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一种无磷缓释阻垢剂及其合成方法

阅读：360发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种无磷缓释阻垢剂及其合成方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种无磷缓释阻垢剂及其合成方法，涉及水处理领域。该无磷缓释阻垢剂包括活性成分、助剂和水。所述活性成分包括聚环氧琥珀酸、硫脲、聚天冬氨酸、丙烯酸类共聚物和无机钠盐，所述助剂为小分子醇类。其制备方法是将水、聚环氧琥珀酸、无机钠盐、硫脲依次加入容器内，在50-90度下，搅拌1-3小时，再依次加入聚天冬氨酸、丙烯酸类共聚物和助剂，室温搅拌1-2小时，既得产品。本发明的无磷复合缓释阻垢剂具有优良的缓释阻垢效果，具有较强的市场竞争力，通过添加硫脲等活性成分，能改善对污垢小粒子的分散能力，提高其缓释、防锈和阻垢性能。配方中不含任何无机磷和有机磷类化合物，安全环保性能优异，实际应用前景广阔。，下面是一种无磷缓释阻垢剂及其合成方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无磷缓释阻垢剂，其特征在于：该无磷缓释阻垢剂包括活性成分、助剂和水；其活性成分包括聚环氧琥珀酸、硫脲、聚天冬氨酸、丙烯酸类共聚物和无机钠盐，助剂为小分子醇类；各组份的重量百分比为：
2.如权利要求1所述的无磷缓释阻垢剂，其特征在与：所述的丙烯酸类共聚物为丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、马来酸-丙烯酸共聚物、或丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中的一种。
3.如权利要求1所述的无磷缓释阻垢剂，其特征在于：所述的无机钠盐为氯化钠、碳酸钠或钼酸钠中的一种。
4.如权利要求1所述的无磷缓释阻垢剂，其特征在于：所述的助剂为甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇中的一种。
5.如权利要求1所述的无磷缓释阻垢剂的合成方法，其特征在于该方法具体为：按各组份的重量百分比称取原料，将水、聚环氧琥珀酸、无机钠盐、硫脲依次加入容器内，在50-90℃下，搅拌1-3小时，再依次加入聚天冬氨酸、丙烯酸类共聚物和助剂，室温搅拌1-2小时，即得产品。

说明书全文

一种无磷缓释阻垢剂及其合成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种无磷缓释阻垢剂及其合成方法。

背景技术

[0002] 目前控制水质最行之有效的方法是投加水处理剂，对水处理剂的研究从十九世纪就开始了，通过人们不断的探索，各类水处理剂被开发出来，并且效果不断提高。含磷聚合物曾经极大地促进了水处理技术的发展，也是目前市场上最常见的水处理产品，但其对环境造成了很大的危害。一方面它加剧了水资源短缺；另一方面，世界各地也加强了对含磷聚合物的控制。因此，研究和开发具有多功能和绿色环保的水处理剂也成为发展趋势。

[0003] 当前，随着油田开采环境变得日益恶劣，高硬度、高碱度的污水使人们对阻垢剂的性能要求也更高。从近几年的阻垢剂研究状况来看，阻垢剂的研制与开发正逐步由单一向多元化复合型技术发展，即在保证阻垢性能的前提下，同时引入其它功能，从而研制出更高效、多功能的产品。其次，研发符合绿色环保需求的无磷、非氮、可生物降解的环境友好型阻垢剂，也成为了主流方向。

[0004] 在中国工业未来的发展中，缓释剂作为一种重要的防腐手段必定会在工业安全，减少材料损失等方面更有作为。随着环境保护和安全意识的增强，那些有害有毒的缓蚀剂定会被限制和禁止。如铬酸盐、汞盐等，而聚磷酸盐类、有机磷酸盐等含磷化合物虽然是一类很好的缓蚀剂，但由于其易引起水体的富营养化，令我国沿海地区经常发生大面积赤潮危害，水质不断恶化。出于保护环境的目的，开发出对环境无破坏作用的环境友好型缓蚀剂必定是缓释剂未来的发展方向。

[0005] 国外聚环氧琥珀酸共聚物的制备及应用。

[0006] 德国专利DE4212755在温度40℃-150℃，用环氧琥珀酸盐、CaSO3或CaSO3·xH2O反应8h后，再将溶液进行沉淀分离，得到磺化聚环氧琥珀酸及其盐，该产品具有良好的阻垢性能。Betz Dearborn Inc将环氧琥珀酸盐与带有烷基或芳香基的物质反应，所得产物具有良好阻垢缓蚀功能(US5871691)；Hakuto Co Ltd在50℃-150℃下，使用环氧琥珀酸摩尔比(3-30)：1和柠檬酸或含羟基的酒石酸发生共聚，得到聚环氧琥珀酸聚合物，该产品在造纸生产中很好的阻止了草酸钙的沉积(JP,2000117292,2004-4-25)。

[0007] 国内聚环氧琥珀酸聚合物的制备及应用

[0008] 秦文华首先将马来酸酐用氢氧化钠溶液水解，用H2O2环化后，与对苯乙烯磺酸钠在过硫酸铵引发剂作用下发生聚合反应，进而得到目标产品环氧琥珀酸-对苯乙烯磺酸盐(ESA-SSS)，评价结果表明，ESA-SSS阻硫酸钙垢、阻磷酸钙垢能力、稳定锌离子和分散氧化铁能力均优于PESA，且具有浓度优势，而阻碳酸钙垢的性能不但没有改善反而有所下降(内蒙古工业大学2009)。

[0009] 本发明提供的无磷缓释阻垢剂与上述相比具有更好的阻CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4等垢的性能和缓释性能以及良好的环保性。

发明内容

[0010] 本发明解决的技术问题是，提供一种无磷缓释阻垢剂，具有良好的控制CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4等垢的性能，又具有良好的缓释效果，且对环境友好的绿色新型无磷缓释阻垢剂及其合成方法。

[0011] 本发明的技术方案是，一种无磷缓释阻垢剂，该无磷缓释阻垢剂包括活性成分、助剂和水；其活性成分包括聚环氧琥珀酸、硫脲、聚天冬氨酸、丙烯酸类共聚物和无机钠盐，助剂为小分子醇类；

[0012] 无磷缓释阻垢剂包括各组份的质量百分比为：

[0013]

[0014] 所述丙烯酸类共聚物为丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、马来酸-丙烯酸共聚物或丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物中的一种。

[0015] 所述无机钠盐为氯化钠、碳酸钠或钼酸钠中的一种。

[0016] 所述助剂为甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇中的一种。

[0017] 一种无磷缓释阻垢剂的合成方法，具体为：按各组份的重量百分比称取原料将水、聚环氧琥珀酸、无机钠盐、硫脲依次加入容器内，在50-90度下，搅拌1-3小时，再依次加入聚天冬氨酸、丙烯酸类共聚物和助剂，室温搅拌1-2小时，既得产品。

[0018] 本发明的无磷复合缓释阻垢剂具有优良的缓释阻垢效果，具有较强的市场竞争力，通过添加硫脲等活性成分，能改善对污垢小粒子的分散能力，提高其缓释、防锈和阻垢性能。通过添加小分子醇类，能有效改善硫脲等活性成分的溶解性，促进长期储存和稳定性，增进分子间协同作用，进一步提升其缓释和阻垢性能。配方中不含任何无机磷和有机磷类化合物，安全环保性能优异，实际应用前景广阔。

具体实施方式

[0019] 下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

[0020] 本发明所有化学试剂均为市购。

[0021] 实施例1

[0022] 按重量百分比选取原料：

[0023]

[0024] 将水、聚环氧琥珀酸、钼酸钠、硫脲依次加入容器内，在85℃度下，搅拌2小时，再依次加入聚天冬氨酸、马来酸-丙烯酸共聚物和乙醇，室温搅拌1小时，既得产品，样品的对循环水系统阻垢性和缓释性实验结果如表2所示。

[0025] 实施例2

[0026] 按重量百分比选取原料

[0027]

[0028] 将水、聚环氧琥珀酸、钼酸钠、硫脲依次加入容器内，在85℃下，搅拌2小时，再依次加入聚天冬氨酸、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物和乙醇，室温搅拌1小时，既得产品。

[0029] 实施例3

[0030] 按重量百分比选取原料

[0031]

[0032] 将水、聚环氧琥珀酸、钼酸钠、硫脲依次加入容器内，在85℃下，搅拌2小时，再依次加入聚天冬氨酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和乙醇，室温搅拌1小时，既得产品。

[0033] 应用试验及结果

[0034] 1.实验样品来源：见表1

[0035] 表1试验样品来源

[0036]药剂来源药剂名称
本发明产品实施例1 HSZGJ 1
本发明产品实施例2 HSZGJ 2
本发明产品实施例3 HSZGJ 3

[0037] 2.阻碳酸钙实验

[0038] 2.1试验用水：配水：Ca2+400ppm，HCO3-1220ppm。

[0039] 2.2实验条件：水温80℃，时间10h，药剂用量：4ppm。

[0040] 2.3实验方法：参考《GB/T 16632-2008水处理剂阻垢性能测定碳酸钙沉淀法》标准。

[0041] 2.4实验结果：见表2

[0042] 3.阻硫酸钙实验

[0043] 3.1试验用水：配水：Ca2+400ppm，SO42+667ppm。

[0044] 3.2实验条件：水温80℃，时间10h，药剂用量：4ppm。

[0045] 3.3实验方法：参考《GB/T 16632-2008水处理剂阻垢性能测定碳酸钙沉淀法》标准。

[0046] 3.4实验结果：见表2

[0047] 4.缓释性能试验

[0048] 4.1试验用水：配水：Ca2+400ppm，HCO3-1220ppm。

[0049] 4.2实验条件：水温40℃，时间72h，药剂用量：100ppm。

[0050] 4.3实验方法：见GB181752-2000

[0051] 4.4实验结果：见表2

[0052] 表2试验结果

[0053]药剂名称碳酸钙阻垢率(％) 硫酸钙阻垢率(％) 腐蚀率(mm/a)
HSZGJ 1 98.4 99.1 0.002
HSZGJ 2 97.6 99.3 0.001
HSZGJ 3 95.9 98.8 0.002

[0054] 从上表可以看出，本发明的实施例1、2、3的产品实际应用效果，完全达到了本发明对循环水系统阻垢性和缓释性的要求。

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