基均与成垢阳离子钙镁等形成配合物，防治碳酸系列和硫酸系列水垢的生成；同时，这种阻垢剂分子中不含氮磷等有可能导致水体富营养化的元素，没食子酸也是植物中普遍存，能生物降解，具有绿色环保特点。

技术领域

本申请属于水处理剂技术领域，尤其涉及一种混合水垢阻垢剂及其制备方法、应用。

背景技术

水资源利用过程中生成的水垢不仅造成堵塞管道、腐蚀设备、降低热交换率，还导致耗水耗能、增加碳排放量。工业生产用的水70％以上都是天然水，含有各种矿物元素，在特殊温度、压力的运行条件下，易产生水垢。因此，实际水利用系统中的水垢是混合水垢，主要包括碳酸水垢、硫酸水垢和硅酸水垢等。基于工业用水量大、对原水水质要求低的特点，目前防治水垢以添加阻垢剂为主。但目前使用的阻垢剂主要针对碳酸水垢和硫酸水垢，忽略了硅酸水垢的普遍存在。因此，目前使用的阻垢剂对硅酸水垢的阻垢性能差。硅酸水垢包括无机硅酸盐和无定形SiO₂，致密坚硬，不溶于普通酸碱，一旦生成只能机械去除或强酸清洗，是目前最难处理的水垢，已成为世界性难题。故研发对硅酸水垢，尤其是包括硅酸水垢在内的混合水垢的阻垢剂是解决实际用水系统中防治水垢生成的有效方法。

由于有机膦酸类阻垢剂具有阻垢效率高、廉价等优点被广泛使用。但含磷阻垢剂在水中水解成正磷酸，不但产生磷酸盐水垢还有可能导致水体富营养化。因此，近年来更多的研究集中在绿色阻垢剂的研发。然而，现有的绿色阻垢剂对硅酸水垢或含有硅酸的混合水垢的防治作用差，急需继续研发对硅酸水垢、碳酸水垢和硫酸水垢都有防治作用的混合水垢的阻垢剂。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种混合水垢阻垢剂，旨在解决现有的阻垢剂对硅酸水垢、含硅酸水垢的混合水垢的阻垢效果差的问题。

本申请实施例是这样实现的，一种混合水垢阻垢剂，所述混合水垢阻垢剂的结构通式如下所示：

本申请实施例的另一目的在于一种所述的混合水垢阻垢剂的制备方法，包括：

将聚环氧琥珀酸和没食子酸置于pH为酸性的条件下进行恒温搅拌反应，得混合水垢阻垢剂。

本申请实施例的另一目的在于一种所述的混合水垢阻垢剂或者所述的混合水垢阻垢剂的制备方法制备的混合水垢阻垢剂在水利用系统中的应用。

本申请实施例提供的混合水垢阻垢剂，对目前广泛使用的绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸进行改性，使其保持原有的绿色结构中嵌入能与硅酸反应的没食子酸，既能防治碳酸水垢、硫酸水垢的同时防治硅酸水垢，达到防治混合水垢的目的，具有绿色环保特点。

附图说明

图1是本申请实施例提供的混合水垢阻垢剂的¹³C核磁共振谱图；

图2是本申请实施例提供的混合水垢阻垢剂的红外吸收光谱图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸(PESA)是新兴的两种绿色阻垢剂，尤其PESA属于无氮非磷有机物，兼具阻垢缓蚀双重功效，可生物降解，可用于高盐高碱水系，是公认的绿色阻垢剂。但PESA分子内只含有羧基官能团，不能与硅酸反应，对硅酸水垢或含有硅酸的混合水垢的防治作用差，急需继续研发对硅酸水垢、碳酸水垢和硫酸水垢都有防治作用的混合水垢的阻垢剂。