技术领域
本发明型涉及一种化工产品及其制备方法,特别是用于水处理反渗透膜的缓蚀阻垢剂,属 液体分离技术领域。
背景技术
反渗透是利用压差为动
力的膜分离技术,它可以去除水中各种离子、分子、胶体、细菌等 杂质,是目前公认的高效、低耗、无污染的水处理技术。近年随着膜技术的发展,反渗透被越 来越广泛地运用到水处理中去。在反渗透水处理技术中,膜污染、或者说膜
结垢是影响反渗透 系统工作效率和使膜寿命减少的重要因素。为消除或减轻膜污染带来的不利影响,提高反渗透 系统的工作效率,使用阻垢剂无疑成为一种必不可少的手段。阻垢剂是一种良好的反渗透添加 剂,它可以抑制污垢的形成,延长
反渗透膜的使用寿命。目前所用阻垢剂存有价格昂贵、使用 成本高、阻垢剂中含有不利于环保的有害物质,阻垢率偏低等问题。因此,开发低成本、高效 率、利于环保的反渗透阻垢剂具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服
现有技术之
缺陷而提供一种制备成本低、阻垢率高、绿 色环保的用于反渗透膜的缓蚀阻垢剂,本发明还要提供这种缓释阻垢剂的制备方法。
解决上述问题的技术方案是:
一种用于反渗透膜的缓蚀阻垢剂,其特别之处是,构成中包括基本组成物和助剂,所述 基本组成物由如下重量单位的物质制成:羟基乙叉二膦酸4~5,聚
丙烯酸钠5~6,
水解聚
马来 酸酐5~6,聚环
氧琥珀酸3~4。
上述用于反渗透膜的缓蚀阻垢剂,所述助剂为三种,其中助剂1为亚
硫酸氢钠,其加入量 为基本组成物总重量的0.6~1%、助剂2为二氧化氯,其加入量为基本组成物总重量的0.1-0.3%、 助剂3为苯丙三氮唑,其加入量为基本组成物总重量的0.1-0.3%。
一种用于反渗透膜的缓蚀阻垢剂的制备方法,它包括下述步骤:
a.配料:按上述配比称取基本组成物和助剂;
b.混配:将羟基乙叉二膦酸加入反应器中搅拌,加入聚丙烯酸钠搅拌,再加入水解聚马来 酸酐搅拌,再滴加聚环氧琥珀酸搅拌,然后依次加入助剂1亚硫酸氢钠、助剂2二氧化氯、助剂 3二氧化氯;
c.
包装:待助剂充分溶解后,过滤包装。
上述用于反渗透膜缓蚀阻垢剂的制备方法,所述聚丙烯酸钠按照如下步骤制备:按重量单 位计称取去离子水150~200,丙烯酸150~200,加入反应釜搅拌,在低于60℃
温度下,加入NaOH 制成丙烯酸钠,调PH为7~9,搅拌10分钟后打入高位罐;按重量单位计称取去离子水120,亚 硫酸氢钠5~8,过硫酸铵7~9,使亚硫酸氢钠、过硫酸铵溶于去离子水中配制成引发剂,打 入引发剂高位罐;反应釜升温至80℃±2℃时,双滴加入丙烯酸钠和引发剂,丙烯酸钠和引发 剂按10∶1的比例滴加,聚合3小时,保温半小时后,即得聚丙烯酸钠。
上述用于反渗透膜的缓蚀阻垢剂及制备方法,所述水解聚马来酸酐按照如下步骤制备:按 重量单位称取去离子水800~900,马来酸酐150~200,三氯化
铁0.22~0.24,过硫酸铵20~ 25,将去离子水、马来酸酐加入反应釜,然后加入催化剂三氯化铁,升温至90~100℃溶解, 滴加引发剂,引发剂由过硫酸铵加入等量去离子水稀释配成,聚合3小时,保温3小时即成。
上述用于反渗透膜的缓蚀阻垢剂及制备方法,所述聚环氧琥珀酸按照如下步骤制备:按重 量单位称取去离子水250~280,马来酸酐300~315,48%的NaOH 200~220,将去离子水和马 来酸酐加入反应釜中混合,在低于60℃温度下,滴加48%的NaOH成盐,升温至45~65℃,加 入催化剂钨酸钠,同时滴加双氧水和48%NaOH,调PH值7~9,其中钨酸钠加入量为1~2重量 单位,双氧水和48%NaOH加入量按重量单位计分别为220~250和60~70,滴毕升温至60~70 ℃,环氧化2~3小时,继续升温至90℃以上,称取引发剂氢
氧化钙10~15重量单位,分两批 加入引发剂氢氧化钙,每10分钟加一次,每次加二分之一,充分搅拌均匀,即得到聚环氧琥珀 酸。
本发明产品是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。它对水中的
碳酸钙、硫 酸钙、硫酸钡、氟化钙和
硅垢有良好的阻垢分散性能,阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂,阻 垢率高达85%,高于同类产品10%。同时,它具有一定的缓蚀作用,是一种多元阻垢剂。本发 明产品
生物降解性能好,与氯有很好的相溶性,与其它药剂配伍性好,尤其适用于高
碱、高硬、 高PH值条件下的
冷却水系统,可实现高浓缩倍数运行。本产品制备方法采用独特配方和生产工 艺,各组份间具有很好的协同效应,产品性能稳定、成本低廉,而价格不及目前市场同类产品 的三分之一。基于上述特点,本发明产品可用于替代现有国内外同类产品。
具体实施方式
本发明产品通过制备聚环氧琥珀酸(PESA)、合成聚丙烯酸钠(PAAS)、水解聚马来酸酐 (HAMP),配以羟基乙叉二膦酸(HEDP),再经过添加助剂复配而制成一种缓蚀反渗透阻垢剂。采 用该方法制备的阻垢剂,具有节能、环保、适用范围广泛、阻垢缓蚀性能好、性能稳定、成本 低等显著优点。以下提供几个
实施例:
实施例1
聚丙烯酸钠聚合:按重量单位称取去离子水150,丙烯酸170,加入反应釜搅拌,在低于 60℃温度下,加入NaOH制成丙烯酸钠,调PH为7~9,搅拌10分钟后打入高位罐;按重量单位 称取去离子水120,亚硫酸氢钠5,过硫酸铵7,使亚硫酸氢钠、过硫酸铵溶于去离子水中配 制成引发剂,打入引发剂高位罐;反应釜升温至80℃±2℃时,双滴加入丙烯酸钠和引发剂, 丙烯酸钠和引发剂按10∶1的比例滴加,聚合3小时,保温半小时后,即得聚丙烯酸钠。
水解聚马来酸酐合成:按重量单位称取去离子水800,马来酸酐150,三氯化铁0.22,过 硫酸铵22,将去离子水、马来酸酐加入反应釜,然后加入催化剂三氯化铁,升温至90~100℃ 溶解,滴加引发剂,引发剂由过硫酸铵加入等量去离子水稀释配成,聚合3小时,保温3小时 即成。
聚环氧琥珀酸聚合方法如下:按重量单位称取去离子水250,马来酸酐300,48%的NaOH 200,将去离子水和马来酸酐加入反应釜中混合,在低于60℃温度下,滴加48%的NaOH成盐, 升温至45℃,加入催化剂钨酸钠,同时滴加双氧水和48%NaOH,调PH值7~9,其中钨酸钠加 入量按重量单位为1,双氧水和48%NaOH加入量按重量单位分别为220和60,滴毕升温至60℃, 环氧化2~3小时,继续升温至90℃以上,按重量单位称取引发剂氢氧化钙11,分两批加入氢氧 化钙。每10分钟加一次,每次加二分之一,充分搅拌均匀,即得到聚环氧琥珀酸。
缓蚀阻垢剂的制备:
按重量单位称取基本组成物羟基乙叉二膦酸5,聚丙烯酸钠5,水解聚马来酸酐6,聚环氧 琥珀酸4。按照基本组成物总量的0.6%称取助剂1亚硫酸氢钠,按照基本组成物总量的0.1%称 取助剂2二氧化氯,按照基本组成物总量的0.3%称取助剂3苯丙三氮唑。将羟基乙叉二膦酸加 入反应器中开始搅拌,加入聚丙烯酸钠搅拌10分钟,再加入水解聚马来酸酐搅拌10分钟,再滴加 聚环氧琥珀酸搅拌,然后依次加入助剂1亚硫酸氢钠、助剂2二氧化氯、助剂3二氧化氯,待助 剂充分溶解后,过滤包装。
实施例2
聚丙烯酸钠合成:按重量单位称取去离子水200,丙烯酸180,加入反应釜搅拌,在低于 60℃温度下,加入NaOH制成丙烯酸钠,调PH为7~9,搅拌10分钟后打入高位罐;按重量单位 称取去离子水120,亚硫酸氢钠7,过硫酸铵8,使亚硫酸氢钠、过硫酸铵溶于去离子水中配 制成引发剂,打入引发剂高位罐;反应釜升温至80℃±2℃时,双滴加入丙烯酸钠和引发剂, 丙烯酸钠和引发剂按10∶1的比例滴加,聚合3小时,保温半小时后,即得聚丙烯酸钠。
水解聚马来酸酐合成:按重量单位称取去离子水900,马来酸酐180,三氯化铁0.23,过 硫酸铵20,将去离子水、马来酸酐加入反应釜,然后加入催化剂三氯化铁,升温至90~100℃ 溶解,滴加引发剂,引发剂由过硫酸铵加入等量去离子水稀释配成,聚合3小时,保温3小时 即成。
聚环氧琥珀酸按如下方法聚合:按重量单位称取去离子水280,马来酸酐315,48%的NaOH 210,将去离子水和马来酸酐加入反应釜中混合,在低于60℃温度下,滴加48%的NaOH成盐, 升温至65℃,加入催化剂钨酸钠,同时滴加双氧水和48%NaOH,调PH值7~9,其中钨酸钠加 入量按重量单位为2,双氧水和48%NaOH加入量按重量单位分别为250和70,滴毕升温至70℃, 环氧化2~3小时,继续升温至90℃以上,按重量单位称取引发剂氢氧化钙10,分两批加入氢氧 化钙。每10分钟加一次,每次加二分之一,充分搅拌均匀,即得到聚环氧琥珀酸。
缓蚀阻垢剂的制备:
按重量单位称取基本组成物羟基乙叉二膦酸4,聚丙烯酸钠6,水解聚马来酸酐5,聚环氧琥 珀酸3。按照基本组成物总量的1%称取助剂1亚硫酸氢钠,按照基本组成物总量的0.2%称取助剂2 二氧化氯,按照基本组成物总量的0.2%称取助剂3苯丙三氮唑。将羟基乙叉二膦酸加入反应器中 开始搅拌,加入聚丙烯酸钠搅拌10分钟,再加入水解聚马来酸酐搅拌10分钟,再滴加聚环氧琥珀 酸搅拌,然后依次加入助剂1亚硫酸氢钠、助剂2二氧化氯、助剂3二氧化氯,待助剂充分溶解后, 过滤包装。
实施例3
聚丙烯酸钠合成:按重量单位称取去离子水180,丙烯酸200,加入反应釜搅拌,在低于 60℃温度下,加入NaOH制成丙烯酸钠,调PH为7~9,搅拌10分钟后打入高位罐;按重量单位 称取去离子水120,亚硫酸氢钠8,过硫酸铵9,使亚硫酸氢钠、过硫酸铵溶于去离子水中配 制成引发剂,打入引发剂高位罐;反应釜升温至80℃±2℃时,双滴加入丙烯酸钠和引发剂, 丙烯酸钠和引发剂按10∶1的比例滴加,聚合3小时,保温半小时后,即得聚丙烯酸钠。
水解聚马来酸酐合成:按重量单位称取去离子水850,马来酸酐200,三氯化铁0.24,过 硫酸铵25,将去离子水、马来酸酐加入反应釜,然后加入催化剂三氯化铁,升温至90~100℃ 溶解,滴加引发剂,引发剂由过硫酸铵加入等量去离子水稀释配成,聚合3小时,保温3小时 即成。
聚环氧琥珀酸按如下方法聚合:按重量单位称取去离子水260,马来酸酐305,48%的NaOH 220,将去离子水和马来酸酐加入反应釜中混合,在低于60℃温度下,滴加48%的NaOH成盐, 升温至55℃,加入催化剂钨酸钠,同时滴加双氧水和48%NaOH,调PH值7~9,其中钨酸钠加 入量按重量单位为1.5,双氧水和48%NaOH加入量按重量单位分别为230和68,滴毕升温至68 ℃,环氧化2~3小时,继续升温至90℃以上,按重量单位称取引发剂氢氧化钙15,分两批加入 氢氧化钙。每10分钟加一次,每次加二分之一,充分搅拌均匀,即得到聚环氧琥珀酸。
缓蚀阻垢剂的制备:
按重量单位称取基本组成物羟基乙叉二膦酸4.5,聚丙烯酸钠5,水解聚马来酸酐5.5,聚 环氧琥珀酸4。按照基本组成物总量的0.8%称取助剂1亚硫酸氢钠,按照基本组成物总量的0.3% 称取助剂2二氧化氯,按照基本组成物总量的0.1%称取助剂3苯丙三氮唑。将羟基乙叉二膦酸 加入反应器中开始搅拌,加入聚丙烯酸钠搅拌10分钟,再加入水解聚马来酸酐搅拌10分钟,再滴 加聚环氧琥珀酸搅拌,然后依次加入助剂1亚硫酸氢钠、助剂2二氧化氯、助剂3二氧化氯,待 助剂充分溶解后,过滤包装。