本发明属于工业水处理
技术领域：
，具体涉及一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂及其制备方法。
背景技术：
：目前国内的工业循环冷却水处理所使用的药剂绝大多数还是以磷系配方为主，但随着社会的发展和环保法律法规的日益完善，发现磷的排放作为微生物的营养源会导致水体富营养化，赤潮等生态环境污染问题，使这一配方的使用受到越来越严格的限制，促使人们把目光转向开发低磷、无磷的环境友好的综合药剂。《污水综合排放标准》gb8978-1996对这些磷酸盐的最高容许排放浓度(以p计)的一级排放标准为0.5mg/l(对于新建、改建和扩建企业)，对现有企业为1mg/l，是相当严格的。目前国内用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂要么加药量较大、要么就是高磷药剂。因此，制备一种低硬度水质用低磷、少量高效的阻垢缓蚀剂具有重要得意义。技术实现要素：针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂及其制备方法，以解决现有技术存在的的问题。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，该阻垢缓蚀剂由以下重量份的原料组成：8-15份葡萄糖酸钠、5-15份水溶性锌盐、5-10份2-巯醇基苯并噻唑、5-15份2-羟基膦基乙酸、15-30份多元共聚物和10-60份水；所述多元共聚物由四烯丙基氯化铵提供的结构单元、c3-c10的不饱和羧酸提供的结构单元和c2-c10的不饱和磺酸基化合物提供的结构单元组成。作为进一步的优化，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸和亚甲基丁二酸中的至少一种。作为进一步的优化，所述不饱和磺酸基化合物为烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、苯乙烯磺酸中的至少一种。作为进一步的优化，所述水溶性锌盐为氯化锌、七水硫酸锌中的一种或两种。作为进一步的优化，所述四烯丙基氯化铵、不饱和羧酸与不饱和磺酸基化合物的重量比为1:(1-4):(0.5-3)。作为进一步的优化，所述多元共聚物的极限粘度为0.06-0.10dl/g。本发明还提供了所述多元共聚物的制备方法，包括以下步骤：s1：将不饱和羧酸和水加入反应容器中，搅拌加热至60-90℃；s2：向s1的溶液中依次缓慢加入过硫酸铵溶液、焦亚硫酸钠溶液、四烯丙基氯化铵和不饱和磺酸基化合物，每加完一种组分保温搅拌20-60min，所有组分加料结束后保温反应1-3h，降至室温即得多元共聚物。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂及其制备方法，包括以下步骤：s1：常温下，将水、2-羟基膦酰基乙酸和水溶性锌盐进行搅拌混溶；s2：向s1的溶液中依次加入葡萄糖酸钠、2-巯醇基苯并噻唑、多元共聚物搅拌混均，即得阻垢缓蚀剂。本发明的有益效果：本发明以焦亚硫酸钠为分子量调节剂、以过硫酸铵为引发剂，通过四烯丙基氯化铵、不饱和羧酸和不饱和磺酸基化合物共聚反应制备了一种新型的由四烯丙基氯化铵提供的结构单元、不饱和羧酸提供的结构单元和不饱和磺酸基化合物提供的结构单元组成的多元共聚物，多元共聚物的极限粘度为0.06-0.10dl/g。制备的多元共聚物具有优异的阻垢缓蚀作用，该多元共聚物与2-巯醇基苯并噻唑、2-羟基膦酰基乙酸、水溶性锌盐、葡萄糖酸钠具有良好的协同作用，通过复配得到的阻垢缓蚀剂具有优异的缓蚀性能以及少量高效能的特点，适用于低硬度水质系统。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。多元共聚物由四烯丙基氯化铵提供的结构单元、c3-c10的不饱和羧酸提供的结构单元和c2-c10的不饱和磺酸基化合物提供的结构单元组成。多元共聚物的制备步骤如下：s1：将不饱和羧酸和水加入反应容器中，搅拌加热至60-90℃；s2：向s1的溶液中依次缓慢加入过硫酸铵溶液、焦亚硫酸钠溶液、四烯丙基氯化铵和不饱和磺酸基化合物，每加完一种组分保温搅拌20-60min，所有组分加料结束后保温反应1-3h，降至室温即得多元共聚物。上述物料涉及液体缓慢加入时采用滴加的方式。制备时四烯丙基氯化铵、不饱和羧酸与不饱和磺酸基化合物的重量比为1:(1-4):(0.5-3)，优选为1:(2-3):(1-2)。上述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸和亚甲基丁二酸中的至少一种，不饱和磺酸基化合物为烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、苯乙烯磺酸中的至少一种，水溶性锌盐为氯化锌、七水硫酸锌中的一种或两种。制备的多元共聚物的极限粘度为0.06-0.10dl/g。多元共聚物(a)的制备：四烯丙基氯化铵、不饱和羧酸与不饱和磺酸基化合物加料重量比为1:2.5:1.5，四烯丙基氯化铵投加量为20g，不饱和羧酸为甲基丙烯酸，不饱和磺酸基化合物为苯乙烯磺酸。s1：将不饱和羧酸和水(25g)加入反应容器中，搅拌加热至80℃；s2：向s1的溶液中依次缓慢加入过硫酸铵溶液(1.2g过硫酸铵溶于50g水中)、焦亚硫酸钠溶液(1.2g焦亚硫酸钠溶于35g水中)、四烯丙基氯化铵和不饱和磺酸基化合物，每加完一种组分后，保温搅拌30min，所有组分加料结束后保温反应2h，降至室温即得多元共聚物a(30℃下的极限粘度为0.076dl/g)。多元共聚物(b)的制备：四烯丙基氯化铵、不饱和羧酸与不饱和磺酸基化合物加料重量比为1:2:1，四烯丙基氯化铵投加量为20g，不饱和羧酸为丙烯酸，不饱和磺酸基化合物为乙烯基磺酸钠。s1：将不饱和羧酸和水(20g)加入反应容器中，搅拌加热至70℃；s2：向s1的溶液中依次缓慢加入过硫酸铵溶液(1.4g过硫酸铵溶于60g水中)、焦亚硫酸钠溶液(1.2g焦亚硫酸钠溶于35g水中)、四烯丙基氯化铵和不饱和磺酸基化合物，每加完一种组分后，保温搅拌40min，所有组分加料结束后保温反应1h，降至室温即得多元共聚物b(30℃下的极限粘度为0.081dl/g)。多元共聚物(c)的制备：四烯丙基氯化铵、不饱和羧酸与不饱和磺酸基化合物加料重量比为1:3:2，四烯丙基氯化铵投加量为20g，不饱和羧酸为亚甲基丁二酸，不饱和磺酸基化合物为烯丙基磺酸钠。s1：将不饱和羧酸和水(20g)加入反应容器中，搅拌加热至90℃；s2：向s1的溶液中依次缓慢加入过硫酸铵溶液(1.2g过硫酸铵溶于60g水中)、焦亚硫酸钠溶液(1.3g焦亚硫酸钠溶于40g水中)、四烯丙基氯化铵和不饱和磺酸基化合物，每加完一种组分后，保温搅拌20min，所有组分加料结束后保温反应3h，降至室温即得多元共聚物c(30℃下的极限粘度为0.082dl/g)。实施例1常温下，将35g水、10g2-羟基膦酰基乙酸和15g七水硫酸锌进行搅拌混溶；然后向上述混合溶液中依次加入12g葡萄糖酸钠、8g2-巯醇基苯并噻唑、20g多元共聚物a搅拌混均，即得阻垢缓蚀剂。实施例2常温下，将45g水、5g2-羟基膦酰基乙酸和5g氯化锌进行搅拌混溶；然后向上述混合溶液中依次加入15g葡萄糖酸钠、5g2-巯醇基苯并噻唑、30g多元共聚物b搅拌混均，即得阻垢缓蚀剂。实施例3常温下，将50g水、15g2-羟基膦酰基乙酸和12g七水硫酸锌进行搅拌混溶；然后向上述混合溶液中依次加入8g葡萄糖酸钠、10g2-巯醇基苯并噻唑、10g多元共聚物c搅拌混均，即得阻垢缓蚀剂。对比例1阻垢缓蚀剂的制备方法与实施例1的制备方法相同，其不同之处是，不添加多元共聚物a。对比例2阻垢缓蚀剂的制备方法与实施例1的制备方法相同，其不同之处是，不添加葡萄糖酸钠。对比例3阻垢缓蚀剂的制备方法与实施例1的制备方法相同，其不同之处是，不添加2-巯醇基苯并噻唑。对比例4阻垢缓蚀剂的制备方法与实施例1的制备方法相同，其不同之处是，不添加七水硫酸锌。对比例5阻垢缓蚀剂的制备方法与实施例1的制备方法相同，其不同之处是，20g多元共聚物a替换为20g丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸羟丙酯三元共聚物。对比例6阻垢缓蚀剂的制备方法与实施例1的制备方法相同，其不同之处是，20g多元共聚物a替换为20g丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙基膦酸三元共聚物。需要说明的是，本发明中使用的水均为去离子水，2-羟基膦酰基乙酸总磷含量为42.4％(以po43-计)。将本发明实施例与对比例的产品进行阻垢缓蚀性能对比实验，水样取自某化工企业，试验水质主要指标为总硬度97.51mg/l(以碳酸钙计)，钙硬度63.79mg/l(以碳酸钙计)，碱度51.29mg/l(以碳酸钙计)，缓蚀性能测试方法按照gb/t18175-2014《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》规定进行，阻垢性能测试方法参照gb/t16632-2008《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》规定进行，加药浓度为20mg/l，缓蚀性能测试试片选用20#碳钢，实验结果分别如表1所示。表1阻垢缓蚀性能实验结果数据项目阻垢率(％)缓释速率(mm/a)实施例198.020.0155实施例297.730.0166实施例397.490.0183对比例161.370.0753对比例272.940.0548对比例379.470.0509对比例474.900.0520对比例585.930.0304对比例689.570.0293以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明；但对于本领域的普通技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。当前第1页1 2 3
技术特征：
1.一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，其特征在于，该阻垢缓蚀剂由以下重量份的原料组成：8-15份葡萄糖酸钠、5-15份水溶性锌盐、5-10份2-巯醇基苯并噻唑、5-15份2-羟基膦基乙酸、15-30份多元共聚物和10-60份水；
所述多元共聚物由四烯丙基氯化铵提供的结构单元、c3-c10的不饱和羧酸提供的结构单元和c2-c10的不饱和磺酸基化合物提供的结构单元组成。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸和亚甲基丁二酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述不饱和磺酸基化合物为烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、苯乙烯磺酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述水溶性锌盐为氯化锌、七水硫酸锌中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述四烯丙基氯化铵、不饱和羧酸与不饱和磺酸基化合物的重量比为1:(1-4):(0.5-3)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述多元共聚物的极限粘度为0.06-0.10dl/g。
7.根据权利要求1-6任一项所述的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述多元共聚物的制备方法包括以下步骤：
s1：将不饱和羧酸和水加入反应容器中，搅拌加热至60-90℃；
s2：向s1的溶液中依次缓慢加入过硫酸铵溶液、焦亚硫酸钠溶液、四烯丙基氯化铵和不饱和磺酸基化合物，每加完一种组分保温搅拌20-60min，所有组分加料结束后保温反应1-3h，降至室温即得多元共聚物。
8.根据权利要求1-7任一项所述的阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：常温下，将水、2-羟基膦酰基乙酸和水溶性锌盐进行搅拌混溶；
s2：向s1的溶液中依次加入葡萄糖酸钠、2-巯醇基苯并噻唑、多元共聚物搅拌混均，即得阻垢缓蚀剂。
技术总结
本发明公开了一种适用于低硬度水质的阻垢缓蚀剂，该阻垢缓蚀剂由以下重量份的原料组成：8‑15份葡萄糖酸钠、5‑15份水溶性锌盐、5‑10份2‑巯醇基苯并噻唑、5‑15份2‑羟基膦基乙酸、15‑30份多元共聚物和10‑60份水；所述多元共聚物由四烯丙基氯化铵提供的结构单元、C3‑C10的不饱和羧酸提供的结构单元和C2‑C10的不饱和磺酸基化合物提供的结构单元组成。制备的多元共聚物具有优异的阻垢缓蚀作用，该多元共聚物与2‑巯醇基苯并噻唑、2‑羟基膦酰基乙酸、水溶性锌盐、葡萄糖酸钠具有良好的协同作用，通过复配得到的阻垢缓蚀剂具有优异的缓蚀性能以及少量高效能的特点，适用于低硬度水质系统。
技术开发人、权利持有人：耿俊玲;郭翠娟;张留成;刘文峰;徐旭东;梁清雷;梁新新;郑萍;高云峰;范春燕
